提升无速度传感器DTC系统性能：Luenberger观测器与速度自适应观测器的应用

本文主要探讨了基于Luenberger观测器的无速度传感器直接转矩控制系统(DTC)在提高异步电动机调速性能中的应用。Luenberger观测器是一种自校正控制器，常用于系统状态估计，特别是在难以直接测量的状态参数中，如定子磁链。在传统的直接转矩控制系统中，由于磁链观测精度不高，导致转矩控制存在较大波动，尤其是在低速运行时动态性能较差。 论文首先引入Luenberger观测器到DTC系统中，目的是提升磁链的观测精度，从而减少转矩的脉动，改善系统的稳定性和动态响应。通过Lyapunov稳定性理论，作者构建了一个速度自适应观测器，这个观测器能够实时调整自身参数以适应电机速度的变化，进一步提高了速度的观测精度，特别是针对低速运行时可能出现的精度下降问题。 对比早期的开环磁链观测模型，如电流磁链观测模型和电压磁链观测模型，这些方法分别受限于参数敏感性、不适合高速或低速等问题。而降阶闭环磁链观测器虽然在电机参数精确的情况下表现出较高的观测精度，但在实际应用中，其对测量偏差的抵抗能力有限。通过模型参考自适应方法，Luenberger观测器克服了这些问题，提供了更稳定的磁链和速度估计。 仿真和实验结果证实了Luenberger观测器的有效性，以及速度自适应观测器在不同转速下的优势。这不仅提升了系统的控制精度，还优化了整体性能，使得在低速情况下也能保持良好的动态特性。因此，这种基于Luenberger观测器的无速度传感器DTC系统为异步电动机的高效、精确控制提供了一种新的解决方案，具有广泛的应用前景，特别是在需要高动态响应和精度的工业设备中。