基于PSO和滑模观测器的永磁同步电机预测控制

针对传统永磁同步电机(PMSM)无差拍电流预测控制中参数失配会导致电流误差甚至系统失稳的问题,提出了一种基于粒子群算法(PSO)和滑模观测器的预测控制。基于无差拍电流预测控制算法,建立了电流预测控制系统,并分析了电阻、电感和转子磁链参数对dq轴电流误差的影响。通过建立滑模观测器,利用观测到的系统扰动对参考电压进行补偿,提高了系统抗参数扰动的能力。针对观测器参数难以整定问题,提出基于PSO优化观测器参数的方法。最后通过仿真验证了所提方法的可行性。     

步进电机的控制原理及其单片机控制实现

首先对步进电机作了概要性介绍,然后对步进电机的控制原理包括步进电机的控制方式和驱动方式作了系统的说明,最后采用80 5 1单片机来控制步进电机,并给出了步进电机的双相三拍控制和三相六拍的单片机控制的具体实现方法。     

基于第1小扇区的三电平SVPWM算法

为了解决传统三电平SVPWM算法涉及较多的三角函数,运算量过大的问题,在原有的三电平SVPWM矢量分解算法基础上,介绍了一种基于第1大扇区内第1小扇区的三电平SVPWM算法。该算法将参考矢量旋转到第1大扇区,随后将其转化到两电平第1小扇区,通过计算第1小扇区的相关矢量作用时间即可求出三电平任意区域内相关矢量的作用时间,简化了计算量。最后在Simulink中建立了该算法的异步电机开环仿真模型,仿真结果表明该算法是正确的,电机在该算法控制下运行稳定。     

永磁同步直线电动机驱动控制策略

在叙述直线电机的原理和分类的基础上引出到永磁同步直线电机伺服系统的驱动控制问题,从经典控制、现代控制以及智能控制三个方面分别的进行介绍,同时对永磁同步直线电机伺服控制系统控制策略的现状与发展进行说明.     

矿用异步电机磁链观测及矢量控制研究

分析电机状态方程,构建定子电流观测器,准确无差的预测出当前定子电流,保证磁链观测的准确性,实现无差拍混合磁链观测,通过Matlab仿真计算,验证了算法的正确性和有效性。     

带式输送机驱动系统的分析与探讨

本文对输送机驱动系统作了分析和比较,对带式输送机传动的变频控制(VFC)方法在中、高压领域的应用进行了讨论;对使用高压IGBT基于中性点箝位原理的三电平逆变器以及采用转子磁场矢量控制策略的感应电机传动系统进行了讨论。表明采用HV IGBT对感应电机传动的矢量控制或直接转矩控制策略具有良好的应用前景。     

永磁电机技术在皮带机驱动系统改造中的应用

介绍了永磁电机技术在煤矿皮带运输机上的应用,闸述了永磁电机的结构、运行原理及相对传统电机的优势,分析了原皮带机驱动系统存在的问题.应用永磁电机技术对皮带机驱动系统进行改造,为企业带来极大的安全经济效益.     

带式输送机永磁智能驱动系统及其控制策略

矿用带式输送机传统驱动系统存在传动线路长、传动效率低、可靠性不高等技术不足,针对传统驱动系统的不足,设计了一种集多点永磁直驱与永磁张紧于一体的带式输送机永磁智能驱动系统,并通过仿真试验和现场应用验证了其可行性。对带式输送机永磁智能驱动系统的结构进行了设计,并基于传感器矢量控制永磁电机驱动系统的技术特点,提出了带式输送机永磁直驱系统的双闭环矢量控制、柔性启动与多机协调控制,永磁张紧系统的三闭环控制与打滑抑制等控制策略。在此基础上,利用MATLAB/Simulink软件构建了带式输送机永磁智能驱动系统的仿真模型,通过仿真分析在理论层面验证永磁智能驱动系统的正确性。通过现场应用实例与经济效益分析,验证了永磁智能驱动系统的优势。仿真分析与现场试验结果表明,带式输送机永磁智能驱动系统的多种控制策略在保证带式输送机重载柔性平稳启动的同时,也有效减小了启动时动张力对胶带的冲击损伤;可实现带式输送机的多机转矩平衡,能够解决多点驱动功率分配不均带来的问题;张紧系统与驱动系统协调性良好,可实现快速张紧,同时在发生打滑时张紧系统可快速响应消除打滑带来的不利影响。与传统的异步电机驱动系统相比,永磁智能驱动系统可大幅度提高带式输送机的智能化程度,有利于推进矿山装备的智能化发展。     

