1.前言
前文已经介绍过了高阶ESO相对于传统ESO的优势。
https://zhuanlan.zhihu.com/p/703039702https://zhuanlan.zhihu.com/p/703039702
但是当时搭的ESO有点问题。把公式修正之后,发现前文用的改进四阶ESO无法使用。
今天来解释一下为什么改进4阶ESO无法使用。
2.为什么改进4阶ESO用不了?
%扩展观测器带宽配置
fc = 250;%带宽,单位Hz
wc = fc*2*pi;
从上面波形可以看到,改进4阶ESO在2000RPM是无法运行的,而且是逐渐发散、振荡。但是发现改进4阶ESO在1000RPM是可以运行的。
解释:
改进4阶ESO在中频段的闭环增益不为0,这说明如果ESO的输入端刚好输入了一个频率在中频段附近的交流量,那么经过ESO之后,这个交流量将会被放大。
之所以2000RPM振荡而1000RPM不震荡,是因为2000RPM时电机运行的频率更高(更接近于当前配置ESO的中频段了),即使电流环存在非常小的交流,经过ESO之后会将这些微小的交流不断放大,使得系统振荡。
这时候即使加入切换模块也没用(设定进入稳态后从传统四阶切换至改进四阶):
PS:切换模块的设计参考上篇知乎里提到的参考文献里的切换模块设计。即动态采用传统高阶ESO提高控制的动态性能,稳态情况下切换到改进四阶ESO提高系统的稳态抗噪性能。
因此,必须要改变改进四阶ESO的增益才可以。
3.中频段闭环增益更小的改进4阶ESO
从这个图中可以看到,如果sigema(我仿真中为g)越小,高频段的增益越小(即系统抗噪声能力越强),中频段的闭环增益越大(即系统抗扰动能力越弱,越容易振荡)。论文中选用的sigema为0.25。
那我希望中频段的闭环增益更小一点,我应该选择的sigema>0.25。
根据论文中的公式(25),我选用sigema=0.5时的改进ESO。
从下图可以看到,把sigema增加至0.5后,系统不再振荡了。
4.电感失配2倍下切换模块的使用
电感参数失配会给系统带来很多的高频噪声,那么我们来看看不同参数的改进4阶ESO的抗噪性能如何。
%扩展观测器带宽配置
fc = 300;%带宽,单位Hz
wc = fc*2*pi;
可以看到,加入切换模块,系统进入稳态后会自动切换到改进高阶ESO,进而实现更好的抗噪声性能,最终使得dq电流的脉动大幅减小。
前文说到,sigema越小,系统抗噪声能力越好,那我把sigema从0.5减小到0.2这样,看看系统抗噪声能力对比情况。
可以看到,随着sigema的减小,系统的抗噪声性能越来越好,稳态的dq电流脉动越来越小。