基于RBF神经网络空间矢量法对PMSM的控制

将模糊径向基函数(f-RBF)神经网络算法用于永磁同步电机(PMSM)的速度控制.针对电机的动态和非线性特点,结合PMSM驱动的矢量控制方法,设计了f-RBF在线辨识器和速度控制器.在Matlab/Simulink下将该方法与传统的PID控制PMSM进行了仿真比较.实验结果表明了该方法的有效性,且系统响应速度快,动态性能优异,鲁棒性好.     

采用GA的永磁同步电机直接转矩调速

永磁同步电机直接转矩控制受定子电阻变化影响,进而影响调速系统的精度。本文采用遗传算法动态调整直接转矩控制的调速系统控制器参数的策略,使控制器参数及转矩给定值随转速的波动而调整,克服电阻变化引起磁链控制器输出不准确,达到稳定输出转速的目的。该策略在定子电阻变化较大情况下,仍具有高控制精度。仿真结果验证了这一遗传算法永磁同步电机直接转矩控制调速系统控制策略的有效性。     

基于直接转矩控制的风轮模拟仿真研究

基于直接转矩控制理论分析和永磁同步电机直接转矩控制结构原理,借助MatLab/SimuLink工具,对永磁同步电机直接转矩控制系统各环节进行了仿真建模;基于直接转矩控制快速动态响应的特点,成功应用该控制系统进行风轮模拟仿真实验,获得了理想的风力特性输出曲线,验证了理论的正确性。     

一种新的直接转矩控制转矩脉动抑制方法

针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous,PMSM)直接转矩控制(direct torque control,DTC)系统中存在定子磁链和电磁转矩脉动较大的缺点,提出了一种改进的抑制转矩脉动、减小谐波电流的方法。将模糊控制与PID控制器相结合,取代传统的PI控制,并在直接转矩控制基础上加入谐波电流注入补偿环节,将空间矢量控制与直接转矩控制相结合,有效补偿三相电流谐波,针对谐波电流提取困难,提出了一种新的谐波电流提取方法。在此基础上重新建立了永磁同步电机新的SVM-DTC控制框图。通过仿真软件MATLAB对永磁同步电机传统直接转矩控制和改进后的直接转矩控制系统进行了仿真研究,并利用实验平台进行了实验验证。仿真和实验结果表明,改进后的系统有效抑制了磁链和转矩的脉动、减小了谐波电流,且能满足控制系统快速响应的要求,具有良好的动静态性能。     

基于卷积神经网络的永磁同步电机转矩观测器

内嵌式永磁同步电机具有高功率密度、高可靠性和弱磁性等诸多优点,但由于电动机参数具有非线性化特征,导致电磁转矩难以精确估算。该文提出了一种基于卷积神经网络的电磁转矩估算方 法,即转矩观测器。首先,基于所搭建的高保真非线性内嵌式永磁同步电机模型,获得用于神经网络训练的转矩观测器数据;然后,基于所提出的卷积神经网络转矩观测器实现内嵌式永磁同步电机的精确控制;最后,为获取最优的转矩估算误差,在仿真实验阶段对不同参数和结构的卷积神经网络进行了对比和分析。结果表明,该神经网络可以实现电磁转矩的准确估算,所建立的转矩观测器具有良好的性能参数和泛化能力。     

球形移动机器人基于神经网络的反馈线性化运动控制研究与实验

实现了一种对球形移动机器人的滚动速度进行控制的方法.球形移动机器人的控制输入和状态输出间存在难以精确数学描述的非线性关系,本文采用径向基函数神经网络,以在线训练的方式建立了球形机器人输入与输出的非线性映射;然后采用反馈线性化方法,设计了球形机器人的速度控制器,该控制器由反馈线性化控制器和减小神经网络逼近误差的补偿控制器构成;给出了该控制器的实现步骤.多次实验结果表明,该方法可以实现球形移动机器人稳定的速度控制.     

RBF整定PID在永磁同步电机控制中的应用研究

电动汽车驱动电机具有非线性、时变性和耦合性等特性。为解决常规比例积分微分(PID)控制在电动汽车上下坡或负载发生变化等情况下控制效果不理想的问题,对电动汽车中永磁同步电机的驱动控制系统进行了研究。基于径向基函数(RBF)神经网络在电机控制领域的应用现状,利用RBF神经网络在线整定PID控制参数的方法,改善控制器对电动汽车驱动电机的控制效果。分析了永磁同步电机在电动汽车中的应用特性,建立了电动汽车中永磁同步电机的离散数学模型。通过Matlab仿真,验证了RBF神经网络在永磁同步电机等非线性系统中应用的可行性,并分别在RBF在线整定PID控制和常规PID控制两种情况下进行电机的调速控制仿真试验。试验结果表明,相比常规PID控制,RBF在线整定PID控制具有更好的实时性、抗干扰能力以及自适应能力,能够有效提高电动汽车行驶的稳定性。     

基于模糊PI的永磁同步电机矢量控制

针对永磁同步电机矢量控制系统中,传统PID控制器对永磁同步电机控制性能效率不高以及对工作环境变化的适应性能不良等问题,首先,在两相旋转坐标系下采取双轴理论建立永磁同步电机数学模型;接着,采用模糊控制理论对永磁同步电机矢量控制系统中转速环传统的普通PID控制器进行改进研究,深入地从理论层次研究分析建立得到模糊PI控制器。在Matlab/Simulink环境下建立基于模糊PI控制器的永磁同步电机矢量控制系统仿真模型,并且将建立得到的模糊PI控制器引入永磁同步电机矢量控制系统进行仿真实验。实验结果表明,模糊PI控制器相对于传统的PID控制器具有更加优越的动态性能和稳态性能。     

