采用ESO的自适应算法在PMSM无位置传感器控制中的应用

分析了模型参考自适应 (Model reference adaptive system,MRAS)实现永磁同步电机无位置传感器控制的原理,针对传统的MRAS抗扰动性差,位置估计误差大的问题,提出采用扩张状态观测器（Extended State Observer,ESO）代替传统PI观测器。ESO不仅能提高转子位置的估计精度,其观测的负载转矩还能用作前馈补偿,以减小负载转矩扰动对系统的影响。试验结果表明,在负载和速度突变情况下,使用新型变结构模型参考自适应（MRAS_ESO）估算的转速较传统MRAS的抗干扰性能力更好,系统的鲁棒性更强。     

基于反步控制的PMSM转速跟踪研究

针对永磁同步电机(PMSM)数学模型中的非线性耦合,采用反步设计方法设计一个非线性控制器。该控制器能使伺服系统的转速、电流能够完全跟踪给定而不受非线性因素的影响。然后,利用Lyapunov稳定性理论和Barbalat引理证明了反步控制器的稳定性。最后,根据所设计的控制器搭建实验平台,实验结果显示伺服系统的转速和电流具有很好的跟踪性能和抗干扰性能。     

永磁式双凸极电机输出转矩和电流关系研究

双凸极电机是上世纪九十年代提出的一种新型交流调速系统,自提出以来对双凸极电机的研究工作主要集中在电机本体结构及电机静态特性方面,而对电机系统在稳态运行特性研究较少。文中以现有研究成果为基础,以1台12/8极永磁式双凸极电机为研究对象,在有限元法对电机内电磁场分析结果的基础上,运用理论分析及系统稳态运行仿真模型,研究了该系统在不同转速下改变电流限幅值对其输出转矩的影响,并在1台原理样机上进行了试验验证。研究及试验结果表明:在低转速下,系统输出转矩与电流限幅值基本上成线性关系;在高转速下,改变电流限幅值对系统输出转矩的作用减弱。     

基于复系数滤波反电势观测器的永磁同步电机无位置传感器控制

在众多无位置传感器控制方法中,低通滤波反电势观测器结构简单,参数整定容易,易于编程实现。但是该方法估计出的反电势会产生相位滞后,在估计永磁同步电机转子位置时即使进行了相位补偿,依然会存在较大的位置估计误差。针对这一问题,提出一种复系数滤波反电势观测器。该观测器只有一个参数需要调节,对于内置式和表贴式永磁同步电机具有统一的表达形式。此外该反电势观测器具有复系数滤波器的特点,在中心频率处无幅值衰减和相位滞后,可以不失真地提取出反电势信息。接着使用正交锁相环来处理获得的反电势信息,估算出电机的转子位置和速度。实验结果验证了该算法的有效性和可行性。     

带负载转矩观测器的永磁同步电机位置控制

在传统PID调节的永磁同步电机三闭环串级控制结构基础上,增加观测负载转矩并前馈补偿到转速环输出端,以提高控制系统的抗扰动性能。负载转矩观测器采用了一种降维状态观测器,并利用提出的基于李雅普诺夫第二法优化方法来寻求最优观测器参数。为了提高转矩补偿性能,设计了基于复矢量分析的电流环动态解耦控制器;提出了一种机械参数的简便测量方法。实验结果验证了所提方法的有效性和实用性。     

永磁式双凸极电动机系统开环转速和电压关系

双凸极电动机是20世纪90年代出现的一种新型交流电动机调速系统.以12/8极永磁式双凸极电动机为研究对象,在有限元法对电动机内电磁场分析结果的基础上,运用理论分析及系统稳态运行仿真模型,研究了在不同负载转矩下改变变换器直流母线电压对电动机系统开环转速的影响,并在原理样机上进行了试验验证.结果表明,轻载时改变直流母线电压对电动机转速影响较大;重载时改变直流母线电压对电动机转速影响较小.     

永磁同步电动机转子位置计算方法

永磁同步电动机在运转之前,转子的位置是未知的,而在矢量控制中必须确定转子的位置才能进行有效的控制.在使用绝对式位置传感器时,利用电机转子装有永磁磁极的特性,通过对电机定子绕组通入直流电,使转子崮定在特殊位置.结合解码模块和数字信号处理器,提出了一种精确计算转子位置信息的方法,实验结果验证了该方法的正确性.     

基于卡尔曼观测器的永磁同步电机自抗扰控制

根据卡尔曼滤波理论建立观测器,对永磁同步伺服系统的负载转矩进行实时观测,并利用负载转矩的观测值在系统中形成转矩前馈补偿,极大地提高了系统的动态性能和抗干扰能力.试验证明,该方法简单有效,可以显著提高系统的抗干扰能力和鲁棒性.     

基于趋近率的永磁同步电动机滑模变结构抖振

针对趋近率变结构控制应用于永磁同步电机(PMSM)矢量控制系统存在的实际问题,设计了一种新型的趋近率滑模控制器。该方法有别于传统的趋近率控制,对其中的指数项采用加权积分增益,既消除了一般趋近率滑动阶段抖动切换增益严重的情况,又解决了变指数趋近率中起动阶段切换增益比较大的问题。仿真和试验均证明了该方案对系统参数不确定、外部扰动和噪声具有强鲁棒性,系统的动、静态品质优良,滑模变结构的抖振也得到了明显抑制,所设计的滑模控制方案是可行和优越的。     

永磁同步电机改进弱磁策略

常规矢量控制方式下永磁同步电机调速系统不会对电机气隙主磁场作弱磁调理,限制了永磁同步电机调速能力。采用电压反馈弱磁能够提升PMSM的调速能力,但是传统弱磁控制策略在深度弱磁区域给定的电流较大,容易导致实际电流无法跟踪给定电流,电流与输出转矩波动大,甚至存在调速系统失控的风险。改进后采取在深度弱磁区域中加入q轴电流误差积分的弱磁控制环节。仿真和实验验证了改进后的弱磁控制策略能够有效地抑制电流和转矩的波动问题。为了进一步改善电机速度响应性能,速度环采用模糊PI控制器,减小速度响应时的超调量和调节时间。