永磁无刷直流电机的电磁耦合器优化控制研究

永磁无刷直流电机的电磁耦合器是实现感应电能传输的重要器件,通过对电磁耦合器的优化控制设计,提高电磁耦合器的稳定性和输出增益。提出一种基于优化粒子群算法的电磁耦合器优化控制方法,首先进行了永磁无刷直流电机的电磁耦合器的等效电路设计,构建电磁耦合器控制的约束参量模型,以输出电压增益、功率损耗与效率为约束参量构建控制目标函数,实现控制算法的改进,进行了永磁无刷直流电机的电磁耦合器的优化设计。仿真实验结果表明,能有效提高永磁无刷直流电机的电磁耦合的输出稳定性,电机输出的电流增益、电压增益与输出效率高于传统方法,展示了较好的应用价值。     

基于模型预测的永磁同步电机直接转矩最优控制器设计

针对内埋式永磁同步电机高凸极率的特点,设计了一种基于模型预测的直接控制方法。建立了永磁同步电机的离散化预测模型与dq坐标系下的逆变器电压矢量模型,并针对电磁转矩脉动、电机最优运行状态构建了评价函数,通过评价函数对逆变器当前状态每个可能的电压矢量进行选取,去除了滞环比较器环节,进而实现多优化目标的综合最优控制。仿真结果表明,该方法能够实现多优化目标控制,抑制逆变器电压饱和现象,具有良好的调速性能。     

基于RFID技术的嵌入式充电桩电磁耦合器设计

嵌入式充电桩电磁耦合器是实现充电桩的感应电能智能控制和传输的重要部件,设计充电桩设计的核心。通过对电磁耦合器的优化控制设计提高充电桩电能输入输出的稳定性。提出基于RFID技术的嵌入式充电桩电磁耦合器设计方法,进行嵌入式充电桩的充电原理分析和系统的总体设计描述。在平板式电磁耦合器基础上构建嵌入式充电桩电磁耦合器电能传输的拓扑结构,基于RFID无线射频识别技术进行嵌入式充电桩电磁耦合器的电路集成设计,采用自适应加权耦合控制进行嵌入式充电桩电磁耦合约束参量的优化控制,提高输出性能。实验结果表明,该系统具有较好的智能充电控制能力,对电动汽车的充电效率较高,提高了智能充电桩的电能传输效率。     

基于改进粒子群算法的无轴承永磁同步电机多目标优化设计EI北大核心CSCD

为了提升内置式无轴承永磁同步电机的转矩性能和悬浮性能,提出一种基于响应面法和粒子群优化算法的内置式无轴承永磁同步电机多目标优化设计方法。首先,介绍内置式无轴承永磁同步电机的悬浮力产生原理。其次,阐明所采用的响应面法和多目标粒子群优化算法的原理。再次,根据所提出的多目标优化设计方法,按照灵敏度分析、响应面法建模和多目标粒子群优化的步骤对内置式无轴承永磁同步电机进行优化设计,并对优化后电机和初始电机的转矩和悬浮性能进行对比分析。最后,制作优化后的样机,并构建实验平台对样机性能进行测试。     

永磁同步电机瞬时功率预测控制

在对永磁同步电机瞬时有功功率和瞬时无功功率研究基础上,分析矢量控制和直接转矩控制两种高性能控制思想,提出永磁同步电机瞬时功率预测控制策略。借鉴id=0的矢量控制解耦思想,利用坐标变换得到以定子磁链为基准的两相旋转坐标系上电机定子电流分量指令值。建立瞬时功率表达式并离散化,利用瞬时功率跟踪误差构造价值函数,以满足价值函数最小为目标计算下一时刻瞬时功率指令值。根据电机定子电流不能突变的思想获得开关电压矢量期望值,实现电机高性能控制。通过仿真及实验验证,结果显示瞬时功率预测控制策略下永磁同步电机定子电流具有较好的动静态特性,转矩和转速能实现快速跟踪,定子磁链脉动较小,最终表明永磁同步电机瞬时功率预测控制策略的有效性和可行性。     

无轴承永磁同步电机控制系统设计与仿真

无轴承永磁同步电机是自身具有磁悬浮轴承功能的新型特种电机，是一个复杂的强耦合的非线性系统，建立无轴承永磁同步电机径向悬浮力和电机数学模型，是设计无轴承永磁同步电机控制系统的前提，实现其径向悬浮力和电磁转矩之间的解耦控制是电机稳定运行的基本条件。该文在介绍无轴承永磁同步电机径向悬浮力产生原理的基础上，推导了径向悬浮力和电机数学模型，采用基于转子磁场定向控制策略设计了无轴承永磁同步电机矢量控制系统，利用Matlab的Simulink工具箱构建了矢量控制系统，对无轴承永磁同步电机的转速、转矩及转子起浮性能进行了仿真。仿真结果表明控制系统不仅可以实现转子稳定悬浮，而且电机具有良好的动态性能。     

