自适应有限拍感应电机电流控制器设计

基于有限拍方法设计了一种自适应矢量控制感应电机的电流控制器.通过差分消去电机模型中的反电动势,利用补偿电压进一步消除电流误差.针对电流控制器对电机参数变化敏感的问题,对电机参数进行在线辨识,保证控制器参数与电机的实际参数一致.仿真结果表明,定子电流在参数变化时能够实现对参考电流的快速跟踪,同时能获得良好的稳态性能.     

基于滑模与自适应观测器的感应电机非线性控制新策略

提出一种结合滑模变结构和自适应观测技术的感应电机非线性控制新方法. 以定子电流与定子磁链为状态变量建立感应电机模型, 采用非线性分析方法建立转矩与磁链误差方程, 使用自适应滑模技术设计转矩与磁链控制器, 推导出定子电压控制量. 基于模型参考技术设计自适应观测器, 向控制器提供准确的转速辨识与磁链观测值,并给出了控制系统的稳定性证明. 该方法具有转矩脉动小、定子磁链畸变不明显的优点, 低速时也具有良好的控制性能, 且对参数与负载变化有较强的鲁棒性. 仿真与实验结果证明了该控制策略的正确性与有效性.     

感应电机转子电阻辨识及速度控制策略

感应电机转子电阻的在线辨识和补偿是提高矢量控制系统性能的重要手段。针对感应电机模型的不确定性和非线性,基于扩展卡尔曼滤波(EKF)技术,设计感应电机转子电阻在线估计器,采用模糊控制理论,设计模糊PI速度控制器,根据系统状态的变化,以模糊控制器的输出对PI控制器参数进行修正,从而改善系统的静、动态性能。Matlab仿真结果证明了所设计的EKF转子电阻辨识器和模糊PI控制器的有效性。     

基于感应电机状态方程的定子电阻辨识方法的研究

基于感应电机两相同步旋转坐标系状态方程,提出了一种新的定子电阻辨识方案。在分别利用励磁电流微分方程和转矩电流微分方程推算转速的基础上,利用二者的等量关系实现了定子电阻在线辨识。该方案的优点是,定子电阻估算仅需要电机终端可测的定子电压、电流,无须借助转子或定子磁链。仿真实验将其应用于无速度闭环矢量调速系统,实时更新转速估算模块中的定子电阻,论证了该方案对电机参数变化鲁棒性强及对改善转速估算精度的有效性。     

基于时间尺度的感应电机自抗扰控制器的参数整定

自抗扰控制器(ADRC)在感应电机控制中取得了优良的控制效果, 但控制器参数整定比较困难. 本文从时间尺度的概念入手分析ADRC参数整定问题, 通过理论分析得出感应电机的时间尺度, 并结合时间尺度与ADRC参数的关系进行参数整定, 得到了感应电机按定子磁场定向矢量控制的ADRC控制器参数整定方法, 该方法尤其适于多台电机的参数整定. 仿真结果表明该方法可行, 为感应电机ADRC提供了一种参数整定方法.     

感应电机矢量控制系统的神经网络转速辨识

为解决感应电机无速度传感器矢量控制系统的转速辨识问题,在给定的无速度传感器感应电机间接矢量控制系统中,根据感应电机的数学模型,经过一定的变换,利用电机易于检测到的定子电压和电流,以及基于BP算法的两层神经网络,用期望状态与实际状态之间的偏差来调整神经网络模型的权值,达到实时辨识电机转速的目的。该方法简单、直观,不仅利用了神经网络的优点,又能适应感应电机调速系统实时控制的要求。仿真结果验证了该方法的有效性。     

考虑边端效应的直线感应电机投影自适应指令滤波反推控制

针对考虑边端效应的直线感应电机精确位置跟踪问题,设计一种基于间接矢量控制的投影自适应指令滤波反推控制器.首先,给出间接矢量控制下考虑边端效应的直线感应电机模型;其次,运用反推法设计控制器,同时采用限幅的指令滤波器处理反推法中计算膨胀和控制器饱和问题,并对指令滤波器产生的滤波误差设计补偿信号;然后,基于李雅普诺夫稳定性理论设计自适应律,估计直线感应电机控制系统中的不确定参数(移动物件的总质量、粘滞系数、外部的负载扰动),并引入投影算子保证估计值的有界性;最后,将所设计的控制器分别与传统PID控制器、指令滤波反推控制器对比.仿真结果表明,所设计的控制器具有更强的动态性能、抗干扰性及鲁棒性.     

基于模糊逻辑的定子电阻辨识及仿真分析

针对感应电机定子电阻在电机运转过程中会发生非线性动态变化,进而影响矢量控制系统的动态性能和稳定性问题,为改善无速度传感器控制系统的调速性能,分析了基于MRAS的转子磁链和速度估算原理,提出了一种以转子磁链和定子电流矢量作为输入,以定子电阻的变化量作为输出,基于模糊逻辑的感应电机定子电阻在线辨识的方法;在仿真环境下对增加定子电阻辨识后的转速波形进行了对比,对定子电阻突变到原来值两倍时的辨识效果进行了仿真,实验结果表明这种方案结构简单,可靠性高,计算复杂度低,对定子电阻的变化具有明显的辨识能力,能显著改善控制系统的调速性能.     

