Синтез робастных комбинированных регуляторов токовых контуров при векторном управлении двигателями переменного тока
Синтезовано компенсатори контурів струму двигунів змінного струму з векторним керуванням. Компенсатори складаються зі спостережників невизначеностей, до яких зведено всі неідеальності, і комбінованих регуляторів, що здійснюють компенсацію невизначеностей та керування контурами струму з номінальним...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Проблемы управления и информатики |
|---|---|
| Дата: | 2006 |
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України
2006
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/206933 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Синтез робастных комбинированных регуляторов токовых контуров при векторном управлении двигателями переменного тока / Е.М. Потапенко, Е.Е. Потапенко // Проблемы управления и информатики. — 2006. — № 6. — С. 45-54. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859859601544970240 |
|---|---|
| author | Потапенко, Е.М. Потапенко, Е.Е. |
| author_facet | Потапенко, Е.М. Потапенко, Е.Е. |
| citation_txt | Синтез робастных комбинированных регуляторов токовых контуров при векторном управлении двигателями переменного тока / Е.М. Потапенко, Е.Е. Потапенко // Проблемы управления и информатики. — 2006. — № 6. — С. 45-54. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Проблемы управления и информатики |
| description | Синтезовано компенсатори контурів струму двигунів змінного струму з векторним керуванням. Компенсатори складаються зі спостережників невизначеностей, до яких зведено всі неідеальності, і комбінованих регуляторів, що здійснюють компенсацію невизначеностей та керування контурами струму з номінальними параметрами. Чисельне моделювання підтвердило переваги компенсаторів у порівнянні з традиційними ПІрегуляторами.
The current circuit compensators of alternatingcurrent motors with vector control are synthesized. The compensators consist of uncertainties observers and combined controllers. All errors are included in uncertainties. The combined controllers compensate uncertainties and control current circuits with nominal parameters. Numerical simulation confirmed advantages of compensators with respect to traditional PI controllers.
|
| first_indexed | 2025-12-07T15:45:14Z |
| format | Article |
| fulltext |
© Е.М. ПОТАПЕНКО, Е.Е. ПОТАПЕНКО, 2006
Проблемы управления и информатики, 2006, № 6 45
УПРАВЛЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИМИ ОБЪЕКТАМИ
И ТЕХНИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ
УДК 62-50
Е.М. Потапенко, Е.Е. Потапенко
СИНТЕЗ РОБАСТНЫХ КОМБИНИРОВАННЫХ
РЕГУЛЯТОРОВ ТОКОВЫХ КОНТУРОВ
ПРИ ВЕКТОРНОМ УПРАВЛЕНИИ
ДВИГАТЕЛЯМИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Введение. Аналитические исследования векторного управления (ВУ) двига-
телями переменного тока показали, что в динамике системы можно выделить
медленные и быстрые процессы. Медленные процессы имеют место в контурах
регулирования скорости, потокосцепления, идентификации параметров и оценки
вектора состояния двигателя. Быстрой динамикой обладают контуры регулирова-
ния токов. Это дает основание исследовать контуры токов независимо от медлен-
ных процессов. Вопросам проектирования регуляторов токовых контуров в дви-
гателях переменного тока посвящено большое количество работ [1–4]. В настоя-
щее время в качестве регуляторов тока наибольшее распространение получили
ПИ-регуляторы, установленные в обоих контурах тока, которые описаны уравне-
ниями в синхронном базисе, связанном с потокосцеплением ротора [2]. Как пока-
зано в работах [5, 6], в замкнутых контурах тока с ПИ-регуляторами приходится
находить компромисс между быстродействием и точностью, с одной стороны,
и перерегулированием — с другой, вследствие чего быстродействие токовых кон-
туров ограничено. В этом заключается один из основных недостатков ВУ по
сравнению с прямым управлением моментом [7]. Неопределенности электродви-
гателя и преобразователя частоты существенно ухудшают динамические характе-
ристики контуров тока с ПИ-регуляторами. Кроме того, между контурами токов
существуют перекрестные связи, пропорциональные неизмеряемой синхронной
скорости вектора потокосцепления ротора. В системах с ПИ-регуляторами для
устранения влияния перекрестных связей приходится вводить компенсирующие
перекрестные связи, усложняющие алгоритм управления.