面向永磁同步电机参数辨识的免疫完全学习型粒子群算法

实际工程中永磁同步电机系统是一种具有强非线性动态系统,常规方法难以得到高精度参数估计值。结合完全学习型粒子群的多模态优化性能及免疫机理局部收敛能力强的优势,研究了免疫完全学习型粒子群智能计算模型方法。将所提方法应用于永磁同步电机系统参数辨识与建模中,构建一种基于免疫完全学习型粒子群算法的永磁同步电机多参数辨识模型方法。实验结果表明所提算法具有高效收敛性能,基于该算法的永磁同步电机多参数辨识模型方法不需要依赖任何数据手册上的电机设计值,能同时辨识电机定子电阻,转子磁链,d-q轴电感等电磁参数,且能跟踪电磁参数变化。     

永磁同步电机控制硬件在环测试平台的实现

为实现电机控制器的性能设计及验证,提出了基于RT-LAB和JMAG的永磁同步电机硬件在环(HIL)实时测试平台。利用JMAG电磁软件建立了永磁同步电机(PMSM)的有限元分析模型,应用RT-LAB,搭建了永磁同步电机及逆变器的实时仿真系统,将其与真实的电机数字控制器相连,实现了永磁同步电机的矢量控制。将HIL平台实验结果和全实物平台实验结果进行了比较,验证了该平台的准确性和有效性。     

一种改善永磁同步电机性能的多目标优化方法

合理选择永磁同步电机的结构参数(磁极厚度、极弧系数、槽深、磁极偏心距、槽口宽度)可以达到抑制噪声、提高效率的目的。为了优化永磁同步电机的效率和噪声,利用正交试验选取一定数量的样本;利用支持向量机对效率和噪声进行拟合,得到回归方程;利用具有约束条件(保证足够电机转矩)的粒子群多目标优化算法对回归方程进行寻优,得到优化后的效率和噪声值;将优化后的参数代入电机模型中对效率和噪声值进行求解,与优化前后的效率和噪声值进行对比。     

开绕组永磁同步电机直接转矩控制研究

传统结构永磁同步电机直接转矩控制中存在磁链控制不对称和转矩脉动较大的问题,提出了一种开绕组永磁电机结合双变换器拓扑结构实现直接转矩控制的优化方法,利用系统中双变换器拓扑多空间矢量输出的优点,分析开绕组永磁同步电机等效三电平条件下的不同扇区划分方法及对应空间电压矢量组合的方案,优化开关表的选择,实现减小合成磁链的不对称性,并降低输出转矩脉动。最后,通过仿真和实验验证了提出的开绕组永磁同步电机直接转矩控制方法的有效性。     

内模控制在电流调节器中的应用

在永磁同步电机(PMSM)的矢量控制中,电机的调速范围很宽时,电阻、电抗等参数对d、q轴电流的控制产生较大的误差,从而影响控制精度和动态响应速度。基于磁场定向的控制原理,提出了永磁同步电机电流调节器的内模控制(IMC)设计。用矩阵奇异值分析了IMC电流调节器的鲁棒性,并将其应用于永磁同步电机转子磁场定向的矢量控制中。对电流调节器的传递函数进行了仿真并用数字信号处理器(DSP)实现电机矢量控制的运行实验,实验表明,用IMC电流调节器实现的电机调速,能够获得良好的跟踪性能和较高的稳态精度。     

补偿铁耗影响的永磁同步电机矢量控制

为了达到永磁同步电机高性能速度控制,电机铁耗的影响不能忽略.由此,本文得出了考虑铁耗时永磁同步电机(PMSM)的数学模型和矢量控制仿真模型.在d-q轴坐标系中,假设电机铁耗由一个等效的涡流绕组产生,从而在导出的电压方程式中,铁耗的效果用一个等效铁耗电阻来代替.由于等效铁耗电阻的存在,影响了d-q轴的磁链和电磁转矩,为了完成电机的矢量控制,必须补偿铁耗的影响.在Matlab/Simulink环境下构建了考虑铁耗时永磁同步电机的矢量控制模型,并与不考虑铁耗的矢量控制模型进行了比较.     

