感应电机调速系统非线性自适应解耦控制

针对感应电机由于其变量非线性耦合、电机参变性导致交流调速控制复杂,提出了一种基于微分几何理论的非线性自适应解耦控制方法.将自适应策略与输入输出解耦控制相结合,通过定义选择适当的Lyapunov函数来保证整个系统的稳定性,进而导出系统控制律及参数自适应律.系统可在电机参数变化和负载扰动的情况下,渐近跟踪参考模型给出的转速和磁链信号. 仿真结果证实了该方法的有效性.     

感应电机效率优化的自适应反步控制研究

针对感应电机的效率优化问题,推导出最优转子磁链表达式,在电机参数变化和负载扰动情况下,提出一种基于自适应反步法的感应电机效率优化控制方案,保证感应电机驱动系统的控制性能,提高系统的稳态运行效率.在转子磁链和电机转速不可测时,能够实现跟踪误差在原点全局稳定.采用跟踪微分器(TD)得到给定转子磁链和转速的微分.仿真和实验结果表明,在保证驱动系统本身控制性能的前提下,该方法实现了系统稳态运行高效率,与传统的PI调节器矢量控制方式相比,提高了轻载时系统的动态响应速度,具有实用价值.     

基于参数跟踪的感应电机转速与磁链强跟踪滤波估计方法

针对感应电机高性能矢量控制中的转速与磁链估计问题,提出了一种包含参数跟踪的转速与磁链联合估计强跟踪滤波(STF)方法.考虑电机参数变化及模型不确定性,采用粒子群迭代学习动态优化算法实现对感应电机参数的在线跟踪,修正的STF算法用于实现对感应电机转速与转子磁链的联合估计.仿真结果表明,包含参数跟踪的STF算法能够有效实现对感应电机转速与转子磁链的高性能估计;与扩展卡尔曼滤波算法相比,包含参数跟踪的STF算法在估计精度、跟踪速度和稳定性方面得到大幅度提高,并且能够快速跟踪突变状态,尤其在低速段仍能保持较好的估计性能,有效提高了状态估计精度和模型鲁棒性.     

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.     

感应电动机的自适应控制建模与仿真

本文介绍一种感应电动机的自适应控制仿真.在转子电阻和负载未知的前提下,控制器首先采用二阶滤波环节平滑参考转速指令,然后将系统中某一信号作为虚拟控制信号,进而使系统简化,再应用李亚普诺夫稳定性理论实现该虚拟控制信号,同时对未知参数进行估计.该设计方法对于电机参数的变化具有鲁棒性.在Matlab/Simulink中搭建了感应电动机自适应控制系统的仿真模型,仿真结果表明,用该方法设计的感应电动机控制系统能够获得很好的转速跟踪和磁链跟踪性能.     

感应电机非线性输出反馈控制变频调速系统

针对以定子电压为控制量的交流感应电机调速系统存在的系统结构复杂、实时计算量大的缺点,提出了一种感应电机的非线性输出反馈控制变频调速方法。该方法依据感应电机的降阶模型,采用非线性输出反馈控制技术设计外环转速与磁链控制器,以滞环比较器作为内环电流跟踪控制器,直接产生PWM信号控制电压源逆变器,驱动感应电机运行,实现了对光滑转速参考信号的渐近跟踪。仿真结果表明该系统不仅具有快速的动态响应性能,而且对负载扰动具有较强的鲁棒性。     

感应电机无源性分析及自适应控制

感应电机由于其变量非线性耦合、转子电量难以测量、电机参数时变性这3方面的问题，导致交流调速控制复杂。无源性控制理论应用于感应电机控制是一种全新的方法，其控制律是全局定义的，无输入输出线性化解耦奇点问题，是间接磁场定向控制。证明了感应电机转子磁链子系统的无源性，找到系统能量耗散特性方程中的无功力，它不会影响系统的稳定性，得出无需转子磁链观测反馈即能稳定跟踪转子磁链的参考值，同时考虑电机转子电阻在运行中发生未知变化，设计自适应调节器使系统对转子电阻呈现鲁棒性，构建了带电流内环速度控制系统。该方案保证转矩、转子磁链及转速的渐进跟踪，使调速系统具有良好的动静态性能，易于实现。仿真验证了设计的控制系统的有效性和先进性。     

永磁同步电机磁链自适应控制

针对永磁同步电机磁链变化时会对电机运行产生影响的问题,依据哈密顿反馈耗散理论,在磁场同步旋转坐标系下,选择定子电流和转子转速为系统状态变量,研究转子永磁体磁链变化时对电机转速的影响,并给出了基于哈密顿反馈耗散理论的磁链自适应估算方法.仿真结果表明:该方法能够准确地跟踪永磁体转子磁链变化的真实情况,对电机参数不敏感,鲁棒性强,在磁链发生改变的情况下控制器能够快速估算磁链的改变值,使电机转速实现快速稳定,达到了控制精确度要求.     

