异步电动机模糊直接转矩控制系统改进研究

在传统的异步电动机直接转矩控制中,因开关管的工作频率限制,滞环控制器的滞环宽度不能设置太小,因而不可避免地产生较大转矩脉动。针对该问题,提出采用模糊控制器取代滞环比较器,依据同一电压空间矢量在不同磁链角范围对磁链和转矩的不同影响建立改进的模糊规则表,并采用最大隶属度平均法进行解模糊。Matlab/Simulink仿真结果表明,所提出的模糊控制方法可以得到较小的转矩脉动和较好的系统动态性能。     

基于DSP的异步电动机直接转矩控制系统的实现

直接转矩控制技术是目前最为优良的交流电机控制技术，数字信号处理器（DSP）的高速运算和实时处理功能为直接转矩控制技术的数字化提供了基础。本文介绍了直接转矩控制的基本原理及TMS320LF2407 DSP的特点，给出了以TMS320LF2407 DSP为核心的异步电动机直接转矩控制系统的设计方案及软硬件的实现，同时对直接转矩控制系统进行了实验和仿真，验证了直接转矩控制技术的优良性能。     

全数字化实现的异步电动机直接转矩控制

本文开发了一套全数字化的直接转矩控制系统，用于异步电动机的控制，文中给出了其硬件和软件系统的结构及工作流程，并详细介绍了全数字化实现和提高系统快速性方面所采用的关键技术。实验结果证明本设计是可行的，算法是高效的。     

基于负载转矩滑模观测的永磁同步电机滑模控制的研究

负载转矩是指电动机所驱动的载荷所需的扭矩,在电磁计算中,因情况变化而发生变化。控制负载转矩,可以克服传统滑动模式控制器的抖动、响应速度缓慢、抗干扰性能差等缺点。同时,采用一种新的趋近律和观测器来实现滑动模式的速度控制。通过永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）的建模,深入研究了其理论基础,并深入探讨了其成因及抑制措施。提出了一种具有速度偏差和开关功能的趋近律,通过离散和数学推导,得到了该结构的开关频宽和逼近时间,并在此基础上推导出其在趋近性中的参数选取区间,以这种结构为基础,采用了一种新的趋近性控制方法,控制其滑模转速。     

一种改进的异步电动机直接转矩控制方法

针对传统异步电动机直接转矩控制方法转矩及磁链脉动大、开关频率不固定的缺点,提出了一种改进的异步电动机空间矢量调制直接转矩控制方法。该方法通过转矩角闭环控制实现定子磁链幅值和相角的解耦,从而获得参考电压空间矢量,实现对磁链误差和转矩误差的控制。仿真结果表明,该方法有效地克服了传统直接转矩控制方法的缺陷,获得了良好的动态响应性能。     

直接转矩控制异步电动机低速模型研究

为了能观察直接转矩控制下异步电动机低速阶段的控制特性,介绍了一种适用于异步电动机低速运行阶段的控制系统模型。通过Matlab/Simulink依据模型内部数学关系对异步电动机低速直接转矩控制系统进行建模和仿真;同时,介绍了低速模型中异步电动机模块和磁链观测模块的构建方法和过程。仿真结果表明,低速模型具有抑制因电机定子电阻变化而引起定子磁链观测误差的性能。     

基于滑模变结构的感应电动机直接转矩控制

针对感应电动机常规直接转矩控制中存在磁链、转矩脉动大,低速控制不精确等问题,在建立α-β坐标系感应电动机数学模型的基础上,提出了一种基于滑模变结构的新型直接转矩控制方法。该方法利用转速滑模变结构控制器代替常规直接转矩控制中的PI控制器,可有效减小常规直接转矩控制中的磁链和转矩脉动,增强了系统的稳定性。仿真结果证明了该方法的正确性。     

模糊直接转矩控制系统MATLAB／SIMULINK仿真

文章采用MATLAB5.2／SIMULINK建立模糊直接转 控制系统的仿真模型,介绍了用SIMULINK软件进行封装、S函数设计及用模糊工具箱设计模糊控制器的方法,并通过仿真结果验证了此模型的正确性。     

