基于改进滑模观测器的SynRM无位置传感器控制

针对存在强耦合强非线性的同步磁阻电机无位置传感器控制问题,提出一种考虑磁路饱和的改进滑模观测方法。首先通过有限元仿真获得电流与电感的数据组合和考虑电感变化的最大转矩电流比曲线,以实现电流的最优控制;其次对传统滑模观测器进行改进,用分段指数型饱和函数替代符号函数,减少滑模的固有抖振,并采用正交锁相环技术对电机转子位置与转速进行估算。最后在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,仿真结果表明,本文所提出的无位置传感器控制方法在同步磁阻电机转子位置与速度估算上具有良好效果。     

基于自适应神经终端滑模观测器的SRM转子位置跟踪

针对位置传感器的引入使得开关磁阻电机(SRM)结构变得复杂,可靠性降低这一问题,将RBF神经网络和终端滑模控制(TSMC)相结合建立了自适应神经终端滑模观测器,用RBF神经网络逼近观测器的控制输入,无需知道扰动项的上界,通过终端滑模控制使电流偏差为零,实现对组合变量iw■L/■θ的观测。依据电感特性将电机的工作区间分为电感近似线性区和电感非线性区,建立全周期电感数学模型,并将电感和电流代入观测变量达到对开关磁阻电机转子位置准确跟踪的目的。仿真结果表明,在电机稳态运行和负载转矩突变时都能实现对转子位置的精确估计,为开关磁阻电机无位置传感器控制提供了基础。     

基于改进全阶滑模观测器的IPMSM无传感器控制

针对传统全阶滑模观测器存在抖振及观测精度差的问题,提出一种改进全阶滑模观测器的内置式永磁同步电机无位置传感器控制策略。该策略采用准符号函数代替非线性符号函数作为切换函数,并且利用Lyapunov函数和等效控制的思想对系统进行稳定性分析;在此基础上,为了避免电机转速大小变化影响转子位置的估计精度,设计了与电机转速相关的自适应滑模增益。最后,在2 kW IPMSM矢量控制实验平台上验证了所提无位置传感器控制策略的正确性和有效性。     

基于滑模变结构控制的开关磁阻电动机控制系统

提出了一种基于滑模变结构控制的滑模观测器无位置传感器控制方法,实现对电机转子位置及转速准确估测,设计了以TMS3202407A为控制核心的开关磁阻电动机控制系统,给出了系统的硬件电路及软件设计,仿真实验结果表明,该系统提高了电机动态性能,具有较强的鲁棒性和可行性。     

基于滑模观测器的异步电机无速度传感器控制

将滑模理论应用于异步电动机状态观测器中,提出了一种基于滑模观测器的异步电动机无速度传感器控制策略。所提滑模观测器以定子电流和转子磁链为状态变量,利用定子电流观测值和实际电流的误差特性,对转子磁链进行估算,同时基于李雅普诺夫理论导出转速的自适应律。最后对所提方法进行实验验证,结果表明所提观测器具有较好的观测精度,且电机系统能实现正反转,具有较大的调速范围。     

城轨牵引内置式永磁同步电机转速及转子位置检测

针对城轨牵引无传感器内置式永磁同步电机的运行要求,设计了一种基于新型滑模观测器的内置式永磁同步电机转速及转子位置观测器,通过电机电流的滑模观测模块对扩展反电动势进行观测,使用S型函数取代传统的离散控制律,以削弱系统“抖振”;采用转速参数辨识和转子位置角度的锁相环将转速与位置分开观测,以提高转速和转子位置的观测精度;采用变参数PI控制器替代传统的内置式永磁同步电机速度控制环中恒参数PI控制器,以改善系统动态性能.证明了该新型滑模观测器的控制系统的稳定性,开发了基于STM32F103嵌入式微控制器的滑模观测矢量控制系统,实验结果验证了该控制策略的有效性与可行性.     

开关磁阻电机模糊滑模观测器间接位置检测

研究开关磁阻电机滑模观测器间接位置检测方法,针对传统滑模观测器存在抖振影响系统动态性能的问题,引入模糊控制,用模糊控制器调节开关函数的输出幅值,以抑制抖振并快速到达滑模面。详细分析了基于电磁转矩的误差函数构造方法及其选取过程,该误差函数能反映电机转子位置误差与转速误差,讨论了滑模观测器稳定运行条件及参数选取,在此基础上推导了模糊控制规则,设计了模糊滑模观测器。通过仿真和实验分析,验证了模糊滑模观测器能柔化控制器的输出信号,使响应速度更快,且鲁棒性强,可以实现转子位置的精确估算。     