В данной работе ставится и решается задача синтеза алгоритмов управления,
обеспечивающих независимую оптимизацию по быстродействию, точности и пе-
ререгулированию токовых контуров в условиях неопределенности параметров
электродвигателя, преобразователя частоты, погрешностей датчиков тока и ана-
лого-цифровых преобразователей при наличии неопределенных перекрестных
связей. С этой целью вместо стандартных ПИ-регуляторов предлагается приме-
нять компенсаторы, состоящие из наблюдателей неопределенности и комбиниро-
ванных регуляторов [8].
Постановка задачи. На рис. 1 представлена функциональная схема двух то-
ковых контуров с предлагаемым наблюдателем неопределенности, где приняты
следующие обозначения: ,dqpi dqî — векторы программных токов и оценки по-
46 ISSN 0572-2691
лезных составляющих истинных токов в синхронном базисе ),,( qd связанном с
вектором потокосцепления ротора; 1 — регуляторы тока (РТ); 2 и 8 — преобразо-
ватели постоянных токов в двухфазный переменный ток и наоборот; 3 — преоб-
разователь двухфазного тока в эквивалентный трехфазный ток; 4 — преобразова-
тель частоты (ПЧ) с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ); 5 — двигатель
переменного тока (АД); 6 — аналого-цифровой преобразователь (АЦП); 7 — пре-
образователь двух фаз трехфазного тока в эквивалентный двухфазный ток; 9 —
наблюдатель неопределенности (Н); 10 — генератор функций ,sin 0t ;cos 0t
0 — скорость вращения базиса ),( qd в статорном базисе );,( индекс p ука-
зывает на программные значения токов i и напряжений u; A, B, C — обозначения
фаз трехфазного тока; f̂ — вектор оценки неопределенности контуров. Часть
схемы левее пунктирной линии моделируется в управляющем микропроцессоре.
Принцип действия схемы описан в Приложении.
АД
АЦП
РТ
=
~
Н
ПЧ
380 В
sin
cos 0
1
2
А, B, C
3
9
4 5
6
7 8
10
А, B
+dqpi
dqi
dqî
=
~
2
2(3)
2
3
dqi
pu
dqpu
puABC
i
f̂
= = =
=
–
Рис. 1
Предлагаемая схема отличается от традиционной схемы с ПИ-регуляторами
наличием наблюдателей неопределенности и комбинированных регуляторов, в
которые могут входить как П-, так и ПИ-регуляторы.
Синтез компенсаторов токовых контуров удобнее проводить, когда уравне-
ния всех блоков контуров записаны в синхронном базисе. ПЧ с достаточной сте-
пенью точности для данной задачи можно описать усилительным звеном с неиз-
вестным коэффициентом усиления .1k Влияние неизвестных скачков напряжения
сети, падения напряжения на транзисторах, запаздывания их открытия и закры-
тия, а также эффекта «мертвого» времени можно также описать отклонением 1k
от его номинального значения. АД и ПЧ в синхронном базисе описываются сле-
дующей системой уравнений:
,dmddr iLpT +−= (1)
,0 ueJiLiRipL dqsdqsdqs +−−−= (2)
,0 += pLJLe rmrm (3)
.1 dqpuku = (4)
Здесь ui,, — векторы потокосцепления ротора, тока и напряжения статора, за-
данные в базисе (d, q); e — вектор противоЭДС; 0 — неизвестная угловая ско-
рость вращения вектора , формирующая перекрестные связи между контурами
тока; — коэффициент рассеивания; p — оператор дифференцирования;
Проблемы управления и информатики, 2006, № 6 47
.
