考虑铁损的电动汽车用永磁同步电机Hamilton镇定控制

电动汽车用永磁同步电机(PMSM)工作于有限能量供电条件下,其铁损对驱动系统的影响不容忽略.对此,首先推导了考虑铁损的PMSM完整动态数学模型,并建立了其端口受控Hamilton模型;然后利用互联和阻尼配置及能量整形方法实现了考虑铁损的PMSM驱动系统的Hamilton镇定控制;最后分析了阻尼参数和铁损对电机转速的影响.仿真结果表明,Hamilton控制可实现系统的快速镇定;系统可有效抑制负载扰动;考虑铁损有助于提高电动汽车PMSM驱动系统的控制性能和控制精度.     

电动汽车用感应电机动态平衡点的反馈耗散Hamilton控制

针对电动汽车行驶过程中路况变化频繁,其对应的配套感应电机给定转速和负载不断变化,从而导致系统平衡点也随之变化的特点和忽略铁损引起的控制不精确的问题,研究了基于动态平衡点的计及电动汽车用感应电机反馈耗散Hamilton控制问题.首先根据感应电机的工作特性计算出平衡点,然后选取适当的状态反馈,通过预置反馈的方法建立了系统的动态模型,并基于能量耗散特性实现了对电动汽车用感应电机在动态平衡点处的反馈耗散Hamilton控制,保证了整个系统的全局稳定性.最后仿真结果验证了该控制策略的有效性.     

风力发电系统的Hamilton建模及其无速度传感器控制

本文研究了基于端口受控Hamilton(port-controlled Hamiltonian, PCH)模型的永磁同步风力发电系统的无速度传感器控制问题. 首先根据风力发电系统本身的物理结构特性, 建立其端口受控Hamilton结构模型, 然后基于此模型设计了系统的全维状态观测器, 得到系统的速度估计, 从而实现了系统无速度传感器控制. 在控制器设计中还考虑了系统存在参数不确定情况下的自适应控制问题, 以及在控制器设计中用状态量的估值直接替代不可测状态量时存在的误差问题. 最后仿真实验证明了控制器的有效性.     

考虑铁损的电动汽车用感应电机矢量控制及其能量优化策略

电动汽车用感应电机励磁电感一般较小,高速时铁损大,采用经典矢量控制策略存在轻载低效和由忽略铁损引起的控制不精确等问题.首先根据同步旋转坐标系下考虑铁损的感应电机动态数学模型,分析了铁损对按转子磁场定向矢量控制的影响,给出了动态和稳态两种补偿方案.然后从调节磁通水平的角度,提出了一种基于损耗模型的感应电机能量优化控制策略,并讨论了铁损等效电阻变化对优化控制的影响.仿真和实验结果表明,给出的补偿控制策略克服了经典矢量控制磁场定向及转矩控制不准确的缺陷;提出的的能量优化控制策略不但节能效果明显,而且具有寻优速度快、转矩和转速波动小等优点,为高性能要求的电动汽车电驱动系统高效运行提供了有效途径.     

基于Hamilton函数方法的多机多负荷电力系统分散励磁控制

采用Hamilton函数方法研究了多机多负荷电力系统的励磁控制问题. 首先, 通过预置状态反馈完成了系统的耗散Hamilton实现. 然后, 基于该耗散实现形式设计了非线性分散励磁控制器, 分析了闭环系统的稳定性. 该控制器能充分利用系统内在的功率平衡特性. 仿真结果验证了控制策略的有效性.     

不确定机器人的自适应神经网络控制与学习

针对具有未知动态的电驱动机器人,研究其自适应神经网络控制与学习问题.首先,设计了稳定的自适应神经网络控制器,径向基函数(RBF)神经网络被用来逼近电驱动机器人的未知闭环系统动态,并根据李雅普诺夫稳定性理论推导了神经网络权值更新律.在对回归轨迹实现跟踪控制的过程中,闭环系统内部信号的部分持续激励(PE)条件得到满足.随着PE条件的满足,设计的自适应神经网络控制器被证明在稳定的跟踪控制过程中实现了电驱动机器人未知闭环系统动态的准确逼近.接着,使用学过的知识设计了新颖的学习控制器,实现了闭环系统稳定、改进了控制性能.最后,通过数字仿真验证了所提控制方法的正确性和有效性.     

