交流电动机传动系统的控制技术发展综述(6)

直接转矩控制的研究虽已取得了很大进展，但是它在理论和实践上还不够成熟，如低速性能、带负载能力等。而且由于它对实时性要求高，计算量大，若没有新一代高速的微处理器，要实现直接转矩控制是不可想象的。 2.5 基于无速度感器的交流传动控制技术

一般而言，高性能的交流调速系统离不开速度的闭环控制。然而，速度传感器的安装带来了系统成本增加、体积增大、可靠性降低及其性能易受工作环境影响等缺点。因此，无速度传感器传动控制技术不仅是现代交流传动控制的一个重要研究方向，而且它已成为当前研究的热点。

无速度传感器控制技术发展于常规带速度传感器的传动控制，其核心是如何准确地获取电机的转速信息，解决问题的出发点是利用测量到的定子电流、电压等信号综合电机转速。目前代表性的方案有：

(1)模型参考自适应系统法(MRAS)，是将不含转速的方程作为参考模型，将含有转速的方程作为可调模型，而且两个模型具有相同物理意义的输出量(如转子磁通、反电势或无功功率)。利用两个模型输出量构成的误差，采用比例积分自适应律实时调节可调模型的参数(转速)，以实现辨识转速的目的。依据模型输出量的不同，模型参考自适应系统法又可分为基于转子磁通估计法、基于反电势估计法和基于无功功率估计法。其中，基于转子磁通估计法由于采用电压模型为参考模型，引入了纯积分环节,使得低速时转速估计的精度变差。而基于反电势估计法和基于无功功率估计法是基于转子磁通估计法的改进，前者避免了纯积分环节，但低速性能受定子电阻的影响；后者消除了定子电阻的影响，获得了更好的低速性能和更强的鲁棒性。但是MRAS以参考模型准确为基础，参考模型和可调模型都与电机参数有关，参数的准确程度直接影响到速度辨识和控制系统工作的成效。此外，MRAS 中Popov超稳定性准则仅保证了状态和速度估计的稳定性与渐进收敛性，并不能使速度估计值与实际值在动态过程中保持一致。所以，动态过程中MRAS 速度估计仍然是有差估计。

图2-5 基于模型参考自适应系统（MRAS）用PI闭环控制构造角速度的原理框图