基于复合积分滑模的永磁同步电机硬件在环位置控制

为了提高永磁同步电机位置控制系统在启动阶段位置响应的快速性以及负载扰动时位置响应的鲁棒性,基于分数阶微积分理论,引入状态变量的分数阶积分项,提出一种非线性复合积分滑模面,设计了相应的复合积分滑模控制器,并通过Lyapunov 定理证明其稳定性。采用线性二次型调节器方法设计了控制器的参数,并在基于SIMULINK/QuaRC的PMSM硬件在环实时控制系统中,对所提控制算法做了性能测试与对比试验。实验结果表明,所提方法在位置响应的快速性以及对负载扰动的抑制能力方面,优于传统整数阶积分滑模控制方法。     

基于新型滑模观测器和非奇异快速终端滑模的永磁同步电机控制

针对永磁同步电机传统无传感器滑模控制系统中存在超调大,抖振严重,鲁棒性差等缺点,设计了一种带扰动补偿的新型非奇异快速终端滑模控制器和分数阶滑模观测器的联级控制系统。首先,新型非奇异快速终端滑模面和趋近率构造速度控制环,相比于普通滑模面,新型滑模面的引入有效提高系统的鲁棒性,抑制PI控制中的转速超调和抖振现象,并将电机负载扰动补偿到设计的滑模控制器中,进一步提高系统的抗扰动性;其次,分数阶滑模观测器包含分数阶滑模面和双正切函数的符号函数;最后通过改进的分数阶锁相环提取转子位置信息。仿真结果表明,新提出的新型级联控制系统有效降低滑模抖振,系统抗扰动性更强,鲁棒性更好。     

基于分数阶次符号函数的永磁同步电机滑模控制技术

针对永磁同步电机的传统滑模控制技术中趋近速度与抖振程度之间存在矛盾的问题,利用分数阶积分型符号函数的特性,设计了一种基于分数阶的积分时变滑模变结构控制器。在趋近律的设计中引入分数阶,达到了在抖振程度较小的前提下提高系统响应速度的目的。仿真和实验结果证明了所提出的滑模控制方法相比于传统的滑模控制方法能更快、更好地跟踪给定的信号,且对系统外部扰动具有较强的鲁棒性。     

基于PSO的永磁同步电机分数阶滑模控制器设计

针对永磁同步电机提出了一种分数阶滑模控制器,将整数阶滑模流形面推广到分数阶滑模流形面,根据永磁同步电机的数学模型建立控制器的输出模型,采用Lyapunov理论来验证分数阶滑模控制器的稳定性。采用PSO智能算法对分数阶滑模控制器的参数进行寻优,然后在Matlab/Simulink平台上搭建模型,对所提出的分数阶滑模控制器进行仿真分析,其结果显示,分数阶滑模控制器比整数阶滑模控制器具有更好的抗扰动能力和误差精度。     

永磁同步电机分数阶智能积分调速控制

永磁同步电机是一个多变量、非线性、强耦合的系统,对外界扰动及内部参数变化非常敏感。为改善其调速系统的动、静态性能,提高系统鲁棒性,提出了一种新的调速控制方法—分数阶智能积分控制策略。该控制策略是将比例作用与分数阶智能积分作用相结合,构成了分数阶智能积分控制器(PⅡλ)。相对于PI控制器,分数阶智能积分控制器可以获得更好的控制效果。仿真试验结果表明,分数阶智能积分控制器不仅能够快速、精确地跟踪给定速度,而且对负载扰动及参数变化具有更好的抗扰性和鲁棒性。     

永磁同步电机调速系统的积分型滑模变结构控制

传统的比例积分微分(proportion integral derivative,PID)控制由于控制方法简单,被广泛应用于永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)调速系统当中,但其难以满足高精度的控制要求。传统的滑模控制(sliding mode control,SMC)虽然在一定程度能达到较好的控制效果,但需要对速度信号进行微分,而这一过程会引入高频扰动。为了实现PMSM的高精度控制,该文设计了一种积分型滑模变结构控制器,针对负载扰动的问题,依据龙伯格线性观测器的原理设计了负载转矩观测器,并将其观测值反馈到滑模控制器的设计中。通过仿真及实验可以看出,负载观测器能跟踪实际负载的变化,滑模控制器使系统在负载波动时转速保持不变。因此,基于负载转矩观测器设计的积分型滑模控制器使系统具有快速性、无超调等优点,且对负载扰动具有较强的鲁棒性。     

