基于dSPACE PMSM伺服控制器自适应反步法设计

针对永磁同步电机(Permanent Mmagnet Synchronous Motor，PMSM)绕组相电流和转速强耦合特性和参数的不确定性，利用非线性Backstepping方法设计了自适应积分反步控制器，在补偿参数不确定性影响的同时实现PMSM高性能位置跟踪控制。借助于dSPACE平台，将系统模型下载到实时硬件中进行在线仿真。实时在线仿真结果表明，设计的PMSM控制系统可以获得满意的跟踪效果，其滤波跟踪误差迅速以指数特性收敛到零，具有较好的位置伺服控制特性。     

PMSM位置伺服控制器反步设计及在线仿真

基于永磁同步电机(PMSM)精确的数学模型,针对PMSM绕组相电流和转速强耦合特性,采用反步(Backstepping)方法设计了高性能PMSM位置跟踪控制器,并借助dSPACE平台,将系统模型下载到实时硬件中进行在线仿真。实验结果表明,所设计的PMSM控制系统可以获得满意的跟踪效果,其滤波跟踪误差迅速以指数特性收敛到零,具有较好的位置伺服控制特性。     

基于反步鲁棒控制与改进跟踪微分器的PMSM无传感器控制

为了进一步提高永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)无传感器控制的观测精度,提出了基于反步鲁棒控制与改进跟踪微分器的PMSM无传感器控制方法。首先,建立了PMSM的数学模型。其次,以Sigmoid函数为基础,设计跟踪微分器,实现对PMSM转子转速和位置的观测。然后,为了提高系统的抗扰能力,将反步控制和鲁棒控制相结合,对PMSM调速系统设计了反步鲁棒控制器。最后,设计了双曲正切跟踪微分器对外部负载进行实时观测,并将其补偿给控制系统,达到降低负载扰动对电机转速影响的目的。实验结果表明,该观测器对电机转子转速和位置具有良好的观测效果,同时反步鲁棒控制也具有较高的控制精度,对负载有很好的抑制效果。     

基于递归反演方法的电子节气门非线性控制

针对电子节气门的非线性和传统PID控制器的不足,提出一种基于递归Backstepping方法的控制策略,以节气门位置跟踪为控制对象,对电子节气门的结构进行了分析,建立了电子节气门的数学模型,以Lyapunov稳定性理论为基础,设计了Backstepping控制器。为了比较不同控制策略对电子节气门的控制效果,进行了PID和Backstepping两种控制策略的仿真实验,并分别采用阶跃、斜坡和正弦波作为目标信号完成跟踪控制仿真,仿真结果表明,Backstepping控制具有良好的动态特性,阶跃响应时间小于100 ms,控制效果明显优于PID,该控制能有效解决时变非线性系统的快速响应与超调量偏大两者矛盾的问题。     

基于复合前馈控制的交流位置伺服系统动态特性

永磁同步电动机(PMSM)位置伺服系统经典PID控制具有控制结构简单、响应快等优点,但存在等速跟踪和正弦跟踪稳态精度低等缺点。提出并设计了复合前馈控制器,其中速度环采用PI控制,位置环通过复合前馈控制的设计来消除等速与正弦跟踪误差。计算机仿真结果表明,该控制器可有效降低PMSM位置伺服系统在等速与正弦跟踪时的稳态跟踪误差,提高其控制精度。     

电动汽车用永磁同步电机滑模预测控制

针对电动汽车用永磁同步电机(PMSM)在复杂工况下的转速控制问题,提出了一种基于离散滑模预测控制理论的PMSM转速跟踪控制方法。首先根据PMSM数学模型,建立了转速跟踪误差的离散化模型,然后通过设计滑模预测模型,设定滑模参考轨迹,反馈校正,滚动优化等,得到了滑模预测控制率,实现了PMSM转速的快速跟踪控制。仿真结果表明,所提出的电动汽车用永磁同步电机滑模预测控制方法,可实现转速的快速跟踪控制,且具有良好的抗扰动性能,有助于提高电动汽车的驾乘舒适性。     

永磁同步电动机转速自适应模糊Backstepping控制

针对永磁同步电动机(PMSM)参数摄动和负载干扰情况下的转速跟踪控制系统,采用自适应算法估计负载扰动、粘性摩擦系数和转动惯量,利用自适应模糊系统逼近定子电阻和电枢电感等参数摄动造成的总的不确定性,并设计一种基于Backstepping的自适应模糊控制器.通过Lyapunov稳定性理论验证所设计系统的稳定性.对PMSM转...     

永磁同步电机位置伺服系统滑模控制研究

针对永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)位置伺服系统中存在摩擦甚至机械传动间隙等问题,传统PID控制已无法满足性能要求,故采用全局快速终端滑模控制(Global Fast Terminal Sliding Mode Control,GFTSMC)技术,设计了滑模控制器,提高PMSM位置跟踪性能,并使用Lyapunov理论证明其稳定性;同时针对系统存在外部干扰的问题,设计了干扰观测器(disturbance observer,DOB),提高系统的抗扰动能力。数字仿真结果显示,算法提高了PMSM控制系统的快速响应、高精度跟踪、鲁棒性等性能,证明了方法的有效性。     

基于电流增量预测控制的高压断路器电动机操动机构

为了提高高压断路器的工作特性和动态响应,研究了一种永磁同步电动机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)驱动的高压断路器操动机构及其控制方法。采用电流增量预测控制对PMSM的电流环进行控制,仿真验证了电流增量预测控制对电流动态响应的提升。搭建了1台126 kV高压断路器电动机驱动操动机构样机,通过实验证明,采用电流增量预测控制的PMSM驱动高压断路器的分合闸操作能够快速跟踪位置指令,并且高压断路器运动特性稳定,分闸速度满足要求。     

基于dSPACE的PMSM反演滑模控制

研究了变参考转速及负载条件下永磁同步电动机(PMSM)的转速跟踪控制问题,结合反演和滑模控制算法设计了一种PMSM的速度控制器.该算法综合了反演控制动、静态特性好以及滑模控制鲁棒性强的特点,有效提高了PMSM控制系统的转速动态跟踪特性.仿真和dSPACE实验结果表明,相比于反演控制器,反演滑模变结构控制器具有更好的转速动态响应以及更强的鲁棒性.     

