基于自抗擾控制的異步電機泵水系統控制研究

莫岳平,徐 迪

(揚州大學電氣與能源動力工程學院,江蘇 揚州 225127)

1 引言

隨著現代科技的飛速發展,異步電機在工業、農業和家用電器等領域被廣泛應用。因其結構簡單、成本低、運行可靠等優點,用作為水泵的驅動電機已經成為一種趨勢。然而,異步電機的高階、非線性、強耦合特性使其控制系統難以達到理想的效果。因此,引入矢量控制提高了異步電機的各項跟蹤性能。

由于異步電機受參數變化和負載擾動的影響較大,控制性能較低。因此,越來越多的控制算法被應用于異步電機的變頻調速中,自抗擾控制、滑?？刂啤⒆赃m應控制等策略得到廣泛關注[1-3]。賀成虎[4]等采用非線性自抗擾控制對磁鏈環、速度環和電流環進行設計,仿真驗證了該控制策略有效增強了系統的穩定性;杜超[5]等研究了重復自抗擾控制的先進理論,指出該控制降低了ADRC對參數的依賴程度;朱明祥[6]等將自抗擾控制應用到無軸承異步電機中,實驗表明該系統的抗干擾能力加強;M. A. Rao[7]等設計了一種模糊的二階滑?？刂破?消除了系統的抖振,提高了穩態開關頻率的調節能力;Z. Yang[8]等在ADRC的跟蹤微分器上加入雙曲正切函數,改善了無軸承異步電機的懸掛特性。

基于上述研究,本文在水泵異步電機矢量控制的基礎上,將轉子磁鏈環、d、q軸電流環設計成由LADRC控制的閉環系統,減小負載擾動對水泵變頻調速的影響,降低非線性自抗擾控制的參數整定難度。同時,針對系統控制器存在的計算時延以及變量耦合項引起的各種時延問題,在轉速閉環系統中加入Smith預估控制[9,10],補償了延遲對象的純滯后特性,提高系統的動態性能?！?br>