无速度传感器矢量控制：基于状态观测器的感应电机研究

"这篇论文探讨了基于状态观测器的感应电机无速度传感器矢量控制系统的构建。作者程尧通过建立三相异步电机的一般坐标系数学模型，并应用Luenberger状态观测器和Lyapunov稳定性理论，设计了一种能够识别转速和转子电阻的自适应算法。论文中，转子磁链的观测采用了磁场定向的两相旋转坐标系和两相静止坐标系的电流模型与电压模型，通过电流-电压模型间的平滑切换确保磁链的准确观测。文章进一步提出采用带转矩内环的转速、磁链闭环矢量控制策略来实现系统的高性能控制。" 本文主要涉及以下几个知识点： 1. **Luenberger状态观测器**：这是一种用于估计系统状态的工具，可以监测无法直接测量的系统变量。在本文中，Luenberger状态观测器被用来估计感应电机的转速和转子电阻。 2. **矢量控制**：矢量控制技术是交流电机控制的关键，它通过坐标变换将三相交流电机转化为等效的直流电机模型，实现磁链和电流的独立控制，提高了电机性能。 3. **磁场定向**：也称为“定向磁链控制”，是一种策略，通过将电机的磁场转换到特定坐标系中，使得电流控制更为直接和有效。 4. **无速度传感器矢量控制**：这种控制策略无需使用机械速度传感器，而是通过状态观测器和其他算法来估算电机的速度和磁链，降低了系统的成本和复杂性。 5. **Lyapunov稳定性理论**：这是一种用于分析和设计控制系统稳定性的数学方法，本文中用于推导转速和转子电阻的辨识自适应律。 6. **转子电阻辨识**：转子电阻对转子磁链的辨识精度有很大影响，文中提出的自适应算法可以适应转子电阻的变化，提高系统的鲁棒性。 7. **电流模型与电压模型**：这两种模型用于磁链观测，电流模型基于磁链产生的电流，而电压模型则基于定子电压，两者在不同条件下的平滑切换有助于磁链的准确估算。 8. **转矩内环**：在控制系统中，转矩内环是一种反馈控制策略，它可以快速响应负载变化，提升系统性能。 通过以上这些技术，该论文旨在实现无速度传感器的感应电机高效、精确的控制，克服了传统矢量控制中对速度传感器的依赖，提升了系统在各种工况下的稳定性和控制精度。