异步化同步发电机无转速传感器控制

论述了异步化同步发电机有功功率和无功功率解耦控制原理,讨论了定子磁场的定位和转子位置的确定方法,以转子电流作为反馈量,构造了定子磁链观测器.借助于李亚普诺夫稳定理论,给出转子转速观测的递推模型.研制了DSP转子励磁控制装置,进行了异步化同步发电机无转速传感器的励磁控制试验研究.试验结果表明,转速观测器可以有效地确定转子转速,从而实现发电机的无转速传感器控制.     

双转子永磁同步风力发电机的最大功率跟踪控制

转速控制是永磁同步风力发电系统的最大功率跟踪控制的方法之一,该文在分析了双转子永磁同步风力发电机的数学模型、特性和搭建了双转子永磁同步风力发电机的仿真模型的基础上,将转速控制方法应用到管道式双转子永磁同步风力发电系统中。仿真结果表明:前后风力机设计合适的叶片,转速控制可应用到新型的双转子永磁同步风力发电机,前后风力机可能都实现最大风能跟踪,具有一定的理论意义。     

一种永磁无刷直流电机自抗扰-锁相环双模控制方法

针对大型卫星和未来空间站用控制力矩陀螺的高速转子控制系统动态响应慢的问题,提出了一种自抗扰-锁相环双模控制方法。通过电流转速双环自抗扰控制器和自抗扰锁相环控制器两种模式之间的切换来实现无刷直流电机转子转速的快响应、低超调和高精度控制。在期望转速点上通过电流环自抗扰转速锁相环模式实现转子转速高精度控制,在期望转速点外通过双环自抗扰控制器实现到期望转速点的快速跟踪。仿真和实验验证了上述方法的正确性和有效性。     

多自由度永磁同步电机转子动力学特性分析

多自由度永磁同步电机含有球壳型转子,电机额定转速接近临界转速时,电机会产生多重共振,影响电机正常运行;电机转子转速需穿越1阶模态的临界转速,工作在1阶模态临界转速和2阶模态临界转速之间的安全范围。根据转子系统动力学特性,建立自由状态下的转子数学模型,对有限元法与解析法进行对比分析;分析了转子陀螺效应对临界转速的影响,并进行了转子轴承刚度对临界转速是否有影响的有限元验证;测试了不同转子轴承刚度情况下,弯曲模态与形变位移之间的关系;通过实验验证球形转子的转速与振幅之间的关系,总结出相应的规律,为该类电机的优化设计和控制提供了理论依据和数据。     

基于转子电流的双馈感应电机无速度传感器控制

提出一种基于转子电流的模型参考自适应系统(MRAS)的双馈感应电机(DFIM)无速度传感器控制方法.首先建立了基于定子磁链定向的DFIM矢量控制模型,实现了电机转速/转矩控制和有功/无功功率解耦控制,然后采用基于MRAS的转速辨识方法,将测量得到的转子电流作为参考模型,通过定子电压和电流估测得到的转子电流作为自适应模型,用PI闭环控制构造转子位置和转速信息.为验证理论分析的正确性,以50 kW的DFIM为例设计了一套控制系统.通过电动机运行工况下的空载变速实验和发电机运行工况下的功率控制实验,估测转子位置和转速在不同转速和功率工况下都能准确跟踪实际值.仿真和实验结果表明系统能实现对DFIM无速度传感器控制,证明了所提出的方案的可行性.     

