基于磁通观测器的异步电机矢量控制系统

在异步电机无速度传感器矢量控制系统中,其关键之处是速度推算,而基于磁通观测器的速度估算法,可以提高系统的推算精度。本研究首先结合异步电机状态方程对系统各个模块进行建模,然后采用C＋＋语言对所提出的控制系统进行了计算机仿真。仿真结果表明,基于磁通观测器的异步电机矢量控制系统方案具有较快的动态响应和一定的鲁棒性,并能根据误差反馈较好的自动跟踪电机实际值,因此可以实现对电机转速进行稳定,精确,高效的控制。     

一种PMLSM的速度辨识控制方法

针对永磁同步直线电机的矢量控制问题,提出了基于模型参考自适应的速度辨识方法。通过分析永磁同步直线电机的数学模型,设计了并联模型参考自适应模型,并利用Popov超稳定性定理推导了模型参考自适应律,得到了速度辨识自适应算法,实现了对电机速度和位置的辨识。将速度辨识算法嵌入永磁同步直线电机的双闭环矢量控制模型中,建立了基于模型参考自适应速度辨识的双闭环矢量控制系统。在MATLAB中对电机及其控制系统进行建模,并在负载突变和速度突变两种工况条件下对系统模型进行了仿真,仿真结果表明,该方法能实现对速度和位置的高精度估算,稳定性较好。     

基于永磁同步电机驱动的螺钉旋拧过程控制研究

针对电动旋拧螺钉工具在旋拧螺钉过程出现的空转、卡滞以及速度波动问题,设计开发一套控制系统,对工具的运动过程进行控制。在旋拧启动阶段,采用矢量控制和谐波电流抑制相结合的方法,在矢量控制的基础上增加谐波电流环以减小PMSM的速度波动;在旋拧密接阶段,使用基于卡尔曼滤波的负载转矩观测器,完成对负载的观测及补偿以提高密接阶段的平稳性。通过实验证明,该控制系统可以带动工具完成旋拧螺钉的功能,与常规控制方法相比,在启动阶段电机速度波动幅度降低了50%,在密接阶段电机速度波动幅度降低了30%,机构振动幅度大为减小。     

应用Simulink电动轮车辆轮边电机输出转矩波动分析

电动轮车辆在短距离大载重运输中应用普遍,当驾驶员指令突发大幅度变化时,电机可快速响应,但输出转矩波动较大,对系统冲击较大,针对此进行分析。根据电动轮特点,电机采用低速区转矩输出稳定矢量控制,很好实现异步电机转矩与磁链解耦,进而控制电机输出转速。基于Simulink电机矢量控制模型,搭建电传动系统模型,对不同工况电机响应及转矩波动进行分析。针对转矩波动,从控制模型入手分析影响转矩脉动的原因及应对方法。结果可知:设定转速不加负载、转速发生突变、转速缓慢增加、定负载运行等几种工况下,电机调速性能良好,响应迅速;转速发生突变时,电机对于速度响应很好,但在指令改变瞬间,电机输出转矩波动很大,且衰减很快,0.5s左右恢复正常;通过减小脉冲发生器中误差宽度、转子磁链给定值、调整转子时间常数等可有效达到稳定转矩的目的;为进一步实车测试提供参考。     

激光雕刻系统中矢量图形输出的研究

激光雕刻系统的核心问题,就是如何控制激光头的运动.插补是数控系统的主要功能,其直接影响到数控加工的质量和效率.文章利用C Builder 6.0作为开发工具,采用优化的直线插补算法编制程序,完成了矢量图形文件的精确输出和雕刻精度和速度的控制,实现了对步进电机的精确控制,提高了激光雕刻系统的加工精度.     

基于反电动势的表贴式永磁同步电机的无传感器控制模型

20世纪我国科技人员已经针对永磁电机提出了矢量控制方法,但由于传统矢量控制存在诸多缺点,所以基于无位置传感器的永磁同步电机控制逐渐受到了科技人员的关注。以表贴式永磁体同步电机为研究对象,对通过估测电机反电动势从而获得估测电机位置信息与速度信息的无传感器控制方法进行分析,并利用仿真试验了解影响电机位置精度的主要因素以及非理想因素对电机位置精度的影响。仿真结果表明,基于反电动势估测的无传感器控制系统具有良好的动态响应特性。     

