基于反推法的永磁同步电机全局自适应控制

针对永磁同步电机运行中存在的参数及负载不确定性,研究了基于反推法的非线性全局自适应控制设计方法,分析了闭环系统的稳定性能．仿真结果表明,该控制方法能有效地克服电机运行中参数变化和负载干扰引起的跟踪误差,具有较强的鲁棒性能以及良好的跟踪性能．

     

基于预测控制的PMSM优化仿真研究

针对在永磁同步电机的运行过程中,容易受到负载转矩扰动和参数失配的影响进而造成转速跟踪性能差和电流脉动大等问题,采用模型预测控制(MPC)的方法设计预测控制器取代传统的比例-积分(PI)调节器,对速度和电流分别做了最优控制;加入Kalman滤波器对负载转矩进行观测作为前馈补偿,并提出参数校正方法,有效地抑制了干扰负载和电感参数的不确定变化对电机性能的影响.通过Simulink对比仿真表明,上述设计方法具有更快的动态响应且无超调,同时抗干扰能力和参数鲁棒性得到显著提升.     

惯性参数大范围变化机械伺服系统鲁棒跟踪控制

机械伺服系统在执行不同任务时,要求能适应不同质量或惯量的工作负载.而工作负载的改变会导致伺服系统惯性参数的大范围变化,目前常见的运动控制方法,如PD控制,基于干扰观测器的鲁棒控制等,对上述情况表现为系统不稳定或跟踪性能变差.对上述问题,本文假定惯性参数变化范围已知,提出一种新型的非线性控制方法,用滑模技术实现了系统对惯性参数变化和外部扰动的鲁棒稳定性,和跟踪性能,引入边界层技术避免了控制切换产生的抖振现象.用Lyapunov直接法对系统的全局稳定性给出了证明,并分析了系统的暂态响应.以直流电机高精度位置伺服系统为例的仿真结果表明算法的有效性.     

电动汽车IPMSM滑模观测器速度控制方法

增程式电动汽车在实际运行中容易产生驱动电机内部参数不确定性和外部扰动的问题,制约了控制系统性能的进一步提升,针对此问题开展电动汽车内置式永磁同步电机速度跟踪控制的研究。为电动汽车驱动电机设计了常规的基于扰动上下界的滑模速度控制器。为了抑制抖振,采用滑模观测器对扰动进行观测,将观测结果前馈至控制器内部,对驱动电机中扰动进行补偿,以降低滑模控制器中的抖振。在ECE工况下对基于上下界的滑模控制和基于观测器的控制方案进行了仿真和实验,对速度的跟踪性能和抖振的削弱性能进行了对比,结果显示负载不发生变化时速度跟踪误差由±0.08 km/h缩小到±0.01 km/h,负载发生变化时,速度跟踪误差由11.3 km/h缩小到1.6 km/h。     

电液位置伺服系统内模鲁棒控制器的设计

针对电液位置伺服系统存在一定的参数不确定性和较大的负载扰动等问题,建立了电液位置伺服线性系统的数学模型,并将其转化为H∞性能准则问题.利用H∞鲁棒控制理论,设计了电液位置伺服控制系统的鲁棒状态反馈控制器;基于内模原理的设计方法,设计了跟踪控制器.仿真结果表明,该位置鲁棒跟踪控制系统不仅对于伺服系统的参数不确定性有较好的控制效果,而且可以有效地抑制位置伺服系统负载扰动的影响,并有效地提高系统的跟踪特性,使系统具有良好的动态性能.     

电液伺服系统可拓自适应PID控制策略研究

针对电液伺服系统存在非线性、参数不确定性及外部负载扰动等问题,提出一种新型的控制方法--可拓自适应PID（propotional-integrate-differential）控制．该控制方法的体系结构由常规PID控制器和可拓策略推理两部分组成,其中可拓策略推理包含特征量提取、关联函数计算、特征模式划分、控制推理决策等模块．通过关联函数来划分系统特征模式,结合控制要求对不同的系统特征状态切换控制方式并自适应整定PID控制参数．将设计的控制方法应用于电液伺服位置跟踪系统,仿真研究表明,采用可拓自适应PID控制策略的电液伺服系统具有良好的跟踪性能及较强的鲁棒性,能实现控制状态的有效转变．     

电液伺服系统自适应逆向递推控制器设计

针对电液伺服系统的精确位置跟踪控制问题,引入虚拟控制量的概念,提出了一种逆向递推控制器的设计方法;同时考虑到实际系统存在内部参数和外负载力的不确定性,采用Lyapunov稳定理论对系统的不确定性进行自适应控制律设计,最终得到了自适应Backstepping控制器,并进行了稳定性分析.仿真结果表明,设计的自适应Backstepping控制器不需要知道内部不确定性参数和外部负载力干扰的边界,与常规PID控制方法相比,具有较强的鲁棒性及良好的位置跟踪性能.     

