基于空间矢量无速度传感器的直接转矩控制

直接转矩控制是一种高性能的交流传动控制系统,无速度传感器控制的研究代表了直接转矩控制系统的一个发展方向.在空间矢量模型基础上,介绍一种新的无速度传感器永磁同步电动机的直接转矩控制,它能降低稳态时转矩、磁链和速度的波动.在全速范围无速度传感器应用中,能产生更好的稳态性能的同时保留了DTC的暂态优点.仿真结果显示,该方法有着比传统的DTC更好的性能.     

基于空间矢量的一种改进的无速度传感器感应电机直接转矩控制

本文介绍了一种新的对于无速度传感器感应电动机基于空间矢量(SVM)模型的直接力矩和磁链控制。它能降低稳态时力矩、磁链和速度的波动。在全速度范围无速度传感应用中在产生更好的稳态性能的同时保留了DTC的暂态优点。仿真结果显示本方法有比传统的DTC更好的性能。     

基于DSP无速度传感器直接转矩控制的实现

为了提高异步电机无速度传感器矢量的控制性能,将无速度传感器矢量与其矢量控制结合起来,组成一种基于TMS320F2812的无速度传感器直接转矩控制系统.本文主要介绍了硬件实现其软件实现方法,并且通过MATLAB/Simulink仿真验证了所提出方法的有效性使系统具有良好的动态性能以及稳定性,实现了DSP无速度传感器直接转矩控制.     

无速度传感器直接转矩控制方案的设计和仿真

直接转矩控制是一种高性能的交流传动控制策略,无速度传感器控制的研究代表了直接转矩控制系统的一个发展方向.在直接转矩控制理论基础上,推导出一种基于定子磁链矢量增量来确定定子参考电压矢量的新型无速度传感器直接转矩控制方案.该方案还能对转矩和磁链实现良好的控制功能.计算机仿真结果证明了方案的可行性.     

磁通观测改进的无速度传感器DTC系统

针对定子电阻摄动与积分漂移对直接转矩控制(DTC)性能的影响,在分析直接转矩控制特点的基础上,推导了以电机有功功率为基础的定子电阻辨识算法与以反电动势为基础的定子磁链辨识算法,并将坐标系定向于定子电流矢量上推导出转速估计算法.以此建立的直接转矩控制系统,定子电阻辨识算法不依赖电机其他易变参数,转速估计中未使用转子电阻或转子时间常数;通过4kW感应电机无速度传感器DTC系统仿真试验表明,积分漂移得到有效抑制,估计速度与实际速度良好吻合,系统具有较好调速性能.     

基于UDUTUKF的无传感器PMSM直接转矩控制

针对永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制系统(DTC),提出一种不需要计算平方根的Unscented卡尔曼滤波(UKF)算法,即UDUTUKF滤波算法,对定子磁链、转子速度和转子位置进行精确估计并得到电磁转矩估计值,建立了基于UDUTUKF的无传感器PMSM直接转矩闭环控制系统.对比了UDUTUKF和EKF的估计误差,仿真结果表明基于UDUTUKF的无传感器PMSM直接转矩闭环系统具有快速的转速和转矩响应特性.UDUTUKF的估计误差低于EKF的估计误差,且误差收敛速度比较快.     

无速度传感器三电平逆变器异步电动机直接转矩控制系统(Ⅱ)--基于全阶定子磁链观测器的参数和速度辨识

在固定合成矢量的控制算法基础上,提出了一种基于定子磁链的自适应全阶观测器的三电平逆变器供电异步电动机直接转矩控制(DTC)方法,在准确观测磁链的同时能够进行电动机定子电阻和转子转速辨识.实验结果证明本文提出的方法实现了三电平逆变器供电异步电动机高性能无速度传感器直接转矩控制系统运行.     

基于MRAS的无速度传感器异步电机DTC系统

对一类实用的基于模型参考自适应（Model Reference Adaptive System,简称MRAS）方法的无速度传感器直接转矩控制（Direct Torgue Control,简称DTC）系统进行了研究,以提高系统的耐用性并降低成本。采用具有补偿信号的改进积分器提高了参考模型的准确性,同时利用新的转子磁链计算模型代替电流模型作为系统的可调模型,以避免难以测量转子侧参数。从而提高速度的辨识精度,在较宽的速度调节范围内改善异步电机无速度传感器控制性能。在DSP电机控制系统开发平台上实现了无速度传感器直接转矩数字控制系统。实验得到了较为理想的结果,验证了系统设计方案的可行性。     

基于MRAS理论的异步电动机无速度传感器DTC系统

利用模型参考自适应(MRAS)理论,以Simulink为仿真基础,建立了MRAS速度辨识仿真模型,并用一种改进的积分器代替传统磁链观测器的纯积分项,将其应用到无速度传感器异步电动机直接转矩控制系统(DTC)中,研究结果证明了该MRAS无速度传感器DTC系统方案的有效性。     

无速度传感器的滑模直接转矩控制系统的研究

将变结构滑模控制的原理引入到无速度传感器直接转矩控制系统中,以改善系统的动态及稳态性能,并用仿真验证了所设计的方案的有效性。     

采用定子电阻辨识和无速度传感器的异步电机直接转矩控制模糊系统

为解决异步电动机直接转矩控制(direct torque control,DTC)中低速运行时定子电阻变化对系统性能影响较大的问题,提出了一种基于定子电阻辨识和无速度传感器的异步电机直接转矩控制模糊系统。其中定子电阻采用模糊神经网络进行辨识;电机转速采用基于转子磁链的模型参考自适应系统(model reference adaptive sys-tem,MRAS)法进行估计;同时采用三输入单输出的模糊控制器调节脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)信号占空比的异步电动机直接转矩控制的策略,三输入变量为转矩误差、磁链幅值误差和磁通角。此策略即在传统异步电动机直接转矩控制的基础上,用模糊控制器代替传统DTC中的滞环比较器和空间电压矢量状态选择器来细分控制规则,最后控制逆变器的开关,以减小低速时转矩和磁链脉动,提高系统转矩响应速度。仿真结果表明该系统可减小转矩和磁链脉动,提高系统的鲁棒性和自适应性,改善系统的动、静态品质。     

