導(dǎo)讀：異步電機(jī)速度估計(jì)的方法主要分為兩大類：模型法和基于非理想特性的方法。本期文章介紹的是直接計(jì)算法（動(dòng)態(tài)速度估計(jì)器），這種方法屬于模型法中的開(kāi)環(huán)速度估計(jì)。

如果需要文中的仿真模型，關(guān)注微信公眾號(hào)：淺談電機(jī)控制，留言獲取。

異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速的閉環(huán)控制必不可少，其是保證控制穩(wěn)定性和控制性能的保證。矢量控制從其獲取速度的不同方法來(lái)分，可以分為有速度傳感器和無(wú)速度傳感器兩大類。一般早期的異步電機(jī)矢量控制常采用光電碼盤等速度傳感器來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)速的直接檢測(cè)，并反饋被測(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)。但額外的速度傳感器不僅會(huì)增加系統(tǒng)的成本，其次如果傳感器安裝不當(dāng)也易影響測(cè)速精度，而且傳感器的安裝還會(huì)使電機(jī)軸向上體積增大，給電機(jī)的日常維護(hù)帶來(lái)一定困難，并且速度傳感器還會(huì)降低電機(jī)的機(jī)械魯棒性，在高溫、高濕環(huán)境下傳感器精度也會(huì)受到影響．基于這些不足，為了克服上述問(wèn)題人們開(kāi)始研究無(wú)速度傳感器矢量控制方法。

本文著眼于無(wú)速度傳感器矢量控制系統(tǒng)的研究，重點(diǎn)在于講解異步電機(jī)無(wú)速度傳感器矢量控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，井給出一些控制系統(tǒng)框圖進(jìn)行試驗(yàn)仿真，接下來(lái)就無(wú)速度傳感器矢量控制方法速度估計(jì)的一些方法介紹（本期重點(diǎn)先講解動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)速估計(jì)器）。

一、動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)速估計(jì)器介紹

動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)速估計(jì)器是以電機(jī)的動(dòng)態(tài)派克方程為基礎(chǔ)進(jìn)行推導(dǎo)，分別由電機(jī)的電磁關(guān)系及轉(zhuǎn)速的定義數(shù)學(xué)方程式中得到關(guān)于轉(zhuǎn)差或轉(zhuǎn)速關(guān)系的表達(dá)式，其推導(dǎo)方法具體可以從以下三個(gè)方面入手：

（1）轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向控制入手求解電機(jī)的角速度；

（2）定子磁場(chǎng)定向控制方程求解角速度；

（3）電機(jī)方程直接推導(dǎo)角速度；

本文介紹的是一種常用的異步電機(jī)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)速估計(jì)器方案是磁鏈閉環(huán)估算，速度開(kāi)環(huán)計(jì)算。

二、仿真系統(tǒng)搭建

圖1 異步電機(jī)無(wú)速度傳感器矢量控制系統(tǒng)仿真

圖2 異步電機(jī)無(wú)速度傳感器矢量控制系統(tǒng)仿真波形變化情況

從圖2可以發(fā)現(xiàn)，速度估計(jì)的波形在突加載和速度變化的時(shí)候都能很好的跟蹤上給定值，證明該估計(jì)方法的可行性和有效性。

三、總結(jié)

第一節(jié)介紹的三種角速度的估算方法，具有直觀性強(qiáng)、速度的計(jì)算理論上沒(méi)有延時(shí)， 但這種動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)速估計(jì)的缺點(diǎn)也是十分突出。其缺點(diǎn)具體表現(xiàn)在，該方法計(jì)算中包含磁通量的計(jì)算，因此電機(jī)磁通的觀測(cè)與控制好壞直接影響電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速估計(jì)的精度．其次，由其計(jì)算方程式可以看出方程中包含了大量電動(dòng)機(jī)參數(shù)，但由于交流異步電機(jī)是個(gè)非線性系統(tǒng)，其電機(jī)參數(shù)會(huì)隨著電機(jī)使用時(shí)間，溫度、濕度，及供電頻率等因素的影響而發(fā)生變化．為了解決電機(jī)參數(shù)變化的影響， 常需要在電機(jī)控制系統(tǒng)中加上參數(shù)的辨識(shí)環(huán)節(jié)，但是額外的參數(shù)辨識(shí)環(huán)節(jié)會(huì)使系統(tǒng)過(guò)于復(fù)雜，且辨識(shí)過(guò)程的延時(shí)十分的嚴(yán)重，但若不加上辨識(shí)環(huán)節(jié)，則會(huì)使計(jì)算精度受到影響．再次由于動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)速估計(jì)器是從電機(jī)方程式入手求解角速度的，但電機(jī)的非線性性，會(huì)使電機(jī)速度隨時(shí)發(fā)生變化，而由于動(dòng)態(tài)估計(jì)器估計(jì)電機(jī)速度的方法缺少誤差校正環(huán)節(jié)，所以難以保證系統(tǒng)的抗干擾性能，從而導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定的運(yùn)行情況．總之，如何有效的進(jìn)行電機(jī)參數(shù)辨識(shí)，以及利用誤差校正環(huán)節(jié)來(lái)提高系統(tǒng)速度估計(jì)的抗干擾能力，是動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)速估計(jì)器方法需要進(jìn)一步研究的方向．