電気自動車指向の永久磁石同期電動機ロバスト適応制御に関する研究

电动汽车永磁同步电机鲁棒自适应控制研究

基本信息

批准号：
17760237
负责人：
長谷川勝
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Chubu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度においては,永久磁石同期電動機の新たなロバスト適応制御法の開発を行なった。特に電気自動車への応用を鑑み,新たなセンサレス制御法の検討を行なった。この結果,下記の成果を得た。1.前年度の研究成果を基に,IPMSMセンサレス制御用適応オブザーバの構成法と設計法を提案した。これにより,従来から提案されていたSPMSMセンサレス制御用適応オブザーバと同様な構成をとることができることを明らかにした。さらに,位置推定誤差を最小限に抑える設計問題がγ-正実化問題に帰着できることを示し,これに基づくオブザーバ設計法を提案した。これらの妥当性は解析および実機実験により示している。この一連の成果により,関係学生が,IEEE Power Electronics Society Young Engineer's Best Paper Awardを受賞した。2.10,000min-1を超える高速運転時において生ずる電流制御系の諸問題を明らかにした。この中で,低コスト化を目的に電流制御系にある種の制約が加えられると,若干でも位置推定誤差が生じると電流制御系が直ちに不安定化することを示した。この問題に対して,電流制御系にかかる制約条件の中でロバスト安定性を改善するために2自由度制御系に基づく新たな電流制御器を提案した。提案した制御器はP-PI制御器という極めて簡単な構成をとりながらも,上記の不安定化問題を解決可能な優れた制御器であるといえる。以上の妥当性を検証するため,最高12,000min-1の実験システムを構成し,提案法が上記問題の対策として有効であることを確認した。3.電動機の小型化傾向に起因して,磁気飽和によるパラメータ変動が従来に比して大きくなっている。この対策として,インダクタンス同定が可能な適応オブザーバを提案し,その妥当性を実験により明らかにした。

今年，我们开发了一种新的永磁同步电机鲁棒自适应控制方法。特别考虑到电动汽车的应用，我们研究了一种新的无传感器控制方法。结果，获得了以下结果。 1.基于前一年的研究成果，提出了IPMSM无传感器控制的自适应观测器的配置和设计方法。因此，我们明确了可以采用类似于过去提出的 SPMSM 无传感器控制自适应观测器的配置。此外，我们证明了最小化位置估计误差的设计问题可以简化为γ实现问题，并在此基础上提出了一种观测器设计方法。这些的有效性已通过分析和实机实验得到证明。由于这一系列的成果，参与的学生获得了IEEE电力电子学会青年工程师最佳论文奖。 2.澄清了当前控制系统在超过10,000min-1高速运行时出现的各种问题。这项研究表明，如果为了降低成本而在电流控制系统中添加某些约束，那么即使出现轻微的位置估计误差，电流控制系统也会立即变得不稳定。为了解决这个问题，提出了一种基于二自由度控制系统的新型电流控制器，以提高电流控制系统在约束条件下的鲁棒稳定性。尽管所提出的控制器具有与P-PI控制器一样极其简单的配置，但它可以说是能够解决上述不稳定问题的优秀控制器。为了验证上述方法的有效性，构建了最高速度为12,000 min-1的实验系统，并证实所提出的方法作为上述问题的对策是有效的。 3.由于电动机的小型化趋势，磁饱和引起的参数波动变得比以前更大。作为解决这个问题的对策，我们提出了一种可以识别电感的自适应观测器，并通过实验证明了其有效性。