01
10
,,,
0
,,,1,
2
−
=
=
=
=
==−==
J
u
u
u
i
i
i
R
L
T
L
L
L
LL
L
R
L
T
q
d
q
dd
s
s
s
r
m
mr
rs
m
r
r
r
(5)
В (1)–(5) mrs LLL ,, — индуктивности статора, ротора и взаимная индуктивность
статора и ротора; sT — постоянная времени контура тока; rT — постоянная вре-
мени ротора. Поскольку sr TT , то в (2), (3) можно полагать const.= Каждо-
му матричному уравнению (2)–(4) соответствуют два скалярных уравнения. За
счет кососимметрической матрицы J между этими уравнениями существуют пе-
рекрестные связи, ухудшающие динамику и затрудняющие синтез системы
управления. Сопротивления sR и ,rR а следовательно sT и ,rT вследствие из-
менения температуры двигателя могут существенно меняться и принимать неиз-
вестные значения, существенным образом влияя на динамику контуров.
Ставится задача синтеза робастной декомпозированной системы управления,
обладающей бόльшим быстродействием при отсутствии перерегулирования по
сравнению с системой с ПИ-регуляторами.
Синтез компенсатора. Под компенсатором понимается совокупность
наблюдателя и регулятора. Пусть 0100 ,, ss LkR — номинальные значения соот-
ветствующих параметров,
,,, 011010 =−=−=− ssssss LLLkkkRRR (6)
ss LkR ,, 1 — погрешности знания параметров. Следуя [8], представим систему
(2)–(4) в виде номинальной модели, на которую действует вектор неопределенно-
сти f, а именно:
),(
1
0
0
fuki
T
pi dqpdq
s
dq ++
−= (7)
,)( 1
0100
−= sLkk (8)
).( 01
1
10
− −−−−= sdqdqsdqsdqp LpiiRJiLeukkf (9)
Все коэффициенты и переменные в (7), (8), за исключением dqpi и f, считаются
известными.
Задача состоит в очистке сигнала dqi от пульсаций, обусловленных ШИМ,
оценке f и его компенсации в регуляторе. Скалярные уравнения, соответствую-
щие векторному уравнению (7), взаимосвязаны через f. При компенсации f взаи-
мосвязь уравнений исчезает и неопределенности перестают влиять на динамику
контуров. Предполагаем, что постоянные времени наблюдателя на порядок мень-
ше постоянных времени электрических процессов в управляемых контурах. По-
этому при синтезе наблюдателя можно полагать
.0=f (10)
Измерением динамической системы (7), (10) служит .dqi Построим для каждого
контура тока независимый компенсатор. Поэтому в дальнейшем рассматривается
скалярное уравнение тока, по форме совпадающее с (7), а именно
)()( 0
1
0 fukiTpi ps ++−= − (11)
48 ISSN 0572-2691
с измерением
.iy = (12)
Поскольку при 0 uiy из (11) следует ,0f то система (10)–(12) полно-
стью наблюдаема [9]. В связи с этим построим наблюдатель для оценки i и f [8]
),ˆ()ˆ(ˆ)(ˆ
10
1
0 iilfukiTip ps −+++−= − (13)
).ˆ(ˆ
2 iilfp −= (14)
Здесь и далее знак «» указывает на оценку соответствующей переменной; 21,ll —
постоянные коэффициенты наблюдателя. Вычитание (11) из (13) и (10) из (14) да-
ет систему уравнений ошибок наблюдателя
,
~~
))((
~
0
1
01 fkiTlip s +−= − (15)
.
~~
2 ilfp = (16)
Система (15), (16) имеет характеристическое уравнение
.0))(( 201
1
0
2 =−−+ − lkplTp s (17)
Сопоставив уравнение (17) с эталонным уравнением
,02 2
00
2 =++ pdp
получаем
.,2)( 2
0
1
020
1
01 −=−= −− kldTl s (18)
Частота 0 характеризует быстродействие наблюдателя.
Регулятор контура тока представим в виде
,ˆ)ˆ)(( 1
21 fiipqqu pp −−+= − (19)
где pi — программное значение тока; 21, qq — постоянные коэффициенты. Под-
становка (19) в (11) с учетом соотношений
fffiii
~ˆ,
~ˆ +=+= (20)
дает уравнение динамики управляемого контура тока
.
