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。     

车用永磁同步电机控制系统研究与仿真分析

永磁同步电机以其体积小、功率密度高、效率和功率因数高等明显优点,逐渐成为电动汽车电机驱动系统的主流。针对电动车用电机的特点,以内置式永磁同步电机为例,低速时采用最大转矩电流比控制策略实现大转矩高效率,利用转矩方程经过插值拟合得到转矩和交直轴电流函数关系,实现了MTPA控制;高速时采用超前角弱磁调速系统,提高电机在恒功率区域的调速范围。利用Simulink搭建控制系统仿真模型,验证了方案的正确性,仿真结果可以对车用内置永磁同步电机的设计以及电动车辆传动系统的研究提供一定的参考作用。     

基于内模电流控制的交流感应电机矢量控制系统

从同步速d—q坐标系下异步感应电机动态模型和异步电机矢量解耦控制的基本原理出发，引入了内模控制方法，设计了基于转子磁链定向和内模控制的定子电流调节器。考虑到实际系统中异步感应电机磁场会随着电机负载（转矩）变化而呈不同程度的饱和而导致电机参数的非线性，分析了电流内模控制器对这种非线性参数的鲁棒性。在此基础上建立了整个异步感应电机矢量控制仿真系统，并分别对忽略磁路饱和和考虑磁路饱和两种情况下的系统进行了仿真和分析。仿真和分析结果表明，电流内模控制调节器在模型匹配和失配下均能提供良好的转矩动、静态解耦效果。     

基于电压闭环的异步电机弱磁控制研究

传统电压闭环弱磁方案具有易实现、对电机参数不敏感、鲁棒性强等优点,为了解决感应电机在弱磁区电流动态响应性能下降的问题,基于电压闭环弱磁方案,引进q轴电流跟踪误差函数,结合弱磁PI控制器来给定励磁电流,使电流的分配更加合理,改善了系统在弱磁区的动态性能。     

永磁同步电机无传感器单电流环启动及闭环切换研究

针对永磁同步电机无位置传感器的低速启动问题,对转速开环、电流闭环的单电流环启动法,即给定旋转电流矢量带动电机转子旋转启动进行了研究。采用单电流环启动的方法,开展了由单电流环模式切换到转速闭环模式运行的切换过程分析,提出了在启动及切换过程中增加d轴电流控制环节,即增大"转矩-功角自平衡"区域来优化启动与改进的切换方法,利用DSP构成的全数字交流控制系统对提出的方法在切换时电流冲击与功角差进行了测试。研究结果表明,所提出的启动与改进切换方法是可行的,能够使电机由零速平稳启动,在切换时电流与功角差变化大大减小,可以平滑地完成单电流环启动至转速闭环控制模式的切换,最终平顺地加速到额定运行状态。     

基于模糊滑模控制的毂电机转矩控制响应研究

轮毂电机电动汽车通过调节车轮转矩实现对汽车的稳定性控制。电机转矩控制方式主要有电流矢量控制和直接转矩控制,但控制过程中跟踪精度较低且转矩冲击大。为提升轮毂电机转矩跟踪精度、减小转矩冲击,基于模糊滑模控制方法对电流矢量控制进行改进,并通过MATLAB/Simulink进行建模与仿真,改进后的电流矢量控制方法得到了有效的验证。     

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。     

基于音圈电机的主动悬架双闭环控制系统研究

为了提高电磁式悬架主动控制的性能,简化作动器结构以及控制系统,设计一套以单相两极的动圈式音圈直线电机作为作动器的主动悬架控制系统。设计了外环模糊PID,内环电流滞环的双闭环控制器。搭建了作动器驱动电路,验证音圈电机的电流跟踪控制,证明音圈电机作为作动器是简单有效的。通过分析汽车悬架模型和音圈电机模型,在MATLAB/Simulink仿真环境中按照实际参数搭建控制系统进行仿真验证,结果表明,该系统动态响应快,控制精度高,降低车身振动加速度约27%,该控制策略可以有效减振。     

内置式永磁同步电机驱动系统设计

基于内置式永磁同步电机(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor, IPMSM)在两相旋转坐标系下的数学模型,结合电压电流约束条件,分析了最大转矩电流比(Maximum Torque Per Ampere, MTPA)控制策略和弱磁控制策略,确定了车用IPMSM的转矩控制方案。设计了以DSP为核心的硬件电路,开发了矢量控制软件,实现了模拟量采集、位置检测、参数管理和通信等功能,完成了IPMSM矢量控制运算。在电机实验台架上对驱动系统性能进行了测试,实验结果表明,该驱动系统能够对IPMSM进行有效地转矩控制,充分发挥电机的转矩输出能力,提高系统运行效率,满足电驱动车辆的使用要求。     

步进电机闭环控制系统的研究与应用

针对步进电机在实际开环运行过程中,由于惯性作用、速度突变或者突加负载的时候易发生失步的问题,对步进电机的数学模型和速度控制数学模型进行了分析研究,对步进电机控制方法和控制算法进行了归纳分析,提出了一种带有光电传感器检测角位置的步进电机闭环控制系统。算法方面采用模糊PID控制策略对步进电机的输出特性进行了优化控制,最大限度地复现了预设的角位移量运行;同时选用指数运行规律的速度控制方法对步进电机进行了有效控制,为了便于微控制器实时处理并对其速度控制规律进行了离散化操作。研究结果表明:闭环控制系统在速度和负载突变时能可靠地避免失步发生,提高系统的精度、可靠性、动态性能和鲁棒性。     

