基于模糊控制的双闭环直流电机调速系统

为优化双闭环直流电机控制系统、减小双闭环控制系统中传统PI控制器速度超调、解决模糊直流电机控制系统中电流环PI参数调节不能很好地发挥电流反馈作用的问题,提出一种双模糊闭环控制系统,在此双模糊闭环系统中,速度环和电流环均采用模糊控制,通过衰减比例法对双闭环调节器相关参数进行整定。实验仿真结果证明了双模糊闭环控制系统在直流调速控制系统中实现了对转速和电流的有效控制,更优于传统的控制方法。     

基于MATLAB的异步电动机矢量控制变频调速系统的仿真

根据异步电动机矢量控制的基本原理,应用MATLAB6.5中的电力系统仿真工具(Sim-PowerSystems),对异步电动机矢量控制系统建立仿真模型,并结合具体实例给出系统结构图。本文采用转速、磁链闭环的直接矢量离散控制系统仿真模型,进行了控制系统的动态仿真,并根据转速、转矩、电流波形对PI调节器的参数进行理论分析,通过仿真波形结果验证了PI调节器参数调节的有效性和正确性,电机调速特性有所提高。     

无刷直流电机抗饱和变结构PI控制研究

无刷直流电机(BLDCM)电流滞环控制系统中转速调节器因存在电流限幅环节会产生积分饱和现象,从而导致了控制系统的超调量增大,动、稳态性能变差等一系列问题。为此,对BLDCM电流滞环控制系统的积分windup现象进行了分析,并将抗饱和变结构PI控制算法应用到BLDCM电流滞环控制系统的转速调节器中。为验证采用控制方法的有效性,在MATLAB/Simulink仿真平台下搭建了控制系统仿真模型,仿真结果表明:相对于传统的PI控制算法,抗饱和变结构PI控制算法能够使系统的积分饱和现象得到抑制,速度响应的超调量更少,到达稳态时间更短,同时还提高了系统对负载扰动的鲁棒性。     

永磁同步电机电流环电压前馈解耦控制

电流环是构成高性能永磁同步电机伺服系统的根本,其动态响应特性直接关系到矢量控制策略的实现。针对实际控制系统中所采用的传统PI电流调节器忽略交直轴电流的耦合的问题,设计了以反馈电流和反馈速度为输入的电压前馈补偿的电流调节器。通过在矢量控制系统的仿真表明,采用电压前馈型电流调节器的系统相对于传统的PI电流调节器的系统,具有更好的动态特性、更快的响应速度。最后在基于TMS320F28335的永磁同步电机矢量控制系统上进行实验验证,实验结果进一步验证了仿真结果。     

智能PI算法在永磁同步电动机控制系统中的应用

应用SVPWM的基本原理,在MATLAB平台上搭建永磁同步电动机(PMSM)矢量控制系统模型。为了改善传统PI调节系统的动态性能,引入一种智能PI调节器作为转速控制器。仿真结果得出:同样的仿真环境下,应用智能PI调节器的控制系统的起动定子电流、起动电磁转矩、动态速降和恢复时间均小于使用传统PI调节器的控制系统,为提升PMSM控制系统的整体性能提供新思路。     

基于智能PI的永磁同步电动机近似最大转矩电流比控制

在永磁同步电动机数学模型和最大转矩电流比(MTPA)控制理论基础上,通过优化算法研究了一种近似最大转矩电流比控制,对转矩电流关系进行线性化,便于工程应用。为了改善传统PI调节系统的动态性能,采用一种智能PI调节器作为系统的转速外环控制器。仿真结果表明:近似最大转矩电流比控制性能接近最大转矩电流比控制,相同的负载扰动下智能PI控制系统的动态速降和恢复时间均小于传统PI控制系统。     

无刷直流电动机的双闭环调速系统的设计与仿真

详细设计了两个PI调节器:转速PI调节器和电流PI调节器。在Matlab/Simulink中对无刷直流电动机的双闭环调速系统进行了仿真,包括:空载起动的转速波形和电流波形、t=3s时突加负载的转速波形和电流波形。仿真结果验证了该系统能平稳运行且具有较好的静、动态特性。     

基于PDFF速度调节器的PMLSM无差拍电流预测控制

针对电磁弹射用永磁同步直线电机控制系统动态响应速度快、抗干扰能力强的需求,传统永磁同步直线电机PI控制系统无法满足控制需要的现状,本文设计了具有高动态性能、强鲁棒性的速度-电流双闭环控制系统。在转速环引入伪微分前馈-反馈调节器,电流环采用无差拍电流预测控制,同时为消除永磁同步直线电机参数失配以及外部扰动造成的电流波动,设计了扩张状态观测器对扰动进行观测,并对电压参考值进行补偿,提升了系统的鲁棒性和动态响应能力。最后利用MATLAB/Simulink仿真验证了设计的可行性,设计的系统相较于传统PI速度调节器电流预测控制系统动态响应速度更快、抗干扰能力更强。     

