模型参考自适应转速估计范文

《电气制造杂志》2014年第七期

1变参数模型参考自适应转速估计方案

由图2所示的模型参考自适应转速估计系统框图可知，常规的模型参考自适应转速估计系统的估计准确度取决与参考模型，而参考模型（电压模型）在低速时由于定子电阻的影响，与实际值误差较大。因此，可以在低速时适当选取较大的Kp、Ki值，以加快低速时的系统响应速度，减少收敛时间。当转速升高时，可以适当选取较小的Kp、Ki值，以削弱静差，消除超调，减小稳定时间。基于此，在图2所示的常规的模型参考自适应速度估计系统的基础上做出改进，采用变参数的模型参考自适应速度估计系统，即Kp、Ki参数是随着估计转速的大小变化的。式（3）为Kp变化表达式，式（4）为Ki变化表达式。其中K1为系数值，可以根据设定转速大小进行调整。当转速wr小于50时，取为Kp恒定值；当转速大于50时，Kp随着转速的变化而逐渐减小。当转速小于150时，取Ki为恒定值；当转速大于150时，Ki亦随着转速的变化而减小。改进的变参数的模型参考自适应转速估计算法只是Kp、Ki随估计转速变化，其他部分依然遵循常规模型参考自适应的转速估计算法进行设计。

2仿真与分析

2.1控制系统模型的建立以中小型异步电动机为控制对象，为了检验变参数模型参考自适应系统的正确性和可靠性。对异步电动机无速度传感器矢量控制系统进行仿真，仿真选取电动机参数：额定电压为380V，额定电流为7.5A，额定转速为1440r/min，定子电阻为2.7Ω，转子电阻为2.23Ω，定子电感为0.3562H，转子电感为0.3562H，极对数为2，定转子互感为0.3425H，转动惯量为0.00825N•m。根据以上所介绍的变参数模型参考自适应转速估计理论以及所选定的电动机参数，在Matlab/Simulink中分别组建基于常规模型参考自适应和变参数模型参考自适应的异步电动机无速度传感器矢量控制系统。其中，变参数模型参考自适应的转速估计模型如图3所示，异步电动机无速度传感器矢量控制系统的仿真模型如图4所示。

2.2控制系统的仿真分析电动机首先空载起动，设定初始转速为850r/min，在0.16s的时候将转速设置为350r/min，在0.28s时突加5N•m的负载，设置仿真时间为0.8s，对其进行仿真。仿真结果如图5、图6和图7所示。由图5可以看出，电动机有一定的超调但响应速度很快，在0.08s左右达到设定转速输出，稳定后转速误差在5r/min以内，转速输出准确度较高。

由图6、图7可以看出,在低速情况下，基于变参数MRAS转速估计方法比常规MRAS转速估计方法的收敛速度更快，转速误差更小。前者收敛时间约1）研究时假定路况已知。文献[5]研究了巡航加速等工况下的优化方法；文献[6]研究了乡村路线、城市路线和两者混合下燃料电池电动汽车动力系统容量的设计方法，研究了不同辅助能量系统下动力系统的效率和能耗，为燃料电池动力系统设计提供参考。2）研究时假定路况未知。文献[7]基于FIATPanda车型，针对燃料电池插电式电动汽车的动力要求，研究了两者控制测量：离线全局优化和动态优化下控制测量的设置方法。对于家庭充电和燃料电池混合应用的能量优化控制方法。文献[8]研究了驾驶习惯对能量的使用情况，并对动力系统和尺寸容量等做了优化。

作者：徐刚尹国慧孙志华王洪涛程诚单位：东风汽车公司技术中心新能源汽车研究所