智能永磁直驱系统在煤矿井下带式输送机上的应用

针对传统带式输送机异步电机驱动系统存在的启动困难、维修费用高以及日常生产中突发故障多等问题,采用智能永磁直驱系统替代传统的驱动装置直接驱动带式输送机,介绍了智能永磁直驱系统的组成结构以及永磁电机的工作原理,详细阐述了智能永磁直驱系统的特性。通过实际应用表明,使用智能永磁直驱系统具有启动转矩大、过载能力强、效率和功率因数高、结构简单、免维护、温升低以及使用寿命长等优点,极大地提升了运输系统的生产效率。     

刮板输送机永磁直驱系统机-电耦合模型仿真与试验

为解决刮板输送机传统异步驱动系统因减速器而造成的传动效率低、故障率高、可靠性低等问题,基于永磁同步电机设计了1套输送量可达1 500万t/a的刮板输送机永磁直驱系统,并匹配计算了所需的永磁同步电机功率、转速以及变频控制器容量。根据永磁直驱系统与刮板输送机之间的机-电耦合关系,利用MATLAB/Simulink仿真软件搭建刮板输送机永磁直驱系统的机-电耦合模型,仿真分析了永磁直驱系统在空载启动、满载运行、多边形效应等多种工况下永磁同步电机的输出转速、转矩、三相电流以及刮板链的速度、加速度、张力等动态特性变化规律。仿真结果表明,永磁直驱系统在刮板输送机启动及负载变化时能够快速响应且比较准确,由于减少了减速器的柔性缓冲,电机输出转速与转矩对负载突变响应波动较大;永磁直驱系统的动态响应在突变负载下与突变量成正相关关系,应当从驱动系统控制算法的优化角度出发减小波动,改善其性能;多边形效应影响系统速度控制的稳定性,机头链轮啮合处的链条更易受到多边形效应的影响。搭建小功率永磁同步电机直驱模拟试验台架,将仿真得到的机械负载特性曲线等效处理后通过测功机加载输入,开展了刮板输送机永磁同步电机直驱系统的模拟驱动试验。试验结果表明,台架试验测得的永磁同步电机动态特性曲线与对应仿真试验得到的永磁同步电机动态曲线的变化规律基本一致,从而从侧面验证了笔者所建立刮板输送机永磁直驱系统机-电耦合模型的正确性。     

改进遗传算法优化的矿车驱动系统自抗扰控制

针对矿山车辆行驶过程中易受冲击振荡,造成液压控 制系统剧烈波动、稳定性下降等问题,提出一种基于改进遗 传算法的自抗扰控制(ADRC)方法,首先通过分析矿车液压 驱动系统工作原理,建立变量泵控马达驱动系统的数学模 型;其次以矿车速度平稳控制为目的,设计自抗扰控制器,结 合模拟退火的思想拉伸适应度函数,改进遗传算法,并进一 步优化自抗扰控制器参数(GAＧADRC);最后在 MATLAB 中搭建矿车与液压驱动系统的联合仿真模型,采用 ADRC 和改进的 GAＧADRC两种控制方法进行速度控制性能和抗 扰能力仿真对比.仿真结果表明,改进的 GAＧADRC控制方 法速度控制精度高,抗干扰能力强,有助于大幅提升液压控 制系统的稳定性和鲁棒性.     

基于三电平SVPWM的PMSM闭环矢量控制系统

在成熟的两电平SVPWM算法基础上,推导了三电平SVPWM矢量分解算法。该算法将三电平空间矢量图划分为6个四边形,每个四边形即为一个扇区。对电压矢量进行修正,将三电平空间矢量转化为两电平空间矢量。进而利用成熟的两电平SVPWM算法求解出三电平SVPWM算法。最后在Simulink内搭建了永磁同步电机的双闭矢量控制系统环仿真模型,仿真结果表明该算法是正确的,控制系统的响应速度快,且具有较好的抗干扰性和动态跟随性。     

基于三电平SVPWM的PMSM闭环矢量控制系统

在成熟的两电平SVPWM算法基础上,推导了三电平SVPWM矢量分解算法。该算法将三电平空间矢量图划分为6个四边形,每个四边形即为一个扇区。对电压矢量进行修正,将三电平空间矢量转化为两电平空间矢量。进而利用成熟的两电平SVPWM算法求解出三电平SVPWM算法。最后在Simulink内搭建了永磁同步电机的双闭矢量控制系统环仿真模型,仿真结果表明该算法是正确的,控制系统的响应速度快,且具有较好的抗干扰性和动态跟随性。     

