基于自抗扰技术的PMSM交流调速系统的研究

永磁同步电机(以下简称PMSM)具有功率因数高、效率高、结构简单、价格合适等优点,广泛应用于数控机床领域;然而PMSM也是一个非线性、参数摄动、强耦合的多变量系统,对于伺服系统的控制算法及策略要求较高~([1])。本文研究了自抗扰技术(Active Disturbance Rejection Control,简称ADRC)在伺服控制系统中的技术应用。通过MATLAB计算机软件搭建了基于ADRC算法的转速、电流双闭环PMSM矢量控制系统仿真模型,并与经典PID控制系统进行对比。仿真结果表明:ADRC控制器不仅能够直接替代PID控制器,而且能够有效提高控制系统暂、稳态性能和抗扰动能力。     

基于自抗扰技术的PMSM交流调速系统的研究

永磁同步电机(以下简称PMSM)具有功率因数高、效率高、结构简单、价格合适等优点,广泛应用于数控机床领域;然而PMSM也是一个非线性、参数摄动、强耦合的多变量系统,对于伺服系统的控制算法及策略要求较高~([1])。本文研究了自抗扰技术(Active Disturbance Rejection Control,简称ADRC)在伺服控制系统中的技术应用。通过MATLAB计算机软件搭建了基于ADRC算法的转速、电流双闭环PMSM矢量控制系统仿真模型,并与经典PID控制系统进行对比。仿真结果表明:ADRC控制器不仅能够直接替代PID控制器,而且能够有效提高控制系统暂、稳态性能和抗扰动能力。     

基于改进自抗扰控制的永磁同步电机无传感器系统研究

针对永磁同步电机(PMSM)矢量控制无速度传感器系统的速度辨识问题,分别在系统的速度环、电流环设计自抗扰控制器替代传统的PI调节器。通过自抗扰控制(ADRC)中的扩张状态观测器(ESO)对扰动的准确估计进行速度辨识,实现系统的无传感器运行;对典型自抗扰控制器进行改进,简化模型结构并引入模糊控制算法对控制器参数进行优化。仿真结果表明:改进ADRC比PI调节更能满足PMSM系统的高性能控制要求;与模型参考自适应相比,采用ESO观测方法在电机低速运行时的转速估计效果更好,且对电机参数变化不敏感,鲁棒性更强。     

基于负载观测的永磁电机驱动系统自抗扰控制

针对永磁同步电机(PMSM)的车辆驱动系统在负载变化过程中转速受到较大影响的问题,结合自抗扰控制器(ADRC),采用对负载扰动进行观测并补偿来抑制外部扰动的方法,设计了基于负载观测的二阶ADRC速度控制系统。对负载观测ADRC的控制方程进行了推导,并将负载观测控制量作为速度环的补偿控制输入。同时与未加入负载扰动的ADRC系统作对比研究。仿真与实验结果表明,带有负载观测的ADRC调速系统具有更强的抗扰动能力,提高了PMSM变频调速系统的动态稳定性能和响应能力,证明了带有负载观测的ADRC控制系统能够更好地满足电传动履带车辆的控制系统要求。     

基于自抗扰控制的PMSM直接转矩控制研究

针对传统的永磁同步电机(PMSM)空间矢量调制-直接转矩控制(SVM-DTC)存在转矩脉动大以及PID参数整定繁琐等缺点,介绍了一种基于自抗扰控制(ADRC)的PMSM直接转矩控制方法。通过设计ADRC控制器,对电机运行过程中的扰动进行观测和补偿,提高了电机转速的控制精度,降低了转矩脉动。仿真和实验结果验证了方法的可行性和有效性。     

基于矢量控制的异步电机自抗扰控制

针对异步电机矢量控制系统在负载变化和电机参数变化时转速易受较大影响的问题,研究了采用自抗扰控制器(ADRC)对负载扰动和电机参数变化进行估计和补偿的方法。根据自抗扰控制器的数学特征和异步电机的数学模型,采用扩张状态观测器(ESO)对电机模型的参数摄动和变量耦合项进行观测并补偿,确定了矢量控制系统中自抗扰转速环控制器、自抗扰磁链环控制器、自抗扰d轴电流环控制器和自抗扰q轴电流环控制器的形式。仿真和实验结果表明,与传统的比例积分控制器(PI)相比,ADRC控制器对系统负载扰动和电机参数变化具有较好的鲁棒性和动态性能。     

基于自抗扰控制器的PMSM无传感器控制

无传感器控制技术能够降低永磁同步电机(PMSM)控制系统的成本,同时提高可靠性。结合自抗扰控制器(ADRC),将负载转矩和摩擦转矩作为总扰动,设计一阶ADRC作为转速控制器;将电阻压降和反电动势作为总扰动,设计一阶ADRC作为电流控制器。利用电流环d轴ADRC中扩张状态观测量,结合锁相环(PLL)构造闭环控制估计转速和转角,实现无传感器控制。仿真和实验结果表明,系统能准确估计转速和转角,抗速度和负载扰动能力强,稳态和动态性能良好,对电机参数不敏感,鲁棒性强。     

永磁同步电动机的自抗扰控制研究

为了解决永磁同步电动机(PMSM)低速时控制性能差的问题,提出了用自抗扰控制器代替永磁同步电动机控制系统速度控制环中的PI控制器。根据永磁同步电动机的强耦合性、非线性的特点,研究了直接转矩控制技术(DTC)和自抗扰控制(ADRC)技术,设计了基于ADRC-DTC的永磁同步电动机的控制系统,并构建了其仿真模型。仿真结果表明:在低速时,基于ADRC-DTC的永磁同步电动机的控制系统比基于PI-DTC的控制系统转速响应快且超调量小,转矩脉动小,电流畸变小,有较好的鲁棒性。     

基于自抗扰控制器的永磁同步电机无位置传感器矢量控制系统

利用自抗扰控制器(ADRC)理论,提出一种新颖的永磁同步电动机(PMSM)无位置传感器矢量控制系统。控制系统的速度环采用ADRC速度调节器,将负载看作速度环的扰动量,由ADRC观测出并加以补偿,实现了"大误差,小增益;小误差,大增益"的非线性控制,提高了系统的动静态性能和抗扰动能力;采用ADRC速度观测器,将转速和d轴电流对转矩电流环的耦合作用看作转矩电流环的扰动量,由ADRC将其观测出来,从而估计出电机实际转速。仿真和实验表明在0~1500r/min的调速范围内,转速估计准确,系统对负载的变化具有很强的鲁棒性,系统具有良好的动静态性能。     

基于改进自抗扰的永磁同步电机位置伺服系统

为了提高系统对未知扰动和参数变化的鲁棒性,将自抗扰控制(ADRC)策略引入到永磁同步电机(PMSM)位置伺服系统中,并对ADRC策略进行改进,使系统满足高性能伺服控制要求。通过对ADRC中扩张状态观测器(ESO)结构的改进,提高观测器对扰动的观测速度。同时,针对ADRC中使用的转动惯量与实际惯量间存在误差,会影响速度ADRC控制器中控制增益的选取,采用在线惯量辨识方法,实时调节控制器参数。综合以上2点改进措施,分别设计转速环、位置环改进ADRC控制器,从根本上提高系统的动态性能和抗扰动能力。最后,通过仿真验证改进ADRC策略在PMSM位置伺服系统中的有效性。