五自由度无轴承异步电机[[alpha]]阶逆系统解耦控制

五自由度无轴承异步电机是一个多变量、非线性、强耦合的复杂控制对象，要实现电机转子稳定悬浮和运行，必须对电机转矩力和悬浮力进行动态解耦控制.本文应用多变量非线性[[alpha]]阶逆系统方法，对这个复杂控制系统进行动态解耦控制研究.首先介绍了三自由度磁轴承的工作原理和二自由度无轴承异步电机径向力产生机理，并给出三自由度磁轴承轴向力、径向悬浮力方程和二自由度无轴承异步电机转矩力和径向悬浮力方程，建立了电机的状态方程，然后分析了基于阶逆系统理论解耦控制的可行性，应用状态反馈线性化方法，将原复杂系统解耦并线性化，最后采用线性系统理论进行了综合和仿真.仿真结果表明这种控制策略能够实现五自由度无轴承异步电机转矩力与悬浮力之间的动态解耦，系统具有良好的动、静态性能.     

无轴承异步电机的非线性逆解耦控制

针对无轴承异步电机多变量、非线性和强耦合的特点,采用基于逆系统理论的控制方法对其进行解耦控制.首先简要介绍了无轴承异步电机的基本原理,推导出电机旋转部分和径向悬浮力的数学性型.然后对转矩绕组采用非线性逆解耦控制.而径向悬浮控制所需的转矩绕组气隙磁链值可以在逆解耦控制的基础上通过系统辨识获取,从而实现转子的稳定悬浮.最后...     

基于模糊自适应的无轴承异步电机运行控制

无轴承异步电机具有多变量、非线性、强耦合的特点.针对传统SVM-DTC系统中采用双PI控制器来生成参考电压矢量存在着PI参数难以随着系统的动态运行而实时变化的问题,提出了一种基于模糊自适应控制(FAC)的无轴承异步电机的SVM-DTC控制策略.通过模糊控制算法得到磁链和转矩的控制电压分量,实现了两个电压矢量的实时调整.文中给出了产生磁链和转矩参考电压矢量的模糊自适应控制器的设计过程.利用Matlab/Simulink仿真软件,分别建立基于模糊自适应控制的SVM-DTC和传统SVM-DTC控制系统模型.仿真结果表明,改进后的算法可以更好地抑制转矩、磁链的脉动及转速超调,提高系统的动态性能.最后用TI公司的DSP2812为控制器进行试验,试验结果表明基于模糊自适应方法的无轴承异步电机的SVM-DTC控制系统可以实现稳定悬浮.     

基于左逆系统的无轴承异步电机无速度传感器运行

为了解决无轴承异步电机运行控制中转速检测的问题,实现对其高性能控制,提出了一种基于左逆系统的无速度传感器控制方法.建立了转速与转矩绕组定子电流的子系统,并证明了该子系统是左可逆的,将左逆系统与该子系统串联,便可实现对转速的观测.应用该方法建立了无轴承异步电机无速度传感器的矢量控制系统,并进行仿真研究.结果表明,该方法能在无轴承异步电机全速范围内准确观测出转速,实现无速度传感器方式的稳定悬浮运行.     

基于电流模型的异步电机双闭环控制系统仿真

分析了直接转矩控制中传统的异步电动机定子磁链观测器——纯积分器的局限性,换用电流模型,在磁场定向的旋转坐标系下,建立了带有转矩、磁链双闭环的交流异步电机矢量控制系统。其转矩、速度、和磁链的闭环都是采用带有限幅的PI调节器。仿真结果验证了带有转矩和磁链闭环的双闭环控制系统具有更好的性能。     

基于LS-SVM逆系统的无轴承异步电机解耦控制

无轴承异步电机具有非线性、多变量和强耦合的特点,要实现电机稳定悬浮和旋转运行,必须对其进行非线性动态解耦控制。为了克服逆系统方法精确建模难的局限性,采用基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)α阶逆系统方法对无轴承异步电机进行动态解耦控制的研究。首先利用最小二乘支持向量机辨识出无轴承异步电机的逆模型,然后将它串联在原系统前,将无轴承异步电机解耦成四个独立的伪线性子系统-2个径向位移子系统、一个速度子系统和一个磁链子系统。为保证鲁棒性能,最后对解耦后的系统采用非线性内模控制策略。研究表明,LS-SVMα阶逆系统方法能够实现无轴承异步电机径向悬浮力和旋转力之间的动态解耦控制,控制系统具有良好的静态和动态性能。     

模糊PID无速度传感器矢量控制系统的设计

以异步电动机矢量控制的基本方程式为基础,构建了一个无速度传感器矢量控制系统。系统的转速推算采用模型参考自适应控制(MRAC)理论。为了提高矢量控制系统的性能,提出并设计了3个模糊PID控制器,分别控制间接矢量控制系统中的速度、转矩和磁链。仿真结果表明基于该方法的系统能获得比较好的控制性能。     

异步电动机矢量控制调速系统的探讨

本文从理论上分析了异步电动机矢量控制数学模型及空间矢量脉宽调制(SVPWM)原理,推导出来SVPWM方法的空间电压矢量作用时间数学公式,建立了基于空间矢量脉宽调制的异步电动机矢量控制调速系统的仿真模型,并进行了样机实验。仿真及实验结果表明所设计的三相异步电机调速系统具有转矩脉动小,输出电流波形好,系统响应快等优点。     

异步电动机直接转矩控制策略仿真

介绍了交流传动控制系统的特点,较为系统、深入地研究了异步电机的新型控制(即DTC--直接转矩控制)策略,论述DTC 方法在电力牵引交流传动方面控制方法,针对异步电机在低速的直接转矩控制的传统控制给出了控制策略.并提出了以下解决方案:使用改进的开关表;使用三点式带滞环的比较器;解决了异步电动机直接转矩控制低速段时,难于控制转矩、磁通和电流、转矩脉动大的问题.通过Matlab6.5/simulink的建立仿真模型进行仿真验证,仿真结果表明对低速性能的改善是有效的.     