基于负载观测器的永磁同步电机伺服系统积分终端滑模控制

为了优化永磁同步电机(PMSM)伺服系统控制性能,提出了基于负载观测器和积分终端滑模控制器的复合控制策略。首先,建立了考虑负载扰动的PMSM模型。然后,基于滑模面和趋近律设计了积分终端滑模控制器;为了抑制负载扰动,引入负载转矩观测器,并通过李雅普诺夫定理证明了系统具有稳定性并可在有限时间内收敛。最后,仿真结果表明该控制策略的位置跟踪精度更高,响应速度更快,抗负载能力更强。     

复合A/C轴永磁环形力矩电机二阶滑模控制

针对高精确度五轴联动数控机床中主轴头复合A/C轴直接驱动永磁环形力矩电机伺服系统易受负载扰动和参数变化影响的特点,设计了二阶滑模速度控制器。二阶滑模控制算法具有一阶滑模控制算法的鲁棒性和动态性能,并能消除一阶滑模控制存在的抖振现象。采用二阶滑模超螺旋算法对系统进行控制,以增强伺服系统的鲁棒性并消除抖振。仿真结果表明,所提出的策略使伺服系统具有很强的速度跟踪性能,并且对负载扰动和参数变化等不确定性具有很强的鲁棒性,同时消除了抖振现象。     

基于负载转矩观测器的永磁同步电机积分滑模控制

为实现永磁同步电机的高精度控制,设计了一种积分滑模控制器。针对负载扰动问题,设计了一种改进的龙伯格负载转矩观测器。通过将观测值反馈至滑模控制器中,实现了对转矩电流的补偿。仿真实验表明,该负载转矩观测器能有效跟踪实际负载变化,且滑模控制器在负载变化时能有效维持转速的稳定性。     

基于分数阶全局滑模控制的永磁同步电动机的研究

为了提高永磁同步电动机(PMSM)控制系统的抗干扰能力,在传统双闭环PI控制的基础上,将速度外环采用速度误差的分数阶微积分,设计了分数阶全局滑模控制器。利用分数阶系统随时间变化衰减缓慢的特性来增强系统的鲁棒性,并针对传统滑模控制中存在的抖振问题引入了边界层法,即采用饱和函数代替控制律中的开关函数,从而有效地削弱滑模面的抖振现象,提高了系统的综合性能。MATLAB仿真结果表明,相较于传统的双闭环PI控制,PMSM分数阶全局滑模控制系统对负载扰动和转速突变具有更好的跟踪能力和鲁棒性。     

基于扩张状态观测器的PMSM积分时变滑模控制

为了实现永磁同步电机(PMSM)驱动系统的高精度跟踪控制,提出了新型积分时变滑模控制策略,该策略考虑到系统的非线性和耦合特性对动、静态性能的影响,首先采用反馈线性化原理将系统模型线性化,然后为了加快动态响应过程,采用单回路结构取代串级结构设计积分时变滑模控制器。针对负载扰动的问题,设计了一种以负载转矩为观测对象的扩张状态观测器,并将观测值反馈到控制器中以克服扰动对性能的影响。最后在永磁同步电机实验平台上开展了对比实验研究,通过实验结果可以看出,积分时变滑模控制器使系统具有无超调、快速性的优点,提高了系统的动态和稳态性能,扩张状态观测器能够快速跟踪负载的变化,增强了控制器对负载扰动的鲁棒性。     

分数阶滑模趋近率在SMVS-DTC中的应用

为了减小基于滑模变结构的直接转矩控制技术中存在的转矩、磁链脉动,以及系统抖振等问题,提出一种改进型的分数阶滑模控制器。分析了分数阶指数函数曲线的特性,并在滑模切换面设计中引入了分数阶积分项来减小转矩、磁链脉动,同时采用分数阶微分方程和指数趋近率相结合的新型趋近率来提高收敛速度、减小暂态过程中的超调量。仿真结果显示,改进后的分数阶滑模控制器能明显减小系统抖动,更快地到达稳定状态,并且对干扰信号有较强的鲁棒性。     

基于新型积分自适应滑模控制策略的永磁同步电机控制

设计了一种永磁同步电机(PMSM)参数扰动和负载扰动的新型控制策略。通常PMSM控制是通过PI控制设计的,控制效果不佳,因此提出一种新型积分滑模控制(SMC)策略进行转速控制器设计。积分SMC具有较强的抗干扰性,不仅可以抑制控制系统的高频微分扰动,而且可以降低系统稳态误差,使控制更精确。设计趋近律函数对滑模控制器进行优化,使SMC参数自适应调节,提高系统响应速度。考虑到系统参数和负载扰动对控制性能的影响,将自抗扰环节引入SMC,提高了系统的抗扰性。最后通过仿真试验验证了控制系统良好的控制性能。     

