基于逆系统原理的感应电动机滑模速度控制

针对目前逆系统原理应用于感应电动机调速系统中时往往忽略参数不确定性的问题,从感应电动机的非线性模型出发,采用逆系统理论建立了转子电阻与负载参数不确定的感应电动机伪线性控制系统模型;提出了一种采用变指数趋近律实现的防抖动自适应滑模变结构控制方法,并将该控制方法应用于感应电动机伪线性控制系统中。仿真结果表明,基于逆系统原理的感应电动机滑模速度控制方法能够有效抑制系统参数的不确定性,提高系统的稳定性和控制精度。     

基于GAM的感应电动机比例预测方法研究

华中四省电网稳定计算负荷模型由一定比例的感应电动机并联恒阻抗组成，但电网稳定计算使用固定不变的感应电动机比例参数不能适应负荷的发展。提出一种基于GAM(Generalized Additive Model)的感应电动机比例预测方法，命名为TP-GAM(Trend and Periodicity Generalized Additive Model)。先利用纵横结合的异常检测对缺失的电力时序数据进行检测和填充修正；再根据变电站、城市、省份三个级别进行逐级聚合计算感应电动机比例；最后对感应电动机比例的时序历史数据进行周期性和趋势性的特征分析和预测。以某地区真实的感应电动机比例数据进行实验，结果表明提出的TP-GAM框架对感应电动机比例进行预测方法所得结果与传统的时间序列模型对比具有更高的预测精度。     

基于在线搜索的感应电动机模糊节能控制

针对传统的按转子磁链定向的感应电动机间接矢量控制系统在轻载情况下效率低的问题,提出了一种将基于在线搜索的模糊节能控制方法引入到传统的感应电动机控制系统中的设计方案。该方案在感应电动机瞬态运行时采用按转子磁链定向的间接矢量控制方法;在感应电动机稳态运行时采用基于在线搜索的模糊节能控制方法,以测得的直流输入功率作为控制量进行模糊寻优控制,可使电动机在最大效率处运行。仿真结果验证了该方案的正确性和有效性。     

神经网络在感应电动机调速系统中的应用研究

研究感应电动机凋速系统解耦控制问题.感应电动机调速系统是一个非线性、多变量和强耦合控制对象,传统的线性方法无法找到合适的描述模型,导致解耦控制性能相当的差.在体现适应性、实时性和鲁棒性的问题上,为了提高感应电动机调速系统解耦控制性能,将逆系统方法与神经网络相结合,提出了一种基于神经网络逆系统的感应电动机调速解耦控制方法.首先根据感应电动机调速系统的特点,建立合适的数学模型,并进行伪线性系统构造;然后采用神经网络对逆系统模型进行辨识,通过神经网络自学习实现高性能解耦控制;最后在matlab平台下进行了仿真和对比实验.实验结果表明,方法能很好实现解耦控制,使传统解耦控制方法的缺陷得到克服,具有较强适应性和鲁棒性.     

感应电动机的T-I型等效电路

感应电动机的矢量控制通过对定子电流的励磁分量和转矩分量进行解耦,从而实现对磁链和电磁转矩进行分别控制。然而,传统的感应电动机T型等效电路所表示的正弦稳态下感应电动机转子侧、定子侧及气隙所包含的电磁关系并不能明显地反映这种解耦情况。有鉴于此,在感应电动机的T型等效电路基础上,提出了一种感应电动机的T-I型等效电路。这种等效电路有助于更好地理解转子磁场定向的感应电动机矢量控制原理。     

基于MRAS的感应电动机无速度传感器控制方法

针对传统的感应电动机转速辨识算法只对电动机转速进行辨识,而没有考虑定子电阻的变化对电动机转速辨识所带来影响的问题,提出了一种改进的基于MARS的感应电动机无速度传感器控制方法。该方法采用电压模型的输出作为转子磁链、定子电阻的期望值,电流模型的输出作为转子磁链、定子电阻的推算值,根据MARS理论,以电压模型作为参考模型、电流模型作为自适应可调模型,进行电动机转速、定子电阻的辨识。仿真结果表明,该方法能够同时辨识电动机转速和定子电阻,有效消除了定子电阻发生变化对电动机转速辨识带来的影响,提高了感应电动机控制系统的低速辨识性能。     

单相感应电动机瞬态过程的SIMULINK仿真

根据单相感应电动机在d-q静止坐标系下的动态数学模型，用MATLAB软件中的动态仿真工具SIMULINK构造出电容单相感应电动机的仿真模型。通过实例对电容起动单相感应电动机和电容起动、电容运行单相感应电动机的瞬态特性进行仿真计算，并对仿真结果进行分析。     

