基于新型滑模趋近律的PMSM速度控制

针对传统的永磁同步电机(PMSM)矢量控制系统速度环控制器鲁棒性低、抗扰性弱的缺点,研究了一种基于新型变指数多幂次趋近律的滑模控制器,该趋近律与传统趋近律相比收敛速度快、抖振小.对于系统存在的内、外部扰动影响控制精度的问题,设计了一种新型扩张滑模扰动观测器对扰动进行观测,并前馈至滑模控制器中,消除系统扰动带来的影响.对...     

基于PLL自适应滑模观测器的PMSM无传感器控制

针对传统滑模观测器无传感器控制方法反电动势基波中高频谐波含量高、抖振严重以及转子位置估计误差大等问题,提出了一种锁相环结构(PLL)自适应滑模观测器永磁同步电机无传感器控制方法。首先,在满足Lyapunov稳定性的前提下,推导并建立了反电动势的自适应律,通过构造自适应滑模观测器,使得反电动势观测误差迅速衰减;同时采用带有消除旋转影响环节的锁相环得到转子位置,消除了转速变化的影响,进一步提高了观测精度;最后,在一台2.9 kW表贴式永磁同步电机上进行了实验验证。实验结果表明,该方法有效地抑制了滑模抖振,降低了反电动势中的高频谐波,提高了转子位置的观测精度。     

基于改进指数趋近律和扰动观测器的PMSM滑模控制

为改善永磁同步电机速度环上传统滑模控制(SMC)中响应速度较慢、抖振较大等不足,提出了一种基于改进指数趋近律和滑模扰动观测器(SMDO)的滑模控制方案。采用连续函数代替符号函数并设计改进指数趋近律以提高系统响应速度,增加以观测误差为变量的滑模扰动观测器来强化系统抗扰能力,基于观测扰动与改进指数趋近律相结合的方法设计了改进的滑模控制器。通过MATLAB/Simulink搭建模型,结果表明改进的滑模速度控制配合滑模扰动观测器可以有效改善系统的鲁棒性和动态响应性能。     

基于新型趋近律的PMSM反演滑模控制

在永磁同步电机(PMSM)矢量控制系统中,针对传统的PI控制器控制精度不足、超调量大、易受外界扰动影响的问题,本文提出了一种反演滑模控制器替换传统的PI控制器,该反演滑模控制器是由反演法与滑模控制理论相结合产生的,且在趋近律设计方面引入双曲正切函数和系统状态变量,从而形成一种新型趋近律,代替传统的指数趋近律,提高系统的收敛速度,减小滑模抖振现象。在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,仿真结果表明,该方法使系统对电机的转速有着良好的控制效果,与PI控制、传统滑模控制以及变指数滑模控制相比较,具有较好的动态响应性能,转速超调量分别减少了22.15%、18%和2.75%,系统抗扰动能力提高,具有较强的稳定性。     

基于改进广义预测控制的PMSM速度控制

在机器人控制领域中,对永磁同步电机(PMSM)响应的快速性及稳定性要求较高,同时还需要其控制方法有较强的适应性。但传统的PID控制参数只适用于特定场合,应用受到限制。本文结合广义预测控制(GPC)理论与Luenberger观测器,形成一种新的控制方法来对PMSM进行速度闭环控制。该算法与传统GPC算法相比计算量更少,并通过负载转矩观测器对负载扰动进行测量反馈,提高了系统控制性能。仿真及试验结果表明,该算法与PID控制比超调量小,响应速度快,适用于要求较高的工程应用。     

基于电感辨识的PMSM电流自适应增量预测控制

为了提高永磁同步电机电流增量预测控制策略的参数自适应性,提出一种基于增量式模型参考自适应的电感在线辨识算法。该算法使用永磁同步电机的增量模式的电压方程作为可调模型,以实际电机作为参考模型,建立基于模型参考自适应的参数辨识机制,在线辨识交直轴电感;通过判断激励信号的有效性去除噪声等非理想因素的影响,消除辨识结果的稳态波动。研究结果表明,所提出的增量式模型参考自适应算法可以辨识出准确的电感参数,避免辨识结果的频繁波动,显著提高增量预测控制策略对模型参数的自适应性,同时计算量少,对电机参数依赖度低。仿真和实验结果验证了所提方案的有效性。     

基于新型趋近律的PMSM无模型滑模控制研究

针对传统建模方式下电机控制性能易受参数摄动影响的问题,提出一种改进型无模型滑模控制方法。建立超局部模型降低控制系统对电机参数的依赖,并结合新型趋近律设计改进型无模型滑模控制器,利用扩展滑模扰动观测器补偿系统未知部分。实验结果表明,该方法响应速度更快,鲁棒性更强。     

