一种改进的直接转矩控制系统定子磁链观测方法

传统的直接转矩控制系统的定子磁链电压-电流(u-i)观测模型存在低速性能差和直流偏置误差的问题,影响了系统的控制效果。现提出了一种新型的直接转矩控制系统的定子磁链观测模型,采用一阶低通滤波器替换u-i模型中的纯积分环节,并引入PI闭环校正环节来补偿磁链观测的直流偏置误差。实验表明,该磁链观测器精度高,对电机参数的鲁棒性好,并能够有效地解决直流偏移误差问题。     

一种低速下磁链观测补偿的新方法

在电压模型磁链观测中,常用一阶惯性环节代替纯积分环节,解决直流偏置和初始值等问题。但低速时在磁链观测上的误差,会直接影响直接转矩控制系统的效率和性能。本文从理论上和仿真上对低速下的磁链和转矩的观测误差进行了分析,提出了一种新型的在低速下采用电压模型观测异步电机定子磁链的补偿方法。该方法采用检测电机定子电流在低速下对滤波器截止频率进行动态调整的补偿方法,给出了原理框图和实现方法。在数字控制系统中,该补偿方法具有简单、容易实现的优点。并对补偿前后的观测结果进行了仿真比较和试验。仿真和试验结果表明经补偿后直接转矩控制系统的低速性能有十分明显的提高,从而证实了该补偿方法的有效性。     

基于低通滤波器的定子磁链观测器改进研究

在直接转矩控制系统的定子磁链观测器中,通常采用低通滤波器取代纯积分器,以消除积分环节的直流偏置误差和初始值误差.同时,也引入了定子磁链的幅值和相位误差,严重影响了磁链观测精度和系统的动、静态性能.在深入分析纯积分器和低通滤波器的局限性的基础上,提出了一种改进型定子磁链观测器,给出原理图,并进行仿真比较.     

基于二阶广义积分器的永磁同步电机新型磁链观测方法

为改善永磁同步电机磁场定向控制和直接转矩控制系统的控制性能,准确观测定子磁链,解决传统电压模型观测中存在的问题,提出一种基于广义二阶积分器的新型定子磁链观测法。该方法在传统二阶广义积分器的基础上,引入直流偏置积分校正环节,能够消除电压模型定子磁链观测器的积分初值、积分漂移和直流偏置的影响。仿真和实验验证该方法的有效性。实验结果表明,与传统的广义二阶积分器相比,改进的方法能够更准确的估算定子的磁链。     

死区效应对定子磁链观测的影响与抑制研究

针对永磁同步电机基于空间矢量调制的直接转矩控制系统中定子磁链观测的问题,研究了一种考虑逆变器死区效应的定子磁链观测器。采用一种截止频率可调的低通滤波器代替积分器计算定子磁链,并考虑了逆变器死区效应对定子磁链观测的影响,对由逆变器死区效应引起的定子磁链观测误差进行了补偿策略分析。仿真和实验验证了该定子磁链观测器的有效性。实验结果表明,该方法能够消除积分型定子磁链观测器的积分初值、积分漂移和直流偏置的影响,能消除逆变器死区效应引起的磁链观测误差,提高定子磁链观测的准确度。     

基于电压模型的定子磁链观测器及参数设计方法

基于电压模型的定子磁链观测中,通常采用一阶低通滤波器来替代纯积分环节,以消除积分环节对直流量的积累作用。但低速时在磁链观测上的误差,会直接影响直接转矩控制系统的效率和性能。介绍了3种基于电压模型的定子磁链观测器,给出原理框图,并进行仿真比较。此外,还结合仿真数据分析了低通滤波器截止频率的选择问题。     

用于永磁同步电动机直接转矩控制系统的新型定子磁链滑模观测器

提出一种高鲁棒性的永磁同步电动机定子磁链滑模观测器。该观测器借助于滑模控制理论,以定子电流和定子磁链为状态变量,利用电流观测误差对定子磁链观测进行校正。实验结果表明,观测器对模拟量采样通道直流偏置、电机参数的变化具有较强的鲁棒性,构成的直接转矩控制系统调速范围较宽。     

带通滤波器法电压积分型定子磁链观测器

针对定子磁链观测的低通滤波器法电压积分模型受电压电流零漂,积分初值和定子电阻误差的影响,使得观测结果存在直流偏置的问题,提出了能消除直流偏置的带通滤波器法电压积分模型。针对电压积分型定子磁链观测器基本模型进行了误差分析,建立了带通滤波器法定子磁链观测器模型,分析了带通滤波器法定子磁链观测器能够消除直流偏置的原理,并给出了幅值和相位的误差补偿方法。对带通滤波器法定子磁链观测器进行仿真和实验表明:带通滤波器法定子磁链观测器解决了低通滤波器法中的直流偏置问题,消除了观测结果的直流偏置,对观测结果进行幅值和相位误差补偿后,观测的定子磁链与参考磁链波形一致。     

基于改进型磁链观测器直流励磁同步电机控制

定子磁链的准确观测和有效控制对提高直流励磁同步电机直接转矩控制系统的性能有着重要的意义,针对纯积分电压模型存在观测磁链偏差问题,提出一种基于磁链幅值平方和修正方法的定子磁链观测器,并对该观测器进行详细的分析.同时将简化三电平空间矢量调制算法引入到直接转矩控制中,实现转矩、磁链误差的精确补偿,并在此基础上提出三电平功率变...     

