НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК


НОВОСИБИРСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

ISSN (печатн.): 1814-1196          ISSN (онлайн): 2658-3275
English | Русский

Последний выпуск
№3(72) Июль - Сентябрь 2018

Интегральный критерий параметрической робастности асинхронного электропривода с наблюдателем состояния

Выпуск № 1 (66) Январь - Март 2017
Авторы:

К.С. Афанасьев,
К.В. Ващенко
DOI: http://dx.doi.org/10.17212/1814-1196-2017-1-7-14
Аннотация
Разработка и исследование асинхронных электроприводов с наблюдателями состояния в настоящее время являются актуальными техническими задачами. Основная проблема подобных электроприводов – изменение внутренних параметров электродвигателя в процессе эксплуатации, что оказывает влияние на работу системы управления асинхронным электроприводом. При этом влияние нестабильности отдельных внутренних параметров на выходные переменные электропривода проявляется неодинаково. До настоящего времени не было предложено какого-либо квалиметрического подхода для количественной оценки качества функционирования электроприводов с наблюдателями состояния. Цель работы – разработка и применение интегрального критерия, позволяющего комплексно учесть степень влияния изменения внутренних параметров на работу системы. Среди процессов, вызывающих флуктуацию параметров регулируемого электродвигателя, наиболее значимыми являются процессы нагрева и охлаждения, сопровождающиеся изменением активных сопротивлений обмоток. Для проверки работоспособности предлагаемого критерия используется имитационное моделирование асинхронных электроприводов с различными типами наблюдателей состояния в программной среде MATLABSimulink. Программа исследований заключалась в расчете интегрального критерия при пуске электропривода с наблюдателем под нагрузкой. Исследованию были подвергнуты электроприводы с тремя различными видами наблюдателей состояния – расширенным фильтром Калмана и двумя вариантами наблюдателя полного порядка. Моделирование производилось с различными значениями активных сопротивлений обмоток двигателя, варьируемых в диапазоне ±20 % от базового значения. Полученные результаты были сведены в массив данных, который был визуализирован в виде поверхности функции двух переменных – зависимости интегрального критерия одновременно от активных сопротивлений статора и ротора. Результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что модифицированный наблюдатель полного порядка обеспечивает меньшую степень зависимости асинхронного электропривода от влияния изменения активных сопротивлений обмоток.
Ключевые слова: интегральный критерий, асинхронный электропривод, наблюдатель состояния полного порядка, параметрическая робастность, расширенный фильтр Калмана, активные сопротивления, асинхронный электродвигатель, моделирование

Список литературы
1. Blaschke F. The principle of field orientation applied to the new trans-vector closed-loop control system for rotating field machines // Siemens-Review. – 1972. – Vol. 39. – P. 217–220. 2. Виноградов А.Б. Векторное управление электроприводами переменного тока. – Иваново: Иван. гос. энергет. ун-т им. В.И. Ленина, 2008. – 298 с. 3. Kubota H., Matsuse K., Nakano T. DSP-based speed adaptive flux observer of induction motor // IEEE Transactions on Industry Applications. – 1993. – Vol. 29, N 2. – P. 344–348. 4. Marchesoni M.A., Soressi E. Simple approach to flux and speed observation in induction motor drives // Proceedings IECON'94. – Piscataway, NJ: IEEE, 1994. – Vol. l. – P. 305–310. 5. Sensorless control of AC motor drives: speed and position sensorless operation / ed. by K. Rajashekara, A. Kawamura, K. Matsuse. – Piscataway, NJ: IEEE press, 1996. 6. Holtz J. Sensorless control of induction motor drives // Proceedings of the IEEE. – 2002. – Vol. 90, N 8. – P. 1359–1394. 7. Hinkkanen M. Analysis and design of full-order flux observers for sensorless induction motors // IEEE Transactions on Industry Applications. – 2004. – Vol. 51, N 5. – P. 1033–1040. 8. Синтез идентификатора координат для бездатчикового асинхронного электропривода / В.В. Вдовин, А.А.З. Диаб, Д.А. Котин, В.В. Панкратов // Научный вестник НГТУ. – 2014. – № 1 (54). – С. 5–17. 9. Каширских В.Г. Динамическая идентификация асинхронных электродвигателей. – Кемерово: Изд-во КузГТУ, 2005. – 139 с. 10. Виноградов А., Сибирцев А., Колодин И. Адаптивно-векторная система управления бездатчикового асинхронного электропривода серии ЭПВ // Силовая электроника. – 2006. – № 3. – С. 46–51. 11. Методы классической и современной теории автоматического управления. Т. 2. Статистическая динамика и идентификация систем автоматического управления / под ред. К.А. Пупкова, Н.Д. Егупова. – Изд. 2-е, перераб. и доп. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. – 640 с. 12. Дилигенская А.Н. Идентификация объектов управления: учебное пособие / Самарский государственный технический университет. – Самара: Изд-во Самар. гос. техн. ун-та, 2009. – 136 с. 13. Ланграф С.В., Глазырин А.С., Афанасьев К.С. Применение наблюдателя Люенбергера для синтеза векторных бездатчиковых асинхронных электроприводов // Известия вузов. Электромеханика. – 2011. – № 6. – С. 57–61. 14. Афанасьев К.С., Глазырин А.С. Применение расширенного фильтра Калмана для улучшения параметрической робастности бездатчикового асинхронного электропривода // Электротехнические комплексы и системы управления. – 2012. – № 1. – С. 2–7. 15. Афанасьев К.С., Глазырин А.С. Наблюдатель полного вектора состояния и момента нагрузки асинхронного электродвигателя // Электротехнические комплексы и системы управления. – 2013. – № 4. – С. 24–30.
Просмотров: 515