基于偏差耦合的多电机单神经元同步控制

永磁同步电动机是一个多变量、非线性、高耦合的系统,而现有的多电机同步控制策略难以满足高精确度的同步控制要求。基于在d-q坐标系下的数学模型,采用id=0的转子磁场定向矢量控制方式,对正弦波永磁同步电机进行建模;基于相邻偏差耦合的控制结构,利用单神经元PID控制方法设计一种结构简单的多电机控制策略。与相邻偏差耦合的传统PID控制策略进行的对比仿真表明,该控制策略具有较高的同步精确度和较强的鲁棒性。     

基于矩阵变换器的感应电机矢量控制系统

研究了一种基于矩阵变换器的感应电机矢量控制系统,该系统将矩阵变换器的优点与交流电机矢量控制的优点相结合,实现了感应电机的高性能调速.调速系统的控制策略由两大部分组成,即矩阵变换器的间接空间矢量调制策略和感应电机按转子磁场定向的双闭环矢量控制策略.为有效控制感应电机的定子电流,双闭环矢量控制策略中采用了一种基于反馈解耦及补偿的电流环控制策略,可对转矩电流和励磁电流进行有效解耦和准确调节.实验证明了控制策略的可行性和有效性.     

具有低速高性能的电压定向V/F控制方法

针对传统的V/F控制方法低速性能差且转速精确度低的问题,提出了一种电压定向V/F控制策略。此控制策略在传统的V/F控制基础之上采用了一种电压提升方法来补偿定子电阻压降以使电机磁链幅值保持恒定,同时根据感应电机非对称T型等效电路提出一种滑差补偿策略,以改善系统的低速性能和转速精确度。与传统的V/F控制不同的是,该方法是根据定子电压定向进行同步坐标变换,其不需要复杂的矢量计算且易于实现。实验结果表明:采用该方法在0.3Hz满载情况下,电机能平稳运行,而且在不同负载大小和频率下,电机转速精确度都得到了明显提高。     

基于EKF的感应电机无传感器矢量控制

介绍了一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)实现感应电机转子位置和速度估计的方法。该方法通过测量电机的端电压和流过定子线圈的电流在线估计电机转子的位置和速度,实现了感应电机的无传感器矢量控制策略。感应电机无传感器矢量控制系统采用双闭环控制,仿真结果验证了该算法的可行性。     

采用免疫算法的感应电机内模控制策略

内模控制(internal model control,IMC)因其结构简单、易于实现已得到广泛关注,但其控制性能与滤波器时间常数有直接关系,影响了其在高性能变频调速系统中的应用。该文提出了一种采用免疫算法的感应电机内模控制策略,以免疫应答系统为基础,引入一种免疫算法,分析了该算法的实现方式。将该免疫算法植入到内模控制器中,实现对滤波时间常数的在线调整,克服了内模控制器因滤波时间常数固定带来的系统动态性能不佳的问题。仿真与实验结果验证了采用免疫算法的感应电机内模控制策略的有效性。     

双馈感应电机双侧直接转矩控制

研究了一种新的双馈感应电机的直接转矩控制策略.不同于传统的仅控制转子侧变流器的控制方法,应用的控制策略是同时控制电机的定子侧与转子侧变流器,进而控制定转子磁链与转矩.采用MATLAB仿真软件对该系统进行仿真试验,验证了该方法的可行性.仿真结果表明该系统结构简单,计算量小,响应时间小,控制准确.     

采用免疫算法的感应电机内模控制策略EI北大核心CSCD

内模控制(internal model control,IMC)因其结构简单、易于实现已得到广泛关注,但其控制性能与滤波器时间常数有直接关系,影响了其在高性能变频调速系统中的应用。该文提出了一种采用免疫算法的感应电机内模控制策略,以免疫应答系统为基础,引入一种免疫算法,分析了该算法的实现方式。将该免疫算法植入到内模控制器中,实现对滤波时间常数的在线调整,克服了内模控制器因滤波时间常数固定带来的系统动态性能不佳的问题。仿真与实验结果验证了采用免疫算法的感应电机内模控制策略的有效性。     

基于适应性遗传算法的滑模控制感应电机伺服驱动系统研究

根据感应电机伺服系统高精度、快响应的要求,以及传统的滑模变结构控制器涉及较多的参数和逻辑判断次数等缺点,设计了一种简化的滑模控制律,并用Lyapunov稳定性理论证明了控制系统的稳定性,然后利用自适应遗传算法优化滑模控制律中涉及的参数,得到控制器最佳的参数组合.试验结果表明：该控制策略不仅有效地减小了滑模控制的抖振,且大大提高了系统的快速响应能力,系统具有较好的动、静态性能以及抗干扰能力.控制策略具有设计过程简单、意义清晰等优点,对于高精度、快响应的感应电机伺服系统,它是一种有效的实时控制策略.     