基于变指数趋近律的永磁同步电机滑模控制

为进一步抑制永磁同步电机(PMSM)调速系统控制所产生的不稳定性问题,在传统指数趋近律基础上,设计了一种新型的趋近律。在传统指数趋近律的等速项中新加一个以滑模面s为变量的函数,同时对传统符号函数进行改进优化,进行曲线的平滑处理,以及进行改进趋近律的存在性、可达性证明。以改进后的趋近律构建滑模速度控制器,搭建系统的Simulink仿真模型,与PI控制方法、传统指数趋近律方法进行仿真效果对比。仿真结果显示,改进后的趋近律达到了减小抖振和提高抗扰性能的目的,各方面提升效果更加显著。     

基于滑模观测器的PMSM模糊滑模控制

在同步旋转坐标系下,针对永磁同步电机转速调节问题,提出了一种模糊滑模控制器的设计方法,削弱了滑模控制存在的"抖动"现象,具有抗外部扰动和内部参数摄动的鲁棒性。针对速度估计问题,提出了一种自适应滑模观测器法的新型无速度传感器运行的估计方法,节约了成本并增强了系统的可靠性。仿真结果表明:控制系统能够稳定运行,具有良好的动态、稳态性能。     

电力机车PMSM自适应模糊滑模控制

为研究牵引工况下电力机车永磁同步电机(PMSM)的转速控制精度,考虑轮轨接触不平顺及车体静载荷在轮对径向产生的未知时变负载转矩,建立了机车PMSM在d-q坐标系下的数学模型。针对该耦合非线性系统中存在的负载转矩,设计非线性转矩观测器对其实际值进行估计,对观测误差采用自适应模糊逻辑系统进行逼近;为考察d轴电压过零跳变对转速控制及转矩观测性能的影响,在d轴电压控制器设计中引入Nussbaum函数,并依据Lyapunov稳定性理论,构造了基于转矩观测器的自适应模糊滑模控制器。理论分析及仿真结果表明,当转矩时变或d轴电压过零时,机车PMSM闭环转速控制系统跟踪误差一致有界,转矩观测误差收敛于0。     

基于滑模观测器的PMSM无传感器控制

针对永磁同步电机(PMSM)的无速度传感器控制,提出了一种改进的滑模位置观测器.使用饱和函数减小抖振,并利用自适应低通滤波器简化估计角度的补偿.基于TMS320F2812 DSP和PS21564 IPM搭建了整个控制系统,经过调试证明系统具有较好的稳定性和工程实用价值.     

基于改进滑模趋近律和负载前馈补偿的PMSM控制研究

针对传统永磁同步电机(PMSM)控制系统中转速超调大以及负载扰动等问题,设计了改进指数趋近律滑模控制器。在传统指数趋近律的等速项和指数项上加了调节函数,使趋近律具有更快的收敛速度和更好的抗抖振能力。为了进一步提高精度,引入了低通滤波负载转矩观测器,将负载转矩的观测值进行前馈补偿以减少负载扰动。在MATLAB/Simulink上建立仿真模型,并与PI、传统指数趋近律、未进行前馈补偿的改进指数趋近律3种控制方法进行实验对比,仿真结果表明,基于改进滑模指数趋近律和转矩前馈补偿的控制策略相比于其他3种控制方法,在减少转速的超调不稳定、增强系统的抗负载扰动等能力上有进一步的提升。     

基于新型电压控制律的永磁同步电机滑模补偿控制

针对永磁同步电机转矩闭环控制系统中动态耦合项和反电动势项引发弱动态性能的问题,提出一种基于新型电压控制律的永磁同步电机滑模补偿控制方法。首先,基于永磁同步电机模型建立新型电压控制律,保证转矩闭环控制系统的稳定性。其次,利用速度估值与滑模面的函数关系,设计自适应速度观测器,对d、q轴耦合项和反电动势项进行补偿,同时实现系统的速度闭环控制。在此基础上,引入含sigmoid非线性光滑函数的滑模面,构造滑模补偿控制策略,实现控制律在整个运动过程中对参数摄动和外扰动的鲁棒性。最后,搭建Matlab/Simulink仿真模型和由TMS320F28335控制的400 W永磁同步电机的实验平台。仿真和实验结果表明所提控制方法具有转矩和电流波动小、响应快和鲁棒性强的特性。     