基于在线识别对转速不敏感的主动电磁轴承转子系统不平衡振动控制

提出一种基于振动识别的主动电磁轴承转子系统不平衡补偿控制方法。该方法的最大特点是能够不依赖控制对象的传递函数,在线识别出转子等效不平衡质量的大小和位置,然后根据识别结果计算出精确的控制信号,迫使转子绕其几何轴旋转。当转子转速变化时,尽管不平衡力随之变化,但不平衡质量的大小和相位特性不会改变,因此无需重新识别不平衡量,大大提高了在变转速情况下对转子不平衡的控制性能,同时减轻了控制器的计算负担。对算法的控制效果进行了实验测试,结果表明提出的对转速不敏感的基于振动识别的主动电磁轴承转子系统不平衡补偿控制方法对不平衡振动的抑制取得了很好的效果,并在转速变化情况下能大幅减少重新识别不平衡量的次数。     

可估计转子电阻的感应电机无速度传感器控制

为了解决感应电机转子电阻未知情况下的无速度传感器控制问题,用电压模型估计转子磁链,将磁链给定注入交流信号估计转子电阻,分析了注入交流信号的原因,由感应电机静止坐标系模型推出转速估计表达式,再将估计的转子电阻代入其中估计转速.经仿真,转子电阻、转子磁链和转速的估计精度较高,且转子电阻估计值可以跟踪其实际值的变化.     

基于转速动态估计器的无速度传感器感应电机矢量控制系统研究

介绍了一种直接转子磁场定向无速度传感器的感应电机矢量控制系统。该系统使用定转子自适应磁通观测器和转速动态估计器来估算转子磁通和转速 ,有三个PI控制器分别控制转速、转矩和磁通的电流分量 ,输出电压空间矢量控制电机。仿真结果表明 ,该系统具有较好观测精度和鲁棒性 ,动态和稳态性能也较好     

基于转速动态估计器的无速传感器感应电机矢量控制系统

介绍了一种直接转子磁场定向无速度传感器的感应电机矢量控制系统.该系统使用定转子自适应磁通观测器和转速动态估计器来估算转子磁通和转速,有三个PI控制器分别控制转速、转矩和磁通的电流分量,输出电压空间矢量控制电机.仿真结果表明,该系统具有较好观测精度和鲁棒性,动态和稳态性能也较好.     

感应电机全阶状态观测器及其无源性转速控制

为了实现感应电机的高动态调速性能,针对电机的非线性本质,提出了一种基于全阶状态观测器及其转速自适应估算的感应电机无源性转速控制方案。在基于感应电机无源性与稳定性分析的基础上,设计了渐近稳定转矩跟踪无源性控制器。针对无源控制律所需转子电流难以观测的问题,提出了一种旋转坐标系下以转子电流和转子磁链为状态变量的全阶状态观测器,并应用该观测器对转速进行估算,实现了感应电机无速度传感器的无源性转速控制。仿真结果表明该控制方法易于实现,采用全阶观测器观测转子电流值和估算转速值更为准确,显著提高了感应电机的动静态性能。     

考虑低速稳定性的感应电机转子磁场定向校正策略

感应电机的转子磁场定向控制中,磁场定向角的准确性影响着电机的转矩输出性能。在速度测量准确的场合,转子定向角主要受转子电阻误差的影响,而转子电阻校正又受到定子电阻误差的影响。目前,较少的论文对转子电阻和定子电阻同时进行补偿,且同时补偿下的稳定性问题也鲜有研究。该文提供了一种新型的基于MRAS的转子电阻和定子电阻补偿策略,经李雅普诺夫稳定性理论验证,该策略可以保证系统在低速下的稳定性。经5.5 kW试验平台验证,该策略可以有效提升转子磁场定向控制在低速下的转矩输出性能。     

基于自适应观测器的感应电机转速估计方法研究

介绍了一种能在线补偿定转子电阻的基于自适应观测器的感应电机转速估计方法.该转速估计方法只需检测定子电压电流作为输入,利用观测器观测出转子磁链和定子电流,并利用定子电流误差和转子磁链观测值辨识出转速、定子电阻和转子电阻,并反馈于观测器,确保电机转速估计对参数变化的鲁棒性.仿真及实验结果表明,此方法估计的速度能应用于无速度传感器矢量控制系统,并具有较好的辨识精度和鲁棒性.     