~~
)())(( 0
1
210
1
2010
1
0 fkipqqkipqkqkTpi s −+−++−= −−− (21)
При правильном выборе параметров наблюдателя переменные fi
~
,
~
с течением
времени стремятся к нулю. Кроме того, в соответствии с (15) два последних
слагаемых в уравнении (21) можно рассматривать как внешние воздействия, не
влияющие на устойчивость его частного решения. Поэтому характеристическое
уравнение для уравнения (21) имеет вид
.0))(( 2010
1
0
2 =+++ − qkpqkTp s (22)
Проблемы управления и информатики, 2006, № 6 49
Сопоставляя (22) с эталонным характеристическим уравнением
,02 22 =++ rr pdp
где r характеризует быстродействие управляемого контура, можно получить
значения коэффициентов регулятора в виде
.,))(2( 21
02
1
0
1
01 rsr kqTdTkq =−= −−− (23)
Таким образом, найдены выражения (18), (23) для выбора параметров ком-
пенсатора.
Синтез компенсатора при наличии смещений нулей датчиков тока. Дат-
чики тока на рис. 1 стоят перед АЦП. Постоянные ошибки этих датчиков после
блока 7 преобразуются в постоянные ошибки ,, ss cc сопутствующие сигналам
., ii После блока 8 эти ошибки переходят в синусно-косинусные ошибки
0201, cc частоты ,0 складывающиеся с сигналами qd ii , вектора .dqi Действи-
тельно, пусть sc — вектор постоянных ошибок, сопутствующий вектору i в
статорном базисе ),,( A — матрица перехода от базиса ),( к синхронному
базису 0),,( cqd — вектор ошибок в базисе ).,( qd Имеют место соотношения
,
,
0
T
0
cAc
Acc
s
s
=
=
,
cossin
sincos
00
00
−
=
tt
tt
A .
10
01T
== EAA (24)
Поскольку электромагнитный момент пропорционален ,qd ii то постоянные
ошибки датчиков приводят к периодическим колебаниям электромагнитного мо-
мента с частотой .2 0 Кроме того, смещения нулей датчиков тока приводят к
ошибкам в оценках вектора состояния АД. Поэтому необходимо отделить dqii ,
от сопутствующих им ошибок. Зная оценку ,ˆ0c по соответствующей формуле из
(24) можно получить оценку .ˆsc
Рассмотрим один из двух контуров тока (индекс контура опущен). В соответ-
ствии с изложенным измерением служит
,01ciy += (25)
где 01c описывается синусно-косинусными уравнениями
., 0100202001 cccc =−= (26)
Исследуем наблюдаемость системы (10), (11), (25), (26). При 0 uy урав-
нение (11) принимает вид
.)( 001
1
001 fkcTc s −− − (27)
После подстановки 01c из (26) в (27) получаем
.0)( 002001
1
0 +− − fkccTs (28)
Поскольку ,const,0,0 00 = fkTs а 01c и 02c связаны между собой как
t0sin и t0cos (т.е. переменные fcc ,, 0201 линейно независимы), то при
00 тождество (28) выполняется только при .00201 fcc Таким обра-
50 ISSN 0572-2691
зом [9], система (10), (11), (25), (26) полностью наблюдаема и для нее можно по-
строить наблюдатель четвертого порядка для оценки переменных 0201,,, ccfi
одного из двух контуров тока. Наблюдатель строится по уравнениям (10), (11),
(25), (26). Для уменьшения объема вычислений, связанных с наблюдателем, син-
тезируем его в виде системы двух уравнений, одно из которых независимо. С этой
целью представим уравнения работы контура тока в виде
,pBuAxx += (29)
,zFz = (30)
,HzCxy += (31)
где
.]01[,][
,
0
0
,
0
,
00
)(
,
T
0201
0
0000
2
1
===
−
=
=
−
=
=
=
HCccz
F
k
B
kT
A
f
i
x
x
x
s
(32)
Как было сказано, наблюдатель разбиваем на две части [8]: наблюдатель пре-
образованного вектора состояния
)ˆ(ˆˆ **** yxCLBuxAx p −++= (33)
и наблюдатель неопределенности
);ˆ(ˆ)]([ˆ * yxCLzHCSLFz zz −+++= (34)
T
21
T
2*1** ][,][ zzz llLllL == — матрицы коэффициентов усиления наблюдателя,
.ˆˆˆ* zSxx += (35)
Матрица S определяется из уравнения
.0)( ** =+−+ HLSFSCLA (36)
Характеристическому определителю уравнения (33)
0* =−− CLAEp
соответствует характеристическое уравнение
.0])[( 2*01
1
0
2 =−−+
− lkplTp s (37)
Из сопоставления уравнения (37) с эталонным характеристическим уравнением
02 2
***
2 =++ pdp
находим
.,2)( 2
*
1
02***
1
01* =−= −− kldTl s (38)
Здесь * — частота, характеризующая быстродействие наблюдателя (33).