基于Popov超稳定理论的PMSM转速辨识

针对永磁同步电动机参数变化导致转速不准的问题,提出一种基于观测q轴电流的模型参考自适应(MRAS)转速估计策略。该方法在基于i_q=0转子定向控制永磁同步电机的基础上,将实际电流和估算电流的偏差作为自适应PI调节器输入,借助Popov超稳定性理论设计了一种简化的MRAS估算模型,从而得到估计转速,同时辨识定子电阻。通过Matlab软件对算法进行仿真,并根据仿真模型设计了基于STM32的永磁同步控制系统,结果表明采用自适应模型进行转速估计同传统的PID控制方法相比,具有较高的转速估计精度,鲁棒性强。     

一种新型表贴式PMSM参数在线辨识方法研究

针对传统永磁同步电机(PMSM)矢量控制,在分析参数变化带来的影响与电流环PI调节器之间关系的基础上,提出一种在线辨识PMSM电感和永磁体磁链的方法。该方法在同步旋转d,q坐标系下,利用d,q轴电流环PI调节器的输出对所辨识参数进行估算,并建立了基于参数辨识的表贴式PMSM的矢量控制系统,利用所建立的仿真和实验系统进行了仿真和实验研究。结果表明,所辨识参数能够快速准确地收敛到真实值,系统稳定后,电流环PI调节器输出为零,提高了系统的动态性能。     

指数趋近律滑模控制在BLDCM控制系统中的应用研究

针对无刷直流电机（BLDCM）经典的直接转矩控制（DTC）磁链观测困难、电流滞环控制开关频率高、开关损耗大等问题,将一种简化的直接转矩控制应用到无刷直流电机控制系统中.为改善控制系统的性能及削弱滑模控制引起的抖阵问题,将一种基于指数趋近律的滑模控制器应用到转速调节器中,并对该控制策略的可行性进行理论分析.通过Matlab/Simulink仿真,表明无刷直流电机的简化直接转矩控制比电流滞环控制转矩脉动更少.基于指数趋近律的滑模控制与基于传统PID控制的无刷直流电机简化直接转矩控制相比,转速响应快,超调少.     

LCL型三相光伏并网逆变器新型控制策略研究

LCL滤波型并网逆变器是高阶多变量控制系统,传统并网电流单一控制方法,不能确保系统稳定性良好的同时又较好的改善并网电流质量。为此提出了一种基于LCL型并网逆变器的新型复合电流控制技术。文中详细分析了LCL滤波器的特点,其在谐振频率处存在谐振尖峰,通过在电流环中增加陷波器的方法实现了LCL滤波器的有源阻尼,提高系统稳定性的同时又不需要额外增加传感器;并网电流调节器将重复控制(RC)和准比例谐振控制(QPR)有机结合,提高了系统的动态响应速度,且降低本地非线性负载扰动和电网电压频率波动对并网电流质量造成的影响,实现对基频信号的无静差跟踪控制和单位功率因数并网。通过Matlab/Simulink仿真测试,验证了陷波器有源阻尼及重复准PR复合控制策略的正确性和有效性。     

开关磁阻电机调速控制策略的仿真研究

针对开关磁阻电机调速系统这一非线性控制系统,提出了采用模糊控制理论与常规PID调节器相结合而构建的模糊-PID双模复合控制策略,着重介绍双模复合控制器的设计原理和方法,并将该控制器应用于开关磁阻电机控制系统的速度控制中。理论分析与仿真实验结果表明,该控制方法较常规PID控制及单纯的模糊控制器具有更好的控制性能,极大地提高了开关磁阻电机调速系统的响应速度、动静态性能,增强系统的鲁棒性和抗干扰能力。     

开关磁阻电机转速调节器参数模糊自整定的研究

开关磁阻电机(SRM)具有较强的非线性,很难建立其准确的数学模型,在传统PID调速控制中难以获得整个调速范围内Kp、KI、KD 3个参数的最优组合。而固定参数的传统PID调节器,不利于系统调速的精准性与抗干扰性。通过分析传统PID调节器3个参数的控制特点,主要针对起动、调速、负载扰动等若干状态下,建立适当的、通用的模糊控制规则,将模糊控制和PID控制相结合,构成SRM的模糊PID转速调节器,实现Kp、KI、KD 3个控制参数的自适应调节,从而获得在整个调速范围内不同负载下较好的调速特性。仿真试验表明,所提出方法避免了固定参数转速调节器的比例积分环节导致的低速、轻载工况下的转速超调与振荡,克服了单纯模糊控制所导致的调速误差。     

