基于模糊自抗扰的无刷直流电机直接转矩控制研究

针对无刷直流电机直接转矩控制的抗外部干扰能力弱和转矩波动大的问题,提出了一种基于模糊自抗扰控制的无刷直流电机直接转矩控制方案。该方案不依赖电机的精确模型,不区分引起转矩波动的具体原因,系统的外扰和内扰处于同等地位,将电机等效为由转速子系统和转矩子系统构成的串联型对象,设计了2个二阶模糊自抗扰控制器分别实现对无刷直流电机内外环控制,即外环控制转速并给出内环转矩参照值,内环实现对转矩的直接控制并对转矩波动进行有效抑制。仿真结果表明,该方法具有较强抗干扰能力,能有效削弱转矩波动。     

基于自抗扰控制器的无刷直流电机控制系统

自抗扰控制器(ADRC)是在继承经典PID不依赖于对象模型优点的基础上，通过改进经典PID固有缺陷而形成的新型控制器，性能优良并且算法简单。无刷直流电机作为一个非线性系统，采用经典PID控制难以得到满意的控制效果。为了提高控制系统的动态性能和鲁棒性，文中给出了无刷直流电机的自抗扰控制方案。该控制方案不需要精确电机参数就可以实现干扰补偿，控制器的设计也不需要建立电机的精确数学模型。自抗扰控制器利用其内部的扩张状态观测器可以估计出系统的内外扰动，据此将电机等效为由两个非线性系统构成的串联对象，然后设计两个一阶自抗扰控制器实现对电机的内外环控制，内环控制电流，外环控制转速。实验结果表明，自抗扰控制器对电机模型的不确定性和外部扰动变化具有较强的适应性和鲁棒性，控制系统具有优良的动态性能。     

自抗扰控制器在无刷直流电机控制系统中的应用

为提高控制系统的动态性能和鲁棒性,设计了无刷直流电机自抗扰控制方案.自抗扰控制器利用其内部的扩张状态观测器估计系统的内外扰动,据此将电机等效为由两个非线性系统构成的串联对象,然后设计两个一阶自抗扰控制器实现对电机的内、外环控制,内环控制电流,外环控制转速.实验结果表明,自抗扰控制器对电机模型的不确定性和外部扰动变化具有较强的适应性和鲁棒性.控制系统具有优良的动态性能.     

无刷直流电机的新型控制器

自抗扰控制（ADRC）是在继承经典PID不依赖于对象模型优点的基础上,通过改进经典PID固有缺陷而形成的新型控制技术,性能优良。在分析永磁无刷直流电机特点及使用现状的基础上,建立了基于自抗扰控制器的无刷直流电机控制系统。仿真结果表明,自抗扰控制器对无刷直流电机模型的不确定性和外部扰动变化具有较强的适应性和鲁棒性,控制器算法简单,工程适用性较强,系统具有良好的动态响应性能。     

基于模糊自适应ADRC的无刷直流电机电流控制

针对传统PID控制下无刷直流电机电流脉动较大,转矩脉动显著的问题,在研究电机数学模型和自抗扰控制器原理基础上,提出一种基于模糊自适应ADRC的无刷直流电机电流控制器.采用模糊推理方法对ADRC参数在线自整定,将电机电流脉动等视为系统的未知干扰,利用该文设计的控制器以改善馈电电流波形,抑制电机转矩脉动.实验结果验证了所提出控制方案的有效性,是一种新型的无刷直流电机电流控制方式.     

自抗扰控制器在无刷直流电机控制系统中的应用

为提高控制系统的动态性能和鲁棒性,设计了无刷直流电机的自抗扰控制方案。利用其内部的扩张状态观测器可以估计系统的内外扰动,据此将电机等效为由两个非线性系统构成的串联对象,然后设计两个一阶自抗扰控制器实现对电机的内外环控制。实验结果表明,控制系统具有优良的动态性能。     

永磁无刷直流电机直接转矩控制

永磁无刷直流电机以其效率高、噪音低、易维护等优点在工业控制的各个领域得到了越来越广泛的应用。但是,永磁无刷直流电机存在较大的转矩波动,这就限制了它在高精度系统中的应用。直接转矩控制具有瞬时转矩控制的特点。它直接在定子坐标系下观测电机的磁链、转矩,并将此观测值和给定值进行比较,差值经滞环控制器得到相应的控制信号,再综合当前的磁链状态来选择相应的电压空间矢量,实现对电机转矩的直接控制。该文尝试将直接转矩控制方法用于永磁无刷直流电机的控制,以期达到抑制转矩波动的目的。仿真及实验结果表明,该文提出的方法能够较好地抑制永磁无刷直流电机的转矩波动,并且具有很高的动态响应速度。     

