基于自抗扰控制器异步电机变频调速系统设计

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1、第37卷第3期电子器件Vo1．37No．3ChineseJournalofElectronDevicesJun．20142014年6月BasedonADRCofInductionMotorSpeedControlSystemDesignMAHongqian(AutomaticControlDepartment，LiaoningJidianPolytechnic，DandongLiaoning118006，China)Abstract：PLCfrequencycontrolsystemforthepresenceoftraditionala

2、nti-jammingcapabilityisweakandpooradaptability．AnADRC(ADRC)forinductionmotorspeedcontrolsystemispresented．Thecoreideaofthissystemistomakesomedisturbancesandcompensationstothesystembyusingitsextendedstateobserver．Soastoachievethecontrolobject，itCanbeapproximatedbylinearity

3、andcertaintyofpurpose．TestresultsshowthatthetraditionalPLDcontrolcomparedtoitsfollower，robustness，interferenceanddynamicperformancearegoodwithgoodpracticalvalue．Keywords：electricalengineering；VVVF；ADRC；observerEEACC：8310Edoi：10．3969／j．issn．1005-9490．2014．03．034基于自抗扰控制器的异步

4、电机变频调速系统设计马宏骞(辽宁机电职业技术学院自控系，辽宁丹东118006)摘要：针对传统PLC变频调速系统存在抗干扰能力弱、自适应能力差的问题，文章提出了一种基于白抗扰控制器(ADRC)的异步电机变频调速系统。此系统的核心思想是通过扩张状态观测器对系统进行扰动和补偿。从而达到控制对象可以近似线性化和确定性化的目的。测试结果表明，和传统的PLD控制方式相比，其跟随性、鲁棒性、抗干扰性和动态性能都很好。具有很好的实用价值。关键词：电气工程；变频调速；自抗扰控制器；观测器中图分类号：TH862文献标识码：A文章编号：1005—9490(20

5、14)03—0539—03传统的直流电机调速系统结构复杂、效率低。随时滞忽略不计)的状态方程可表示为：着电力电子技术的发展，异步电机变频调速系统应用越来越广泛，而且性能也越来越好，具有结构简单、调警(rdL‘sq-rq~sd学速范围宽、安全可靠的优点。目前应用比较广泛的变+(0．)1-(Dr+Lm(1)频调速系统是由变频器和异步电机构成的¨。可编程逻辑器件(PLC)在电气自动化领域的应用越来越广泛，其主要的优点是性能稳定、组网灵活、簪+(091-(Dr+Lm集成度高。基于PLC的这些优点，PLC变频调速系统式中，是转矩，为定子电流，，是转

6、子磁越来越受到重视，在多变量分线性强耦合异步电机链，．，是转动惯量，是常数。时，如果只有PLC就会出现一些问题，比如抗干扰能在矢量运行模式下，变频器系统是可逆的。同力弱、自适应能力差等。为了解决这些问题，文章提时可以把整个系统进行简化，简化的结果就是转速出了基于自抗扰控制器的异步电机变频调速系统，其的输入和输出都是单一的。基本思想是把整个系统的内外扰整合成一个总的扰2自抗扰控制系统动，同时整个系统通过扩张状态观测器(ESO)进行观测补偿J。这样就能很好的解决这些问题。2．1ADRC系统设计ADRC结构如图1所示。此系统主要跟踪微分1异步电

7、机变频调速系统数学模型器(TD)、分线性组合、被控对象、扩张状态观测器4设调速系统在d，g两相旋转坐标系下(变频器部分组成。整个系统的流程安排主要由跟踪微分器收稿日期：2013—08—20修改日期：2013—09—15540电子器件第37卷完成。扩张状态观测器主要作用是估计系统状态、3系统软件设计模型和干扰。非线性组合主要是完成非线性误差反馈(NLSEF)确定一个固定的控制信号。系统的程序流程图如图4所示。整个系统的编程采用结构化的形式进行，在软件STEP7V5．2环境下通过语句表STL完成“。扩张状态观测器图1自抗扰控制器结构如果异步电

8、机驱动系统是矢量控制的，此时应该选用一阶模型控制器，其结构也应该与其匹配的二阶ESO结构J。基于一阶ADRC转速控制器结构图如图2所示。转子链条不点是矢量控制的一个重要的特点。如果转动惯量发生