Вдовин Владимир Владимирович,
Диаб Ахмед Абделхамид Заки,
Котин Денис Алексеевич,
Панкратов Владимир Вячеславович
Аннотация
Описаны новые процедура синтеза и структура глобально устойчивого алгоритма текущей идентификации неизмеряемых координат бездатчикового асинхронного электропривода – опорного вектора потокосцеплений и электрической частоты вращения ротора двигателя, а также алгоритм адаптации идентификатора к изменениям активного сопротивления статора. В основу алгоритма оценивания координат положена структура асимптотического наблюдателя полного порядка, построенного по уравнениям электромагнитных процессов в двигателе в предположении о достаточной степени разделения темпов движений по электрическим и механическим переменным электропривода. Алгоритмы его адаптации по частоте вращения и сопротивлению статора синтезированы прямым методом Ляпунова с преднамеренной организацией в замкнутой системе регулирования трехтемповых процессов. В быстром темпе, соизмеримом со скоростью электромагнитных процессов в замкнутой системе, осуществляется вычисление оценки текущей частоты вращения и собственно векторное управление моментом электропривода. В основном (медленном) темпе производится регулирование выходных координат – скорости и потокосцепления. В инфранизком темпе наблюдатель адаптируется к температурному дрейфу активного сопротивления статорной цепи. Предлагаемая процедура синтеза адаптивного идентификатора отличается от известных тем, что матрица «стабилизирующих добавок» и матрица весовых коэффициентов квадратичной функции Ляпунова выбираются совместно и таким образом, чтобы обеспечить устойчивость идентификатора «в целом» и исключить из его модели неизмеряемые координаты состояния. Представлены методика расчета параметров адаптора и результаты цифрового моделирования разработанной системы управления.
Ключевые слова: электропривод переменного тока, асинхронный двигатель, бездатчиковое векторное управление, адаптивный наблюдатель полного порядка, метод функций Ляпунова, оценивание координат, глобальная устойчивость, текущая идентификация параметров
Авторы:
Вдовин Владимир Владимирович
аспирант кафедры электропривода и автоматизации промышленных установок Новосибирского государственного технического университета. Основное направление научных исследований – бездатчиковое векторное управление электроприводами переменного тока. Имеет 10 научных публикаций. E-mail: vdovin_88@mail.ru
Диаб Ахмед Абделхамид Заки
аспирант кафедры электропривода и автоматизации промышленных установок Новосибирского государственного технического университета. Основное направление научных исследований – автоматическое управление электроприводами переменного тока. Имеет 8 публикаций. E-mail: engahmedz@yahoo.com
Котин Денис Алексеевич
кандидат технических наук, доцент кафедры электропривода и автоматизации промышленных установок НГТУ. Основное направление научных исследований – автоматическое управление электроприводами и устройствами силовой электроники. Имеет 28 публикаций, в том числе одно учебное пособие. E-mail: ni_Kotin@mail.ru
Панкратов Владимир Вячеславович
доктор технических наук, профессор кафедры электропривода и автоматизации промышленных установок Новосибирского государственного технического университета. Основное направление научных исследований – оптимальное и адаптивное управление сложными системами электромеханики, мехатроники и силовой электроники в условиях неопределенности при ограниченных энергетических ресурсах. Имеет более 170 научных публикаций, в том числе 9 учебных пособий, 5 изобретений. E-mail: pankratov_v_v@ngs.ru
Список литературы
[1] Holtz J. Sensorless Control of Induction Motor Drives / J. Holtz // Proc. of the IEEE. – 2002. – Vol. 90. – № 8. – P. 1359–1394. [2] Kubota H. Regenerating-Mode Low-Speed Operation of Sensorless Induction Motor Drive With Adaptive Observer / H. Kubota, I. Sato, Y. Tamura, K. Matsuse // IEEE Trans. Ind. Applicat. – 2002. – Vol. 38. – № 4. – P. 1081–1086. [3] Hinkkanen M. Parameter Sensitivity of Full-Order Flux Observers for Induction Motors / M. Hinkkanen, J. Luomi // IEEE Trans. Ind. Applicat. – 2003. – Vol. 39. – № 4. – P. 1127–1135. [4] Панкратов В.В. Глобально устойчивый адаптивный наблюдатель для систем общепромышленного асинхронного электропривода / В.В. Панкратов, В.В. Вдовин, Г.Г. Ситников, С.С. Доманов // Электротехника. – 2011. – № 6. – С. 42–47. [5] Кучер Е.С. Анализ методов предварительной идентификации постоянной времени ротора асинхронного двигателя в системах электропривода / Е.С. Кучер, В.В. Панкратов // Научный вестник НГТУ. – 2012. – № 1 (46). – С. 127–134. [6] Вдовин В.В. Синтез адаптивного наблюдателя координат бездатчикового асинхронного электропривода / В.В. Вдовин, В.В. Панкратов // Известия Томского политехнического университета. – 2012. – Т. 320. – № 4. Энергетика. – С. 147–153. [7] Kubota H. DSP-Based Speed Adaptive Flux Observer of Induction Motor / H. Kubota, K. Matsuse, T. Nakano // IEEE Trans. Ind. Applicat. – 1993. – Vol. 29. – № 2. – P. 344–348. [8] Ким Д.П. Теория автоматического управления. Т. 2. Многомерные, нелинейные, оптимальные и адаптивные системы / Д.П. Ким. – М.: Физматлит, 2004. [9] Tursini M. Adaptive Sliding-Mode Observer for Speed Sensorless Control of Induction Motors / M. Tursini, R. Petrella, F. Parasiliti // IEEE Trans. Ind. Applicat. – 2000. – Vol. 36. – № 5. – P. 1380–1387.
