[发明专利]一种异步电机矢量控制系统

说明书

本发明公开了一种异步电机矢量控制系统，该系统中加入AW控制器和扰动控制器，所述AW控制器算法用于扩大系统的最大输出限度，所述扰动控制器用于监测系统出现的各种波动且能够补偿波动带来的误差。本发明提出的异步电机矢量控制系统中加入了AW控制算法，主要是针对于响应的超调带来的影响；此外还加入了扰动观测器，可以降低实际对象和构建的模型之间的差别而造成的干扰。

技术领域

本发明涉及异步电机技术领域，尤其涉及一种异步电机矢量控制系统。

背景技术

异步电机凭借着组成简单，维修起来比较容易，成本也不高，能在各种不良环境中工作的优点，得到交流调速系统的青睐。后来矢量控制产生了，随着它的发展到异步电机中的运用，异步电机调速性能便是如虎添翼。当矢量控制运用到异步电机当中时，会在控制器中加入积分来达到减少减少静态误差、使系统的精度提高的目的，但随着控制器加入积分，系统会出现Windup现象。

出现Windup现象的原因主要是系统自身会被异步电机的电流和其他的各个条件的约束，从而会使增大系统的超调，使其稳定的时间段延长。这种情况下，交流调速系统的动态特性就会变得特别糟糕，甚至会破坏系统原有的稳定。为了避免这种现象的出现，需要引入Anti-Windup控制器，找到与系统相匹配的控制器就可以提高系统的动态性能，从而避免上述现象的出现。

传统的异步电机矢量控制系统在工作时，系统内部的波动会使系统的控制效果大大折扣，但是系统的波动又是不能避免的，而且系统波动会以各个形式出现，不能用确切的模型去描述。传统的PID控制面对系统的波动适应能力很弱，而且各个参数一旦变化就会干扰其控制，不得不说这是控制的一大弊端。

扰动观测器DOB(Disturbance observer)它能够监测系统出现的各种波动，而且能够补偿波动带来的误差。它最大的优点就是构成简单，数学计算少，不需要确切的模型。这些特性可以很好的去弥补PID控制的不足。

多变量、非线性、强耦合是异步电机最明显特性，这也注定了异步电机系统的复杂性，所以PID控制很难适用于异步电机。所以AW控制和DOB很快就被运用到系统之中。AW控制和DOB相结合的控制方法，能够很好的运用各自的特点，大大提高了系统的控制性能，使其具有更好的动静态特性。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明是将AW控制算法中的条件积分法和反计算法二者的优点相结合起来，构成变结构法，再引入扰动观测器来提升控制系统的控制性能。

一种异步电机矢量控制系统，该系统中加入AW控制器和扰动控制器，所述AW控制器算法用于扩大系统的最大输出限度，所述扰动控制器用于监测系统出现的各种波动且能够补偿波动带来的误差。

优选地，所述AW控制器采用条件积分法和反计算法。

优选地，所述AW控制方法中积分控制方程为：

u_n是发生输入限制的输出，u_s经过控制器的条件限制输出。

优选地，所述AW控制方法中反计算法的公式为：

k_c是补偿系数。

优选地，所述扰动控制器的控制方法为：S1：通过勘测；S2：检查出等效的波动；S3：制造出同样大小的补偿输送到输入的端口。

AW控制的各种控制和算法主要是针对于响应的超调带来的影响。但在实际情况下，系统在运转时还会受到各种不良因素的影响，这些不利的因素都会使得系统不能正常运转，更甚的还会破坏系统的稳定性。所以对于异步电机矢量控制的各种不利因素还得做进一步的研究。实际的运用中，对于系统在调速的时候，对系统的干扰主要原因有这几个：