永磁轮毂电机目标驱动力SVPWM柔性控制

在对永磁轮毂电机进行目标驱动力控制时,采用直接转矩控制会产生很大的转矩脉动,常规的矢量控制因控制器的高频开关信号和定子磁链圆逼近算法造成高频次的电磁转矩脉动.针对上述问题,通过分析矢量控制理论和空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法,综合最小二乘法误差优化原理,对矢量控制系统中的SVPWM模块进行改进,设计出一种SVPWM柔性控制器.最后使用MATLAB/Simulink搭建仿真模型,在同一设定工况下,对比了直接转矩控制、常规SVPWM控制、SVPWM柔性控制的仿真效果.结果表明:SVPWM柔性控制技术优于直接转矩控制和常规SVPWM控制,降低了转矩动态变换时的脉动幅度和频次.上述方法提高了永磁轮毂电机的控制精度,具有良好的动态性能.     

永磁同步电机模型预测转矩控制简化控制策略

传统永磁同步电机(PMSM)模型预测转矩控制(MPTC)遍历逆变器生成的全部7个电压矢量, 计算负担较大.当转矩误差较小时, 零电压矢量利用率较高, 则可当转矩误差位于阈值范围, 电机系统直接输出零电压矢量, 否则,依然遍历7个电压矢量, 并给出阈值确定方法. 基于上述策略, 本文增加了6个定子磁链扇区位置约束, 将转矩误差大于阈值时的备选电压矢量降至4个, 并增加磁链扇区数目至12个和磁链误差约束, 进一步减小备选电压矢量. 仿真结果表明, 提出的3种简化策略控制下, 永磁同步电机系统运行正常, 控制性能与传统模型预测转矩控制基本相当,平均开关频率分别降低至77.48%, 77.09%和76.12%, 平均遍历电压矢量个数分别降低至58.29%, 32.86%和29.14%.实时性实验结果表明运行时间分别减小至57.70%, 32.96%和29.48%.     

基于自适应神经模糊推理系统的永磁同步电机直接转矩控制

为减小永磁同步电机直接转矩控制系统的转矩脉动,提高系统的稳态精度和动态响应,设计了一种自适应神经模糊推理系统速度控制器,使电动机转子速度快速跟随给定值,并给出了详细的实现方法。仿真实验结果表明,具有ANFIS速度控制器的永磁同步电机直接转矩控制系统不仅动态和稳态性能都得到提高,而且具有较强的鲁棒性。     

基于参数优化的永磁同步电动机直接转矩控制系统自抗扰控制器研究

针对基于PI控制器的永磁同步电动机直接转矩控制系统存在转矩波动大、易受负载变化影响的问题,设计了一种基于转速外环的自抗扰控制器,代替PI控制器以改善永磁同步电动机直接转矩控制系统的性能;采用粒子群优化算法对自抗扰控制器的相关参数进行了优化计算,改进了控制器的调节性能。仿真和实验结果表明,基于参数优化自抗扰控制器的永磁同步电动机直接转矩控制系统具有较高的抗负载扰动能力,更快的响应速度和良好的动、静态性能。     

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。     

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.     

永磁同步电机高效非线性模型预测控制

永磁电机控制器要求电机有很强的转速跟踪能力,并且要保证系统参数变化及负荷扰动下系统的鲁棒性. 永磁电机包含很多不确定因素,是强耦合的非线性系统,传统的线性控制器很难对其进行控制. 针对永磁电机的转速控制构造非线性模型预测控制方法. 非线性永磁电机模型通过输入-输出反馈线性化策略解耦成为新的线性系统. 为保证可行解的收敛性,提出一种迭代二次规划方法来处理由输入-输出反馈线性化导致的非线性约束. 仿真结果表明,控制器能有效降低计算负担,具有很好的动态控制性能,能抑制转矩脉动,并保证在参数变化和负荷扰动下控制系统的鲁棒性.     

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。     

工程无PG式永磁同步电动机DTC系统

针对目前永磁交流同步电动机(PMSM)的直接转矩控制(DTC)系统中存在的低速平稳性差、转矩脉动大,及无速度传感器(PG)式系统精度低等问题,提出采用滑模变结构调节器取代现有的转矩与磁链调节器以提高转矩与磁链的控制性能,并提出一种在电机轴侧用一只接近开关(IP/R)取代PG,利用电机自学习阶段接近开关输出的脉冲频率信号...     

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...     

基于SVM-DTC的测试分拣机下压机构电机力矩控制

针对国内传统旋转式集成电路分拣机下压机构在运行测试时,集成电路与测试簧片不能保持稳定接触力的问题,采用直接转矩控制对下压机构进行控制.设计了基于电压空间矢量调制策略的永磁同步电动机直接转矩控制方案,用PI调节器以及电压空间矢量策略代替传统直接转矩控制系统中的滞环控制器和开关表.通过仿真验证表明,相比于传统的直接转矩控制,采用空间矢量调制策略的直接转矩控制,磁链波形得到改善,同时减小了脉动,使系统具有良好的动、静态性能,且集成电路芯片与测试簧片接触力满足测试要求.