導讀：本期主要介紹異步電機的全階磁鏈觀測器。從工作原理到帶入到矢量控制中，比較不同觀測器的估計效果對電機控制性能的影響大小。

一、研究背景

磁鏈是高性能交流感應電機調速系統實現的關鍵，而磁鏈在實際應用中一般不采用傳感器直接檢測，所以現代交流電力傳動控制系統通常用磁鏈觀測模型來進行估計。

異步電機磁鏈觀測的準確性直接影響電機控制的準確性和穩定性。傳統的開環電流模型和電壓模型在低速段和高速段都受到電機參數等因素的限制，嚴重制約電機的輸出特性。全階磁鏈觀測器是閉環系統，通過對反饋矩陣的設計，可以在全速范圍內能較為準確的估計定、轉子磁鏈。

二、工作原理

圖1全階磁鏈觀測器系統結構框圖

全階磁鏈觀測器的主要思想是將感應電機模型作為參考，把狀態估計的方程作為可調節部分。這兩部分具有相同物理意義的輸出量，利用兩個部分的輸出量誤差再經過反饋校正通道對狀態觀測值進行修正，使觀測值快速地跟蹤上實際值。模型參考自適應系統的(Model Reference Adaptive System，MRAS)思想有效地提高了全階磁鏈觀測器的動態性能和抗擾動性能。

三、仿真搭建

圖2 基于全階磁鏈觀測器的異步電機矢量控制系統仿真

圖3全階磁鏈觀測器系統仿真

四、仿真波形分析

圖4dq坐標系下的電流型磁鏈觀測器

圖5 全階磁鏈觀測器

從圖4和圖5比較發現，在低速區域，基于全階磁鏈觀測器的控制性能更好。

五、總結

模型參考自適應系統的(Model Reference Adaptive System，MRAS)思想有效地提高了全階磁鏈觀測器的動態性能和抗擾動性能。相比較開環磁鏈觀測器(電流型和電壓型磁鏈觀測器)，全階磁鏈觀測器(閉環磁鏈觀測器)在全速范圍內具有更高的估算精度和參數魯棒性。

審核編輯：湯梓紅