间接矢量控制中的转子电阻辨识方法研究

针对感应电机的间接磁场定向控制系统中转子电阻在低速时大范围变化造成定子电流和电磁转矩脉动严重的问题,依据模型参考自适应理论和瞬时无功功率理论,提出一种基于无功功率参考模型的转子电阻在线辨识方法。辨识模型不依赖于感应电机的定子电阻,对定转子电感和转速的变化鲁棒性好,准确观测转子磁链角,使得定子电流和电磁转矩的脉动减小。将该辨识算法应用于电动轮自卸车调速系统实验平台的感应电机转子电阻辨识,仿真结果表明,较未辨识转子电阻时系统性能得到了较明显改善,转子电阻辨识能够快速收敛于实际值,响应速度快,且对定转子电感的动态变化不敏感,能有效降低转子磁链观测误差,抑制定子电流和转矩脉动,在低速时控制性能提升显著,验证了辨识算法的正确性及其工程实用价值。     

硬件在环系统中电机参数辨识及状态估计研究

矢量控制电机中的敏感参数转子时间常数的实时辨识和电机状态实时估计是电机高性能运行的保证,首先讨论了转子时间常数参数辨识,其次讨论了滑模观测器并给出了观测器稳定性分析,通过观测器得到感应电机磁链状态估计值;将得到的转子磁链值用于MRAS状态估计,得到实时的电机转速.设计了硬件在环仿真系统验证电机状态估计方法及参数辨识方法;硬件在环试验系统包含感应电机,电气测功器以及实时仿真器等硬件,通过硬件在环实时试验得到了实时的电机状态估计及参数辨识结果,试验结果验证了参数辨识及状态估计方法的有效性和实时性.     

感应电机转矩跟踪无源控制及自适应观测器设计

针对感应电机高性能转矩跟踪控制和磁链难以直接测量问题,提出了基于无源性的转矩跟踪和自适应磁链观测器控制方案.首先基于感应电机的无源性特性设计了渐近稳定转矩跟踪控制器,重新配置了系统的平衡点,通过注入阻尼提高系统的收敛速度.然后通过将定子电流和转子磁链作为状态变量构建了自适应磁链观测器,简化了观测器结构,根据Lyapunov稳定性理论设计了自适应控制律,实现转子磁链、转速和定子电阻的在线估计.为减小转速估计误差对观测器的影响,给出了观测器增益矩阵的选择方法.仿真结果表明本文所提出的基于自适应观测器的无源控制方案能够有效提高感应电机的动静态性能.     

模糊PID矢量控制在异步电机调速中的应用

为了提高三相异步电机矢量控制的性能,在传统的转速PID控制器的基础上,建立模糊PID控制器,利用Matlab/Simulink搭建基于三相异步电动机转速控制的模糊PID系统,分别使用常规PID控制器与模糊PID控制器进行控制,并进行比较。仿真结果表明模糊控制能使系统取得较好的控制性能并具有较强的鲁棒性。     

基于高阶滑模速度控制器的异步电机模型预测转矩控制

针对三相异步电机驱动系统,提出一种基于高阶滑模速度控制器的模型预测转矩控制策略.为了降低负载扰动对系统运行性能的影响,设计一种基于二阶Super-Twisting滑模技术的速度环控制器,以代替传统PI速度控制器,并应用Lyapunov稳定性理论对其稳定性和鲁棒性进行分析,得到使速度控制系统收敛的参数范围.为了提升转矩控制精度,基于异步电机的数学模型,采用模型预测转矩控制理论,以转矩和定子磁链为控制目标设计评价函数,得到最优输出电压矢量驱动电机运行.仿真结果表明,所提出的控制方法能有效提升系统对负载扰动的鲁棒性,并有效降低转矩波动,使电机具有良好的动态和静态运行性能.     

无位置传感器的永磁同步电动机反演控制

设计了一种基于无位置传感器的永磁同步电动机(PMSM)反演控制器.该控制器包括基于定子电流检测的速度观测器与反演速度控制器.速度观测器代替位置传感器实现转速的在线估计;反演控制器的设计确保速度控制系统具有快速的转速跟踪与转矩响应.通过设计全局Lyapunov函数保证了控制系统的稳定性.仿真和试验结果表明:基于速度观测器...     

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。     

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。     

自适应模糊控制在感应电动机调速系统中的应用研究

针对基于直接转矩控制的感应电动机调速系统低速运转时由定子电阻变化引起的转速静差问题,提出一种自适应模糊控制方法,首先给出定子电阻变化量的模糊估计器和感应电动机直接转矩控制的模糊实现,在此基础上提出了自适应模糊控制方案。仿真实验表明,该方案能够解决调速系统在低速范围内的静差问题。     

基于PR控制器的直接转矩控制策略研究

针对传统直接转矩控制中采用开关表控制造成转矩和电流脉动,以及传统调节器不能实现对交流输入信号的无静差控制等问题,基于电机空间电压矢量的转矩和磁链2个分量解耦的控制方式和PR控制器能够在静止坐标系下实现对交流输入信号的无静差控制,将PR控制器用于永磁同步电机的直接转矩控制中,并由此设计出磁链和转矩的双PR控制器。同时,在定子磁链的观测中,采用基于转子位置和定子电流的新型定子磁链估计方法。试验结果证明,将PR控制器对交流输入信号的无静差跟踪特性应用于基于空间电压矢量调制的直接转矩控制中,系统能获得优良的动态和静态响应,取得了显著的应用成效,由此验证了所提方法的正确性和可行性。     

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.