基于分数阶滑模观测器的三相八开关容错逆变器驱动 永磁同步电机系统无传感器FCS–MPC

针对三相八开关容错逆变器的永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)驱动系统,基于分数阶滑模变结构技术,提出了一种新颖的无速度传感器有限控制集模型预测控制(finite-control-set model predictive control,FCS–MPC)策略.通过驱动系统的运行模式建立三相八开关逆变器和永磁同步电机的数学模型;采用分数阶滑模变结构方法构造PMSM系统转速和反电动势的观测器,以实现对系统转速和反电动势快速准确地实时估计;利用改进型的FCS–MPC策略,以达到减少控制系统计算量和电磁转矩脉动的目的,与此同时,本文中的电流反馈特性的容错控制可有效抑制直流侧母线电容分压不均衡对系统运行产生的不利影响.仿真结果表明,该方法能够保证八开关容错逆变器驱动PMSM系统可靠稳定运行、具有良好的动态性能,并能降低定子电流总谐波失真值.     

永磁同步电机伺服系统高精度自抗扰FCS-MPC

为了提高三相永磁同步电机伺服系统的控制精度,基于反双曲正弦函数的扩张状态观测器(ESO)技术,提出了一种有限状态控制集模型预测控制(FCS-MPC)策略。采用基于反双曲正弦函数的扩张状态观测器方法构造出自抗扰位置控制器,以提高伺服系统的控制精度和鲁棒性;利用ESO技术设计出PMSM伺服系统反电动势和不确定项观测器,以实现对反电动势项和系统不确定项进行快速准确的实时估计。与此同时,改进型的FCS-MPC策略,以达到减小电磁转矩脉动、减轻系统计算量和自抗扰观测器负担的目的。仿真结果表明,该控制策略具有较高的位置跟踪控制精度、良好的动态性能、较强的抗负载能力和鲁棒性。     

三相八开关容错逆变器的PMSM驱动系统FCS-MPC策略

针对PNC型三电平逆变器单桥臂故障和母线电压分压不均衡等问题,研究了驱动系统在故障状态下的运行模式,提出了一种基于电流反馈特性的三相八开关容错逆变器(TPESFTI)的驱动控制策略,并构建其拓扑结构和输出电压模型;结合模型预测控制理论和扩张状态观测器(ESO)技术,提出了一种TPESFTI的PMSM驱动系统有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)策略。考虑系统参数变化对反电动势的影响,利用ESO方法,实现了对反电动势进行实时性估计;同时采用FCSMPC中目标函数的非线性约束项来降低逆变器的开关频率。仿真结果表明,该控制策略能够确保TPESFTI的PMSM驱动系统稳定可靠运行,并且能有效地抑制母线电容分压不均对系统的影响以及降低开关损耗,同时具有良好的动态性能、较强的抗负载能力和鲁棒性。     

三相八开关容错逆变器驱动PMSM系统模型预测直接转矩控制

针对三相八开关容错逆变器的PMSM驱动系统,提出模型预测转矩控制(MPTC)策略,并根据驱动系统的运行模式建立数学模型。取值设计复杂性和定子电流总谐波失真(THD)值的降低可利用改进型的MPTC策略来实现,且该策略还可减少磁链以及转矩脉动。利用电流反馈特性的容错控制可有效抑制直流侧母线电容分压不均衡的问题。通过仿真结果可知,该方法不仅具有良好的动态性能、较强的抗干扰性以及鲁棒性,还能降低其开关的损耗和定子电流的总谐波失真值,从而保证系统的可靠性和稳定性。     

基于ESO的无速度传感器PMSM系统自适应滑模FCS-MPC

为了提高三相永磁同步电机(PMSM)控制系统的性能,基于反双曲正弦函数的扩张状态观测器(ESO)技术,提出一种新颖的无速度传感器自适应滑模有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)策略,采用ESO技术构造PMSM系统转速和反电动势的观测器,实现对电机转速和反电动势快速准确估计.用带有负载ESO的自适应滑模控制作为系统的转速调节器,以提高系统的鲁棒性;利用基于快速矢量选择的FCS-MPC策略,达到减少转矩脉动、降低系统算法计算量的目的.仿真结果表明,基于ESO的无速度传感器自适应滑模FCS-MPC策略能够使PMSM系统可靠稳定运行,达到满意的转矩和转速控制效果.与基于积分型滑模面的自适应滑模FCS-MPC策略相比,所提出的控制策略能使系统具有良好的动态性能和抗负载干扰能力.     

光储微网系统的新型趋近律滑模控制研究

针对分布式系统中储能子模块平衡能量过程中的抖振问题,首先,引入新的组合函数代替幂次函数,并给出无抖振证明.然后,在传统的滑模面基础上设计了PID滑模面,减小系统的超调.同时,将组合函数运用于切换控制律中,设计新型的控制律.最后,在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,将传统控制与基于新型趋近律的滑模控制方式进行对比分析,验证了该方法在系统防抖振方面的优势.     

O-Z源逆变器驱动PMSM的改进型FCS-MPC策略

针对O-Z源逆变器驱动永磁同步电机(PMSM)控制系统，在两相旋转坐标系下，提出一种改进型的有限状态控制集模型预测电流控制(FCS-MPC)策略。首先，结合变压器特点和ZSI拓扑结构，设计一种新型O-Z源逆变器(O-ZSI),并利用状态空间平均法建立O-ZSI的动态数学模型；其次，根据O-ZSI侧电容电压闭环以及PMSM系统输出功率前补偿来获得变压器激磁电感电流参考值，其与激磁电感预测电流值构建代价目标函数用来判断是否选取直通(ST)工作状态模式，以实现对O-ZSI直流侧的升压控制；然后，在O-ZSI处于非直通(NST)工作状态模式下，通过PMSM系统的定子电流预测方程来获得O-ZSI交流侧定子电压参考值，并与逆变器的8种开关状态所对应基本定子电压构建含有激磁电感电流项的代价目标函数，选择最佳开关状态来控制PMSM,从而提高PMSM系统的控制性能以及降低在线运算量；最后，仿真结果表明，本文所提控制策略不仅能实现对O-Z源逆变器的升压，而且能使O-ZSI驱动PMSM可靠稳定运行，同时系统具有良好稳态、动态性能。