基于改进MRAS观测器的感应电动机转速估算方法

由于传统模型参考自适应(MRAS)系统在低速时转速估算不准,以及对电机参数变化敏感,提出一种改进转子磁链的估算方法。通过仿真实验表明,该方法对于电机运行过程中参数的变化有较好的鲁棒性,低速时也能准确地估算磁链及转速,使系统稳定运行。     

感应电机带定子电阻自校正的MRAS转速估算研究

感应电机无速度传感器控制系统的关键是对电机转速准确的估算,分析了经典的基于模型参考自适应系统(MRAS)估算电机转速的原理和缺陷,并分析了定子电阻的变化对转速估算的影响。在此基础上,设计了一种性能更优的带定子电阻自校正的MRAS转速估算方法,避免了经典方法中纯积分和定子电阻变化的影响。通过仿真和试验对此转速估算方法进行了验证,实验结果表明了该方法的合理性和有效性。     

一种改进的内埋式永磁同步电机-脉动负载调速系统转子转速估算方法

在采用无速度传感器控制的内埋式永磁同步电机(IPMSM)驱动周期性脉动负载调速系统中,为了精确地估算转子转速的脉动,提出了一种改进的转子转速估算方法。驱动系统采用转子磁场定向矢量控制和基于模型参考自适应系统(MRAS)的转子位置估算作为其基本的控制策略。通过JMAG软件对电机进行电磁场分析,得到了基于有限元方法的变参数电机模型,进而确定了随电机相电流和转子位置变化的电机参数值,将这些变化的参数嵌入到模型参考自适应系统(MRAS)中以提高转速估算的精度。同时,本文对电机输出转矩还采用了前馈补偿策略以匹配周期性脉动负载来减小转速脉动。通过实验验证了所提出方法的可行性与有效性,实验结果表明,在脉动负载条件下该改进方法能够大幅降低转子实际转速与估算转速之间的误差。     

模糊MRAS方法在永磁同步电机无速度传感器控制系统中的应用

模型参考自适应系统(MRAS)由于结构简单,因而在无速度传感器永磁同步电机控制中被广泛采用,用来估算转子位置和转速,但是在周期性脉动负载工况时,MRAS中恒定单一的比例积分(PI)控制器不能很好地满足控制性能的要求。为了避免在不同转速和负载条件下复杂的PI参数调整,研究了基于模糊控制技术的永磁同步电机无速度传感器系统。该调速系统采用转子磁链定向的矢量控制作为其基本的控制策略,利用MRAS对转子位置和转速进行估算,提出了一种基于模糊控制的MRAS。该系统中应用模糊控制器替代PI控制器,省去了需要调整PI参数的麻烦。通过仿真证明了该方法的有效性和可行性,仿真结果表明,基于模糊控制的MRAS能够很好地实现周期性脉动负载工况下电机转子位置和转速的估算,具有较好的鲁棒性。     

基于q轴电流的模糊MRAS观测器PMSM无速度传感器控制

针对永磁同步电机的模型参考自适应系统（MRAS）无速度传感器技术对电机参数变化敏感、转速及负载突变后转速及位置估计值不精确等缺点,提出一种基于q轴电流分量的模糊PI模型参考自适应观测方法。在传统的MRAS观测器方法基础上,通过实时检测q轴电流分量,结合模糊算法实时调整MRAS中的PI参数,形成模糊MRAS观测器,以修正由转速、负载及电机参数发生改变带来的速度及位置检测误差。同时,针对观测器内部电机参数敏感的特点,通过对电机d轴注入阶梯电压信号,从而得到稳态d轴电流,并利用欧姆定律对电机定子电阻进行预辨识,使模糊MRAS观测器得到的转速及位置估计值更准确。最后,以400W表贴式永磁同步电机为实验研究对象进行了仿真以及实验分析,验证了该方法的有效性。     

基于新型模型参考自适应的感应电机转速估算

在传统的(模型参考自适应系统)MRAS中,当电机低速运行时,转速估算不准确,针对该问题,现提出了一种基于转子磁链与电磁转矩误差同时使用的转速估算方法,可以改善无速度传感器矢量控制系统在低速区的性能。仿真结果表明所提出的转速估计方法在低速区的优越性。     