基于H∞方法的直流电机速度控制器

针对直流电机控制系统容易受负载扰动和参数变化等影响的特点,基于H∞方法设计了鲁棒速度控制器,解决了传统控制器在满足系统跟踪性能和抗干扰性能要求方面存在的矛盾。仿真结果表明,该控制器可以很好地抑制负载的扰动及参数的不确定性,使控制系统具有很好的鲁棒性。     

永磁同步电动机的参考模型逆线性二次型(MR-ILQ)最优电流控制跟踪鲁棒性

过渡响应的鲁棒性反映输出误差的最大瞬时值. 利用l_∞范数和线性矩阵不等式(LMI), 给出了评价电流控制系统鲁棒跟踪性能的方法. 采用该方法直接评价了电流控制系统的跟踪鲁棒性能. 以内埋式永磁同步电动机为例, 对阶跃和正弦电流给定信号下的最优电流控制系统以及调速系统进行了仿真研究, 结果表明合理的控制器参数选择, 使系统能实现电流的准确跟踪以及精确的速度控制, 对参数变化和负载扰动具有很强的鲁棒性.     

同步陶板切割机位移控制系统的H_∞控制器设计

针对同步陶板切割机位移控制系统建模过程中存在参数不确定、大功率直流电机运行过程受负载波动干扰和现场复杂环境等因数的影响,提出了一种鲁棒H_∞控制器设计方法。与常规PID控制方式的仿真结果比较,鲁棒H_∞控制能有效降低参数不确定性和外部干扰对控制性能的影响。     

A Discrete‐Time VS Controller based on RBF Neural Networks for PMSM Drives

A method merging the features of variable structure control and neural network design is presented for speed control of a permanent magnet synchronous motor. The proposed control approach is based on a discrete‐time variable structure control and a robust digital differentiator for speed estimation. Radial basis function neural networks are used to learn about uncertainties affecting the system. A stability analysis is provided and the ultimate boundedness of the speed tracking error is proved. Control performance has been evaluated by simulations using the model of a commercial permanent magnet synchronous motor drive.     

永磁同步电动机的鲁棒MR-ILQ 最优电流控制

提出了永磁同步电动机鲁棒参考模型逆线性二次型最优电流控制系统的结构和数学模型，设计了最优电流控制系统的伺服控制器，分析了系统的鲁棒稳定性和鲁棒跟踪性能．以内埋式永磁同步电动机为例，对系统进行了仿真研究．仿真结果表明，系统对参数变化和负载扰动具有很强的鲁棒性，可以实现高精度的电流控制和动态解耦。     

永磁同步电动机直接转矩控制的效率优化

针对永磁同步电动机在轻载、高速运行时效率和功率因数下降的问题,提出了一种永磁同步电动机直接转矩控制效率优化策略。该策略通过分析电动机损耗与转矩、转速和定子磁链之间的关系,建立了考虑铁损的永磁同步电动机数学模型,导出了效率最优时的定子磁链幅值;将最优定子磁链计算模块嵌入直接转矩控制系统,构成了效率最优的永磁同步电动机直接转矩控制调速系统。仿真结果表明,该优化策略能有效降低永磁同步电动机功率损耗,提高电动机的运行效率。     

基于Simulink的永磁同步电机矢量控制系统研究

根据永磁同步电机(PMSM)在d-q坐标系下的数学模型,在Matlab/Simulink环境下,构建了永磁同步电机磁场定向矢量控制的仿真模型,并对PMSM控制系统进行了仿真研究,同时用仿真结果表明了该仿真模型的有效性以及控制算法的正确性,为永磁同步电机控制系统设计和调试提供了理论基础。     