基于扰动观测与分数阶终端滑模转速调节器的永磁同步电机模型预测控制

针对三相永磁同步电机(PMSM)驱动系统,为提高其转速控制精度和响应速度,减小定子电流脉动,结合分数阶控制理论和终端滑模控制技术设计了一种分数阶终端滑模(FOTSM)转速调节器。在提高系统响应速度和精度的同时减小了传统滑模控制的抖振,增强了系统的抗扰动能力和鲁棒性;考虑PMSM在实际运行过程中易受到参数变动及外部扰动不确定性等因素的影响,基于滑模控制技术设计了一种扩展滑模扰动观测器(ESMDO),实现了对系统所受内外扰动的实时观测及前馈补偿;采用分数阶控制理论来设计转速调节器能够更加切合实际的控制过程,使所得到的系统参数和实验数据更加符合电机运行的真实情况;采用模型预测转矩控制(MPTC)算法取代传统的DTC系统,减小了转矩和磁链脉动、提高了系统的运行性能。通过对比仿真验证了所设计的控制策略的正确性。     

基于多滑模变结构的双向并网变换器虚拟惯性控制策略

针对直流微电网惯性低、母线电压抗干扰能力差的问题,以双向并网变换器为控制对象,提出一种基于多滑模变结构的虚拟惯性控制策略。内环采用基于指数趋近律的滑模电流控制,快速跟踪并网电流给定值,提高系统的响应速度。外环建立虚拟惯性控制方程与电压滑模面结构,增强直流微电网的惯性,平抑直流母线电压波动。通过小信号扰动法和Nyquist判据证明了双向并网变换器在所提控制策略下的稳定性。最后,搭建了相应的仿真模型和StarSim HIL硬件在环实验平台。仿真及实验结果表明,与基于PI控制和无源控制的虚拟惯性控制策略相比,文章所提控制策略具有更好的动态、静态特性,提高了直流母线电压的稳定性。     

配网静止同步补偿器控制新方法研究

在两相同步旋转d-q坐标系下建立了配网静止同步补偿器(D-STATCOM)数学模型。针对D-STAT-COM,基于微分几何理论,提出一种基于反馈线性化内模控制策略。采用状态反馈线性化方法,实现D-STAT-COM的线性化,使得内环dq电流解耦,省去了传统双闭环控制中的电流内环PI调节器;外环采用内模控制方法设计控制器,结构简单,参数单一,便于调整。仿真结果表明,该方法比传统PI控制能更有效地提高系统稳定性,改善动态响应品质。     

永磁伺服电机模糊PID自整定SVPWM控制研究

针对永磁同步电机自身的非线性、强耦合性以及时变性特点,以及传统P ID控制策略不能跟随系统参数的变化而自动做出整定等问题。通过对模糊理论分析,本文提出了一种简单实用的永磁同步电机控制策略,即模糊PID自整定SVPWM控制方式。采取SVPWM 的方式产生三相电流驱动电机,通过模糊逻辑语句建立了模糊控制规则,并实现与 PID 控制参数相结合,实现实时改变电机控制参数功能,并利用 MATLAB工具建立了模糊 PID 自整定SVPWM闭环矢量控制系统仿真模型。仿真结果表明：系统转速实现无超调,响应速度和扰动恢复时间与传统PID控制方式相比缩短了一半。该方法提高了永磁交流伺服系统的控制精度,具有良好的动静态性能,在工程应用上提供了一种简单、易实现的控制方法。     

基于滑模观测器估计误差反馈的永磁同步电机转速控制策略

针对高精度伺服调速系统的永磁同步电机(PMSM)响应速度慢、转速跟踪性能差和转矩脉动大等问题,提出一种基于滑模观测器(SMO)估计误差反馈的永磁同步电机转速控制策略。首先,在永磁同步电机矢量控制基础上设计以滑模观测器转速估计误差实时分配转速PI控制和滑模控制(SMC)的复合控制策略; 其次,利用滑模观测器转速、转角估计误差设计转角速度补偿调节器对转速实时补偿,由此进行误差的转速补偿控制。最后,结果表明基于滑模观测器估计误差反馈的永磁同步电机转速控制策略相较于PI控制和滑模控制具有较小的超调量、良好的平稳性和较强的抗扰能力等优点