电气传动　２０１１年　第４１卷　第５期

ＥＬＥＣＴＲＩＣ　ＤＲＩＶＥ　２０１１　Ｖｏｌ．４１　Ｎｏ．５



带定子电阻辨识的异步电机无速度传感器

直接转矩控制

佘致廷１，郑勇１，袁俊波２，张红梅２

（湖南长沙４１．湖南大学电气与信息工程学院，１００８２；

）湖南长沙４２．湖南大学电力推进与伺服控制教育部重点实验室，１００８２

在建立异步电机直接转矩控制动态数学模型的基础上，提出了交互式模型参考自适应参数辨识方　　摘要：

法，通过参考模型和可调模型互换，实现了带定子电阻参数辨识的转速观测。仿真和实验结果表明，该方案不仅实现了转速的高精度辨识，而且能较好地解决定子电阻变化对系统动静态性能的影响，改善了异步电机无速度传感器直接转矩控制低速转矩脉动。

关键词：异步电机；无速度传感器；直接转矩控制；交互式模型参考自适应中图分类号：ＴＭ３４３　　　　文献标识码：Ａ

ＤｉｒｅｃｔＴｏｒｕｅＣｏｎｔｒｏｌｏｆＩｎｄｕｃｔｉｏｎＭｏｔｏｒＳｅｅｄＳｅｎｓｏｒｌｅｓｓｗｉｔｈ　　　　　　　　ｑｐ

ＲｅｓｉｓｔａｎｃｅＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎＳｔａｔｏｒ　　

１１２２

ＳＨＥＺｈｉ　－ｔｉｎＺＨＥＮＧ　ＹｏｎＹＵＡＮ　Ｊｕｎ－ｂｏ，ＺＨＡＮＧ　Ｈｏｎ－ｍｅｉ　ｇ，ｇ，ｇ

（，．ＣｏｌｌｅｅｏＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＩｎｏｒｍａｔｉｏｎ　ＥｎｉｎｅｅｒｉｎＨｕｎａｎ　ＵｎｉｖｅｒｓｉｔＣｈａｎｓｈａ４Ｈｕｎａｎ，Ｃｈｉｎａ；１　　　１００８２ｇｆ　ｆｇｇ，ｙ，ｇ

Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ　ＭｉｎｉｓｔｒＫｅＬａｂｏｒａｔｏｒｏＥｌｅｃｔｒｉｃＰｒｏｕｌｓｉｏｎａｎｄ　ＳｅｒｖｏＣｏｎｔｒｏｌ，２．　　　ｙ　ｙ　ｙｆ　ｐ　

Ｈｕｎａｎ　ＵｎｉｖｅｒｓｉｔＣｈａｎｓｈａ４Ｈｕｎａｎ，Ｃｈｉｎａ）１００８２，ｙ，ｇ

：，ＡｂｓｔｒａｃｔＢａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｄｎａｍｉｃ　ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ　ｍｏｔｏｒ　ｄｉｒｅｃｔ　ｔｏｒｕｅ　ｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅ　ｍｕｔｕａｌｙｑ）ｍａｒａｍｅｔｅｒｒｏｏｓｅｄｍｏｄｅｌ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ａｄａｔｉｖｅ　ｓｓｔｅｍ（ＭＲＡＳｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　　ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｗａｓ　　ｔｏ　ｉｍｌｅｍｅｎｔ　ｔｈｅｐｐｐｐｙｐ　ｓｅｅｄ　ａｎｄ　ｓｔａｔｏｒ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｏｎｌｉｎｅ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｂｃｈａｎｉｎｔｈｅ　ｒｏｌｅｓ　ｏｆ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｍｏｄｅｌ　ａｎｄ　ａｄｕｓｔａｂｌｅｒｏｔｏｒ　　ｐｙｇｇｊｍｏｄｅｌ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｍｕｔｕａｌ　ＭＲＡＳ　ｓｃｈｅｍｅ．Ｃｏｍｕｔｅｒ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｅｘｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄｐｐ　ｏｂｔａｉｎ　ｈｉｈ－ｒｅｃｉｓｉｏｎ　ｓｅｅｄ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｏｌｖｅ　ｔｈｅ　ｒｏｂｌｅｍｓ　ｏｆ　ｄｎａｍｉｃ　ａｎｄ　ｓｔａｔｉｃ　ｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅｃａｎｇｐｐｐｙｐ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｓｔａｔｏｒ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｖａｒｉａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｔｏｒｕｅ　ｒｉｌｅ　ｏｆ　ＤＴＣ　ａｔ　ｌｏｗ　ｓｅｅｄ　ｉｓ　ａｌｓｏ　ｉｍ－ｓｓｔｅｍｑｐｐｐｙｒｏｖｅｄ．ｐ

：；；；Ｋｅｗｏｒｄｓｉｎｄｕｃｔｉｏｎ　ｍｏｔｏｒｓｅｅｄ　ｓｅｎｓｏｒｌｅｓｓｄｉｒｅｃｔ　ｔｏｒｕｅ　ｃｏｎｔｒｏｌｍｕｔｕａｌ　ＭＲＡＳｙｐｑ　

１０］

法［等速度辨识方法。文献［的转子齿谐波法８］

１　引言

直接转矩控制是继矢量控制后发展起来的一项高性能交流电机控制技术。该控制方法以其结构简单，鲁棒性强，动态性能好而得到了广泛应

］１３－

。直接转矩控制本身不需要速度信息，为了用［

估计转子转速方法比较简单，但是由于转子齿槽个数有限，而且磁阻变化很小，脉动电压的频率和幅值在低速时变得很小，此时速度估计变得很困］难。文献［的扩展卡尔曼滤波法是通过使用噪９声的信号对非线性动态系统进行实时递推最优状但是算法十分复杂，即使采用高性能的态估计，

计算时间还是很长，尤其是在转速快速变化ＤＳＰ，

时，故难以实现实时控制。文献［的模型参考１０］自适应法是根据转子磁链模型设计的一种速度观测器，但未考虑定子电阻的变化对速度观测的影响。尽管无速度传感器直接转矩控制的优良性能

实施对电机转速的精确控制，必须引入速度反馈但是速度传感器的使用影响了系统的简和调节，

单性、廉价性和可靠性。基于以上原因，无速度传感器直接转矩控制技术成为了国内外学者研究的

］４７８］－

，、热点［人们相继提出了转子齿谐波法［扩展９］

卡尔曼滤波法［和模型参考自适应系统（ＭＲＡＳ）

，：佘致廷（男，博士，硕士导师，１９６２－）Ｅｍａｉｌｓｈｅｚｈｉｔｉｎａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ　　作者简介：＠ｙｇ