一种无刷双馈感应电机无功功率的控制方法

和双馈感应电机相比,无刷双馈感应电机大大提高了运行可靠性。近年来无刷双馈感应电机研究的热点集中在优化设计和控制策略上。间接转矩控制策略是一种新的控制方法,与矢量控制方法相比,该方法无需旋转坐标变换,所用的电机参数较少。在无刷双馈感应电机间接转矩控制系统的基础上进一步提出了一种无功功率的控制方法,在功率绕组静止坐标系推导出无功功率与控制绕组磁链之间的关系,从而设计了无功功率的控制器对无功功率进行控制,仿真结果证明所提无功功率控制策略的有效性。     

基于DSP的直线感应电机矢量控制研究

首先介绍了考虑端部效应后直线感应电机的动态数学模型,接着推导了其在两相静止坐标系下的状态方程,并采用Matlab C-MEX S函数编写了直线感应电机的动态仿真模型.在此基础上讨论了基于DSP的直线感应电机的矢量控制方案,建立了在Matlab/Simulink环境下的仿真模型,并进行了详细的仿真分析.然后在直线电机牵引综合实验线上进行实验.实验和仿真结果表明采用矢量控制的直线感应电机变频调速系统具有较好的静、动态性能,是一种优越的控制策略.     

基于迭代优化的多电机交叉耦合控制方法研究

针对多电机交叉耦合机电系统的同步控制性能问题,提出一种基于迭代优化的多电机交叉耦合控制方法,该方法通过优化前馈控制器结构及其参数的方法,能够有效提升多电机交叉耦合系统的动态响应特性。首先,针对两自由度机电控制系统建立数学模型,利用经典控制理论确定系统传递函数。其次,根据目标函数特点和前馈控制器结构,确定前馈控制器参数优化方法,并利用共轭梯度法获取前馈控制器最优参数向量。再次,分析参数向量更新率的收敛速度和收敛精度,确保迭代优化方法能够有效收敛。最后,利用仿真验证了目标函数的收敛过程,通过试验发现:在匀速位置指令下,基于迭代优化的控制方法能够使系统动态跟踪精度提升35.7%,对于正弦位置指令,利用迭代优化控制方法能够使系统动态性能提升71%。综上所述,基于迭代优化的多电机交叉耦合控制方法能够有效提升多电机交叉耦合控制系统的动态性能。     

感应电机模糊滑模控制器的新型设计方法

针对感应电机定子电阻和转子时间常数受外界因素干扰影响其矢量控制系统稳定性和精确度的问题,提出了一种感应电机模糊滑模矢量控制方法。根据感应电机的模型,设计了滑模速度控制器和转子时间常数观测器。利用模糊控制方法改进了滑模切换函数,从而实现切换函数的连续化实时整定,削弱了符号切换函数的高频抖动效果。仿真和dSPACE实验结果表明,控制系统能够稳定运行,动、静态性能良好,抗参数变化和负载突变能力强。     

基于MEMOBUS协议的多轴电机控制系统设计

随着现代工业系统的结构越来越复杂,功能也越来越繁多,往往简单的控制不能满足要求.尤其在复合轴系统中,需要多伺服电机联动控制才能实现功能需求.针对这种系统的要求,设计了基于MEMOBUS协议的多轴伺服电机控制系统.该系统采用多轴控制器＋驱动器结构,由上位机控制,通过软件调整控制参数及控制策略,由MEMOBUS协议实现上位机与控制器的通信,最终实现多轴电机的控制.通过对该系统进行测试,各个轴的控制精度均在0.5％以内,满足实际使用要求.实验结果表明,该系统结构简单、性能稳定、控制精度高,适用于各种多轴联动伺服电机的控制,具有很好的可扩展性.     