Матрица F в соответствии с (32) имеет собственные значения ,0 j где
.1−=j Матрицу )( *CLA+ считаем гурвицевой, исходя из ее желаемого спек-
тра. Поэтому спектры матриц F и )(
*
CLA+ не пересекаются, что представляет
Проблемы управления и информатики, 2006, № 6 51
собой необходимое и достаточное условие существования единственного реше-
ния S уравнения (36) [10]. Зная S и желаемые динамические характеристики
наблюдателя (34), можно найти матрицу .zL По системе (33)–(36) с учетом обо-
значений (32) получаем оценки 0201 ˆ,ˆ,ˆ,ˆ ccfi соответствующих переменных.
Закон управления в исследуемом контуре тока имеет вид (19), для которого
справедливы выкладки (20)–(23).
Изложенный синтез компенсатора относится к одному из контуров тока d
или q . Покажем, что оценка 02ĉ — это оценка смещения нуля в смежном конту-
ре. Действительно, в соответствии с (24)
.
cossin
sincos
02
01
0201
0201
0
=
+−
+
==
c
c
tctc
tctc
Acc
ss
ss
s (39)
Нетрудно убедиться, что 0201, cc из (39) удовлетворяют уравнениям (26), что и
требовалось показать.
Для смежного контура справедливы уравнения (10), (11) с измерением
,2 iy = (40)
где ,ˆ0212 cyy −= 1y — выход блока 8. Поскольку (40) по содержанию совпадает
с (12), то выкладки (13)–(23) остаются справедливыми для исследуемого случая.
Таким образом, синтезирован компенсатор при наличии смещений нулей в
датчиках тока.
Результаты моделирования. При моделировании на ПЭВМ рассматривался
асинхронный двигатель типа А2–81–4 со следующими номинальными характери-
стиками: ,Ом072,00 =sR ,Ом106,00 =rR ,Гн0377,00 =mL ,Гн0387,000 == rs LL
,051,0= ,c365,00 =rT ,c0274,000 == ss TT ,5070 =k .110 =k По зависимо-
стям (18), (43) выбраны следующие значения коэффициентов: ,55,6701 −=l
,1,4932 −=l .35,915,0 21 == qq АД с преобразователем частоты моделировались
уравнением
,)( 1 kuiTpi s +−= − (41)
где напряжение, подаваемое на электродвигатель, ;Bsin318 tuu p += 1c25100 −=
(4 кГц) — частота ШИМ ПЧ. Уравнения (13), (14), (19) моделировались в дис-
кретном виде с тактом счета c10 4
0
−=T уравнениями
.]1[ˆ][ˆ])[̂(])1[̂][̂(]1[][
]),[][ˆ(][ˆ]1[ˆ
,]))[][̂()][ˆ][(][ˆ)((][̂]1[̂
201
20
10
1
00
−−+−+−+−+−=
−+=+
−+++−+=+ −
nfnfniiqTniniqnunu
ninilTnfnf
ninilnfnukniTTnini
ppp
ps
(42)
На рис. 2 сопоставляются программный ток ,A40=pi результаты модели-
рования оптимизированного контура тока с фильтром первого порядка и ПИ-ре-
гулятором работы [6] (кривые 1 и 2) с результатами моделирования системы (41),
(42) (кривая 3). Как видно из сравнения переходных процессов, синтезированный
компенсатор обеспечивает большее быстродействие при отсутствии перерегули-
рования. Несмотря на то что регулятор (19) содержит ПИ-составляющую, пере-
ходный процесс апериодический. Это объясняется взаимодействием процессов в
наблюдателе и управляемом объекте. Более того, переходный процесс (кривая 3)
52 ISSN 0572-2691
практически не меняется при ,25,0 00 kkk 00 25,0 sss TTT как при пооче-
редном, так и при одновременном варьировании перечисленных коэффициентов.