基于无源性的感应电机转矩与转速控制

感应电机的无源性控制方法是一种新的控制策略 ,其要点是确定“无功力”以使闭环系统的总能量具有好的品质。这样在反馈控制设计中无需将系统的非线性动态特性完全抵消 ,即可实现转矩、磁链及转速的渐近跟踪 ,控制系统具有很好的动态及静态性能 ,控制律的设计是全局定义的 ,无一般输入输出解耦控制中存在的奇点     

基于全阶模型的异步电机磁链观测收敛性分析与对策

高性能交流驱动系统中,电机磁链位置能否准确获取将影响系统的动态与稳态性能。异步电机全阶模型同时实现了电机转速作为参数的在线辨识以及电机电流与磁链作为状态变量的实时观测。本文将对全阶模型在估计异步电机参数与变量过程中的磁链收敛特性进行研究。由于全阶模型的非线性特性,采用奇异摄动理论,将全阶模型分解为转速辨识模型与磁链观测模型,两个模型在时间尺度上分离,通过分析磁链观测子系统中系统特征值的分布与阻尼特性,研究了磁链观测的收敛性与影响收敛速度的影响因子。研究结果表明磁链系统在中高速的阻尼特性需要改善,并提出了改善收敛性的对策。仿真和实验验证了分析方法的正确性与所提对策的可行性。     

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。     

Robust nonlinear receding-horizon control of induction motors

Nonlinear robust receding-horizon control is designed and applied to fifth-order model of induction motor in cascade structure. The controller is based on a finite horizon continuous time minimization of the predicted tracking errors and no online optimization is needed. The initial system is decomposed into two sub-systems (mechanical and electromagnetic sub-systems) in cascade form. An integral action is incorporated in external loop to increase the robustness of the controller with respect to unknown time-varying load torque and mechanical parameters uncertainties. The control uses only measurement of the rotor speed and stator currents. The rotor flux is estimated by Kalman filter. The proposed nonlinear controller permits to achieve asymptotic speed and flux tracking in presence of mechanical parameters uncertainties, unknown variable load torque and resistances variations. In addition, it assures asymptotic decoupling of the speed and flux subsystems. The controller is applied, via simulation, to a benchmark example.     

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。     

无轴承异步电机的转子磁场定向控制

由于无轴承异步电机是一个强耦合的复杂非线性系统，因此其所采用的基于转矩绕组气隙磁场定向的控制算法存在在着一些局限性，诸如控制运算量较大，固有的最大转矩限制以及难于实现自适应控制等。基于此，提出了一种基于转矩绕组转子磁场定向的控制算法，由于转子磁场定向控制的引入，调速性能得以保证，而且使用中更具灵活性（如便于实现自适应控制等），另一方面，径向悬浮控制所需的转矩绕组气隙磁链值可以在转子磁场定向控制的基础上通过系统辨识获取，这样转子稳定的悬浮也能同样得出保证，实验证明了文中提出的控制算法的有效性。     

Adaptive control for speed‐sensorless induction motors with uncertain load torque and rotor resistance

The problem of controlling a speed‐sensorless induction motor is addressed. Smooth reference signals for rotor speed and flux modulus are required to be tracked for any unknown constant values of load torque and rotor resistance within known bounds. A fourth order non‐linear adaptive tracking control is presented which is based on a novel rotor speed observer and on two identifiers for the uncertain parameters; it guarantees asymptotic rotor speed tracking and exponential rotor flux modulus tracking with an explicitly computed domain of attraction. The closed‐loop performances are illustrated by simulation. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

感应电机高性能鲁棒速度跟踪控制器设计

针对系统模型不确定性和干扰对矢量控制性能的影响,利用Q-参数化理论设计控制器,设计了一种简单有效的感应电机速度控制策略。该速度控制器由鲁棒转子磁链估计器(RRFE)以及参考模型跟踪控制器(RMTC)两个部分构成。RRFE主要用于转子磁链估计,以确保转子磁链获得快速准确的定向,而RMTC则在电机参数发生变化和出现干扰的情况下,获得磁链和转速的渐进跟踪性能。仿真试验结果表明,干扰得到有效抑制,系统具有较好调速性能。     

基于无源性的同步电机自适应滑模控制方法

利用本质上是非线性反馈的无源性控制(PBC)策略,实现同步电机的全局稳定和转矩、转速跟踪控制.建立了同步电机的Euler-Lagrange模型;在此基础上利用无源性滑模控制方法构建转矩、转速动态跟踪控制器,在非线性负载时变未知情形下,实现了转子磁链、转速的期望轨迹渐近跟踪;针对实际运行时同步电机参数具有不确定性的问题,...     

一种新颖的感应电动机控制仿真研究

矢量控制是基于旋转坐标实现感应电动机的交、直轴电流的解耦控制,状态变换需要计算转子转差或转子磁链角的位置.提出了一种新颖的感应电动机解耦控制方案,该设计方法可以实现快速的转速、转矩和磁链的跟踪.与传统控制方法相比,该方法避免了转子转差或转子磁链角位置的计算.仿真结果证明了该设计方法的有效性.     

感应电机的逆系统方法解耦控制

针对感应电机这一多变量、非线性、强耦合的控制对象,应用逆系统方法,将感应电机转速与转子磁链解耦成2个二阶子系统。在此基础上,运用线性系统理论对其进行控制。仿真结果表明这种基于逆系统方法的反馈线性化控制策略可实现感应电机的高性能控制。