基于鲁棒H无穷滤波的步进电机转子状态估计

为有效控制步进电机的运行,根据H无穷鲁棒滤波理论,设计了基于扩展H无穷滤波的步进电机状态观测器,并建立数学模型,将定子电流、转子转速和位置作为状态变量。通过测量定子侧的电流值和电压值,利用扩展H无穷滤波器对电机转子的状态做出最小方差估计。仿真结果表明,扩展H无穷滤波估算转子转速和位置信息是可行的,且扩展H无穷滤波精度和稳定性都优于扩展卡尔曼滤波。     

基于ESO的永磁同步电机直接转矩控制

为了实现永磁同步电机(PMSM)无速度传感器直接转矩控制,本文提出了一种基于扩张状态观测器(ESO)的定子磁链和转速观测器.选取定子磁链作为状态变量,并将包含转速信息的不确定项扩张成为新的状态变量,通过ESO即可实现定子磁链及转速的实时估计.仿真及实验结果表明新型控制策略结构简单,显著地改善了系统的动、静态性能及鲁棒性...     

感应电动机系统的变结构反推控制研究

感应电动机系统的矢量控制为了进行电流(或电压)的3/2(或2/3)坐标变换需要进行转子转差或磁链角的计算，转子转差的计算容易受转子电阻变化的影响，而磁链角的直接计算容易受定子电阻变化的影响，因此避免转子转差或磁链角的计算对于感应电动机系统的控制是非常有意义的。文中把变结构反推控制运用于感应电动机系统的转矩和磁链控制，设计方法避开了转子转差或转子磁链角的计算，通过一定的坐标变换，基于定子侧的静止坐标系实现转矩和磁链的解耦控制。变结构反推控制设计能够实现快速的速度、转矩和磁链的渐近跟踪，同时系统控制器能够保证系统性能在电动机参数和外部负载变化时具有强的鲁棒性，通过Matlab仿真验证了系统设计的有效性和可行性。     

基于模型参考自适应律的无速度传感器交流异步电动机矢量控制仿真

针对异步电动机矢量控制中对定子电阻和转子时间常数等参数的依赖性,设计了一种基于模型参考自适应律(MRAS)的参数辨识器。该辨识器同时还可以观测定子磁链及转子速度,并以此为基础,利用MATLAB/Simulink构建了以定子磁场定向的无速度传感器矢量控制系统。仿真结果表明:该方法实时辨识电机参数的变化,提高了控制系统的准确性和鲁棒性。     

Adaptive non-linear speed control of induction motors

In this paper we present two adaptive non-linear speed control algorithms for induction motors. They employ input-output linearization techniques for the motor model in the stator fixed reference frame. The first control algorithm directly tracks speed and rotor flux. The second is designed using torque and rotor flux tracking and is extended for speed control. A key point is that this algorithm ensures exact current limitation in the known parameter case. The adaptation based on Lyapunov design can cope with rotor and stator resistance variations. Significant simulations using sampled controllers are presented emphasizing adaptation and current limitation effects.     

基于模型参考自适应律的无速度传感器交流异步电动机矢量控制仿真

针对异步电动机矢量控制中对定子电阻和转子时问常数等参数的依赖性，设计了一种基于模型参考自适应律（MRAS）的参数辨识器。该辨识器同时还可以观测定子磁链及转子速度，并以此为基础，利用MATLAB／Simulink构建了以定子磁场定向的无速度传感器矢量控制系统。仿真结果表明：该方法实时辨识电机参数的变化，提高了控制系统的准确性和鲁棒性。     

扩展卡尔曼滤波在无刷直流电机控制中的应用研究

在无刷直流电机数学模型的基础上将定子电流、电压和整段反电动势作为状态变量,用扩展卡尔曼滤波的方法对电机的转速和转子位置预测。设计了一种更为有效的无位置传感器无刷直流电机转速检测方法,为无刷电机的控制打下基础。     

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.