无位置传感器永磁同步电机矢量控制系统的研究

在永磁同步电机矢量控制系统中,需要利用转子位置信息来实现转子磁场的定向控制。为了取消机械传感器,电机转子的速度和位置通过测量定子电流和电压来估计。基于滑模变结构理论,本文将滑模变结构控制应用于永磁同步电机控制系统。根据永磁同步电机的数学模型,设计了一个滑模变结构观测器,以估算电机的转子位置和速度,实现无传感器永磁同步电机的矢量控制。通过MATLAB建立了无传感器矢量控制系统的仿真模型,通过仿真验证了该方法的可行性和正确性,具有良好的性能。     

永磁同步电机矢量控制仿真分析

永磁同步电机因其体积小、效率和功率因数高等优点被广泛应用于工业系统中,精确的控制系统是永磁同步电机得以广泛应用的关键所在,在对永磁同步电机矢量控制理论分析的基础上,结合经典的PID控制方法,搭建基于MATLAB/Simulink模块的永磁同步电机矢量控制系统仿真模型,采用转速、电流双闭环控制方法,电流环采用PI控制,速度环采用ST函数,通过对仿真结果分析,验证了永磁同步电机矢量控制系统性能的优越性。     

无轴承永磁同步电机控制系统设计与仿真

无轴承永磁同步电机稳定运行的前提条件是要实现电磁转矩和径向悬浮力之间的动态解耦控制。本文介绍了无轴承永磁同步电机径向悬浮力和数学模型，采用基于转子磁场定向控制策略设计了无轴承永磁同步电机矢量控制系统。利用Matlab／Simulink工具箱对控制系统作了仿真研究。结果表明控制系统不仅可以实现转子稳定悬浮，而且电机具有良好的动静态性能。     

矢量控制下永磁同步电机的参数测量

基于矢量控制原理，介绍永磁同步电机参数测量的一种新方法。该方法利用dq坐标系上永磁同步电机的数学模型，以及处于矢量控制下，同步电机电枢磁场和永磁磁场之间的关系，借助于同步伺服系统实现永磁同步电机相关参数的测量，解决了永磁同步电机参数测量的难题。利用矢量控制情况下，电机启动制动过程中速度的线性变化过程，测量电机转子的转动惯量，为电机控制系统的数学建模与仿真分析奠定了基础。所提出的方法，不需要特殊的仪器和特别的测试要求，因而很适用于永磁同步电机参数的现场测量。     

标准粒子群算法在永磁同步电机参数辨识中的应用研究

高性能的伺服驱动器参数整定需要参考永磁同步电机的相关参数。针对表贴式永磁同步电机的多参数辨识,设计了一种基于标准粒子群优化算法的辨识方法。在基本粒子群优化算法的基础上,引入了随时间线性递减权值的策略。仿真结果表明该辨识方法能够准确辨识出电机的多个参数,辨识速度快,稳定性好,精度较高,具有良好的实用性。     

基于单神经元控制器的永磁同步电机矢量控制仿真

在永磁同步电机状态方程和单神经元控制器数学模型的基础上，提出基于Matlab／Simulink的永磁同步电机和神经元控制器S函数仿真模型。并将仿真模型应用到矢量控制系统中，以代替传统的基于PID控制器的矢量控制系统。在Hebb和Delta学习算法的基础上，应用增量式的神经元控制算法实现神经元控制器的参数优化和自动调整功能并提高学习能力和自适应性。仿真结果表明了基于S函数的永磁同步电机仿真模型的可行性和采用神经元控制器的永磁同步电机矢量控制系统具有较强的自适应性和鲁棒性。     

内嵌式永磁同步电机最大转矩电流比控制研究

对内嵌式永磁同步电机的最大转矩电流比(MTPA)控制进行了研究,根据内嵌式永磁同步电机在dq坐标系下的数学模型,用极值原理建立dq轴电流与电磁转矩的表达式,实现了内嵌式永磁同步电机的MTPA控制方法。该方法在相同的电磁转矩下,使输入电流幅值最小,减小了电机损耗,降低了逆变器的容量,提高了系统运行效率,改善了系统的动态性能。用仿真对内嵌式永磁同步电机的MTPA控制进行了验证。     

基于柯西变异粒子群算法的永磁同步电机参数辨识

永磁同步电机(PMSM)参数影响矢量控制伺服系统的性能,因而需要对电机参数进行实时辨识。将电机的定子等效成一阶惯性系统,并在d-q同步旋转坐标系下建立定子的数学模型。提出平均最好位置和柯西变异相结合的改进粒子群算法,对永磁同步电机定子绕组的电阻、电感和磁链进行辨识。仿真和实验结果表明该辨识方法寻优能力强,搜索精度高,稳定性好,具有良好的动态性能。