基于滑模控制的PMSM直接转矩控制系统的研究

传统的直接转矩控制采用六区间的圆形磁链控制,转矩脉动大,控制性能较差,而且考虑定子电阻压降的影响时,其区间选择存在缺陷。针对以上问题,文章提出了基于十二电压空间矢量的直接转矩控制策略,建立了永磁同步电动机的十二电压空间矢量直接转矩控制系统,制定了相应的开关原则,并采用滑模变结构控制策略设计速度调节器,取代传统的PI调节器,以增强系统的抗干扰和抗参数摄动的鲁棒性。仿真结果表明,该系统的定子磁链和转矩脉动较小,系统动、静态响应良好。     

Predictive direct torque control with reduced ripples for induction motor drive based on T‐S fuzzy speed controller

Finite‐state model predictive control (FS‐MPC) has been widely used for controlling power converters and electric drives. Predictive torque control strategy (PTC) evaluates flux and torque in a cost function to generate an optimal inverter switching state in a sampling period. However, the existing PTC method relies on a traditional proportional‐integral (PI) controller in the external loop for speed regulation. Consequently, the torque reference may not be generated properly, especially when a sudden variation of load or inertia takes place. This paper proposes an enhanced predictive torque control scheme. A Takagi‐Sugeno fuzzy logic controller replaces PI in the external loop for speed regulation. Besides, the proposed controller generates a proper torque reference since it plays an important role in cost function design. This improvement ensures accurate tracking and robust control against different uncertainties. The effectiveness of the presented algorithms is investigated by simulation and experimental validation using MATLAB/Simulink with dSpace 1104 real‐time interface.     

直接转矩控制系统的稳定性问题和鲁棒控制器设计

直接转矩控制(DTC)系统的设计不依赖于感应电机的转子参数,但它的低速性能不好.研究发现,即使定子电阻测量得足够准确,根据定子磁链的电压电流模型设计的经典DTC系统的低速性能仍得不到改善.理论分析说明了这些问题存在的必然性,指出了DTC系统在转矩控制和稳定性之间存在的矛盾,给出了一种鲁棒控制器的设计方案.该方案同时使用了定子电阻和定子磁链的电流模型,当定子电阻和磁链模型出现误差时,表现出了好的鲁棒性.实验结果验证了系统的性能.     

基于扩张状态观测器和有限时间控制的感应电机直接转矩控制

对感应电机直接转矩控制系统中存在的干扰,本文结合扩张状态观测器(ESO)和有限时间控制(FTC)提出一种复合控制方法来提高系统的抗干扰能力.首先采用扩张状态观测器估算系统的扰动,用此观测值作为前馈量补偿到输入端;然后运用连续有限时间控制方法设计系统前向通道中的反馈控制器.文中对控制器的稳定性进行了证明.与传统的PI控制以及P+ESO控制方法进行仿真与实验结果比较,验证了方法的有效性.     

基于模糊滑模控制器和两级滤波观测器的永磁同步电机无位置传感器混合控制

针对传统带有滑模观测器的永磁同步电机控制系统中的转矩脉动大、抖振明显、反电动势估计精度差等问题,在速度环提出了基于双曲正弦函数的新型趋近率,结合模糊控制思想对趋近率参数实现自整定,设计了一种基于新型趋近率的模糊积分滑模速度环控制器;同时,在滑模观测器中提出基于变截止频率低通滤波器和修正反电动势观测器的两级滤波结构来抑制反电动势中的高频分量和纹波分量,并对转子位置进行合理补偿,设计了两级滤波滑模观测器;通过Lyapunov判据对本文提出的控制策略的稳定性进行了推导证明.仿真结果表明,与传统滑模观测器相比,本文控制器可使电机在启动和受到外部扰动时系统响应良好.     

