定子双馈电双凸极电机的模糊自适应PI控制

定子双馈电双凸极(SDFDS)电机具有结构简单可靠,功率密度高,可控参数多,容错性能好等优点。但它的转矩和转速之间具有强烈的非线性关系,采用常规线性PI控制器难以得到令人满意的控制特性。针对这个问题,结合模糊控制灵活、鲁棒性强的优点和PI控制精度高的特点,设计了模糊自适应PI控制器,并通过仿真和实验与传统的PI控制器和模糊控制器进行了比较。结果表明,模糊自适应PI控制器继承了模糊控制和PI控制的优点,能获得优良动静态性能和适应性。     

双凸极永磁电机数字控制系统的研究

根据双凸极永磁(Doubly Salient Permanent Magnet,DSPM)电机的静态特性和运行原理,文中提出了一种新的电机控制方式——基于DSP的变PI参数转速调节(外环)与单斩电流滞环调节(内环)相结合的双闭环控制方案。12/8极双凸极永磁电机数字控制系统的研制结果表明,文中设计的控制系统能很好地提高双凸极永磁电机的出力及运行平稳度,并具有结构简单、功率密度高、效率高、动态响应快和可控性好等优点。     

变增益PI控制器在开关磁阻电机中的应用

以12/8极SRM为研究对象,建立了电机s域一阶动态模型,提出了变增益调节的自适应控制方法,设计了工程上易于实现的变增益PI转速控制器。转速控制器的输出根据电机转速的高低分别作为参考电流或占空比,给出了PI参数随系统控制电压和转速变化的表达式,实现了PI参数的自适应调节。通过实验对比了传统PI控制器和变增益PI控制器的控制效果,实验结果表明采用变增益PI控制器时,系统动态响应快,超调小,稳态精度高,有较强的抗扰动能力。     

电动车用定子双馈电双凸极电机驱动系统的单神经元PID控制

由于其双凸极结构,电动车用定子双馈电双凸极（SDFDS）电机驱动系统具有较强的非线性,常规PID控制器参数固定不易调节,难以得到较好的控制特性。由于单神经元具有自学习和自适应能力,且结构简单易于计算,因此该文设计了单神经元自适应PID控制器作为SDFDS电机的速度控制器,并在以数字信号处理器（DSP）TMS320F2812为核心的平台上进行了实验。实验结果表明,单神经元自适应PID控制器具有比常规PID控制器更好的动态和稳态性能,满足电动车对驱动电机的要求。     

双凸极起动/发电机的全数字起动控制

为了研究双凸极电机的起动过程，采用了电机转速PI调节与斩单管电流调节的双环控制方法，结合数字控制技术，研究了双凸极电机的全数字起动过程，给出了基于DSP控制的起动系统的硬件与软件设计。通过电机起动过程的转速响应曲线与相电流变化规律的试验结果，验证了双凸极电机的全数字起动控制具有起动时间短、转速响应快、电机性能稳定的优点，对于双凸极电机应用于航空起动／发电系统提供了理论与实践支持。     

外转子双凸极永磁电动机的有限元分析

在双凸极变磁阻电机基础上，提出了一种外转子结构的双凸极永磁电动机并确定了其结构尺寸。针对该电机在不同转子位置角、不同电枢电流分别工作在单拍和双拍时的空载、负载以及电枢磁场单独作用的情况进行了基于场量的有限元数值计算，并进一步得出了该电机的静态参数特性曲线。分析表明，相对于双凸极变磁阻电机而言，由于该电机高磁阻高矫顽力的永磁体的存在，电机电枢磁链只能通过相邻极闭合而不能穿过磁钢匝链到其他相，使得绕组电感特性发生了变化。电枢磁通对永磁磁通增磁或去磁特性改变了永磁磁链的流向。电机由半周期控制运行模式变为全周期控制运行。     

双绕组无轴承磁通切换电机转子径向悬浮滑模控制研究

双绕组无轴承磁通切换电机转子径向悬浮控制系统,通常采用PI控制器,但该控制器存在受电机参数影响大、抗干扰能力弱等影响转子悬浮性能的问题。提出了一种基于滑模变结构控制思想的转子径向悬浮控制方法。该方法在转子动力学模型以及悬浮系统状态方程基础上,构建径向悬浮滑模控制器代替传统的PI控制器,提高转子径向悬浮系统的稳定性。基于MATLAB/Simulink搭建仿真模型,验证了该控制策略的有效性。     