基于模糊PID算法的双侧电传动履带车辆转向控制策略研究

为了提高电传动履带车辆的转向控制性能,首先进行了履带车辆转向动力学分析,研究了履带车辆转向特性,进而针对履带车辆转向轨迹可控性差、动态响应慢等缺点,提出一种基于模糊PID算法的双侧电传动履带车辆转向控制策略,将驾驶员转向意图解释为内侧电机制动力矩,并通过模糊算法对外侧电机力矩进行跟随控制,实现稳定的转向轨迹并提高转向响应速度。转向过程中的纵向车速由PID算法进行控制,通过模糊因子来实现模糊控制算法与PID算法之间的融合。仿真结果表明,所提出的控制算法可以实现稳定可控的转向轨迹,具有良好的鲁棒性,与传统转向力矩分配策略相比,该控制算法的动态响应时间缩短约0.7s。     

永磁同步电机直接转矩控制的改进研究

永磁同步电机直接转矩控制技术融合了逆变器和电机,分析逆变器产生的定子空间电压矢量对电机定子磁链和电磁转矩的作用效果,制定合适的逆变器开关表,根据转矩和磁链误差,在开关表中选择空间电压矢量直接控制定子磁链和电磁转矩。直接转矩控制解算均在定子坐标系中完成,依赖的参数少,相对矢量控制技术,系统简单,鲁棒性好,采用电压矢量直接控制电磁转矩,没有采用电流控制器时带来的延迟,所以转矩动态响应快,特别适合用于快速高响应高精度火炮伺服系统。     

基于EKF的低速永磁电机控制系统建模与分析

为了实现大转矩、低转速永磁电机的变频控制,提出了一种基于卡尔曼滤波原理的调速系统。在系统中,采用卡尔曼滤波算法对电机位置、转速和d—q轴电流进行了估计。在广义卡尔曼滤波（EKF）的基础上,系统的电流环和速度环采用PI控制,电机采用空间矢量脉宽调制（SVPWM）矢量控制方法。利用Matlab／Simulink对整个系统进行了仿真建模,并对仿真结果进行了分析。通过对误差的分析以及参数鲁棒性的分析,可以证明卡尔曼滤波算法适用于低速的永磁电机调速系统。     

无速度传感器矢量控制的速度推算

通过测量定子每相的电压和电流值，推测出速度是实现无速度传感器矢量控制的一条途径，其中磁链的精度是速度推算的重要环节。通过构造全维状态观测器来提高转子电流和磁链的推算精度，同时使用速度自适应辩识和Rs自适应辩识来进一步提高电流和磁链的推算精度，并完成速度推算，从而可以对感应电机实现高性能的矢量控制。     

基于模糊PI控制的三相异步电机Simulink建模与仿真

为了设计一个高性能的三相异步电机矢量变频调速控制系统,且考虑到要用于三相异步电机驱动的隔膜计量泵控制系统,采用了模糊PI调节器。利用Matlab／Simulink仿真软件对该控制系统进行了建模,在模糊PI调节器中设定合理的控制规则并选取合适的P值与I值。运行后所得的仿真结果显示,输出的转速、电流等波形曲线符合理论要求,整个加速过程时间短,且无超调现象。研究结果表明,采用模糊PI控制的三相异步电机矢量控制系统具有良好的启动、加速和调速性能。     

基于Simulink的IPMSM矢量控制策略研究

在分析内埋式永磁同步电机(IPMSM)数学模型的基础上,利用Simulink建立了IPMSM矢量控制系统仿真模型,分别建立了速度控制模块、电流滞环控制模块、坐标转换模块等子模块,并对IPMSM矢量控制系统弱磁控制进行了仿真研究。仿真结果证明了该方法的快速性和有效性,为实际电机控制系统的分析、设计和调试提供了新的思路。     

基于MATLAB/Simulink&SimPowerSystems的永磁同步电机(PMSM)矢量控制系统建模与仿真

介绍了永磁同步电机(PMSM)矢量控制系统的结构、矢量控制原理及空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法,并在MATLAB环境下应用Simulink及SimPowerSystems工具箱对系统进行了建模与仿真,仿真结果表明:永磁同步电机矢量控制系统具有较好的动态响应特性和速度控制特性,可达到与直流电机近似的控制效果.     