三相开关磁阻电机直接转矩控制系统的研究

为提高开关磁阻电机的动态性能,将直接转矩控制方法应用于开关磁阻电机调速系统。以电磁转矩和磁链作为控制变量,比较给定转矩和反馈转矩以及给定磁链和反馈磁链的大小,给出磁链和转矩的增、减趋势,通过查询电压矢量表确定功率变换器的触发相位,使电机运行。在MATLAB/Simulink环境下,进行了开关磁阻电机直接转矩控制算法的仿真实验。结果表明,采用直接转矩控制策略可以改善开关磁阻电机的动态性能。     

一种永磁同步电机的矢量控制方法研究

永磁同步电机具有转矩密度高、运行效率高等优点。因此,越来越多的应用在各种功率等级的场合。永磁同步电机的矢量控制方法也成为了研究的热点。本文重点研究了基于转子磁场定向的永磁同步电机矢量控制策略,采用基于模型的电驱动系统开发方法,MATLAB/Simulink建模,建立了转速电流双闭环的矢量控制系统。首先,矢量控制系统模型进行仿真;然后,通过伺服驱动控制实验平台,进行快速控制原型实验。验证该控制方法具有控制精度高、动态性能好、调速特性好等优点。     

长螺旋钻机动力头系统功率平衡控制策略研究

长螺旋钻机动力头系统双电机输出力矩不平衡易导致三环减速器损坏,为了改善动力头系统双电机输出力矩不均衡问题,提出一种基于转矩平衡的交叉耦合控制策略。在该控制策略中运用无速度传感器矢量控制技术,通过在双电机间引入抗饱和型转矩偏差调节器,实现双电机间信号反馈,以达到双电机输出转矩动态均衡的目的。对该控制方法进行了仿真分析和实验验证,仿真实验表明,该控制策略能够实现双电机输出转矩的动态均衡。     

多相电机驱动控制系统的设计与实现

多相电机由于低压大功率、高可靠性和高转矩密度等优点,为电气交通领域提供了一种新的动力解决方案。为此以九相异步电机为例,以DSP主控芯片和IGBT驱动模块为核心,设计了一套多相电机驱动控制系统。基于谐波电流闭环的转子磁场定向矢量控制方法,对多相电机驱动控制系统进行了性能测试。实验结果表明,该驱动控制系统能够准确控制多相电机的电流和转速,充分发挥多相电机的高转矩密度优势,驱动控制系统的设计合理且有效。     

基于DRNN动态整定PMSM的SVPWM控制

为解决传统的永磁同步电机控制系统中存在的低速转矩脉动大以及由此引起的高频噪声、动态响应慢等问题,提出了一种基于对角神经网络动态自整定的永磁同步电机矢量控制系统的实施方案.给出了基于对角递归神经网络的PID动态自整定控制器的结构,以及PID参数动态自整定的学习控制算法,并将这种综合控制策略引入永磁同步电机空间电压矢量PWM控制中.仿真结果表明,系统低速性能好,转矩脉动小,谐波含量少,当电机参数改变或者受到外部扰动时,系统具有良好的动态特性.     

基于DSP的永磁同步电动机矢量控制系统

为了实现对永磁同步电动机的最优控制,设计了一种基于TMS320F2812的永磁同步电动机矢量控制系统。该系统选用TMS320F2812数字信号处理器（DSP）芯片为主控制器;根据磁场定向控制器的控制原理,实现了电机的位置、速度和电流三闭环矢量控制策略;给出了基于磁场定向控制原理而设计的控制器的硬件组成结构及软件设计流程;最后,完成了系统仿真。仿真结果表明：该控制方案合理可行。     

永磁同步电机非线性调节器MTPA弱磁控制

针对传统的弱磁控制方案不能很好地解决永磁同步电机在高转速范围内性能稳定的问题，在分析最大转矩电流比控制策略的基础上，构建了基于条件积分法的抗积分饱和的速度调节器，将其引入永磁同步电机最大转矩电流比（MPTA）弱磁控制系统，可有效解决电机速度超调量大、响应慢，抗干扰能力差等问题；同时设计了一种非线性变参数调节器，具有PI调节器快速收敛性能，提高了系统稳定性，在电压反馈弱磁控制的基础上实现了永磁同步电机的弱磁控制。仿真与实验结果表明，该方法能够快速实现高精度的MTPA控制。     

恒张力控制在1500mm酸洗机组中的应用

本文主要讲述了莱钢酸洗机组的恒张力控制改造。为解决实际生产中的问题,经过研究分析,通过闭环矢量控制,以速度饱和、转矩限幅的方法实现卷取机恒张力控制,减小卷取张力波动,消除卷边不齐、松边、塔形等产品质量问题,从而提高卷取效率和卷取质量。     

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。     

基于最大转矩电流比的永磁同步电机自适应滑模控制

针对永磁同步电机伺服系统在外部扰动力矩下的速度跟踪控制问题,提出了一种基于最大转矩电流比的自适应滑模控制器。为了简化计算,采用牛顿-拉夫逊迭代法实现最大转矩电流比对电机交直轴电流的分配,并在此基础上改进了自适应滑模速度控制器。为减少滑模控制中的抖振,设计了自适应滑模切换增益。通过仿真实验对比可知,所提控制方式有效提升了系统的动态响应能力、稳态性能和抗扰动能力。