模型參考自適應轉速估計范文

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《電氣制造雜志》2014年第七期

1變參數模型參考自適應轉速估計方案

由圖2所示的模型參考自適應轉速估計系統框圖可知，常規的模型參考自適應轉速估計系統的估計準確度取決與參考模型，而參考模型（電壓模型）在低速時由于定子電阻的影響，與實際值誤差較大。因此，可以在低速時適當選取較大的Kp、Ki值，以加快低速時的系統響應速度，減少收斂時間。當轉速升高時，可以適當選取較小的Kp、Ki值，以削弱靜差，消除超調，減小穩定時間。基于此，在圖2所示的常規的模型參考自適應速度估計系統的基礎上做出改進，采用變參數的模型參考自適應速度估計系統，即Kp、Ki參數是隨著估計轉速的大小變化的。式（3）為Kp變化表達式，式（4）為Ki變化表達式。其中K1為系數值，可以根據設定轉速大小進行調整。當轉速wr小于50時，取為Kp恒定值；當轉速大于50時，Kp隨著轉速的變化而逐漸減小。當轉速小于150時，取Ki為恒定值；當轉速大于150時，Ki亦隨著轉速的變化而減小。改進的變參數的模型參考自適應轉速估計算法只是Kp、Ki隨估計轉速變化，其他部分依然遵循常規模型參考自適應的轉速估計算法進行設計。

2仿真與分析

2.1控制系統模型的建立以中小型異步電動機為控制對象，為了檢驗變參數模型參考自適應系統的正確性和可靠性。對異步電動機無速度傳感器矢量控制系統進行仿真，仿真選取電動機參數：額定電壓為380V，額定電流為7.5A，額定轉速為1440r/min，定子電阻為2.7Ω，轉子電阻為2.23Ω，定子電感為0.3562H，轉子電感為0.3562H，極對數為2，定轉子互感為0.3425H，轉動慣量為0.00825N•m。根據以上所介紹的變參數模型參考自適應轉速估計理論以及所選定的電動機參數，在Matlab/Simulink中分別組建基于常規模型參考自適應和變參數模型參考自適應的異步電動機無速度傳感器矢量控制系統。其中，變參數模型參考自適應的轉速估計模型如圖3所示，異步電動機無速度傳感器矢量控制系統的仿真模型如圖4所示。

2.2控制系統的仿真分析電動機首先空載起動，設定初始轉速為850r/min，在0.16s的時候將轉速設置為350r/min，在0.28s時突加5N•m的負載，設置仿真時間為0.8s，對其進行仿真。仿真結果如圖5、圖6和圖7所示。由圖5可以看出，電動機有一定的超調但響應速度很快，在0.08s左右達到設定轉速輸出，穩定后轉速誤差在5r/min以內，轉速輸出準確度較高。

由圖6、圖7可以看出,在低速情況下，基于變參數MRAS轉速估計方法比常規MRAS轉速估計方法的收斂速度更快，轉速誤差更小。前者收斂時間約1）研究時假定路況已知。文獻[5]研究了巡航加速等工況下的優化方法；文獻[6]研究了鄉村路線、城市路線和兩者混合下燃料電池電動汽車動力系統容量的設計方法，研究了不同輔助能量系統下動力系統的效率和能耗，為燃料電池動力系統設計提供參考。2）研究時假定路況未知。文獻[7]基于FIATPanda車型，針對燃料電池插電式電動汽車的動力要求，研究了兩者控制測量：離線全局優化和動態優化下控制測量的設置方法。對于家庭充電和燃料電池混合應用的能量優化控制方法。文獻[8]研究了駕駛習慣對能量的使用情況，并對動力系統和尺寸容量等做了優化。

作者：徐剛尹國慧孫志華王洪濤程誠單位：東風汽車公司技術中心新能源汽車研究所