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永磁同步电机负载估计算法--自适应龙伯格观测器

一、原理介绍

龙贝格扰动观测器的参数可以通过带宽配置法进行整定,将观测器带宽设为L,选取大的L可以加快观测器的收敛速度,但是L过大会导致系统阶跃响应出现超调、稳态性能差等问题。因此,在龙贝格观测器中引入表征系统状态变量x1和参数L关系的自适应函数,设计了ALDOB,使得参数L可以在系统响应的不同阶段自适应变化,有效地解决了上述问题

二、仿真模型

在MATLAB/simulink(软件版本为2020A)里面验证所提算法,搭建仿真。采用和实验中一致的控制周期1e-4,电机部分计算周期为1e-6。仿真模型如下所示:

仿真工况:电机空载零速启动,0s阶跃给定转速1000rpm,0.5s施加额定负载

(前者为不带负载前馈,后者为带负载前馈)

2.1给定转速、实际转速

 

 

2.2电磁转矩

 2.3三相电流

2.4负载扰动估计对比

龙贝格扰动观测器

自适应龙贝格扰动观测器 

可以看出相比于固定增益的龙贝格观测器,自适应龙贝格观测器稳态时估计的扰动波动明显减小。由于估计扰动会前馈会转速环,减小估计扰动波动可以进而减小iq给定值的波动,以致减小电磁转矩波动,改善电机稳态性能;当电机受到阶跃扰动时,观测器增益迅速而平滑的增大,实现较快的动态估计性能,通过前馈环节增强电机抗扰性能


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