永磁同步电机电机本体数学模型在MATLAB下的仿真

在电机的应用中,永磁同步电机的数学模型可以是在d/q模型或者a b c模型下建立。本文为了更好地实现永磁同步电机的矢量控制,在永磁同步电机的电压、电流、磁链的关系表达式基础上,运用MATLAB建立了其数学模型下的仿真模型,并结合park和clarke变换对所建立的数学仿真模型进行了验证。仿真结果表明所建立的永磁同步电机模型的正确性。由此为永磁同步电机的调速问题提供了更简化的模型和更广泛的应用范围。     

永磁直线电机扰动估计与补偿的位置反步控制

由于永磁直线同步电机直接驱动负载,负载突变、摩擦力和推力波动等各种干扰也将无缓冲地直接作用于电机动子上,如果不加以考虑,将会严重影响伺服系统的精度.为了克服不确定性扰动给永磁直线同步电机位置伺服系统带来的不良影响,提出一种鲁棒反步控制策略.首先,对永磁直线同步电机的数学模型进行分析,将负载阻力、推力波动和摩擦力等作为总干扰;然后,设计一种观测器对总干扰进行估计,将干扰的估计值引入到反步控制律中,起到对扰动进行补偿的作用,并利用Lyapunov函数分析系统的稳定性;最后,通过与不带扰动补偿的反步控制进行仿真比较,结果表明所提出的控制策略能够有效消除不确定性扰动对系统的影响,增强伺服系统的鲁棒性,提高电机位置的跟踪精度.     

A Quasi‐Sliding Mode Observer‐based Controller for PMSM Drives

In this paper a quasi‐sliding mode control for a permanent magnet synchronous motor (PMSM) is proposed where a cascade control scheme based on a properly designed state observer provides accurate speed tracking performance. The ultimate boundedness of both the observation error and the speed tracking error is proven. The controller performance has been validated using hardware in the loop (HIL) tests on a simulator based on the model of a commercial PMSM drive. Tests show that the proposed observer‐based controller produces good speed trajectory tracking performance and it is robust in the presence of disturbances affecting the system.     

Speed Tracking Control of Permanent Magnet Synchronous Motor by a Novel Two-step Internal Model Control Approach

The control problem of permanent magnet (PM) synchronous motor has attracted extensive attentions in both control society and industrial applications. Much recently, a local speed tracking and nonlinear disturbance rejection problem of PM synchronous motor was investigated by nonlinear internal model design. In this paper, we propose a novel two-step controller design strategy to achieve speed tracking and nonlinear disturbance rejection of PM synchronous motor with wide speed range, which combines the advantages of classical double-loop control and nonlinear internal model control. It is worth mentioning that the proposed two-step controller design strategy can not only guarantee exact speed tracking with wide speed range, but also reject small nonlinear external disturbances in the load torque, generated by a so-called nonlinear exosystem. Simulation results demonstrate the effectiveness of our design.     

永磁同步电机无传感器控制技术研究现状与控制策略综述

由于永磁同步电机无传感器控制系统具有控制精度高、安装、维护方便、可靠性强等一系列优点,成为近年来研究的一个热点。文章首先简单介绍了永磁同步电机无传感器控制技术的工作原理,在此基础上分析了永磁同步电机无传感器技术的现状,并对其控制策略进行了分析和比较,指出目前永磁同步电机无传感器控制技术的研究重点和所要解决的问题。     

基于广义预测控制和扩展状态观测器的永磁同步电机控制

在电动汽车等工况复杂的系统中,实现永磁同步电机驱动系统的快响应和强鲁棒性控制历来是研究的重点和难题.预测控制策略可实现快速的动态响应,但依赖电机的数学模型.本文结合广义预测控制理论和扩展状态观测器,提出了一种新型的永磁同步电机转速跟踪控制方法.首先基于连续时间非线性系统的广义预测控制方法,设计了速度跟踪控制器;然后针对外部扰动引起的电机性能下降问题,设计了扩展状态观测器估计系统扰动,通过对扰动量的补偿,提高了鲁棒性;而且控制器参数容易调节.试验结果表明,电机从静止到1000 r/min,与PI控制相比,超调量小,响应速度快.特别是在电机运行过程中外加负载扰动时,转速跌落更小,且更快的恢复到给定值.