转速环自抗扰BLDCM 直接转矩控制研究

针对现有无刷直流电机直接转矩控制方案中转速环采用 PI控制难以获取满意控制效果的问题,提出转速环自抗扰无刷直流电机直接转矩控制方案:转速环采用 ADRC控制,转矩环采用滞环控制.自抗扰控制器不依赖于电机模型能自动检测并补偿对象的内外扰动,因此采用转速环 ADRC控制能提高系统的动静态性能且使系统具有较强的适应性和鲁棒性.仿真结果验证了该方案的可行性及优越性。     

转速环自抗扰BLDCM直接转矩控制研究

针对现有无刷直流电机直接转矩控制方案中转速环采用PI控制难以获取满意控制效果的问题,提出转速环自抗扰无刷直流电机直接转矩控制方案:转速环采用ADRC控制,转矩环采用滞环控制。自抗扰控制器不依赖于电机模型能自动检测并补偿对象的内外扰动,因此采用转速环ADRC控制能提高系统的动静态性能且使系统具有较强的适应性和鲁棒性。仿真结果验证了该方案的可行性及优越性。     

无刷直流电机自抗扰控制系统建模和仿真

无刷直流电机是一个多变量、强耦合的非线性系统,经典PID控制器难以满足控制系统的性能要求。文中根据无刷直流电机的特点,提出了基于自抗扰控制器的无刷直流电机控制系统,建立了控制系统的仿真模型,并进行了仿真研究。结果表明,自抗扰控制器对无刷直流电机模型的不确定性和外部扰动变化具有较强的适应性和鲁棒性,能较好地满足控制系统的动态性能要求,不失为实际工程中一种较好的控制方案。     

基于自抗扰控制器的开关磁阻电动机转矩控制系统

将具有优良抗干扰性能的自抗扰控制器(ADRC)引入开关磁阻电动机的转矩控制系统中,回避了传统转矩控制器设计中对转矩逆模型精确建模的要求。将模型的不确定性及负载作为干扰,利用自抗扰控制器内部的扩张状态观测器观测系统的内外扰动项,并进行前馈补偿,从而实现转矩控制系统中转速环与电流环之间的精确解耦。仿真结果表明该控制系统具有良好的动、静态特性,对负载扰动、电机参数变化都具有较好的鲁棒性,可以实现高性能的转矩控制。     

Torque prediction using the flux-MMF diagram in AC, DC, andreluctance motors

This paper uses the flux-MMF diagram to compare and contrast the torque production mechanism in seven common types of electric motor. The flux-MMF diagram is a generalized version of the flux-linkage versus current (ψ-i) diagram for switched-reluctance motors. It is illustrated for switched-reluctance, synchronous-reluctance, induction, brushless AC, brushless DC, interior PM and commutator motors. The calculated flux-MMF diagrams for motors with the same electromagnetic volume, airgap, slotfill, and total copper loss are shown and are used to compare the low-speed torque and torque ripple performance. The motor designs used were reasonably optimized using a combination of commercially available motor CAD packages and finite-element analysis     

定子槽口系数对永磁无刷直流电动机转矩波动的影响

转矩波动是永磁无刷直流电动机产生振动和噪声的主要原因。引起永磁无刷直流电动机转矩波动的原因主要有齿槽效应转矩、电动势波形的缺陷及换相转矩波动等。主要分析了槽口系数对转矩波动的影响,以永磁无刷直流电动机为例,利用有限元分析了整数槽和分数槽电机定子槽口系数变化对齿槽转矩的影响及槽口系数变化对气隙磁密及谐波的影响;最后计算改变槽口系数对电机主要性能的影响。     

直驱型电动舵机电流环优化设计

针对直驱型电动舵机的特性,采用电流参考波形优化控制法来减小分数槽集中绕组永磁无刷直流电机的转矩脉动,优化设计电流环提高电流响应速度是该方法的关键。为此,建立了分数槽集中绕组永磁无刷直流电机的数学模型,在分析P型电流环和最速电流环控制优缺点的基础上,设计了次速电流环控制器。最后,对系统进行了仿真。仿真结果表明,次速电流环具有调节速度快、抗干扰能力强等优点。     