并联混合有源滤波器哈密顿系统建模及无源控制

并联混合有源滤波器(SHAPF)的控制策略是决定其稳定性和谐波治理效果的关键因素之一,利用SHAPF自身的无源性设计控制器可以取得比常规控制器更好的控制效果.首先建立了SHAPF端口受控哈密顿系统模型,然后基于互联和阻尼配置无源控制方法,提出了一种新的SHAPF非线性控制策略,从理论上保证了闭环系统的渐进稳定.最后仿真实验证明了该控制策略能够有效消除电网中的谐波电流,与传统线性二次型调节器(LQR)相比,该控制策略具有更好的稳态补偿效果和对负载变化的干扰抑制能力.     

感应电机最小定子电流的PI预测函数控制

研究感应电机效率优化问题,针对目前传统控制方法在电动机动态时为使电机能够提高响应性能而无法兼顾效率优化的缺点,设计了一种基于多变量PI预测函数的最大转矩电流比控制策略.通过引入预测输出误差项,构建具有比例、积分性质的多变量预测函数控制器,并应用到感应电机电流环控制中.能够有效地控制定子电流励磁分量与转矩分量,从而实现电动机转子磁链与转速的解耦控制.改进型多变量PI预测函数控制策略具有跟踪效果好、抗干扰能力强、无超调、稳态误差小的优点,兼顾了感应电机的动态效率与转速响应速度.同时该算法与传统预测控制器结构类似,便于广大工程人员设计实现,适用于电动汽车中的驱动电机.     

基于统一PCHD 建模的永磁同步电机无源控制

针对表面式永磁同步电机( SPMSM) 驱动系统的非线性特点,着眼于调速系统的 高性能要求,基于互联和阻尼配置的能量成形方法和端口受控耗散哈密顿( PCHD) 系统原理, 研究了SPMSM 系统的统一PCHD 建模和速度控制问题。首先,从能量平衡的观点,建立了逆 变器、考虑铁损的SPMSM、机械负载一体的不确定系统统一PCHD 数学模型,然后在此基础 上,设计了SPMSM 驱动系统的无源控制器,逆变器非线性扰动由扩张状态观测器进行补偿, 最后利用自抗扰控制设计了速度调节器得到q 轴期望的电流,所得控制器更加简单和容易实 现。仿真结果表明,所提方法实现了全局稳定性控制、鲁棒性强; 调速系统具有优良的动、静 态性能。     

电动汽车感应电机驱动系统效率优化控制

针对电动汽车感应电动机变频驱动系统存在的轻载低效问题,考虑电机定转子铜损和铁损,研究了感应电动机变频驱动系统效率优化控制算法．采用减小磁链搜索范围的方法,改进了黄金分割法在线搜索控制器,设计了以数字信号处理器TMS320LF2407为控制电路核心的实验系统,对损耗模型控制算法、黄金分割法和改进的黄金分割法在线搜索控制算法分别进行了对比实验研究．实验结果表明,两类控制策略都能够有效提高感应电动机变频驱动系统的运行效率;基于损耗模型的控制算法具有寻优速度快、磁链和转矩波动小的优点,而改进的黄金分割法搜索控制器算法简单,效率优化效果优于基于损耗模型的控制器;在线搜索控制算法不受电机参数变化及建模精度的影响,具有更为广泛的应用前景．     

