Stabilność adaptacyjnych obserwatorów zmiennych stanu silnika indukcyjnego o wzmocnieniach dobieranych optymalizacyjnie

• Autorzy: Niestrój R. , Lewicki A. , Białoń T. , Pasko M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2016.06.01

Warianty tytułu

EN

The stability of adaptive observers of induction motor state variables with gain matrix chosen by optimization

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule opisano zagadnienia doboru wzmocnień i stabilności adaptacyjnego obserwatora proporcjonalnego, odtwarzającego w bezczujnikowych układach sterowania strumień magnetyczny stojana lub wirnika oraz prędkość silnika indukcyjnego. Macierz wzmocnień obserwatora dobrano algorytmem genetycznym. Analizę stabilności wykonano dla liniowej aproksymacji obserwatora. Wykazano, że obserwator adaptacyjny jest stabilny asymptotycznie, jeżeli silnik pracuje z poślizgiem większym od poślizgu granicznego, wyznaczonego dla tego obserwatora.

EN

This paper presents problems related to the design and the stability of adaptive proportional observer which is used for estimation of stator or rotor magnetic flux and the motor speed in sensorless control systems of induction motor. The gain matrix of the observer was chosen by genetic algorithm. Stability analysis was performed for the linear approximation of the observer. It has been shown that the adaptive proportional observer is asymptotically stable if the motor runs at slip larger than the boundary slip determined for the observer.

Słowa kluczowe

PL

obserwator proporcjonalny; bezczujnikowy układ sterowania; analiza stabilności; silnik indukcyjny

EN

proportional observer; stability analysis; induction motor

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 92, nr 6
• Strony: 1--7
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Niestrój R.

• Politechnika Śląska, Instytut Elektrotechniki i Informatyki, ul. Akademicka 10a, 44-100 Gliwice

autor

Lewicki A.

• Politechnika Gdańska, Katedra Automatyki Napędu Elektrycznego, ul. Sobieskiego 7, 80-216 Gdańsk

autor

Białoń T.

• Politechnika Śląska, Instytut Elektrotechniki i Informatyki, ul. Akademicka 10a, 44-100 Gliwice

autor

Pasko M.

• Politechnika Śląska, Instytut Elektrotechniki i Informatyki, ul. Akademicka 10a, 44-100 Gliwice

Bibliografia

• [1] Orłowska-Kowalska T., Bezczujnikowe układy napędowe z silnikami indukcyjnymi, Oficyna Wyd. Pol. Wrocławskiej (2003)
• [2] Vas P., Sensorless Vector And Direct Torque Control, Oxford University Press (1998)
• [3] Niestrój R., Analiza porównawcza wybranych układów odtwarzania zmiennych stanu i momentu elektromagnetycznego silnika indukcyjnego, Rozprawa doktorska. Politechnika Śląska (2011)
• [4] Białoń T., Zastosowanie obserwatorów Luenbergera do odtwarzania zmiennych stanu silnika indukcyjnego, Rozprawa doktorska. Politechnika Śląska (2010)
• [5] Kubota H., Matsuse K., Nakano T., DSP-based speed adaptive flux observer of induction motor, IEEE Trans. on Ind. Appl., 27 (1993), n.2, 344-348
• [6] Niestrój R., Białoń T., Pasko M., Synteza proporcjonalnego obserwatora zmiennych stanu silnika indukcyjnego analityczną metodą lokowania biegunów, Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej „Elektryka”, 234 (2015), nr 2, 2-21
• [7] Białoń T., Lewicki A., Niestrój R., Pasko M., Porównanie dwóch metod doboru parametrów proporcjonalnego obserwatora zmiennych stanu silnika indukcyjnego, pracującego w roli modelu przestrajanego estymatora typu MRAS, Przegląd Elektrotechniczny, 88 (2012), nr 4b, 13-16
• [8] Niestrój R., Białoń T., Pasko M., Stability analysis of the MRAStype estimator taking into account parameter changes of the model of the induction motor, Przegląd Elektrotechniczny, 87 (2011), nr 3, 301-305
• [9] Niestrój R., Białoń T., Pasko M., Analiza wybranych właściwości dynamicznych adaptacyjnego obserwatora proporcjonalnego zmiennych stanu silnika indukcyjnego, Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej „Elektryka”, 235 (2015), nr 3, 7-28
• [10] Kaczorek T., Teoria układów regulacji automatycznej. WNT, Warszawa (1977)
• [11] Krzemiński Z., Cyfrowe sterowanie maszynami asynchronicznymi, Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej (2001)
• [12] Morawiec M., Guzinski J., Sensorless control system of an induction machine with the Z-type backstepping observer, IEEE 23rd Intern. Symposium on Ind. Electr. (2014), 896-901
• [13] Kubota H., Matsuse K., Nakano T., Field oriented induction motor drives without speed sensor based on adaptive flux observer and disturbance torque compensation, Int. Conf. on Ind. Electr., Control and Instrument. IECON (1991), 1855-1860
• [14] Kubota H., Matsuse K., Speed sensorless field oriented control of induction machines using flux observer, Int. Conf. on Ind. Electr., Control and Instrument. IECON (1994), 1611-1615
• [15] Kubota H., Matsuse K., Nakano T., New adaptive flux observer of induction motor for wide speed range motor drives, 16th Conf. of IEEE Ind. Electr. Soc. IECON (1990), 921-926
• [16] Kubota K., Sato I., Tamura Y., Matsuse K., Ohta H., Hori Y., Regenerating-mode low-speed operation of sensorless induction motor drive with adaptive observer, IEEE Trans. on Ind. Appl., 38 (2002), n.4, 1081-1086
• [17] Yang G., Chin T., Adaptive-Speed Identification Scheme for a Vector-Controlled Speed Sensorless Inverter-Induction Motor Drive, IEEE Trans. on Ind. Appl., 29 (1993), n.4, 820-825
• [18] Hinkkanen M., Flux Estimators for Speed-Sensorless Induction Motor Drives, Thesis, Helsinki University of Technology (2004)
• [19] Maes J., Melkebeek J., Speed-Sensorless Direct Torque Control of Induction Motors Using an Adaptive Flux Observer, IEEE Trans. on Ind. Appl., 36 (2000), n.3, 778-785
• [20] Griva G., Profumo F. i inni, General Adaptation Law for MRAS High Performance Sensorless Induction Motor Drives. IEEE 32nd Power Electr. Spec. Conf. PESC (2001), 1197-1202
• [21] Damiano A., Gatto G., Marongiu I., An adaptive rotor flux observer for direct field oriented induction motor drives, Int. J. of Adapt. Control and Signal Process. (2000), n.14, 275-296

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.