双凸极永磁电机新型控制策略研究

在对双凸极永磁电机数学模型和静态参数分析的基础上,该文分析了其转矩脉动的产生原因。针对常规转速电流双闭环控制策略转矩脉动大的缺点,提出了一种新型转速转矩电流三闭环控制策略。基于Matlab/Simulink搭建了电机和控制器模型,仿真结果表明了控制策略的正确性和有效性。     

双凸极无刷直流电机三相九状态控制策略研究

该文从机电能量转换角度深入研究了双凸极电机电感周期变化特性对转矩输出能力的影响规律,提出双凸极无刷直流电动机的三相九状态控制方法。分析了双凸极电机三相绕组电感周期变化对相电流通入规律和进一步提升电磁转矩的控制规律的影响。采用场路耦合方法建立双凸极电机驱动系统模型,对比分析三相六状态和三相九状态控制策略对电流和输出转矩影响特性,得到不同转速和转矩下三相九状态控制的开关管优化导通逻辑和提前角参数。研制了1.3 k W双凸极无刷直流原理样机,实验验证了三相九状态控制策略对双凸极电动机输出转矩能力和调速系统运行效率的提高具有明显优势。     

一种新型8/6极双凸极永磁电机调速系统

介绍了8/6极双凸极永磁电机(Doubly Salient Permanent Magnet Motor,简称DSPM电机)的工作原理；设计出一套采用80C196KC和相应的接口电路的新型调速系统；对该调速系统各组成部分和变参数PI控制方法进行详细描述,并以750W电机为对象进行了实际运行试验。结果表明,该系统动态响应快、噪音小,运行平稳。     

异步电机调速系统的新型模糊控制方法

电气传动系统的智能控制是目前一个研究热点.本文分析了异步电机调速系统中采用PI控制方法的不足,提出了一种新型的模糊PI复合控制方法.在异步电机双闭环调速系统中,电流控制采用滞环电流调节器,转速控制采用模糊PI复合控制,仿真结果表明:这种新型的模糊PI复合控制方法响应快、无超调、鲁棒性强,较传统PI控制具有更好的动、静态特性.     

永磁同步电动机调速系统的模糊PI智能控制新方法

在分析永磁同步电动机 (PMSM )数学模型的基础上 ,利用Matlab软件建立了控制系统的仿真模型 ,提出了一种新型的模糊PI控制方法。在PMSM双闭环调速系统中 ,电流控制采用滞环电流调节器 ,而转速控制通过采用常规PI控制和模糊控制相结合的方法来实现。仿真结果表明 ,这种新型的模糊PI智能控制方法响应快、无超调、鲁棒性强、抗干扰能力好 ,较传统PI控制具有更好的动、静态特性     

基于双曲正切函数的非线性PI控制器及其在感应电动机矢量控制中的应用

提出了一种基于双曲正切函数的非线性PI控制器,将它用于感应电动机矢量控制系统的速度控制.根据模态等效原理,证明了该非线性PI控制器与某种模糊逻辑控制器的近似等效性,但在实现方面却比模糊控制器简单得多,同时克服了模糊控制器固有的高频抖振缺点.仿真和实验结果均证明了该非线性PI速度控制器在感应电动机的矢量控制中具有较好的控制性能.     

基于新型趋近律和混合速度控制器的IPMSM调速系统滑模变结构控制

为了提高内置式永磁同步电机(IPMSM)调速系统的动、静态性能,提出了一种基于新型变速趋近律的滑模控制器,该新型趋近律基于反双曲正弦函数,根据系统状态量,采取变带宽趋近方式,可有效抑制系统的稳态转矩脉动。为解决滑模控制中电机起动时响应速度快与起动电流大的矛盾,提出了一种基于PI和滑模控制(SMC)的混合速度控制器(HSC),该混合速度控制器中滑模控制基于新型趋近律,通过控制器输入值的大小选择控制方式,有效解决了上述矛盾问题,且该控制器可进一步提高系统的响应速度并能进一步抑制稳态转矩脉动。通过仿真和实验,验证了该速度控制器和该新型趋近律的可行性以及有效性。     