基于间接矩阵变换器多机传动高性能调速系统的研究

介绍了基于间接矩阵变换器(IMC)的多机传动系统的拓扑结构和控制策略。提出了一种基于间接矩阵变换器的多电机矢量控制系统,该系统将间接矩阵变换器的优点与异步电机矢量控制的优点相结合,将异步电机的矢量控制直接施加于IMC的两个逆变级,而整流级采用空间矢量调制方法,不仅可以实现整流级双向开关的零电流换流,减少输出电流谐波,而且可以实现多台电机独立控制并得到较好地动静态性能。仿真结果验证了所提系统的有效性和可行性;在电机转速和转矩突变时,都能较快平稳跟踪且超调很小;为多机传动系统的进一步研究和软硬件设计提供了理论基础。     

城轨交通中直线感应牵引电机的效率最优控制

针对城市轨道交通中直线感应牵引电机效率较低问题,从控制角度研究电机的效率最优控制策略。建立直线感应牵引电机的数学模型,考虑边缘效应的影响将推力与磁通进行解耦,在分析法向力组成与特性的基础上,得出以初级电流为变量的数学表达式,结合最优化理论,考虑多个优化目标建立损耗最小函数,实现在满足水平推力的条件下对电机铜耗与法向力造成损耗的最优控制。仿真研究对比了采用普通矢量控制与本文所提方案的运行状况。仿真结果表明,直线感应牵引电机行程中恒速区段时间越长,损耗减少得越大,效率提高得越高。     

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。     

硬轴联结多电机功率平衡控制方法

针对硬轴联结多台异步电动机之间存在强制同步、转矩耦合以及性能偏差等问题,提出一种基于多DTC和在线参数辨识相结合的硬轴联结多电机功率平衡控制方法.构造速度和转矩平衡双闭环控制系统,既满足对整个系统进行速度控制,又避免个别电机因载荷不均衡而烧损.在线辨识器用于准确识别电机参数的变化,提高DTC控制精度及其实用性.在Matlab//Simulink环境下,建立硬轴联结多电机速度及功率平衡控制系统模型,选择电机参数一致正常、参数异常以及交流供电故障等几种常见状况,在高速、低速、加速、减速和正负转矩等条件下.仿真验证了所提方法的有效性.     

永磁同步电动机的无抖振滑模控制系统设计

针对永磁同步电动机位置伺服系统,基于同步旋转坐标系下永磁同步电动机精确的数学模型,利用矢量控制技术,设计了位置/电流双闭环解耦控制结构,以实现转矩线性化控制,简化控制器设计.结合高阶滑模和非奇异终端滑模的控制思想,利用鲁棒微分估计器技术,分别提出了位置环和电流环的高阶非奇异终端滑模控制方案,在保证控制系统全局非奇异和稳定性情况下,可消除控制信号的高频抖振,提高系统的动态响应速度和控制精度,实现系统强无抖振的滑模控制.提出一种自适应负载转矩估计方法,解决了未知负载扰动系统的鲁棒控制问题.仿真结果证明所提控制方法的有效性和可行性.     

磁悬浮反作用飞轮电机滑模变结构控制

针对反作用飞轮大惯量、受多种干扰力矩综合作用的特点和采用传统控制方法很难满足其动态品质和扰动抑制能力要求的问题,对卫星高精度姿态控制系统中的磁悬浮反作用飞轮电机进行系统分析与建模,并依据变结构控制理论提出一种双滑模面变结构控制方法,控制器的设计满足以李导数形式表达的到达条件.仿真结果表明:与经典PID控制器相比双滑模面变结构控制器具有超调量、稳态误差小,响应速度快、扰动抑制能力强的优点;与单滑模面变结构控制器相比双滑模面变结构控制器有效的抑制了滑模抖振,减小了系统的超条量和稳态误差.双滑模面变结构控制提高了磁悬浮反作用飞轮电机的动态性能和控制系统的抗干扰能力,对于实现卫星高精度、高稳定度控制具有重要意义.     

高转矩密度横向磁场开关磁阻电机的设计

基于对横向磁场电机结构特点与工作原理分析的基础上,提出了一种适用于低速、直驱领域的模块结构横向磁场开关磁阻电机设计及主要位置磁化曲线的解析计算方法。样机试验结果表明,参数计算方法具有较好的精度,电机转矩密度和运行效率均高于同体积异步电机。