一种新颖的永磁同步电动机无位置传感器技术

无位置传感器技术是永磁同步电动机调速系统的一个发展方向.本文剖析了已有的两种典型直接估算方法,提出了一种新颖的无位置传感器技术.通过分别计算出定子磁链矢量角位移与转矩角,将后者从前者中减去得到转子磁链矢量的角位移进而得到转子速度信号,并采用改进积分器取代传统的积分器.该技术能有效地改善磁链原点漂移,提高直接转矩控制系统的磁链角位移与转速的求解准确度.仿真及实验研究结果表明,采用这种无位置传感器技术的永磁同步电动机调速系统,具有良好的调速控制性能.     

A modified direct torque control for induction motor sensorlessdrive

Direct torque control (DTC) is known to produce quick and robust response in AC drives. However, during steady state, notable torque, flux and current pulsations occur. They are reflected in speed estimation, speed response, and also in increased acoustical noise. This paper introduces a new direct torque and flux control based on space-vector modulation (DTC-SVM) for induction motor sensorless drives. It is able to reduce the acoustical noise, the torque, flux, current, and speed pulsations during steady state. The DTC transient merits are preserved, while better quality steady-state performance is produced in sensorless implementation for a wide speed range. The flux and torque estimator is presented and an improved voltage-current model speed observer is introduced. The proposed control topologies, simulations, implementation data, and test results with DTC and DTC-SVM are given and discussed. It is concluded that the proposed control topology produces better results for steady-state operation than the classical DTC     

基于波波夫超稳定性的无刷双馈电机直接转矩控制

在无刷双馈电机直接转矩控制系统中,定子参数变化会引起电机特性不稳定。基于模型参考自适应控制策略(model reference adoptive strategy,MRAS)设计了一种新型的磁链、速度自适应观测器,以无刷双馈电机的定子电流及磁链为状态变量,将磁链观测和速度辨识结合在一起,定子磁链观测值直接应用于直接转矩控制算法中,构建了无速度传感器无刷双馈电机直接转矩控制系统。采用波波夫超稳定性理论确定速度自适应律,建立了Matlab/Simulink环境下直接转矩控制系统的仿真模型。仿真研究结果表明,所提出的磁链、速度自适应观测器可实现定子磁链、速度的精确辨识,磁链轨迹可以保持容差范围内的圆形,有效减少无刷双馈电机定子电阻变化对系统运行特性的影响,提高了系统的稳定性和鲁棒性。     

采用扩展卡尔曼滤波磁链观测器的永磁同步电机直接转矩控制

提出利用卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)观测器对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)直接转矩控制(direct torque control,DTC)系统进行精确参数估计的方法。通过检测定子电压和电流,应用EKF观测器精确估计电机的定子磁链、电机转速和转子位置,间接估计转矩,近而实现PMSM的无速度传感器控制;同时改进常规的EKF估计状态方程,提高速度估计的精确性,并证明了基于EKF的控制系统的稳定性定理。仿真结果表明该方法减小了系统的非线性、参数变化以及干扰带来的影响,EKF能够准确估计状态变量,提高了直接转矩控制的性能。     

基于模型参考自适应的无传感器直接转矩控制

提出了一种基于模型参考自适应系统的异步电机无传感器直接转矩控制策略。首先构建全阶自适应观察器,并根据李亚普诺夫理论推导出转速的自适应收敛率,实现转子速度估计。通过MATLAB/Simulink仿真研究表明,该方案具有良好的稳态和动态性能。     

Very-low-speed variable-structure control of sensorless induction machine drives without signal injection

A sensorless induction machine drive is presented, in which the principles of variable-structure control and direct torque control (DTC) are combined to ensure high-performance operation in the steady state and under transient conditions. The drive employs a new torque and flux controller, the "linear and variable-structure control", which realizes accurate and robust control in a wide speed range. Conventional DTC transient merits are preserved, while the steady-state behavior is significantly improved. The full-order state observer is a sliding-mode one, which does not require the rotor speed adaptation and provides accurate state estimation in the entire speed range. The proposed scheme is a complete variable-structure solution that allows persistent sensorless operation of the drive at very low speeds, including zero and 3 r/min, with full load. Simulations and extensive experimental results confirm the robustness, accuracy, quickness, and low-chattering operation of the drive.     

Sensorless Direct Torque Control of Five-Phase Interior Permanent-Magnet Motor Drives

This paper presents the sensorless direct torque control (DTC) technique for five-phase interior permanent-magnet (IPM) motors. By using the introduced technique, fast torque response with low ripple in the stator flux and torque of the five-phase IPM can be achieved. Having 32 space voltage vectors provides a great flexibility in selecting the inverter switching states. Therefore, the stator flux and torque can be more precisely adjusted. Position information and speed are being estimated based on the position of the stator flux linkages. The mathematical model of the five-phase IPM motor is first derived. Later, the speed sensorless DTC method of the five-phase system is introduced. A five-phase IPM motor and a five-leg insulated-gate-bipolar-transistor-based inverter were designed and fabricated in the laboratory. The control method is implemented on a TMS320C32 digital signal processor board.