模型切换MRAS技术在感应电机速度辨识中的应用研究

通过分析现有基于模型参考自适应系统(MRAS)估算电机转速的原理和不足,提出一种基于滞环切换的MRAS方案辨识电机转速。理论和试验结果表明该方案具有良好的静、动态性能和较好的鲁棒性。     

一种改进的模型参考自适应多相感应电机转速估计方法

转速估计是无速度传感器矢量控制系统的关键,其精度将直接影响矢量控制系统的控制性能。将基于电机反电动势的模型参考自适应系统MRAS（model reference adaptive system）方法用于多相感应电机转速估计,对该方法进行了理论推导和稳定性分析。针对输入信号的噪声导致的估算精度降低问题,引入低通滤波器滤除噪声信号,并从理论上分析了其对稳定性的影响。在此基础上设计了变PI参数、变滤波截止频率的MRAS转速估计方法,仿真和实验结果表明优化的转速估计方法具有较好的估计精度和静、动态性能。     

矿山机车无速度传感器矢量控制系统

针对矿山机车的工作特点,设计了相应的矿山机车矢量控制系统,并对系统中的基于模型参考自适应(MRAS)方法的转速估算环节和弱磁环节进行了分析研究,比较分析了传统恒功率弱磁控制策略和考虑电机电压电流约束的优化弱磁控制策略.设计并制作了一套基于TMS320F2812控制器的电机控制系统,在此系统上对基于MRAS方法的转速估算环节和弱磁环节进行了实验验证.     

基于MRAS内置式永磁同步电机无位置传感器控制研究

对一种基于模型参考自适应系统(MRAS)的内置式永磁同步电机(IPMSM)无位置传感器矢量控制策略进行了研究。该控制策略仅需很少的参数就可以估算出电机转速。该控制策略中,IPMSM本身作为参考模型,将含有待估参数的IPMSM数学模型作为可调模型,这两个模型的输出之差驱动自适应律,从而获得估算转速。在MRAS中引入比例积分环节,提高了系统的动态性能。该控制策略实现了IPMSM在极低速0.5 Hz下的运行。仿真结果表明:提出的控制策略有良好的动态响应和稳态响应,估算转速有较高的精度,系统有较强的鲁棒性,IPMSM在极低速下运行良好。     

基于改进型MRAS的永磁同步电机无位置传感器控制方法研究

为提高电传动装甲车辆的运行稳定性,提出将模型参考自适应（MRAS）用于永磁同步轮毂电机无位置传感器控制,同时考虑到传统MRAS法的辨识精度易受电机参数变化的影响,提出一种能够对定子电阻进行实时辨识的改进方法。基于改进型MRAS法,构建了轮毂电机无位置传感器控制系统,基于Matlab/Simulink仿真对比了加入电阻辨识环节前后转速及转子位置的辨识效果,仿真结果验证了改进设计的优越性能,有效提高了电阻动态变化过程中转速及转子位置的辨识精度,避免了因参数变化引起的误差过大问题。     

基于永磁反电势观测器的永磁同步电机矢量控制

采用滑模观测器或模型参考自适应法来估算永磁同步电机转子位置的方法受电机运行状态的影响,检测模块的参数调节比较繁琐,此文提出直接从永磁电机数学模型中测取永磁反电势,从而检测出转子位置角及转速,并采用Matlab／simulink为工具对该方法进行仿真,分析电机参数、运行工况对检测结果的影响。结果表明：该方法具有与滑模观测器、MRAS一样良好的精度,但同样也受到模型参数的影响。     

基于改进的定子电流MRAS无速度传感器在牵引电动机中的应用研究

通过基于定子电流的模型参考自适应(MRAS)法来估算转速。采用改进的积分策略代替传统的积分环节,以避免转速估算算法中由纯积分所引起的直流偏置、误差累积等问题。相比于基于转子磁链的MRAS转速估算法,该方法避免了由于参考模型的不准确所带来的转速估计误差。将整个控制算法应用于轨道交通车辆的牵引控制系统中,利用Matlab/Simulink对整个系统进行了仿真,仿真结果表明该系统运行稳定,具有良好的转速估算准确度,能满足牵引控制需要。     