Control and operation of a new 8/6-pole doubly salient permanent-magnet motor drive

This paper proposes a new 8/6-pole doubly salient permanent-magnet (DSPM) motor drive, which offers the advantages of higher power density, higher efficiency, and wider speed range. The corresponding control and operation of the motor drive are presented. A variable proportional-integral (PI) controller combined with bang-bang control for the DSPM motor drive is developed. Two operation modes, namely, four-phase and two-phase operation modes, are proposed for the 8/6-pole DSPM motor drive. The drive system is implemented and tested. The results show that the developed control scheme can operate the DSPM motor properly, and the DSPM motor drive offers high efficiency over wide power range and good dynamic performance. Furthermore, the two-phase operation mode of the 8/6-pole DSPM motor offers the possibility of eliminating the torque ripple of the motor drive.     

基于新型趋近律的六相永磁同步电机滑模控制

为了提高六相永磁同步电机调速系统的动态特性,提出一种新型滑模趋近律,在传统指数趋近律的基础上,引入系统状态变量设计双变指数趋近律,抑制滑模控制抖振,并提高滑模趋近速率。使用该趋近律方法设计一六相永磁同步电机滑模速度控制器,并与传统指数趋近律、PI控制器分别进行试验比较。研究表明,在电机起动、稳态和突加负载三种状态下,新型趋近律在转速响应和转矩响应都优于指数趋近律和PI控制,该速度控制器能有效提高系统的静、动态特性与鲁棒性。     

永磁同步电机速度预测电流解耦控制

在高性能永磁同步电机(PMSM)控制系统中,要求有好的动、静态性能。但是传统的永磁同步电机矢量控制系统速度和电流环采用PI调节器,参数鲁棒性差,在调速范围要求很宽的情况下,无法同时满足响应速度快和稳态精度高的要求。为了获得好的动、静态性能,引入预测控制到速度控制外环,而电流内环采用在传统PI控制基础上增加电压前馈补偿的电流解耦控制。搭建了实验平台,进行了实验研究,验证了设计的控制系统具有动态响应快、静态误差小、受负载扰动影响小的特点。     

Adaptive and robust speed control of interior permanent magnet synchronous motor drives

This paper presents a robust speed controller for field oriented controlled interior permanent magnet synchronous motor (IPMSM) drives. The proposed controller is designed using integral variable structure control (IVSC) combined with linear quadratic regulator (LQR). The LQR scheme is used to decide the optimal feedback gain to shape the system dynamics by tuning the IVSC switching plane to guarantee the robustness of the control algorithm. The complete drive is implemented in real-time using digital signal processor (DSP) control board DS1102. The tracking properties and robustness of the proposed scheme are examined through both simulations and experimental work. It guarantees accurate control performance in the presence of parameter variations, step speed change and load disturbances. The performance of IPMSM drive system with a conventional proportional-integral (PI) controller is presented in comparison with the proposed controller. The results show a significant improvement in both the transient and steady state responses over the conventional PI controller.     

Development and implementation of a hybrid intelligent controller for interior permanent-magnet synchronous motor drives

A hybrid neuro-fuzzy scheme for online tuning of a genetic-based proportional-integral (PI) controller for an interior permanent-magnet synchronous motor (IPMSM) drive is presented in this paper. The proposed controller is developed for accurate speed control of the IPMSM drive under various system disturbances. In this work, initially different operating conditions are obtained based on motor dynamics incorporating uncertainties. At each operating condition a genetic algorithm is used to optimize the PI controller parameters in a closed-loop vector control scheme. In the optimization procedure a performance index is developed to reflect the minimum speed deviation, minimum settling time and zero steady-state error. A fuzzy basis function network (FBFN) is utilized for online tuning of the PI controller parameters to ensure optimum drive performance under different disturbances. The proposed FBFN-based PI controller provides a natural framework for combining numerical and linguistic information in a uniform fashion. The proposed controller is successfully implemented in real time using a digital signal processor board DS 1102 for a laboratory 1-hp IPMSM. The effectiveness of the proposed controller is verified by simulation as well as experimental results at different dynamic operating conditions. The proposed controller is found to be robust for applications in an IPMSM drive.