[发明专利]适用于中低速磁悬浮的直线感应电机无速度传感器控制策略

说明书

本发明公开一种适用于中低速磁悬浮的直线感应电机无速度传感器控制策略，根据直线感应电机的反电动势模型，利用基于FLL的速度估计方案实现直线感应电机的速度估计；考虑该速度估计方案易受到谐波和参数变化的影响，利用于αβCDSC的前置滤波器实现次级反电动势信号的谐波滤除；然后，利用幅值归一化对次级反电动势信号的α、β分量进行处理，在实现次级反电动势信号幅值归一化的同时，也消除参数变化对速度估计方案的不利影响；最后，利用一个二阶滤波器实现估计速度的谐波滤除，以提升速度估计的性能。本发明可以有效减少电机参数变化对速度估计性能的影响，弥补了现有直线牵引电机速度估计方法中控制结构复杂，参数敏感性高，计算负担沉重等技术问题。

技术领域

本发明涉及电力牵引交流传动技术领域，具体为一种适用于中低速磁悬浮的直线感应电机无速度传感器控制策略。

背景技术

目前，作为城市轨道交通中极具应用潜力的交通制式，由直线牵引电机驱动的中低速磁悬浮列车在速度、可靠性、稳定性和环境影响上都有更加优越的性能，是新一代城市轨道交通系统的合适选择。然而，在中低速磁浮列车运行时，利用机械式速度传感器进行速度检测会显著降低驱动系统可靠性，采用无速度传感控制技术能增加系统可靠性，降低系统成本，并可以应用在高温、高湿等恶劣环境场合。

一般，无速度传感器控制技术可大致分为两类：(1)基于电机非理想特性的速度估计方案和(2)基于模型的速度估计方案。相较于传统的旋转电机，直线牵引电机由于其开断结构以及较大的气隙，基于非理想特性的速度估计方案在直线牵引电机驱动系统很难得到应用。

目前，适用于直线感应电机的无速度传感器控制系统主要集中在基于直线感应电机模型的速度估计方案，但已有的基于直线感应电机模型的速度估计方案主要存在速度估计范围有限，参数敏感性高，计算负担沉重，调谐参数多等问题，无法满足用于中低速磁悬浮直线感应电机无速度传感器控制系统的要求。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种适用于中低速磁悬浮的直线感应电机无速度传感器控制策略，以减少电机参数变化对速度估计性能的影响，弥补现有直线牵引电机速度估计方法中控制结构复杂，参数敏感性高，计算负担沉重等技术问题。技术方案如下：

一种适用于中低速磁悬浮的直线感应电机无速度传感器控制策略，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：建立直线牵引电机矢量控制系统，根据直线牵引电机的电压模型得到次级反电动势信号的α、β分量；根据次级反电动势信号的α、β分量计算次级反电动势的频率：

步骤2：先利用基于αβCDSC的前置滤波器实现次级反电动势信号的低次谐波滤除，获得次级反电动势的正弦信号；

步骤3：再利用幅值归一化实现次级反电动势信号的单位幅值，以降低参数变化对度估计算法的不利影响；

步骤4：计算直线牵引电机无速度传感器控制系统的估计速度；

步骤5：利用二阶输出滤波器对所得到的估计速度进行滤波处理，以消除谐波对速度估计性能的干扰；

步骤6：将所得的估计速度输入到直线牵引电机矢量控制系统，进行后续模型计算；将直线牵引电机的初级电压矢量和初级电流矢量输入到速度估计算法，实现直线牵引电机牵引系统无速度传感器运行。

进一步的，所述步骤1的具体包括：

直线牵引电机的电压模型为：