無速度傳感器異步電機矢量控制系統(tǒng)及其辨識方法的分析

　　在高性能交流傳動系統(tǒng)中，速度閉環(huán)控制是必不可少的，即需要構成所謂的有速度傳感器交流調(diào)速系統(tǒng)。但由于速度傳感器的成本、安裝、維護、非線性和低速性能等方面的原因，而且有些場合不允許電機外裝任何傳感器，這就影響到了異步電機調(diào)速系統(tǒng)的簡單性、廉價性及系統(tǒng)的可靠性。因此，無速度傳感器的交流電動機控制系統(tǒng)的研究與開發(fā)就越來越受到學者的關注。

　　無速度傳感器控制系統(tǒng)的核心問題是對電機轉(zhuǎn)子的速度進行估計?？刂葡到y(tǒng)性能的好壞將取決于控制方案與速度辨識環(huán)節(jié)的設計。本文針對目前研究較多的幾種速度辨識方法進行了分析，指出了各自的優(yōu)缺點以及在工業(yè)應用場合的實用性。

　1 不同速度辨識方法分析

　　目前為止，在無速度傳感器異步電機矢量控制系統(tǒng)中已經(jīng)出現(xiàn)了很多種速度辨識方法，大體可分為以下幾種：動態(tài)直接估算法、模型參考自適應（MRAS）法、自適應轉(zhuǎn)速觀測器方法、PI 自適應調(diào)節(jié)器法，基于神經(jīng)網(wǎng)絡的速度估計器以及轉(zhuǎn)子齒諧波法和高頻注入法。應用這些方法均可實現(xiàn)異步電機在無速度傳感器情況下的控制運行。

　　1.1 動態(tài)速度估計器

　　無速度傳感器技術發(fā)展的初期是根據(jù)電機穩(wěn)態(tài)模型，推導出滑差頻率的表達式。由于該方法的出發(fā)點是穩(wěn)態(tài)方程，因此調(diào)速范圍小、動態(tài)性能差，無法滿足高性能調(diào)速系統(tǒng)的要求。之后有學者根據(jù)電機的動

　　態(tài)派克方程，設計出了電機的開環(huán)動態(tài)速度估計器。

　　目前所見動態(tài)速度估計器主要有以下四種形式。