永磁同步电机模糊变阶次分数阶滑模控制研究

分数阶滑模控制在永磁同步电机(PMSM)中的应用得到广泛研究,但目前该类方法中分数阶次大多为常数。为了进一步提高分数阶滑模控制器的全局控制性能,提出一种新的模糊变阶次分数阶滑模控制方法。首先基于PMSM的数学模型设计了变阶次分数阶滑模速度控制器;然后通过分析不同阶次时分数阶滑模控制器的性能,获得了最优阶次的变化规律;最后构建了以速度误差为输入、阶次为输出的模糊推理规则,并设计了模糊变阶次分数阶滑模控制器。仿真结果证明所提方法在控制性能上优于常数阶次分数阶滑模控制方法。     

分数阶滑模控制策略提高电力系统暂态稳定性研究

电力系统暂态稳定是电力系统遭受大干扰能够恢复稳定运行的能力,是电力系统安全稳定运行的重要基础。电力系统是一个高度复杂的、强耦合的非线性系统,PSS作为线性控制策略不能够有效抑制大扰动。基于滑模控制,分数阶微积分和有限时间稳定,提出了分数阶滑模控制策略来提高电力系统暂态稳定,使系统能够在有限时间内恢复稳定运行。首先,通过输入输出线性化方法解耦非线性电力系统。然后,提出分数阶滑模控制器并给出其设计和证明过程。同时,给出电力系统在所提出的控制策略性下的收敛时间。最后,在3机9节点电力系统中应用分数阶滑模控制器调节发电机的励磁提高电力系统的暂态稳定,验证了所提出的分数阶滑模控制器的有效性和优越性。     

考虑系统扰动的永磁同步电机复合控制策略

提出一种结合滑模速度控制和扩展滑模扰动观测器的永磁同步电机复合控制策略。滑模速度控制采用新型趋近律设计,扩展滑模扰动观测器对系统内部参数摄动以及外部负载干扰进行准确估计。所设计的复合控制器通过系统扰动估计环节对控制系统中的综合扰动项进行实时估计,用以对速度控制环节进行前馈补偿,实现控制系统自抗扰控制。试验结果验证了所提出控制策略的有效性和可行性。     

基于改进型滑模观测器的永磁同步电机分数阶微积分滑模控制

为了提高永磁同步电机调速系统的控制性能,结合滑模控制与分数阶微积分理论,设计了分数阶积分滑模转速控制器和改进型滑模观测器。针对转速控制器,采用基于反双曲正弦函数的新型趋近律削弱系统抖振,同时分数阶控制为系统提供了更多的控制余度,可以增强系统鲁棒性并进一步减小系统抖振。针对观测器,设计了采用新型趋近律fal函数的滑模观测器来获取反电动势估计值,利用分数阶锁相环技术提取反电动势中的转速和位置信息,有效提高了转子速度和位置的估计精度。通过仿真验证了所提出方法的可行性与有效性。     

基于负载估测的三相整流器全滑模控制策略

提出一种新颖的用于三相整流器的全滑模控制器,以提高在负载扰动和直流母线电压扰动下的动态性能.根据能量平衡原理,推导了滑模电压控制器;同时提出一种新型的负载电流预测方法,以避免使用负载电流传感器;此外,积分型滑模电流控制器被应用在电流环中.在5 kW样机上验证该控制策略.实验结果表明,该控制策略比PI控制器具有更好的动态性能和鲁棒性.     

永磁同步电机电能质量分数阶滑模控制

提出一种基于分数阶滑模控制的控制策略,用于提高永磁同步电机输出电能质量。整个控制架构由机侧整流器控制及网侧逆变器控制构成。在机侧整流器控制中,采用分数阶滑模控制器控制定子dq轴电流;在网侧逆变器控制中,通过另一个分数阶滑模控制器用于控制直流链电压及电网电压。同时,通过Lyapunov函数方法进行稳定性分析并选取控制器最优参数。随后,通过3项实验用于验证文章所提方法的有效性,并对比文章所提方法与整数阶滑模控制及比例积分控制器的控制性能。实验结果表明,文章所提方法在稳恒风速及变风速下都具有较快的时间响应及较高的追踪精确度,同时,其对于参数扰动也具有较强的鲁棒性。     

基于积分滑模控制的对称六相永磁同步电机调速系统研究

为了提高对称六相永磁同步电机对参数变化和负载扰动的鲁棒性,在积分滑模面的基础上,提出一种基于积分滑模控制算法的对称六相永磁同步电机调速系统。通过Lyapunov定理证明了积分滑模控制器的稳定性,并进一步分析了控制器的性能。仿真结果表明:相比于PI控制算法,所提算法具有更好的抗干扰能力和稳定性。