沈艷霞，劉香霞
江南大學電氣自動化研究所，江蘇無錫

摘　　　要：針對感應電機無傳感器矢量控制系統速度估計超調量大，魯棒性低的問題，基于自抗擾控制理論，設計了速度控制器，有效解決上述問題。所設計的自抗擾速度控制器包括擴張狀態觀測器和非線性狀態反饋控制律，前者將擾動作為擴展狀態，后者將估計轉速與給定轉速之差通過非線性函數變換推導出控制律。該自抗擾控制器不需要直接測量外擾，也不需要知道擾動作用規律，凡是能夠應用常規ＰＩＤ的場合，只要能數字化，都可采用。用Ｍａｔｌａｂ搭建系統仿真模型，在ｄＳＰＡＣＥ平臺上進行在線實驗。實驗結果表明該自擾控制器不依賴于外擾數學模型，具有較好的抗擾性，有效降低了速度估計的超調量。感應電機常用于伺服系統中，系統要求可靠性高，高精度控制，因而此方法的應用前景十分廣闊。

關　鍵　詞：無傳感器控制；自抗擾控制；感應電機；模型參考自適應

１　引　言
感應電機無傳感器控制系統可以避免傳感器的安裝、維護和非線性等問題，近年來成為研究熱點，其發展經歷了從單純的公式推導到現在與各種理論相結合的方法［１］，如基于模型參考自適應的速度估計（ＭＲＡＳ）［２�玻常荩�基于卡爾曼濾波的速度估計［４］，基于ＰＩ自適應法的速度估計［５］和滑模變結構［６］等方法，其中，ＭＲＡＳ方法因對電機參數變化不敏感，不依賴于操作者的操作經驗等優點而受到廣泛應用。但在基于ＭＲＡＳ的無傳感器矢量調速系統中，當外界突加負載或有不確定擾動時，常規ＰＩＤ控制器的魯棒性較低。許多學者曾提出諸如智能控制器［７］或“絕對不變性原理”和“內模原理”以解決該問題， “絕對不變性原理”需要測量外擾， “內模原理” 需要知道外擾模型，而實際應用中外擾很多情況下不易測量，模型也不易得到。自抗擾控制技術［８］不需要測量外擾，亦不需要外擾模型，且凡是能用常規ＰＩＤ的場合，只要能數字化，采用自抗擾控制器就會使其控制品質和控制精度有根本的提高，尤其是在惡劣環境中實現高速高精度控制的場合，自抗擾控制技術更能顯出其優越性。自抗擾控制技術在感應電機控制［９］，同步電機位置估計［１０］等方面都有所應用，穩定性較好［１１］。本文采用模型參考自適應理論和自抗擾控制技術，設計了無傳感器速度估計器和自抗擾控制器，較好地解決擾動的問題，同時使調速系統的超調減小，穩態和動態性能良好，系統魯棒性較強，方法簡單，便于操作。

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