多机传动机械系统的同步控制

本文提出通过磁场定向控制分别控制多个感应电动机跟踪同一个指令性速度的多机驱动机械系统的同步控制方案,通过建立全维转子状态估计器,辩识感应电动机的转子速度,定子和转子电阻,瞬时外负载,根据外负载辩识结果与速度ＰＩＤ控制器确定感应电动机的转矩电流,实现感应电动机的无速度传感器控制,计算机仿真结果表明了该控制方案的有效性。     

三维多层仿形织造过程多机协同智能控制技术

三维多层仿形织造过程多机同步协同控制是其关键技术之一。本文通过对三维多层仿形织造工艺技术的研究,依据磁场磁链定向控制作用机理,提出了一种对磁场磁链定向和变力矩控制的方法,来分别对多个感应电动机进行速度和力矩跟踪智能控制。依据控制方法,通过建立全维转子状态估计器,来辨识感应电动机的转子速度、定子和转子电阻、瞬时外负载等参数。由外负载辨识结果与速度、力矩PID控制器来确定感应电动机的转矩电流,实现感应电动机速度与力矩控制。仿真实验与三维多层仿形织造工程试验结果表明了该智能控制方法的先进性和实用性。     

非正弦供电感应电动机传动系统稳态仿真方法

为克服谐波分析法的近似性,提出利用三相交流电路的波形对称条件,通过坐标变换得到感应电动机的常因数状态方程,根据基于对称因数矩阵的状态方程解析求解方法,确定状态变量的初值,直接求得非正弦变频电源供电时感应电动机传动系统稳态运行的时域解.以方波电压源供电感应电动机传动系统为例,分别进行稳态仿真和动态仿真.仿真结果的对比表明,该方法正确、有效,可为其他电力传动系统的稳态分析提供参考.     

双转子涡喷发动机气动性能优化控制研究

航空发动机的控制规律作用巨大,它决定了发动机能否获得设定的稳态工作下性能指标,同时保证工作过程中的压气机和涡轮的气动稳定性;双转子涡喷发动机气动性能优化控制的目的就是有效地挖掘发动机的使用潜力;研究方法采用部件特性法对发动机进行稳态建模,并针对某双转子涡喷发动机的稳态模型进行三种不同稳态控制规律下的仿真,得到发动机性能参数的不同变化趋势,并对其进行了详细的分析;结果表明:保持低压转子转速不变的情况下,随着压气机进口总温的增加,高压转子转速上升,涡轮前温度升高,发动机推力增加;保持涡轮前温度不变的情况下,随着压气机进口总温的升高,低压压气机气动负荷变重,低压转子转速降低;高压转子转速也下降,但是下降幅度很小;燃油流量增加;保持高压转子转速不变的情况下,随着压气机进口总温的升高,燃油流量有一定的增加,低压转子转速有所降低;推力受多重因素的影响,推力值变化趋势较为复杂。     

An MRAS method for sensorless control of induction motor over a wide speed range

This paper addresses the problem of wide speed range sensorless control of induction motor.The proposed method is based on model reference adaptive system (MRAS),in which the current model serves as the adjustable model,and a novel hybrid model integrating the modified voltage model (MVM) and high-frequency signal injection method (HFSIM) are established to serve as the reference model.The HFSIM works together with MVM to improve the performance of the rotor speed and rotor flux position estimation at low speed,whereas at high speed,the MVM acts alone.In addition,a rotor resistance online estimation scheme is proposed to update the rotor resistance contained in the adjustable model and to ensure the estimation accuracy further.Experimental results show that the proposed MRAS method is very effective from low to high speed range,including zero speed.     

双馈风力发电机无速度传感器控制研究

间接利用定子、转子电流间的比例关系,分析转子电流和转子位置观测之间的关系,提出了一种基于PQ 功率转子位置观测法的DFIG 矢量控制策略,这种控制策略克服了其他速度观测方式在同步速运行时观测不准的缺陷,具有较宽广的运行范围,能够取得与有速度传感器控制相似的稳态性能。最后构建了DFIG 仿真与实验平台,对所述无位置传感器控制策略进行了仿真与实验验证。仿真结果和试验结果证明了这个控制方法的正确性与有效性。     

基于左逆系统的无轴承异步电机无速度传感器运行

为了解决无轴承异步电机运行控制中转速检测的问题,实现对其高性能控制,提出了一种基于左逆系统的无速度传感器控制方法.建立了转速与转矩绕组定子电流的子系统,并证明了该子系统是左可逆的,将左逆系统与该子系统串联,便可实现对转速的观测.应用该方法建立了无轴承异步电机无速度传感器的矢量控制系统,并进行仿真研究.结果表明,该方法能在无轴承异步电机全速范围内准确观测出转速,实现无速度传感器方式的稳定悬浮运行.     