基于滑模模型参考自适应系统观测器的永磁同步电机预测控制

针对一种三电平驱动的永磁同步电机控制系统,设计了一种无速度传感器有限集预测控制策略。首先,针对三电平逆变器驱动电路,采用有限集预测控制策略将其开关控制矢量看成一个有限集,在此有限集中搜索使目标函数最优的开关矢量,目标函数选择为输出误差电流,保证了电机定子电流波形的质量。其次,基于滑模模型参考自适应系统(MRAS)方法,利用电机本体的参考模型与电流模型的输出误差构造滑模面,设计了电机速度观测器,以改善位置和速度估计精度并提高系统的鲁棒性,并分析证明其稳定性。实验结果表明预测控制器较传统PID控制器能够提高定子电流波形质量,同时观测器能够较精确地估计永磁同步电机转子位置和速度,具有较好的鲁棒性。实现了对永磁同步电机的无传感器预测控制。     

基于非线性干扰观测器的PMSM自适应反演滑模控制

为了解决永磁同步电机(PMSM)位置伺服系统中存在的内部参数摄动、负载扰动以及外界不确定性干扰等问题,设计了基于非线性干扰观测器(NDO)的自适应反演滑模控制器。通过NDO对系统存在的扰动进行观测,并将观测结果引入到自适应反演滑模控制器进行补偿。针对引入NDO后的系统,设计自适应反演滑模控制器,对滑模控制器中的切换增益利用自适应律进行调节,削弱系统抖振,提高系统的抗干扰能力和鲁棒性。仿真结果表明,与传统反演滑模控制相比,基于NDO的自适应反演滑模控制器对系统中存在的扰动具有更好的抗干扰能力,该控制器可削弱系统的抖振,从而提高了PMSM位置伺服系统的跟踪精度。     

基于自适应滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器控制研究

永磁同步电机无位置传感器控制多基于高频信号注入法或状态观测器法。文中在分析变结构系统的基础上，结合表面式永磁同步电机在a、b坐标下的数学模型提出1种自适应滑模观测器估算电机转子位置与转速，并得到观测器的收敛条件，推导和建立了估算的自适应率，利用李亚普诺夫理论证明了算法的收敛性。该方法克服了传统基于电机模型的无位置传感器控制方法对电机参数的依赖性，观测器的稳定性不受电机参数变化及负载扰动的影响，具有较强的鲁棒性。以表面式永磁同步电机为应用实例进行的仿真与实验结果验证了该方法理论分析的正确性与实现的可行性。     

基于自适应滑模观测器无位置传感器PMSM控制方法研究

针对无位置传感器永磁同步电机控制存在的转子位置与转速估计精度不高的问题,结合自适应算法设计了一种新型的自适应滑模观测器。滑模自身机制引起的系统抖振问题是影响电机转子位置与转速估计的最大因素。为了降抖减振,采用连续的sigmoid阈值函数代替sign符号函数;提出一个反电动势自适应估计环节代替传统的低通滤波器,提高反电动势估计精度;此外为了降低转子位置及其转速的估计误差,采用锁相环对其进行估计。最后,基于200W的PMSM搭建实验平台对上述改进算法进行验证。结果表明:电机转子位置与转速估计稳态误差分别为0.129 rad、79 r/min,能够实现无位置传感器PMSM高精度控制。     

基于频域指标的PMSM伺服系统自适应控制方法

永磁同步电机(PMSM)构成的伺服控制系统在运行过程中,电机参数会随着工作环境的变化而发生改变,导致控制精度受到很大影响。针对此问题,提出了一种基于参数辨识的自适应控制方法,利用带遗忘因子的递推最小二乘算法对电机电阻和电感进行在线辨识,根据系统对相角裕度要求,利用辨识结果实时计算出运行条件下的比例积分(PI)参数值。仿真和实验结果表明系统在电机参数发生变化时具有良好的自适应能力。     

基于龙伯格扰动观测器的PMSM模型预测控制

受工作条件及自身结构影响,永磁同步电机电感参数不是确定的,当采用离线电感参数实现模型预测控制算法时,容易产生参数失配问题,进而导致控制性能下降,为解决该问题,提出了一种基于龙伯格扰动观测器的模型预测电流控制策略。依靠包含扰动的永磁同步电机模型,构建了龙伯格扰动观测器,并根据期望极点配置原理设计了反馈系数,保证观测器的稳定性,创新性体现在利用龙伯格观测器实时估算得到的扰动值补偿由电感参数失配带来的预测精度损失,进而提高系统的控制性能。实验结果表明,提出的基于龙伯格扰动观测器补偿的模型预测控制算法具有较强的鲁棒性,在电感参数失配时,保证电流仍具有良好的稳态性能。