0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025
t, c
i, A
0
10
20
30
40
50
60
2
1
3
ip
Рис. 2
Время переходного процесса и отсутствие перерегулирования сохраняются
при всех значениях .pi На рис. 2 показаны результаты моделирования без учета
шумов напряжения, обусловленных ШИМ. На рис. 3 представлен процесс с уче-
том шумов ШИМ (кривая 1 — программное значение тока, кривая 2 — истинные
значения тока, кривая 3 — оценка основной (полезной) составляющей тока).
Рис. 3 свидетельствует о достаточно качественной оценке полезной составляющей
тока с учетом больших помех, вносимых ШИМ.
10
20
30
40
50
0
0,005 0,01 0,015 0,02 0,025
i, A
t, c
2
1
3
0
Рис. 3
Заключение. Синтезированы алгоритмы компенсатора для управления кон-
турами тока как без учета смещения нулей датчиков тока, так и с учетом этих
смещений. Наблюдатели, входящие в состав компенсатора, оценивают полезные
составляющие токов, неопределенности контуров токов, включая смещения нулей
датчиков и перекрестные связи, на фоне помех, создаваемых ШИМ.
Синтезированный компенсатор обеспечивает робастность системы управле-
ния по отношению к изменению коэффициента передачи преобразователя часто-
ты, скачкам напряжения питающей сети, к отклонению всех параметров двигателя
от номинальных значений (влияние отклонений от номинальных значений
,,, mrr LRL входящих в перекрестные связи между контурами токов, компенси-
руется вместе с компенсацией самих перекрестных связей). Численное моделиро-
вание показало, что синтезируемый компенсатор по сравнению с классическим
ПИ-регулятором обеспечивает бóльшее быстродействие при отсутствии перере-
гулирования и бόльшую робастность по отношению к неопределенностям, в осо-
бенности к перекрестным связям.
Проблемы управления и информатики, 2006, № 6 53
Приложение. Принцип действия схемы
На рис. 1 изображены токовые контуры системы векторного управления дви-
гателя переменного тока, в частности АД 1. В АД при рассмотрении процессов в
статорном базисе все переменные трехфазные и изменяются синусоидально. Ор-
ганизовать качественное управление такими процессами сложно. Каждую трех-
фазную переменную можно представить в виде вектора, вращающегося с опреде-
ленной скоростью в статорном базисе. Этот вектор можно спроектировать на ор-
тогональный базис ),,( связанный со статором АД. В результате посредством
блока 7 осуществляется переход от трехфазного АД к эквивалентному двухфаз-
ному АД. Описанное упрощение существенно, но не принципиально. Если двух-
фазные электромагнитные процессы рассматривать не в базисе ),,( а в базисе
),,( qd ось d которого совпадает с вектором потокосцепления ротора, то фазовые
переменные уже не будут синусоидальными. Это происходит в блоке 8. В таком
случае возникает полная аналогия с двигателем постоянного тока (ДПТ). Состав-
ляющая тока di называется током намагничивания и соответствует току обмотки
возбуждения ДПТ, а qi называется моментной составляющей и соответствует то-
ку якорной цепи ДПТ. При этом во многих случаях оказывается применимой тео-
рия управления ДПТ. На части схемы между блоками 8 и 2, где действует анало-
гия с ДПТ, формируются постоянные управляющие напряжения .)(, dqpqpdp uuu
Затем при помощи блоков 2 и 3 формируется трехфазный управляющий сиг-
нал .ABCpu ПЧ 4 состоит из двух блоков: выпрямителя и блока ШИМ. ПЧ фор-
мирует трехфазное напряжение, питающее АД.