基于自抗扰控制器的无刷直流电动机速度控制

无刷直流电动机作为一个多变量强耦合非线性系统,采用经典PID控制难以得到满意的控制效果.采用自抗扰控制器来提高无刷直流电动机控制系统的动态性能和鲁棒性,自抗扰控制器设计过程中不需要对象模型结构和参数的精确信息.实验比较了PI控制器和自抗扰控制器的控制效果,结果表明自抗扰控制器(ADRC)对外部扰动和电动机参数的变化具有较强的鲁棒性.     

基于Buck变换器的无刷直流电机转矩控制仿真

无刷直流电动机（BLDCM）存在转矩脉动的突出缺点，提出了一种基于直流环节电压控制和模糊PID控制器的新型混合控制策略，以抑制无刷直流电机的转矩脉。电路拓扑包含功率因数校正降压转换器和逆变器。降压转换器通过控制直流电路电压来降低换向转矩脉动，使用模糊PID控制器和脉冲宽度调制（PWM）技术的逆变器在导通区域提供适当的电流。 Buck变换器降低了通过控制直流环节电压换向转矩脉动，逆变器使用模糊PID和PWM技术提供导通区域的电流。该方法能够消除传导区转矩脉动,削弱换相区转矩脉动，仿真结果表明，该策略具有功率因数校正功能，可有效抑制转矩脉动，提升电机运行的鲁棒性。     

Five-phase permanent-magnet motor drives

A five-phase brushless permanent-magnet (PM) motor is introduced. The proposed motor has concentrated windings such that the produced back electromotive force is almost trapezoidal. The motor is supplied with the combined sinusoidal plus third harmonic of currents. This motor, while generating the same average torque as an equivalent PM brushless dc motor (BLDC), overcomes its disadvantages. The motor equations are obtained in the d/sub 1/q/sub 1/d/sub 3/q/sub 3/0 rotating reference frame. Therefore, the so-called vector control is easily applicable to this kind of motors and the motor has the same controllability as a PM synchronous motor (PMSM). For presenting the superior performance of the proposed five-phase motor, its three and five-phase PMSM and BLDC counterparts are also analyzed. Finite element method is used for studying the flux density and calculating the developed static torque. Also, the developed torque is obtained using the mathematical model in the d-q reference frame. The average torque and the torque ripple for all cases are calculated and compared. Experimental results are in good agreement with the simulation results.     

永磁无刷直流电机负载磁场及其电磁转矩的计算

该文在考虑齿槽影响的前提下，建立了永磁无刷电机电枢反应磁场的解析计算模型，求出永磁电机相绕组的自感和互感。在对水磁无刷直流电机空载气隙磁场和空载相绕组反电动势求解的基础上，结合永磁无刷直流电机主电路的拓扑结构，构造出电机绕组的场路耦合模型，由此计算出电机相绕组电流变化波形。在考虑齿槽影响情况下，计算出永磁电机在任意时刻的电枢反应磁场和负载气隙磁场，进而计算出永磁无刷直流电机产生的瞬时电磁转矩，以便定量分析永磁无刷电机的电磁转短被动和绕组换相引起的转矩被动，为分析永磁无刷直流电机的工作特性和振动噪声提供了可靠的依据。     

基于自抗扰迭代学习控制的双定子磁场调制电机转矩脉动抑制策略

与传统单层气隙电机相比,双定子磁场调制（FMDS）电机存在较大的转矩脉动。转矩脉动随转子位置的变化而周期性变化,从而导致速度脉动。针对周期性转矩脉动、快速性与超调性的矛盾以及外部不确定干扰的存在,提出一种基于自抗扰迭代学习（ILC-ADRC）的转速外环控制器。通过设定期望转速的过渡过程,避免了阶跃输入引起过大转速超调,降低了迭代学习的初始条件要求。设计线性扩张状态观测器(LESO)以简化参数调节。加入过去周期性的转速误差信息,以补偿转矩脉动。最后,利用状态误差反馈控制律生成控制信号。仿真结果表明,该系统响应快速、无超调,有效地降低了电机的转矩脉动。