The full-order observer without fee

The full-order observer without feedback gains and with proposed feedback gains are simulated in the second part. To emphasize the improvement of the rate of convergence, the simulations in this part are only performed in low speed range. In each simulated situation, the speed command is stepped at time 0 s from standstill to 120 rpm and reverses speed command from 120 rpm to −120 rpm at time 1 s. The load torque is suddenly changed from no load to positive full load at time 0.5 s, and then returns to no load again at time 0.7 s in positive speed range. In negative speed range, the load torque is suddenly changed from no load to negative full load at time 1.5 s, and then returns to no load again at time 1.7 s. Then, the stator flux errors are compared. In simulations, the pure integrator does not suffer from saturation and drift problem, therefore the stator flux from the pure integrator is utilized as the actual stator flux. The stator flux error is the difference between the actual stator flux and the estimated stator flux from full-order observer. Fig. 7, Fig. 8 represent the d- and q-axis stator flux errors from simulations of using full-order observer without feedback gains and with proposed feedback gains, respectively. When comparing with the d-axis stator flux error of full-order observer without feedbacks gains in Fig. 7 (a), the d-axis stator flux error of full-order observer with proposed feedback gains in Fig. 8 (a) not only has faster the rate of convergence, but also has much smaller the error amplitude. The results are still the same when consider the q-axis stator flux errors in Fig. 7 (b) and 8 (b). The maximum rate of convergence of the full-order observer without feedback gains is approximately 0.4 s as appeared in Fig. 7 (a) when speed is reversed, while the maximum rate of convergence of the full-order observer with proposed feedback gains is less than 0.1 s as shown in Fig. 8 (a) when speed is reversed. The maximum amplitude errors are approximately 3 × 10−2 Wb and 0.8 × 10−9 Wb when starting motor from standstill as shown in Fig. 7 (b) and 8 (b), respectively. Moreover, when taking load to motor, the stator flux errors of the full-order observer without feedback gains slightly increase or decrease with the DC offsets that mean more stator flux errors when taking load torque a long time, these phenomena disappear when using full-order observer with proposed feedback gains as seen from Fig. 7, Fig. 8. These results well testify for the validity of the proposed feedback gain design method.

結果 (繁體中文) 1:

沒有反饋增益，並提出反饋增益全階觀測器模擬在第二部分。為了強調收斂速度的提高，該部分的模擬在低速範圍內僅執行。在每個模擬情況下，速度指令在時刻從靜止0秒從120 rpm到-120的轉速在時間1秒步進到120轉和挫折速度命令。負載轉矩突然從空載到正滿負荷在時間改變為0.5秒，然後再次返回到無負荷在時間0.7 S IN的正的速度範圍。在負的速度範圍，負荷轉矩突然從空載到負滿負荷在時間改變1.5秒，然後再次返回到無負荷在時間1.7秒。然後，誤差比較的定子通量。在模擬中，純積分不會飽和度和漂移問題的困擾，因此從純積分定子通量被用作實際的定子通量。定子磁通誤差是實際的定子磁通，並從全階觀測器所估計的定子通量之間的差。圖7，圖8從使用全維觀測器，而不反饋增益，並與提出的反饋增益分別模擬表示的d軸和q軸定子通量的錯誤。當與沒有圖反饋增益全階觀測器的d軸的定子磁通誤差比較。圖7（a），將d軸定子通量全階觀測器與圖提議的反饋增益的誤差。圖8（a）不只有具有更快的收斂速度，但也有更小的誤差幅度。結果仍然是相同的考慮q軸定子通量在圖的錯誤時。圖7（b）和8（b）。全維觀測器的收斂的最大速率，而不反饋增益是大約0.4秒作為出現在圖7（a）當速度反轉時，而全維觀測器的收斂的與所提出的反饋增益的最大速率是少比0.1秒，如圖8所示的（a）當速度反轉。最大振幅誤差是大約3×10-2 Wb和0.8×10-9 Wb的如圖開始從靜止電機時。圖7（b）和8（b），分別。此外，考慮到負載電機時，所述全階觀測器的無反饋增益的定子磁通誤差稍微增加或與DC偏移減少該平均多個定子磁通誤差取負載轉矩較長一段時間後，使用全時這些現象消失與所提出的反饋增益階觀測如從圖7，圖8中所見。