基于改进滑模趋近律和非线性干扰观测器的PMSM位置跟踪

针对永磁同步电机（PMSM）在实际运行过程中会受到参数摄动和外界不确定干扰等非线性因素影响,导致电机控制性能下降,位置跟踪精度降低。提出将滑模控制（SMC）与反演控制(Backsteeping Control)结合设计非线性控制器,对反演滑模控制中的趋近律做出改进,提出一种基于指数趋近律的双幂次趋近律,并利用非线性干扰观测器（NDOB）观测和估计干扰,对其进行补偿。最后利用Matlab/Simulink进行仿真,结果显示：该方法在一定程度上提高了电机位置控制精度,减小了位置跟踪误差,同时增强了系统抗干扰能力。     

基于ASAPSO的火炮随动系统模糊控制策略

针对传统PID控制器因参数无法随负载变化而实时改变,导致火炮随动系统控制效果不佳的问题,设计了以空间矢量控制为理论基础的三闭环随动控制系统。该随动控制系统采用永磁同步电机(PMSM)作为执行电机,并在系统位置环上加入了经自适应模拟退火粒子群优化算法(ASAPSO)优化参数后的模糊控制器。通过搭建系统仿真模型,将这2种控制器分别运用在该随动控制系统的位置环上,对比了2种控制器的位置响应、抗转矩扰动能力和目标跟踪能力。结果发现,模糊控制器的参数经ASAPSO优化后,系统的静态特性和动态特性比传统PID控制器更好,能够有效克服转矩扰动等非线性因素的影响,系统具有较好的目标跟踪性能。     

基于自抗扰控制器的永磁同步电机位置伺服系统

设计了一种新颖的基于自抗扰控制器的永磁同步电动机位置伺服系统。该系统通过跟踪-微分器为给定位置信号提供一个过渡过程,克服了系统响应速度和超调之间的矛盾,使得系统响应快且没有超调;通过扩展状态观测器将系统的负载、转动惯量和定子电阻等参数变化带来的扰动观测出来并加以补偿,提高了系统的抗干扰能力;通过非线性状态误差反馈律实现了"小误差大增益,大误差小增益"的非线性控制,提高了控制精度。仿真结果表明,该系统具有响应快、无超调、稳态精度高的特点,对负载、转动惯量和定子电阻的变化具有很强的鲁棒性。     

家用电器永磁同步电机恒功率控制

在永磁同步电机(PMSM)无传感器控制技术的基础上,提出了家用电器PMSM的恒功率控制算法。计算功率后通过卡尔曼滤波得到精确的功率值,并设计具有跟踪功能的功率控制环路,自适应地实现PMSM的最大功率控制。完成了控制器和驱动器的设计。实际测试结果表明,该方法可使洗衣机电机保持最大功率运行。     

PMSM伺服系统的控制

永磁同步电动机(PMSM)是一个复杂耦合的非线性系统,本文应用一种非线性控制方法--直接反馈线性化理论,通过对输出变量进行李微分,得到所需的坐标变换和非线性系统状态反馈,实现PMSM系统的输入输出线性化,同时也实现了系统的解耦.Matlab仿真结果表明,该控制方法对PMSM伺服系统具有良好的位置跟踪性能,而且能够有效降低转矩变化对位置跟踪性能的影响.     

基于Lyapunov函数的永磁同步电机速度控制器设计

传统的PI速度控制器具有速度超调、动态时间长、跟踪精度低、抗负载转矩扰动能力和恢复能力差等缺点。提出了利用永磁同步电机(PMSM)的运动方程和转矩方程推导出控制系统q轴电流给定量,基于Lyapunov稳定性条件设计出的一种PMSM速度控制器。相比于传统的PI速度控制器,该控制器没有速度超调量、动态时间短、跟踪精度高,抗负载扰动能力和恢复能力有一定的提高。利用MATLAB/Simulink仿真软件,搭建控制系统模型并进行仿真分析。仿真验证了提出的PMSM速度控制器的有效性,获得了很好的速度控制性能。     

基于三自由度内模控制的永磁同步电机矢量控制方法

针对传统内模控制方法不能兼顾系统跟随性、抗干扰性和鲁棒性的问题,提出了一种基于三自由度内模控制的永磁同步电机矢量控制方法。该方法基于永磁同步电机矢量控制系统,分析了系统实现稳定性和鲁棒性的条件,根据永磁同步电机矢量控制系统的稳定性和鲁棒性条件设计了反馈控制器、反馈滤波器和前馈控制器,从而实现分别对永磁同步电机矢量控制系统的跟随性、抗干扰性和鲁棒性三种性能的优化控制,提升永磁同步电机的控制性能。仿真和实验结果验证了基于三自由度内模控制的永磁同步电机矢量控制方法的正确性和有效性。