基于滑模观测器与滑模控制器的永磁同步电机无位置传感器控制

针对无位置传感器永磁同步电机控制系统中转子位置与转速无法直接测量的问题,提出基于滑模观测器的转子位置间接检测方法。通过研究低速时滑模观测器的估算误差较大的特点,分析无位置传感器控制方式下电机存在无法零速起动的问题,利用变压变频控制策略进行他控起动。依据滑模观测器的电流跟随特性和滑模控制器的转速跟随特性,同时引入时变项,在提高滑模面收敛速度的基础上实现了调速系统由他控方式向自控方式的平滑过渡。仿真和实验证明,提出的算法不仅解决了滑模观测器在零速及附近的低速范围内所存在的预测死区问题,而且削弱了两种控制方式切换过程中产生的抖振。     

基于新型SMO的无位置传感器PMSM模型预测控制

提出了一种新型无位置传感器模型预测控制策略,通过改进传统滑模观测器(SMO),采用TypeⅡ型跟踪环路对SMO估计的两相等效反电动势的角频率和相角信息实现无差跟踪,有效避免了传统方法采用反正切和微分运算求取转子位置和转速时会放大的高频噪声,使转子位置估计更为精准。同时,以改进滑模观测器估计的电机转子位置角为基础,采用有限集模型预测控制策略,无需整定电流内环参数,实现无位置传感器运行,提高了系统可靠性、降低硬件成本。仿真和实验结果表明,提出的控制策略具有较高精度和较好的动态控制性能。     

基于滑模观测器的单绕组多相无轴承电机无位置传感器控制

针对单绕组多相无轴承电机的特点,讨论了此类电机中悬浮平面电流对电机转子位置带来的扰动,建立了基于滑模观测器的检测模型和控制算法,实现了单绕组多相无轴承电机的无转子位置传感器运行。文中采用饱和函数代替开关函数,并设计了随转速变化的低通滤波器,取得了良好的观测效果。该方法克服了传统基于电机模型的无位置传感器控制方法对电机参数的依赖性,抑制了由无轴承电机悬浮平面耦合带来的固有扰动,提升了无轴承系统的鲁棒性。实验结果表明系统采用该观测器进行转子位置及速度观测后,具有较好的静、动态性能,验证了滑模观测器在单绕组多相无轴承驱动系统无位置传感器中应用的正确性和可行性。     

基于变结构控制的无传感器交流伺服系统研究

为了取消永磁同步电机控制中的机械传感器,获得矢量控制中需要的电机转速和位置信息,设计了一种基于变结构控制的永磁同步电机转速和转子位置估算方法。选取定子固定坐标系下定子电流及电机感应电动势为状态变量,定子电压和电流作为输入、输出量,建立估算电机转速和转子位置的自适应滑模观测器系统。通过观测电机感应电动势来估计电机转子位置和转速,并结合扩展的卡尔曼滤波对电机感应电动势进行滤波。实验结果表明带有扩展的卡尔曼滤波的滑模观测器具有良好的动态性能,对被控对象的参数变化和扰动有很强的鲁棒性。     

基于支持向量机的开关磁阻电机转子位置估计

开关磁阻电机具有结构简单、工作可靠、效率高和成本较低等优点,在很多领域都显示出强大的竞争力,但是位置传感器的存在不仅削弱了开关磁阻电机结构简单的优势,而且降低了系统高速运行的可靠性,增加了成本.针对这一问题,提出了基于支持向量机的开关磁阻电机转子位置估计新方法.该方法针对开关磁阻电机的非线性,利用支持向量机泛化能力强以及能够较好地解决小样本学习问题的特点,通过离线学习的方法形成一个理想的支持向量机结构来实现电机电流、磁链与转子位置之间的非线性映射,实现开关磁阻电机的转子位置估计.仿真及实验结果表明,该方法能够实现电机转子位置的准确估计,进而实现开关磁阻电机的无位置传感器控制.     

在线建模的开关磁阻电机四象限运行无位置传感器控制

基于在线建模提出了一种开关磁阻电机无位置传感器控制方法。建立了以相电流和磁链为输入、转子位置角度为输出的径向基神经网络模型,以轴编码器实时获得的转子位置角度为学习样本,对开关磁阻电机进行了在线建模。提出了静止状态下激励脉冲法与运行状态下滑模观测器相结合的四象限运行无位置传感器控制策略,实现了电机无传感器运行。实验结果表明,电机转子位置估计误差小于2,象限间切换可靠,具有良好的动态和静态性能,为大功率开关磁阻电机无传感器控制提供了一种易于实现的方案。     

