基于自抗扰控制器异步电机变频调速系统

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1、第46卷第4期电力电子技术Vo1．46．No．42012年4月PowetElectroniesApril2012基于自抗扰控制器的异步电机变频调速系统陈冲，刘星桥(1．盐城工学院，电气工程学院，江苏盐城224051；2．江苏大学，电气信息工程学院，江苏镇江212013)摘要：设计了一种采用优化的自抗扰控制器(ADRC)的异步电机变频调速系统。应用扩张状态观测器的双通道补偿作用，统一观测系统的总扰动并加以补偿，使控制对象被近似线性化和确定性化。实验结果表明，相较于经典PID控制器，采用自抗扰控制的异步电机变频调速系统具有更高的动静态性能以及对负载扰

2、动具有更好的鲁棒性。关键词：异步电机；变频调速；观测器；鲁棒性中图分类号：TM343文献标识码：A文章编号：1000—100X(2012)04—0084—03ActiveDisturbanceRej。ectionControlofInductionMotorVariableFrequencySpeed-regulationSystemCHENChong，LIUXing—qiao(1．CollegeofElectricalEngineeringYanchengInstituteofTechnology，Yancheng224051，China)Ab

3、stract：Optimizationofactivedisturbanceroecfioncontroler(ADRC)ofinductionmotorvariable~equeneyspeedregulationsystemisdesigned．Doublechannelscompensationofextendedstateobserverisusedtoestimateandcom—pensatethetotaldisturbanceofsystem，andanapproximatelinearizationanddeterministi

4、csystemisobtained．Theexperimentalresultsprovethatthecontrolsystemhashigherdynamicandstaticstatusandgoodrobustnesstoloaddisturbance．Keywords：inductionmotor；variablefrequencyspeed—regulation；observer；robustness1引言进一步提升变频调速系统的控制性能．是一个亟待解决的问题⋯。随着电力电子技术、微电子技术和微处理器这里在异步电机变频调速系统中采用了

5、自抗的不断发展，异步电机变频调速系统的调速性能扰控制器方法。将系统的内扰、外扰等视为系统总得到了很大提升，与传统的直流电机调速系统相扰动，由扩张状态观测器统一观测并加以补偿，使比，它具有结构简单、调速范围宽、效率高、特性控制对象被近似线性化和确定性化，从而实现了好、运行平稳、安全可靠等特点，在生产实践中得系统的非线性控制。并通过实验验证了该控制方到了广泛应用。变频器加异步电机构成的变频调案的有效性。速系统大有取代直流调速系统的发展趋势。可编程逻辑控制器(PLC)被公认为现代工业2异步电机变频调速系统数学模型【1自动化的3大支柱之一．其控制系统稳定

6、可靠，由电流跟踪型SPWM逆变器供电的异步电机通讯组网灵活。可方便集成到现场总线控制系统变频调速系统在d，q两相旋转坐标系下的状态方中，适应当前自动化程度日益提高的要求。PLC程可用五阶非线性模型描述，当忽略变频器时滞变频调速系统以其优越的性能得到了越来越多时。系统模型可用降阶的二阶非线性模型描述：的重视．但对于多变量非线性强耦合的异步电动=鲁(螈一孚机，采用常规的定参数PID控制方法。对负载变化的适应能力差、抗干扰能力弱且受系统参数变等+-)％+Lm"(1)化影响大。因此，在现有硬件设备的基础上，如何=争Era"式中：∞t为电气同步角速度；∞，

7、为转子速度；，分别为定稿日期：2011—10—11d，q轴的定子电流；，％分别为d，q轴的转子磁链；作者简介：陈冲(1982一)，男，江苏射阳人，硕士研究生，为极对数；为互感；为转子电感；J为转动惯量；为研究方向为控制理论在运动控制中的应用。电机转子时间常数；为负载转矩。84基于自抗扰控制器的异步电机变频调速系统由文献[3】可知，变频器在矢量运行模式下系式中：∞为电机速度给定值；为电机速度反馈的跟踪统可逆，且整个系统可以简化为转：速的单输入、单信号；：为总和扰动W(t)的观测值；H为控制量；，，输出系统。为ADRC输出误差校正增益；^为采样周期；

8、为比例系数；6o为补偿因子，通过整定kp,bo来调整系统的控制性能。3异步电机变频调速自抗扰控制系统3．1一阶自抗扰控制器的设计图1为自