异步电机速度估计-模型参考自适应MRAS1

hudaren43

导读：前期文章已经介绍过模型参考自适应MRAS进行速度估计的方法，本期文章主要是对MRAS实现的细节做一下补充。


一、MRAS知识点回顾  

1.1 基本原理MRAS 模型是目前广泛使用的一种电机转速估算模型，该模型主要包括电压参考模型、电流推算模型和PI 自适应调节模型。基于d-q 两相静止坐标系下电机定子电压、电流与转子磁链的关系，将电压模型的转子磁链作为参考指标，将电流模型的转子磁链作为反馈控制量。当输入量同时输入到上述两个模型中，其产生的转子磁链观测结果的误差量输入至PI 自适应调节模型，自适应控制模型不断更新参数，将推算模型的输出量趋近于参考模型的输出。其中，电流模型转子磁链中包含转子转速变量，因此，可以从中获得转子转速的估算值。
         


图1-1 MARS基本结构框图
1.2 自适应率的设计


图1-2基于转子磁链模型的MRAS转速估计框图

基于MRAS的转速估计系统中，自适应律的选取至关重要。选取自适应律的主要用到的方法有：局部参数最优化法（MIT法）、Lyapunov函数法、Popov超稳定性理论法。常用的

MRAS转速估计法包括：基于瞬时无功功率模型、基于反电动势模型、基于转子磁链模型。现有文献采用PI调节器作为自适应律，根据Popov超稳定性理论证明了采用PI调节器作为自适应律可以使整个MRAS系统保持全局渐进稳定。

细节之处：MRAS的自适应率中的PI参数缺少整定的相关理论。
二、仿真系统搭建  



图2-1 MARS系统仿真



图2-2 MARS系统仿真波形变化情况

从图2-2可知，速度估计在加载和速度变化的过程中，估计误差很大，但可以通过调节自适应的PI参数来减小误差。但PI参数的获取只能靠经验试凑获取。