基于Popov超稳定理论的PMSM转速辨识

针对永磁同步电动机参数变化导致转速不准的问题,提出一种基于观测q轴电流的模型参考自适应(MRAS)转速估计策略。该方法在基于i_q=0转子定向控制永磁同步电机的基础上,将实际电流和估算电流的偏差作为自适应PI调节器输入,借助Popov超稳定性理论设计了一种简化的MRAS估算模型,从而得到估计转速,同时辨识定子电阻。通过Matlab软件对算法进行仿真,并根据仿真模型设计了基于STM32的永磁同步控制系统,结果表明采用自适应模型进行转速估计同传统的PID控制方法相比,具有较高的转速估计精度,鲁棒性强。     

交流电机无速度传感器矢量控制系统变结构MRAS转速辨识

针对变结构控制在参数变化等不确定因素满足"匹配条件"即变化有界时,具有抗外部干扰和内部参数摄动的鲁棒性,但实际中要确定不确定性参数变化的上下界有一定难度的特点。文中基于变结构控制和自适应控制理论,提出一种新颖的变结构模型参考自适应(VS-MRAS)观测器,用于交流电机无速度传感器矢量控制系统的转速辨识。该法将变结构和MRAS进行有机的整合,利用MRAS对系统参数变化的适应能力实时估算不确定因素变化的边界,以改善磁链观测的准确性,进而提高转速辨识的精度。利用仿真方法,对比分析了带速度检测装置的矢量控制系统、基于MRAS转速辨识的无速度传感器矢量控制系统和基于VS-MRAS转速辨识的无速度传感器矢量控制系统的3种情况下转速和磁链响应的动静态性能。证实该方法提高了转子磁链观测的准确度,改善了转速估计的动静态性能。     

基于变参数MRAS法的异步电机矢量控制研究

提出一种变参数的MRAS法,该方法采用改进电压模型法磁链观测器作为参考模型,采用变参数PI调节器代替传统的PI调节器,即在电机控制低速段与高速段分别取不同的PI参数,其值随着转速变化而变化。通过对基于变参数MRAS法的异步电机无速度传感器矢量控制系统仿真与实验表明,改进电压模型法可以较好解决积分漂移问题,且控制系统响应速度得到较大提高,尤其是低速时的收敛速度与转速辨识误差得到有效改善。     

基于级联型逆变器的感应电机无速度传感器矢量控制

针对采用级联型逆变器的感应电机矢量控制系统,提出了基于反电动势的转速辨识方法。该方法以反电动势作为系统模型输出来构造模型参考自适应系统(MRAS)。MRAS采用参考模型和可调模型并联型结构实现转速辨识,消除了纯积分环节带来的问题。将所提方法应用于感应电机矢量控制系统并通过仿真和试验得以实现。仿真和试验结果表明,该方法易于实现,能够准确估计电机的转速。     

基于MATLAB无速度传感器异步电动机控制研究

在参考模型自适应系统(MRAS)的理论基础上,讨论并分析了三种转速观测方法.将其中对定子参数具有完全鲁棒性的无功功率的MRAS法用于电机无速度传感器直接转矩控制系统中.该方法不受电机参数变数的影响,具有较高的稳定性和控制精度.采用跟踪-微分器解决了纯微分的问题,取得了良好的效果.使用Matlab/Simulik对电机控制系统进行了仿真.仿真结果证明了此方法的有效性.     

基于MRAS理论的无速度传感器直接转矩控制调速系统

在MRAS理论基础上讨论了三种转速观测法,并将其中既能实现电机转速辨识又能实现定子电阻辨识的交互式模型参考自适应方法应用于异步电机无速度传感器直接转矩控制中.该方法能较好地解决电机参数变化对调速精度和系统稳定性影响的问题,仿真结果证明了该方案的有效性.     

高速永磁同步电机无速度传感器矢量控制研究

针对普通无速度传感器矢量控制算法无法满足永磁同步电机(PMSM)高速运行问题,设计了一种基于模型参考自适应系统(MRAS)的矢量控制方案。该方案由I/F控制器和MRAS控制器组成。低转速采用I/F控制器控制电机转速,高转速采用MRAS控制电机转速,特殊处理后使切换过程中电流平滑过渡,以达到高低转速均可正常运行的目的。以磁悬浮PMSM作为驱动对象,电机转子联接风机实现带载。试验结果表明,与传统的无传感器矢量控制相比,所提出的控制方案更有效地驱动PMSM,满足高速运行工况。