Неточность знания параметров АД, неидеальности ПЧ, наличие неизвестных
перекрестных связей между каналами d и q приводят к необходимости компен-
сировать влияние этих неопределенностей. В данной статье это осуществляется с
использованием регулятора, комбинированного с наблюдателем неопределенно-
сти. Неопределенность формируется путем выделения идеальной системы и объ-
единением всех неопределенностей и неидеальностей в одно слагаемое f, которое
можно рассматривать как внешнее воздействие на идеальную систему. С помо-
щью наблюдателя 9, помимо оценки токов ,di ,qi оцениваются неопределенно-
сти ,, qd ff которые составляют вектор неопределенности .f Влияние этой не-
определенности компенсируется комбинированным регулятором 1.
Є.М. Потапенко, Є.Є. Потапенко
СИНТЕЗ РОБАСТНИХ КОМБІНОВАНИХ
РЕГУЛЯТОРІВ СТРУМЕНЕВИХ КОНТУРІВ
ПРИ ВЕКТОРНОМУ КЕРУВАННІ
ДВИГУНАМИ ЗМІННОГО СТРУМУ
Синтезовано компенсатори контурів струму двигунів змінного струму з век-
торним керуванням. Компенсатори складаються зі спостережників невизна-
ченостей, до яких зведено всі неідеальності, і комбінованих регуляторів, що
здійснюють компенсацію невизначеностей та керування контурами струму з
номінальними параметрами. Чисельне моделювання підтвердило переваги
компенсаторів у порівнянні з традиційними ПІ-регуляторами.
54 ISSN 0572-2691
E.M. Potapenko, E.E. Potapenko
SYNTHESIS OF ROBUST COMBINED
CONTROLLERS OF CURRENT CIRCUITS
UNDER VECTOR CONTROL
OF ALTERNATING-CURRENT MOTORS
The current circuit compensators of alternating-current motors with vector control are
synthesized. The compensators consist of uncertainties observers and combined con-
trollers. All errors are included in uncertainties. The combined controllers compen-
sate uncertainties and control current circuits with nominal parameters. Numerical
simulation confirmed advantages of compensators with respect to traditional PI con-
trollers.
1. Design of fast and robust current regulators for high-power drives based on complex state varia-
bles / J. Holtz, J. Quan, J. Pontt, J. Rodriguez, P. Newman, H. Miranda // IEEE Trans. on Industry
Applications. — 2004. — 40, N 5. — P. 1388–1397.
2. Novotny D.W., Lipo T.A. Vector control and dynamics of AC drives. — Oxford : Oxford Univer-
sity Press, 1996. — 440 p.
3. Robyns B., Sente P.A., Buyse H.A., Labrique F. Influence of digital current control strategy on the
sensitivity to electrical parameter uncertainties of induction motor indirect field–oriented con-
trol // IEEE Trans. on Power Electronics. — 1999. — 14, N 4. — P. 690–699.
4. Briz del Blanco F., Degner M.W., Lorenz R.D. Dynamic analysis of current regulators for AC mo-
tors using complex vectors // IEEE Trans. Industry Applications. — 1999. — 35, N 6. —
P.1424–1432.
5. Leonhard W. Control of electrical drives. — Berlin : Springer, 1996. — 420 p.
6. Оптимизация и исследование динамики токовых контуров системы векторного управления
асинхронным двигателем / Е.М. Потапенко, Д.С. Даниличев, Е.Е. Потапенко, В.Г. Бичай,
Е.В. Васильева // Електротехніка і електроенергетика. — 2003. — № 1. — С. 42–47.
7. Vas P. Sensorless vector and direct torque control. — Oxford : Oxford University Press, 1998. —
729 p.
8. Потапенко Е.М. Робастные комбинированные системы управления с наблюдателями //
Проблемы управления и информатики. — 1995. — № 2. — С. 36–43.