基于优化的滑模观测器永磁同步电机无位置传感器控制研究

本文针对一个7.5 k W,5对极的永磁同步主轴电机,在其闭环矢量控制系统的基础上,基于滑模变结构控制理论,根据该永磁同步主轴电机两相静止坐标系下的数学模型研究设计了电流型滑模观测器,取代位置传感器给电机提供转子位置信息。针对滑模变结构控制存在的"抖振"问题,在传统的滑模观测器的基础上,本文通过采用饱和函数代替传统的开关切换函数来削弱滑模观测器控制中的"抖振"现象,使观测器得出的转子位置信息更加准确。通过Matlab/Simulink仿真软件对该无位置传感器控制方案进行仿真分析,仿真结果说明该方案能够有效地估算电机转子的位置和转速,并且优化后的方案能够更加准确的提供转子的位置和转速信息。     

基于滑模观测器的永磁无轴承电机控制

在永磁无轴承电机转矩系统的磁场定向控制策略的基础上,提出了一种基于滑模观测器的永磁无轴承电机转子位置-速度的观测方法。通过检测转矩绕组电流对转子位置进行估测,实现了无轴承电机的无速度传感器运行。给出了基于滑膜观测器无速度传感器运行控制的永磁无轴承电机系统框图和控制程序流程,并对观测器的效果进行了试验研究,结果表明了该观测器的可行性和实用性。     

IF控制结合滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器复合控制策略

用于永磁同步电机低速区的高频信号注入无位置传感器控制算法会产生额外的损耗,而且算法数字运算量较大。针对这一问题,提出一种IF控制结合滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器复合控制策略。在电机低速区采用转速开环、电流闭环的IF控制策略,对IF控制使用的虚拟同步坐标系和转子同步坐标系相位关系进行分析。在电机中高速区采用基于滑模观测器的无位置传感器控制策略,在滑模观测器中采用正弦型切换函数,改善了滑模运动的抖振问题。通过合理设计过渡状态,实现了两种控制策略的平滑切换。在一台三相永磁同步电机上对所提复合控制策略进行了实验验证。     

基于滑模观测器的永磁无轴承电机控制

在永磁无轴承电机转矩系统的磁场定向控制策略的基础上,提出了一种基于滑模观测器的永磁无轴承电机转子位置-速度的观测方法。通过检测转矩绕组电流对转子位置进行估测,实现了无轴承电机的无速度传感器运行。给出了基于滑膜观测器无速度传感器运行控制的永磁无轴承电机系统框图和控制程序流程,并对观测器的效果进行了试验研究,结果表明了该观测器的可行性和实用性。     

开关磁阻电机无位置传感控制器研究

针对机械式位置传感器增加控制系统复杂性和降低系统可靠性的问题,提出了开关磁阻电机一种新的无位置传感控制器。在建立开关磁阻电机电感模型基础上,推导无位置传感器数学模型,构建无位置传感器控制系统。通过测量激励相电压和电流,估算转子实际位置,采用电流斩波控制方法控制开关磁阻电机低速运行,采用角度位置控制方法控制开关磁阻电机高速运行。对该无位置传感系统进行仿真,并实现了对开关磁阻电机无位置传感器的控制。实验结果表明该方法能在较宽调速范围内准确地估计开关磁阻电机转子位置。     

双三相PMSM全速范围内无位置传感器控制研究

为满足电机系统高功率/转矩密度要求,同时避免极端工况下因传统传感器引起的可靠性降低问题,针对双三相永磁同步电机提出了适用于全速度范围内的无位置传感器控制策略。在零速起动阶段,采用高频信号注入法向定子侧叠加小幅高频电压信号,通过检测定子的高频电流负序分量,结合外差法,得到转子位置角的估计值;在电机完成启动之后,采用改进型滑模观测器法,根据滑模观测器数学表达式计算转子位置角,得到位置信号。通过在滑模观测器中,利用连续饱和函数代替传统开关函数,能有效的抑制高频抖振。在Matlab/Simulink环境下搭建了双三相永磁同步电机系统模型,通过仿真验证了系统性能。仿真结果表明所提出的方法具有较好的控制性能。     

基于滑模模型参考自适应系统观测器的永磁同步电机预测控制

针对一种三电平驱动的永磁同步电机控制系统,设计了一种无速度传感器有限集预测控制策略。首先,针对三电平逆变器驱动电路,采用有限集预测控制策略将其开关控制矢量看成一个有限集,在此有限集中搜索使目标函数最优的开关矢量,目标函数选择为输出误差电流,保证了电机定子电流波形的质量。其次,基于滑模模型参考自适应系统(MRAS)方法,利用电机本体的参考模型与电流模型的输出误差构造滑模面,设计了电机速度观测器,以改善位置和速度估计精度并提高系统的鲁棒性,并分析证明其稳定性。实验结果表明预测控制器较传统PID控制器能够提高定子电流波形质量,同时观测器能够较精确地估计永磁同步电机转子位置和速度,具有较好的鲁棒性。实现了对永磁同步电机的无传感器预测控制。