基于电压电流混合模型的新型磁链观测器

针对传统磁链观测器存在的积分饱和及直流漂移等问题,提出一种改进的电压电流混合模型磁链观测器。通过对定子磁链观测器的理论分析,对传统电压模型积分方法进行改进并结合电流模型磁链观测器,提出了基于电压电流混合模型的磁链观测器,可以在全速范围内观测到精确的定子磁链,解决了在不同转速下,直流偏置、幅值衰减和相位偏移等问题。混合磁链观测器在中速区存在相位误差,引进补偿环节,对混合模型的输出结果进行相位补偿,降低了饱和效应引起的误差影响,提高了磁链观测器的动态性能。通过仿真对比,验证了改进混合模型磁链观测器在永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制中的可行性和优越性。     

基于全维观测的模糊直接转矩控制方法研究

此处以永磁同步电机(PMSM)为被控对象,针对其传统直接转矩控制(DTC)系统转矩和磁链脉动大的问题,提出了模糊控制的概念,并将传统DTC系统中的定子磁链积分环节用全维状态观测器代替,有效地减少了直流偏移及积分误差累积等缺点。对传统的带有定子磁链积分器的PMSM DTC系统和设计的基于定子磁链全维状态观测的PMSM模糊DTC系统分别进行实验验证,结果表明,改进后控制系统的控制性能明显优于改进前,即改进后的定子磁链和转矩脉动大幅度减小。     

An improved stator flux estimation in steady-state operation fordirect torque control of induction machines

This paper presents an improved stator flux estimation technique based on a voltage model with some form of low-pass (LP) filtering. In voltage-model-based stator flux estimation, an LP filter is normally used instead of a pure integrator to avoid integration drift problem due to DC offset, noise, or measurement error present in the back electromotive force. In steady-state condition, the LP filter estimator will degrade the performance and efficiency of the direct torque control (DTC) drive system since it introduced magnitude and phase errors, thus resulting in an incorrect voltage vector selection. The stator flux steady-state error between the LP filter and a pure integrator estimator technique is derived and its effect on the steady-state DTC drive performance is analyzed. A simple method is proposed to compensate for this error which results in a significant improvement in the steady-state drive performance. Simulation based on this technique is given and it is verified by experimental results     

基于改进型积分器的永磁同步电机直接转矩控制

将改进型积分器用于永磁同步电机的定子磁链观测环节,目的在于解决纯积分器存在直流偏移的缺陷.对于系统不同的给定值,固定的截止频率导致改进型积分器的磁链幅值和最佳限幅值不恒定,针对这一缺点本文提出了根据永磁同步电机状态方程来获得磁链比较环节的定子磁链给定值,从而提高了系统的性能,使系统不再受外界给定值的影响.     

异步电机定子磁链观测方法的改进研究

针对传统直接转矩控制电压模型定子磁链观测器存在的直流偏移和初始值偏差问题,在传统改进算法的基础上,通过交换低通滤波环节与补偿环节的相对位置,提出了一种新型磁链观测器.理论分析和仿真结果表明,新算法能够消除低通滤波器磁链动态观测误差,在有效抑制饱和与直流漂移的同时,完全补偿相位和幅值误差,提高了磁链观测精度.     

神经网络模糊直接转矩控制在感应电机中的应用研究

针对感应电机直接转矩控制中存在较大转矩脉动的特点,提出基于神经网络与模糊逻辑的感应电机直接转矩控制策略,用训练好的神经网络建立定子磁链观测器,将模糊控制算法引入逆变器状态开关选择器,通过对转矩误差、定子磁链误差和磁链位置角的模糊分级来实现逆变器开关的分级控制。仿真及实验结果表明,与常规DTC相比,该控制方法转矩、转速、磁链响应速度快、响应脉动小,具有良好的稳态跟踪性能和优异的动态响应。     

一种适合DTC应用的非线性正交反馈补偿磁链观测器

提出一种适合永磁同步电机直接转矩控制的非线性正交反馈补偿定子磁链观测器，从确保磁链和反电势正交的角度出发，保证电机在宽运行范围定子磁链观测的准确性，能有效解决传统磁链观测器存在的直流漂移、磁场饱和及电机极低速运行时磁链观测不准等问题。新型观测器结构简单，无需PI调节，没有非线性饱和限幅环节，对电机参数鲁棒性好，且易于工程实现。针对一台2 kW永磁同步电机，采用数字信号处理器DSP对所提出的观测器进行了数字化实现。实验表明，该观测器能在宽速度范围内精确地估算电机定子磁链，实现永磁同步电机直接转矩控制系统的高性能控制。     

感应电机DTC自适应磁链闭环辨识

感应电机DTC采用电压模型对电机反电动势进行积分获取定子磁链辨识值,但纯积分器积分项的直流偏置会造成积分器饱和。为了克服这一问题,研究了一种自适应定子磁链闭环辨识器,在该辨识器中设计一种均值补偿算法消去积分累积误差。在Matlab/Simulink仿真环境下对这种辨识器进行仿真研究,并在由dsPIC30F6010A数字信号处理器构成的DTC控制平台上进行实验研究。仿真与实验结果表明,这种基于自适应定子磁链闭环辨识器DTC系统不仅有效地消除了积分器直流偏置累积误差,获得了高精度定子磁链辨识,而且DTC系统具有较好的定子磁链参数自适应能力。