9. Квакернаак Х., Сиван Р. Линейные оптимальные системы управления. — М. : Мир,
1977. — 650 с.
10. Гантмахер Ф.Р. Теория матриц. — М. : Наука, 1988. — 552 с.
Получено 25.04.2006
После доработки 07.08.2006
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-206933 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0572-2691 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T15:45:14Z |
| publishDate | 2006 |
| publisher | Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Потапенко, Е.М. Потапенко, Е.Е. 2025-09-26T13:38:45Z 2006 Синтез робастных комбинированных регуляторов токовых контуров при векторном управлении двигателями переменного тока / Е.М. Потапенко, Е.Е. Потапенко // Проблемы управления и информатики. — 2006. — № 6. — С. 45-54. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 0572-2691 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/206933 62-50 Синтезовано компенсатори контурів струму двигунів змінного струму з векторним керуванням. Компенсатори складаються зі спостережників невизначеностей, до яких зведено всі неідеальності, і комбінованих регуляторів, що здійснюють компенсацію невизначеностей та керування контурами струму з номінальними параметрами. Чисельне моделювання підтвердило переваги компенсаторів у порівнянні з традиційними ПІрегуляторами. The current circuit compensators of alternatingcurrent motors with vector control are synthesized. The compensators consist of uncertainties observers and combined controllers. All errors are included in uncertainties. The combined controllers compensate uncertainties and control current circuits with nominal parameters. Numerical simulation confirmed advantages of compensators with respect to traditional PI controllers. ru Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України Проблемы управления и информатики Управление физическими объектами и техническими системами Синтез робастных комбинированных регуляторов токовых контуров при векторном управлении двигателями переменного тока Синтез робастних комбінованих регуляторів струменевих контурів при векторному керуванні двигунами змінного струму Synthesis of robust combined controllers of current circuits under vector control of alternating-current motors Article published earlier |
| spellingShingle | Синтез робастных комбинированных регуляторов токовых контуров при векторном управлении двигателями переменного тока Потапенко, Е.М. Потапенко, Е.Е. Управление физическими объектами и техническими системами |
| title | Синтез робастных комбинированных регуляторов токовых контуров при векторном управлении двигателями переменного тока |
| title_alt | Синтез робастних комбінованих регуляторів струменевих контурів при векторному керуванні двигунами змінного струму Synthesis of robust combined controllers of current circuits under vector control of alternating-current motors |
| title_full | Синтез робастных комбинированных регуляторов токовых контуров при векторном управлении двигателями переменного тока |
| title_fullStr | Синтез робастных комбинированных регуляторов токовых контуров при векторном управлении двигателями переменного тока |
| title_full_unstemmed | Синтез робастных комбинированных регуляторов токовых контуров при векторном управлении двигателями переменного тока |
| title_short | Синтез робастных комбинированных регуляторов токовых контуров при векторном управлении двигателями переменного тока |
| title_sort | синтез робастных комбинированных регуляторов токовых контуров при векторном управлении двигателями переменного тока |
| topic | Управление физическими объектами и техническими системами |
| topic_facet | Управление физическими объектами и техническими системами |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/206933 |
| work_keys_str_mv | AT potapenkoem sintezrobastnyhkombinirovannyhregulâtorovtokovyhkonturovprivektornomupravleniidvigatelâmiperemennogotoka AT potapenkoee sintezrobastnyhkombinirovannyhregulâtorovtokovyhkonturovprivektornomupravleniidvigatelâmiperemennogotoka AT potapenkoem sintezrobastnihkombínovanihregulâtorívstrumenevihkonturívprivektornomukeruvannídvigunamizmínnogostrumu AT potapenkoee sintezrobastnihkombínovanihregulâtorívstrumenevihkonturívprivektornomukeruvannídvigunamizmínnogostrumu AT potapenkoem synthesisofrobustcombinedcontrollersofcurrentcircuitsundervectorcontrolofalternatingcurrentmotors AT potapenkoee synthesisofrobustcombinedcontrollersofcurrentcircuitsundervectorcontrolofalternatingcurrentmotors |