An online estimator for rotor resistance in vector drives of induction machines based on Walsh functions

In a modern electrical driver, rotor field oriented control an appropriate transient response. In this method, the space （RFOC） method has been used to achieve a good performance and vector of the rotor flux comes handy by the rotor resistance value. The rotor resistance is one of the important parameters which varies according to motor speed and room temperature alteration. In this paper, a new on-line estimation method is utilized to obtain the rotor resistance by using Walsh functions domain. The Walsh functions are one of the most applicable functions in piecewise constant basis functions （PCBF） to solve dynamic equations. On the other hand, an integral operational matrix is used to simplify the process and speed of the computation algorithm. The simulations results show that the proposed method is capable of solving the dynamic equations in an electrical machine on a time interval which robustly estimates the rotor resistance in contrast with injection noises.     

A sliding-mode observer for high-performance sensorless control of PMSM with initial rotor position detection

This paper proposes a new method to detect the initial rotor position at standstill of permanent magnet synchronous motor (PMSM). To estimate rotor position and rotor speed from the back electromotive force (EMF) voltage, we apply sensorless speed control based on sliding-mode observer (SMO). The initial rotor position is detected by using a suitable high-frequency sequence of voltage pulses intermittently applied to the stator windings at standstill. With this approach, we managed to minimise the error on the estimated position to 3.75° electrical degrees without additional materials and uncomplicated calculations. The stability of the proposed SMO was verified using the Lyapunov method. Numerical simulations and experiments demonstrate that the novel SMO method can effectively estimate rotor position and speed with achievement of good static and dynamic performance. The experimental implementation is carried out on powerful dSpace DS1103 controller board based on the digital signal processor (DSP) TMS320F240.     

Backstepping Control of Speed Sensorless Permanent Magnet Synchronous Motor Based on Slide Model Observer

This paper presents a backstepping control method for speed sensorless permanent magnet synchronous motor based on slide model observer. First, a comprehensive dynamical model of the permanent magnet synchronous motor(PMSM) in d-q frame and its space-state equation are established. The slide model control method is used to estimate the electromotive force of PMSM under static frame, while the position of rotor and its actual speed are estimated by using phase loop lock(PLL) method. Next,using Lyapunov stability theorem, the asymptotical stability condition of the slide model observer is presented. Furthermore, based on the backstepping control theory, the PMSM rotor speed and current tracking backstepping controllers are designed, because such controllers display excellent speed tracking and anti-disturbance performance. Finally, Matlab simulation results show that the slide model observer can not only estimate the rotor position and speed of the PMSM accurately, but also ensure the asymptotical stability of the system and effective adjustment of rotor speed and current.     

利用插入高频电流进行异步机转速辨识方法的研究

本文描述了一种异步电动机无速度传减速矢量控制系统转速辨识的新方法,它利用在ｄ轴插入的高频电流在矢量控制未完全解耦时产生的转矩纹波,估算转子磁链角速度。     

Adaptive sensorless robust control of AC drives based on sliding mode control theory

This paper focuses in the design of a new adaptive sensorless robust control to improve the trajectory tracking performance of induction motors. The proposed design employs the so‐called vector (or field oriented) control theory for the induction motor drives, being the designed control law based on an integral sliding‐mode algorithm that overcomes the system uncertainties. This sliding‐mode control law incorporates an adaptive switching gain in order to avoid the need of calculating an upper limit for the system uncertainties. The proposed design also includes a new method in order to estimate the rotor speed. In this method, the rotor speed estimation error is presented as a first‐order simple function based on the difference between the real stator currents and the estimated stator currents. The stability analysis of the proposed controller under parameter uncertainties and load disturbances is provided using the Lyapunov stability theory. The simulated results show, on the one hand that the proposed controller with the proposed rotor speed estimator provides high‐performance dynamic characteristics, and on the other hand that this scheme is robust with respect to plant parameter variations and external load disturbances. Finally, experimental results show the performance of the proposed control scheme. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

异步电动机的非线性自适应控制

本文针对对磁场定向的ｄ－ｑ坐标系下的４阶包含机、电动力学的异步电动机的模型，运用非线性自适应的反馈线性化的控制方法，设计一个新近跟踪负载和转子电阻实际值的非线性辩识算法，一旦这两个未知常数被辩识，则可实现速度和磁链调节的解耦控制，仿真结果证明系统具有良好的稳、动态性能。