基于无刷直流电机控制器设计

无刷直流电机具有运行效率高、调速性能好、结构简单、维护方便、运行可靠的优点,是电动汽车驱动系统的理想动力来源;安装在电动汽车上的驱动电机所处环境复杂,工况多变,启停频繁;然而,目前电机控制器响应速度慢、控制精度低、稳定性误差大、抗干扰力弱。为了解决这些难题,通过建立无刷直流电机的数学模型,研究电机的矢量控制算法基本原理以及实现方式,设计出了电流、转速双闭环的调速控制系统,通过引入先进的控制策略来提高控制器性能;最后,通过对无刷电机控制器进行实际测试,实验结果表明,与传统 PID 控制相比,在相同的调整频率下。本次设计的控制器具有调节时间小,调速范围广,转速波动小的优点,验证了设计的可行性。     

Sensorless torque control scheme of induction motor for hybrid electric vehicle

In this paper, the sensorless torque robust tracking problem of the induction motor for hybrid electric vehicle （HEV） applications is addressed, Because motor parameter variations in HEV applications are larger than in industrial drive system, the conventional field-oriented control （FOC） provides poor performance. Therefore, a new robust PI-based extension of the FOC controller and a speed-flux observer based on sliding mode and Lyapunov theory are developed in order to improve the overall performance. Simulation results show that the proposed sensorless torque control scheme is robust with respect to motor parameter variations and loading disturbances. In addition, the operating flux of the motor is chosen optimally to minimize the consumption of electric energy, which results in a significant reduction in energy losses shown by simulations.     

Sensorless torque control scheme of induction motor for hybrid electric vehicle

In this paper, the sensorless torque robust tracking problem of the induction motor for hybrid electric vehicle (HEV) applications is addressed. Because motor parameter variations in HEV applications are larger than in industrial drive system, the conventional field-oriented control (FOC) provides poor performance. Therefore, a new robust PI-based extension of the FOC controller and a speed-flux observer based on sliding mode and Lyapunov theory are developed in order to improve the overall performance. Simulation results show that the proposed sensorless torque control scheme is robust with respect to motor parameter variations and loading disturbances. In addition, the operating flux of the motor is chosen optimally to minimize the consumption of electric energy, which results in a significant reduction in energy losses shown by simulations.     

矿用防爆柴油机无轨胶轮车检测系统建模

由于煤矿无轨辅助运输中有害气体排放和柴油机事故率高,由电池组供电的无轨橡胶轮胎电动车的弹簧来了。本文考虑了驱动系统,以提高电动汽车的性能。为适应煤矿复杂环境,无轨胶轮电动汽车基本结构分析基于三相交流感应电动机。在详细阐述了感应电动机的矢量控制理论后,在Matlab / Simulink中建立了带感应电动机转子的无轨胶轮电动车驱动系统的磁场定向矢量控制系统模型。仿真结果表明,所提出的控制算法允许驱动系统实现良好的稳态和动态性能。     

电机驱动驻车系统的非线性自抗扰控制

电机是电动汽车的动力源,能快速启动,并通过矢量控制技术精确控制输出转矩.本文针对电动汽车电子驻车系统制动问题,提出了一种采用自抗扰控制技术驱动电机实现驻车制动的有效方法.为此分析了车辆在坡道上的纵向运动学模型,结合电机数学模型和整车模型,设计了电动汽车电子驻车非线性自抗扰控制器,并搭建了闭环仿真模型.仿真结果表明,自抗扰控制系统响应性能明显优于PID控制,最后通过实验,验证所设计的控制方案对驻车过程内外扰动具有较强的鲁棒性,能够实现驻车过程快速有效制动.     

一种基于TL494芯片的电动车电机控制器

他励直流电动机驱动系统结构简单、性能可靠、成本低,适合在小型电动车上运行,有效的降低了电动汽车的价格,有利于电动汽车的普及。本文在分析电动车用他励直流电机工作原理的基础上,论述电机驱动系统的整体方案,并设计3KW/36V他励有刷直流电机控制器。该控制器主要通过TL494控制,包括36V铅酸蓄电池欠压保护,控制器的过热保护等功能。经实验证实该控制器达到设计指标,工作稳定可靠,满足电动车的各种运行情况,保护功能完善并具有能量回馈等功能。