电动汽车电机驱动控制系统设计研究

研究电动汽车电机驱动控制系统对电动汽车电力驱动技术具有重要意义。研究对电机驱动控制器控制系统进行了设计。主要包括根据电动汽车对动力源的要求,分析电机的几种主要调速策略,并对电动汽车电机驱动控制策略进行了选择;根据所选用电机特性,建立了电机驱动控制系统的控制模型,并确定了该控制系统的结构组成;在完成了增量式PI控制算法的实现的基础上,利用工程正定法选定了系统PI控制主要参数参数,并设计了控制系统的主控制程序。     

基于离散位置的永磁无刷电动机矢量控制系统

永磁无刷电动机以其高密度、高效率已成为电动轿车用驱动电动机的主流。针对车用工况对驱动电动机低速大转矩、高速恒功率宽调速以及低制造成本的要求,提出一种低成本、高性能永磁无刷电动机矢量控制方法。该方法在电动机起动和低速时,采用离散位置信号的矢量控制技术以保证可靠起动,高速时采用离散位置传感器获取连续位置信号的矢量控制技术以获得优越的高速性能。该方法在不增加永磁无刷电动机及其控制系统成本的前提下,克服方波电流换相控制弱磁调速范围窄的缺点,全面提高电动机在整个速度范围的性能。     

交流异步电动机矢量控制算法的仿真与实验研究

本文通过矢量控制算法运算实现了交流异步电动机的直流化控制,获得与直流调速系统等效的动、静态性能。根据矢量控制系统基本框图,建立了面向结构图的异步电动机矢量控制系统的一体化仿真模型,并用MATLAB/Simulink进行仿真,并将仿真结果与测试结果进行对比,说明了算法的有效性。     

基于矢量控制的丝光机多单元同步伺服系统研究

根据交流永磁同步电机的数学模型和矢量控制原理,研究了丝光机多单元同步伺服系统的矢量控制方法,建立了系统的数学模型,设计了控制系统的电流控制器、速度控制器及线速度环参数。仿真结果表明,该控制方法能有效提高丝光机多单元同步系统的控制精度和响应速度     

基于参数辨识的内置式永磁同步电机最大转矩电流比电流预测控制

为了实现对内置式永磁同步电机的高效准确控制,解决电机运行过程中参数变化对控制性能的影响,提出了一种基于在线参数辨识的内置式永磁同步电机最大转矩电流比电流预测控制方法。根据内置式永磁同步电机的转矩特性对最大转矩电流比的d-q电流最优关系进行化简以便于工程计算;并针对电机参数变化对最大转矩电流比工作点偏移的影响进行了分析。同时,对MTPA算法影响较大的关键参数q轴定子电感,转子永磁体磁链进行基于参考模型的自适应辨识,以确保实时的最优d,q轴电流分配。在得到准确辨识的参数和最优电流指令的基础上进行电流的鲁棒预测控制,使实际电流更快地跟踪指令,提高系统的动态性能。实验结果表明q轴定子电感,转子永磁体磁链在线辨识的误差分别小于3%,3.5%,收敛时间小于20 ms;电机能有效跟踪最大转矩电流比工作点,电流响应时间小于30 ms,能够满足内置式永磁同步电机系统稳定可靠、高效快速等运行要求。     

矩阵变换器-异步电机矢量控制系统仿真研究

研究了将矩阵变换器的空间矢量脉宽调制与异步电机转子磁场定向矢量控制相结合的组合控制策略,并采用MATLAB对矩阵变换器的输入电压波形、输入电流波形、电机空载启动转矩波形、电机空载启动转速波形以及在电机突加负载时的转矩波形等进行仿真。仿真结果表明了采用组合控制策略的矩阵变换器-异步电机矢量控制系统具备良好的调速性能,并且较交-直-交电压型PWM变频调速系统而言具有更多的优势。     

Torque-based optimal acceleration control for electric vehicle

The existing research of the acceleration control mainly focuses on an optimization of the velocity trajectory with respect to a criterion formulation that weights acceleration time and fuel consumption. The minimum-fuel acceleration problem in conventional vehicle has been solved by Pontryagin＇s maximum principle and dynamic programming algorithm, respectively. The acceleration control with minimum energy consumption for battery electric vehicle（EV） has not been reported. In this paper, the permanent magnet synchronous motor（PMSM） is controlled by the field oriented control（FOC） method and the electric drive system for the EV（including the PMSM, the inverter and the battery） is modeled to favor over a detailed consumption map. The analytical algorithm is proposed to analyze the optimal acceleration control and the optimal torque versus speed curve in the acceleration process is obtained. Considering the acceleration time, a penalty function is introduced to realize a fast vehicle speed tracking. The optimal acceleration control is also addressed with dynamic programming（DP）. This method can solve the optimal acceleration problem with precise time constraint, but it consumes a large amount of computation time. The EV used in simulation and experiment is a four-wheel hub motor drive electric vehicle. The simulation and experimental results show that the required battery energy has little difference between the acceleration control solved by analytical algorithm and that solved by DP, and is greatly reduced comparing with the constant pedal opening acceleration. The proposed analytical and DP algorithms can minimize the energy consumption in EV＇s acceleration process and the analytical algorithm is easy to be implemented in real-time control.