基于ADRC与SMO的涡旋压缩机低速转矩补偿控制*

doi:10.11985/2023.02.002

电气工程学报 ›› 2023, Vol. 18 ›› Issue (2): 9-15.doi: 10.11985/2023.02.002

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基于ADRC与SMO的涡旋压缩机低速转矩补偿控制^*

莫舒然¹(), 张宏伟¹^,²(), 王新环¹^,²()

1.河南理工大学电气工程与自动化学院焦作 454003
2.河南理工大学河南省煤矿装备智能监测与控制重点实验室焦作 454003

收稿日期:2022-11-28 修回日期:2022-12-26 出版日期:2023-06-25 发布日期:2023-07-12
通讯作者: 莫舒然，男，1996年生，硕士研究生。主要研究方向为电机电器及其控制。E-mail：754390554@qq.com
作者简介:张宏伟，男，1980年生，博士，教授。主要研究方向为运动系统控制。E-mail：zhanghw@hpu.edu.cn
王新环，女，1979年生，硕士，副教授。主要研究方向为电力电子及电气传动。E-mail：wang_xh@hpu.edu.cn
基金资助:
河南省高等学校青年骨干教师培养计划资助项目(2019GGJS062)

Low Speed Torque Compensation Control for Scroll Compressor Based on ADRC and SMO

MO Shuran¹(), ZHANG Hongwei¹^,²(), WANG Xinhuan¹^,²()

1. School of Electrical Engineering and Automation, Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454003
2. Henan Key Laboratory of Intelligent Detection and Control of Coal Mine Equipment, Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454003

Received:2022-11-28 Revised:2022-12-26 Online:2023-06-25 Published:2023-07-12

摘要/Abstract

摘要：

针对新能源汽车车载电子涡旋压缩机低速运行时，负载突变引起转速波动的问题，提出一种自抗扰控制(Active destabilization resistance control，ADRC)与滑模观测器(Sliding mode observer，SMO)相结合的改进低速转矩补偿控制方法。利用新型负载转矩观测器观测负载变化，将负载观测值进行转矩补偿，同时使用自抗扰控制技术设计速度控制器。在此基础上，设计一种锁相环结构趋近速度自适应变化的新型趋近律滑模观测器，并利用李雅普诺夫定理判断该新型观测器的稳定性。仿真及试验结果表明，新型负载转矩观测器能够准确地估算负载转矩。与传统低速转矩补偿控制相比，该控制方法能够实时补偿系统的扰动，使转速波动范围从4.0%降到1.6%，显著提升了涡旋压缩机低速运行时的稳定性。

关键词: 压缩机, 自抗扰控制, 转矩补偿, 滑模观测器, 李雅普诺夫定理

Abstract:

When the new energy vehicle electronic scroll compressor runs at low speed, the speed fluctuation is caused by load mutation. A modified low speed torque compensation control method combining active destabilization resistance control(ADRC) and sliding mode observer(SMO) is presented. The load torque observer is used for tracking the load changes, the torque compensation is carried out for the load value, the ADRC is used for planning the speed adjuster. On this basis, the new approach law observer with phase locked loop free change of speed is planned, and its stableness is confirmed by Lyapunov theory. Emulation and results reveal that the new observer can track the load value accurately, compared with traditional low speed torque compensation control, the control way can compensate the destabilization of the system in real time and reduce the speed fluctuation range from 4.0% to 1.6%, and remarkably elevate the stability of the vehicle electronic scroll compressor at low speed.

Key words: Compressor, active destabilization resistance control, torque compensation, sliding mode observer, Lyapunov theory

中图分类号:

TM351

莫舒然, 张宏伟, 王新环. 基于ADRC与SMO的涡旋压缩机低速转矩补偿控制^*[J]. 电气工程学报, 2023, 18(2): 9-15.

MO Shuran, ZHANG Hongwei, WANG Xinhuan. Low Speed Torque Compensation Control for Scroll Compressor Based on ADRC and SMO[J]. Journal of Electrical Engineering, 2023, 18(2): 9-15.

图/表 9

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参考文献 20

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参数	数值
定子电阻R/Ω	0.479
极对数P_n	4
电感L_s/mH	2.4
转动惯量J/(kg·m²)	0.000 8
永磁体磁链ψ_f/Wb	0.175
额定转速N/(r/min)	1 000

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Low Speed Torque Compensation Control for Scroll Compressor Based on ADRC and SMO

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