基于DSP无轴承永磁同步电机控制系统设计

为了控制无轴承永磁同步电机的旋转和转子的稳定悬浮,设计出了以TMS320LF2407A为微处理器核心的无轴承永磁同步电机控制系统,充分利用TMS320LF2407A的中断系统设计出能同时控制电机电磁转矩和径向力的软件模块,利用DSP的QEP模块和光电编码器的复位中断CAP6INT实现电机位置的准确检测.最后通过试验测试控制系统输出的转矩绕组和径向力绕组的指令电流波,验证了软件系统设计的实时性和准确性,证明其能满足无轴承永磁同步电机的旋转和稳定悬浮的要求.     

五自由度无轴承异步电机α-阶逆系统解耦控制

A 5-degrees-of-freedom bearingless induction motor is a multi-variable, nonlinear and strong-coupled system. In order to achieve rotor suspension and operation steadily, it is necessary to realize dynamic decoupling control among torque and suspension forces. In the paper, a method based on α-th order inverse system theory is used to study dynamic decoupling control. Firstly, the working principles of a 3-degrses-of-frsedom magnetic bearing and a 2-degrees-of-freedom bearingiess induction motor are analyzed,the radial-axial force equations of 3-degrees-of-freedom magnetic bearing, the electromagnetic torque equation and radial force equations of the 2-degrees-of-freedom bearingless induction motor are given, and then the state equatious of the 5-degrees-of-freedom bearingless induction motor are set up. Secondly, the feasibility of decoupling control based on dynamic inverse theory is discussed in detail, and the state feedback linearization method is used to decouple and linearize the system. Finally, linear control system techniques are applied to these linearization subsystems to synthesize and simulate. The simulation results have shown that this kind of control strategy can realize dynamic decoupling control among torque and suspeusion forces of the 5-degrees-of-freedom bearingless induction motor, and that the control system has good dynamic and static performance.     

基于支持向量机逆系统的无轴承同步磁阻电机解耦控制

在阐述了无轴承同步磁阻电机(BSRM)工作原理的基础上,建立其数学模型,采用最小二乘支持向量机(LS-SVM)逆系统方法对其进行解耦控制,将原系统解耦成3个相对独立的伪线性子系统,并应用线性系统理论设计了闭环控制器.最后采用Matlab/Simulink构建仿真系统.仿真结果表明:此解耦控制策略能够实现无轴承同步磁阻电机电磁转矩和径向悬浮力之间的动态解耦,且系统具有良好的动、静态特性.     

磁悬浮开关磁阻电机的自适应终端滑模控制

为解决磁悬浮开关磁阻电机受到外部环境未知干扰、内部参数摄动等不确定因素带来的影响,提出一种基于自适应终端滑模控制器的直接瞬时转矩及直接悬浮力控制策略.首先,对电机的数学模型进行分析并建立状态方程,采用直接瞬时转矩控制与直接悬浮力控制方法,以减小系统脉动;其次,设计非奇异终端滑模面,避免常规终端滑模控制中的奇异问题,并引入自适应律,结合终端滑模控制器以抑制不确定因素的干扰,保证系统的快速收敛、强鲁棒性;最后,与传统滑模控制器方法进行对比,验证该方法的有效性.仿真结果表明,所提出方法能迅速精准跟踪控制系统的转速及位移,有效提升状态收敛速度,抗扰能力强,具有良好的动态性能.     

基于无速度的无轴承异步电机SVM-DTC系统

针对无轴承异步电机无速度传感器运行的需要,在SVM-DTC系统的基础上,采用以无功率作为参考量的模型参考自适应对速度进行辨识,消除以往的纯积分和定子电阻的影响,使整个系统不受定子电阻的影响。仿真实验表明,以无功率为参考量的模型参考自适应系统,能在大负载扰动下实现无轴承异步电机无速度传感技术的稳定悬浮运行,且辨识速度的精度较高,系统动静态性能好。     

无轴承异步电机径向位置的动态解耦控制

针对无轴承异步电机转子径向两自由度悬浮系统的相互耦合情况,采用神经网络逆系统方法进行了动态解耦控制研究。在介绍无轴承异步电机工作原理的基础上,建立了无轴承异步电机径向悬浮力的数学模型,对该模型进行可逆性分析,证明该系统可逆,应用神经网络逆系统方法将原来多变量、强耦合的非线性系统,动态解耦成2个位置彼此无耦合的线性子系统,并对解耦后的线性子系统进行了闭环设计。最后利用Matlab/Simulink工具箱对该控制系统作了仿真研究。仿真试验结果显示,神经网络逆系统方法可保证无轴承异步电机在径向两自由度上实现独立控制,且闭环系统具有良好的动、静态性能。     

基于滤波补偿和自适应观测的直接转矩控制

直接转矩控制(DTC)是继矢量控制技术后发展起来的一种新型的交流调速控制方法,但其在低速运行时存在较大的电流、转矩脉动,为了改善直接转矩控制系统的低速性能,提出一种新型的定子磁链低通滤波补偿和转速自适应观测相结合的直接转矩控制方法.该方法提高了定子磁链和转子转速的观测精度,改善了直接转矩控制系统的动静态性能.仿真和实验...