ТЕОРІЯ АВТОМАТИЗОВАНОГО ЕЛЕКТРОПРИВОДА Електромеханічні і енергозберігаючі системи. Випуск 3/2012 (19) 40 УДК 681.5:62-83 МЕТОД СИНТЕЗА И РОБАСТНОСТЬ НАБЛЮДАТЕЛЕЙ ПОТОКОСЦЕПЛЕНИЯ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ, РАБОТАЮЩИХ В СКОЛЬЗЯЩИХ РЕЖИМАХ С. М. Пересада, В. Н. Трандафилов Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт» просп. Победы, 37, г. Киев, 03056, Украина. Е-mail: trandafilov_vn@mail.ru Представлен метод синтеза обобщенного наблюдателя вектора потокосцепления ротора асинхронного двигателя, формирующий семейство наблюдателей со скользящим режимом. Процедура синтеза основана на втором методе Ляпунова и методе эквивалентного управления. На основе общей структуры наблюдателей выполнено аналити- ческое исследование их робастности к вариациям активного сопротивления ротора асинхронного двигателя. Дан сравнительный анализ робастности типовых наблюдателей потокосцепления, работающих в скользящем режиме. Ключевые слова: асинхронный двигатель, наблюдатель потокосцепления, скользящий режим, робастность. МЕТОД СИНТЕЗУ ТА РОБАСТНІСТЬ СПОСТЕРІГАЧІВ ПОТОКОЗЧЕПЛЕННЯ АСИНХРОННОГО ДВИГУНА, ЩО ПРАЦЮЮТЬ У КОВЗНИХ РЕЖИМАХ С. М. Пересада, В. М. Трандафілов Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут» просп. Перемоги, 37, м. Київ, 03056, Україна. Е-mail: trandafilov_vn@mail.ru Надано метод синтезу узагальненого спостерігача вектора потокозчеплення ротора асинхронного двигуна, що формує сімейство спостерігачів з ковзним режимом. Процедуру синтезу засновано на другому методі Ляпунова та методі еквівалентного керування. На основі загальної структури спостерігачів виконано аналітичне дослідження їхньої робастності до варіацій активного опору ротора асинхронного двигуна. Надано порівняльний аналіз робастності типових спостерігачів потокозчеплення, які працюють у ковзному режимі. Ключові слова: асинхронний двигун, спостерігач потокозчеплення, ковзний режим, робастність. АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Эффективность систем векторного управления асинхронными дви- гателями (АД) в значительной степени зависит от точности информации о параметрах электрической машины, которые используются в алгоритме управ- ления. Однако даже в случае исходно точной ин- формации о параметрах некоторые из них, напри- мер, активные сопротивления обмоток, подвержены вариациям вследствие нагрева. В частности, извест- но, что активное сопротивление роторной цепи АД в процессе длительной работы в нагруженном состоя- нии может изменяться в 1,5–2 раза. Вариации ак- тивного сопротивления ротора приводят к наруше- нию условий полеориентирования, что, в свою оче- редь, вызывает потерю асимптотичности регулиро- вания модуля вектора потокосцепления и момента, а также снижение энергетической эффективности процесса электромеханического преобразования энергии. Ключевым элементом систем с прямым полеори- ентированием [1] является наблюдатель вектора потокосцепления ротора, т.к. именно свойства роба- стности наблюдателя в значительной мере опреде- ляют робастность всей системы. В литературе пред- ставлено большое количество различных типов на- блюдателей вектора потокосцепления ротора [2]. Отдельный класс представляют наблюдатели [3–8], работающие в скользящем режиме (англ. – sliding mode observers), которые также называют наблюда- телями с переменной структурой (англ. – variable structure observers). Интерес к системам с разрывными управления- ми, которые работают в скользящем режиме, опре- деляется свойствами, возникающими при движении на поверхностях разрыва. Наиболее важными из них являются: понижение порядка системы, повышен- ные свойства робастности, а в некоторых структу- рах – инвариантность по отношению к параметриче- ским и координатным возмущениям. Часто в литературе, посвященной наблюдателям со скользящим режимом (НСР), указывают пре- имущества, которые заключаются в малой чувстви- тельности ко всякого рода шумам (подобно фильт- рам Калмана) и робастности к параметрическим возмущениям. Действительно, перечисленные пре- имущества присущи некоторым структурам НСР. Однако наличие скользящего режима само по себе не гарантирует вышеупомянутых преимуществ кон- кретному наблюдателю. Несмотря на значительный объем исследований и большое количество публикаций, посвященных построению наблюдателей вектора потокосцепления ротора АД, работающих в скользящих режимах, общей методики исследования их робастности на данный момент не представлено. Анализ робастно- сти либо отсутствует [3], либо сводится к несколь- ким тестам в условиях параметрических вариаций активного сопротивления ротора [4–8]. Также в ли- тературе отсутствует анализ робастности НСР в аналитической форме. МАТЕРИАЛ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. В данной работе представлен метод синтеза обоб- щенного наблюдателя потокосцепления АД, осно- ванный на втором методе Ляпунова и эквивалент- ном управлении, формирующий семейство наблю- дателей, работающих в скользящем режиме. На ос- нове общей структуры наблюдателей выполнено аналитическое исследование их робастности к ва- риациям активного сопротивления ротора АД. Дан сравнительный анализ робастности типовых наблю- дателей, работающих в скользящем режиме.