采用MRAS速度观测器的异步电机无电压传感器DTC研究

为提高系统的抗干扰能力,降低运行成本,提出无电压传感器控制策略,通过逆变器的导通状态和直流侧电压估算三相定子电压,采用模型参考自适应系统（ MRAS）方法设计速度观测器,基于异步电机数学模型得到转子磁链的两种模型,根据合适的自适应机构得到精确的实际转速,实时调节模型参数,该控制方法简单,保持较高的控制精度。最后通过实验验证了控制策略的可行性。     

一种用于异步电机矢量控制的新型滑模转子磁链观测器研究

针对异步电机矢量控制需要实现定、转子电路解耦的一个关键问题是准确地观测转子磁链.提出了一种以异步电机在两相同步旋转坐标系下的定子电流和转子磁链为状态变量的基于滑模变结构思想的转子磁链观测器,对滑模变结构输入控制信号的设计使得滑模运动速度与轨迹和滑模面的距离相关联,并利用李亚普诺夫理论证明了算法的收敛性.通过仿真表明,该方法具有较高的转子磁链观测准确度,对转子电阻的变化具有很强的鲁棒性,能够改善异步电机矢量控制调速系统的动静态性能.     

无刷直流电动机积分反演模糊滑模控制

针对普通的无刷直流电动机控制策略受电动机本身因素影响,难以达到理想效果的问题,介绍了一种积分反演自适应滑模变结构控制和模糊控制相结合的控制器。该控制器在滑模面中加入积分项,实现了对速度信号的无静差跟踪,提高了系统的稳态精度;用模糊控制器来解决切换控制增益设定只能靠经验的问题;采用模糊控制算法对不确定性进行估计,有效地减小了滑模控制方法带来的抖振;为了进一步提高控制性能,重新设计了趋近律。仿真结果表明,该控制器能够大幅提升无刷直流电动机控制系统的性能。     

基于高阶滑模速度控制器的异步电机模型预测转矩控制

针对三相异步电机驱动系统,提出一种基于高阶滑模速度控制器的模型预测转矩控制策略.为了降低负载扰动对系统运行性能的影响,设计一种基于二阶Super-Twisting滑模技术的速度环控制器,以代替传统PI速度控制器,并应用Lyapunov稳定性理论对其稳定性和鲁棒性进行分析,得到使速度控制系统收敛的参数范围.为了提升转矩控...     

A novel fuzzy direct torque control system for three-level inverter-fed induction machine

Diode clamped multi-level inverter (DCMLI) has a wide application prospect in high-voltage and adjustable speed drive systems due to its low stress on switching devices, low harmonic output, and simple structure. However, the problem of complexity of selecting vectors and capacitor voltage unbalance needs to be solved when the algorithm of direct torque control (DTC) is implemented on DCMLI. In this paper, a fuzzy DTC system of an induction machine fed by a three-level neutral-point-clamped (NPC) inverter is proposed. After introducing fuzzy logic, optimal selecting switching state is realized by applying various strategies which can distinguish the grade of the errors of stator flux linkage, torque, the neutral-point potential, and the position of stator flux linkage. Consequently, the neutral-point potential unbalance, the dv/dt of output voltage and the switching loss are restrained effectively, and desirable dynamic and steady-state performances of induction machines can be obtained for the DTC scheme. A design method of the fuzzy controller is introduced in detail, and the relevant simulation and experimental results have verified the feasibility of the proposed control algorithm.     

永磁同步电机伺服系统的自适应滑模最大转矩/电流控制

为了增强永磁同步电机(PMSM)伺服系统的抗干扰能力,本文设计了一种基于最大转矩/电流(MTPA)原理的自适应滑模控制器.控制器根据MTPA控制方法确定定子直轴和交轴电流,并利用滑模控制增强了系统的抗干扰能力,但同时给系统带来抖振.为了削弱系统抖振,设计了一种改进的自适应滑模趋近律用于位置控制.为了增加控制器的实用性,MTPA控制采用函数曲线拟合法.仿真结果表明,所提出的控制器有效增强了系统的动态性能、稳态性能及鲁棒性,并有效削弱了滑模控制带给系统的抖振.