結果 (繁體中文) 2:

第二部分類比了沒有回饋增益和建議的回饋增益的全階觀察者。為了強調收斂速率的提高，本部分的模擬僅在低速範圍內進行。在每個類比情況下，速度命令在從靜止到 120 rpm 的時間 0 s 處步進，在 1 s 時將轉速命令從 120 rpm 調至 +120 rpm。負載扭矩在 0.5 s 時突然從無負載變為正滿負荷，然後在正速範圍內在 0.7 s 時再次返回無負載。在負速範圍內，負載扭矩在 1.5 s 時突然從無負載變為負滿負荷，然後在 1.7 s 時再次返回無負載。然後，對定子通量誤差進行比較。在模擬中，純集成器不受飽和和漂移問題的影響，因此使用純集成器的定子通量作為實際定子通量。定子通量誤差是實際定子通量與全階觀察者估計的定子通量之間的差值。圖7，圖8分別表示使用全階觀察者的類比和建議的回饋增益的d-軸和q軸定子通量誤差。與圖7（a）中無回饋增益的全階觀察者的d軸定子通量誤差相比，圖8（a）中建議的回饋增益全階觀察者的d軸定子通量誤差不僅收斂速度更快，而且具有很大誤差幅度越小。如果考慮圖 7 （b） 和圖 8 （b） 中的 q 軸定子通量誤差，結果仍然相同。當速度反轉時，無回饋增益的全階觀察者的最大收斂速率約為 0.4 s，而具有建議回饋增益的全階觀察者的最大收斂速率小於 0.1 s如圖 8 （a） 所示，當速度反轉時。如圖 7 （b） 和 8 （b） 所示，從靜止起電機時，最大振幅誤差約為 3 × 10⁄2 Wb 和 0.8 × 10⁄9 Wb。此外，在將負載載入到電機時，沒有回饋的全階觀察者的定子通量誤差會隨著直流偏移量的輕微增加或減小，這意味著長時間接受負載扭矩時，定子通量誤差會增大，這些現象在使用時消失全階觀察者，建議的回饋增益如圖7，圖8所示。這些結果很好地證明了所提出的回饋增益設計方法的有效性。

結果 (繁體中文) 3:

第二部分對無迴響增益和有迴響增益的全階觀測器進行了模擬。為了強調收斂速度的提高，本部分的模擬只在低速範圍內進行。在每種類比情况下，速度指令在時間0 s從靜止到120 rpm步進，並在時間1 s將速度指令從120 rpm反轉到-120 rpm。負載扭矩在時間0.5 s突然從空載變為正滿載，然後在正速度範圍內的時間0.7 s再次變為空載。在負轉速範圍內，負載轉矩在1.5 s時突然從空載變為負滿負載，在1.7 s時又回到空載，比較了定子磁鏈誤差。在模擬中，純積分器不存在飽和和漂移問題，囙此採用純積分器的定子磁鏈作為實際的定子磁鏈。定子磁鏈誤差是實際定子磁鏈與全階觀測器估計定子磁鏈的差值。圖7、圖8分別表示使用無迴響增益的全階觀測器和具有所建議的迴響增益的全階觀測器進行模擬所得的d軸和q軸定子磁鏈誤差。與圖7（a）中無迴響增益的全階觀測器的d軸定子磁鏈誤差相比，圖8（a）中有迴響增益的全階觀測器的d軸定子磁鏈誤差不僅收斂速度快，而且誤差幅度小得多。當考慮圖7（b）和圖8（b）中q軸定子磁鏈誤差時，結果仍然相同。當速度反轉時，無迴響增益的全階觀測器的最大收斂速度約為0.4 s，如圖7（a）所示；而當速度反轉時，具有所建議的迴響增益的全階觀測器的最大收斂速度小於0.1 s，如圖8（a）所示。如圖7（b）和8（b）所示，從靜止狀態啟動電機時，最大振幅誤差分別約為3 × 10−2 Wb和0.8 ××10−9 Wb。此外，當對電機施加負載時，無迴響的全階觀測器的定子磁鏈誤差隨著長期施加負載轉矩時意味著更多定子磁鏈誤差的直流偏移而略有新增或减少，如圖7、圖8所示，當使用具有所提迴響增益的全階觀測器時，這些現象消失。這些結果很好地證明了所提出的迴響增益設計方法的有效性。