刮板输送机多永磁电机串联驱动新模式及关键技术

装备智能化是煤炭行业高质量发展的必然趋势,伴随着煤矿超大采高、超长工作面的建设,刮板输送机不断朝着重型长运距的方向发展,并且永磁直驱已逐渐取代“异步电机+减速器”成为刮板输送机的主要驱动方式,而传统双驱动刮板输送机存在停机率高、煤流分布不均且能耗大、跟踪性能差的问题,尤其长运距下链条张力波动大造成驱动电机电路涌动,已成为制约我国刮板输送机智能化发展的主要难题。根据刮板输送机面临的主要问题和发展需求,提出了刮板输送机多永磁电机串联“驱动-传动”输送新模式,并阐述了多永磁电机串联驱动刮板输送机这一研究领域涉及的关键技术研究现状,包括刮板输送机故障诊断与状态识别技术、多电机串联驱动“机-电”耦合动力学特性、多永磁电机同步控制技术、多智能体自适应协同控制,对于多驱动刮板输送机的设计研发具有一定的适应性和借鉴性;针对刮板输送机多永磁电机串联驱动系统研究面临的难题,将该系统分为4项关键科学技术：(1)多驱动刮板输送机新构型设计;(2)多驱动刮板输送机非线性机-电耦合动力学建模;(3)多驱动刮板输送机链条张力脉动与主动控制;(4)串联驱动刮板输送机主动容错与自适应协同控制;从结构设计与优化、整机运维...     

基于Matlab/Simulink的永磁同步电机三相三电平SVPWM控制系统仿真

介绍了二极管中点箝位式三电平电压型逆变器为主电路的逆变装置及拓扑结构,深入分析了三相三电平逆变器SVPWM最新算法的原理,建立了新型三相三电平永磁同步电机和逆变器的SVPWM新型控制系统仿真模型,并在Matlab/Simulink中进行仿真分析,同时仿真结果与二电平进行比较,结果表明该三电平SVPWM永磁同步电机新型控制系统的有效性和模型的正确性。     

三电平逆变器SVPWM调速控制系统的研究

为了研究三电平逆变器在高压大容量电机变频调速中的应用,详细分析了三电平逆变器的开关模型和拓扑结构,得到了在三电平逆变器供电下异步电机调速系统的数学模型,提出了一种以空间矢量脉宽调制实现对逆变桥控制的方法。仿真表明,该方法可以有效地实现三电平空间矢量控制,实现高性能异步电机调速控制。     

千米深井特大型箕斗直线电机辅助提升系统及控制策略

千米煤矿深井中特大型箕斗的应用能够有效提高生产效率,但是随着箕斗体积和容量的持续增加会对传统钢丝绳矿井提升方式提出挑战,产生钢丝绳强度不足、寿命减少以及安全性降低等问题。针对传统钢丝绳提升箕斗时面临以上问题显露的不足,以煤矿千米深矿井作为工程背景,提出了一种采用垂直式永磁直线电机辅助驱动的特大型箕斗提升方案,能够在目前载重最大50 t箕斗的基础上再增加20%载重。首先,对辅助提升系统涉及的总体提升方案、矿井布置与选择、箕斗结构及增量设计、辅助提升电机结构设计等问题依次进行分析;其次,详细阐述了一种主从控制和并行控制相结合的控制策略,能够实现多种电机对箕斗的协同驱动,保证该辅助提升系统能够稳定运转;最后,利用MATLAB/Simulink建立了垂直式永磁直线电机辅助提升系统的单元电机和多电机矢量控制仿真模型,分析了该系统在匀速、速度突变以及制动工况下速度和推力的变化情况。结果表明,单元电机在恒速变负载情况下具有电机响应速度快、电机推力和速度变化稳定等特性;多电机控制模型在匀速和速度突变情况下主从电机速度以及输出推力跟随状况良好;辅助提升系统若采用主从速度跟随控制策略,难以在突发情况下及时...     

基于改进粒子群算法的矿车调度系统设计

提出了改进粒子群算法,提高了计算速度;以矿车等待时间短和装卸车距离短为原则给出了矿车调度系统的目标函数,用改进粒子群算法计算矿车调度系统的最佳调度方案,提高了矿车资源利用率。设计了基于改进粒子群算法的矿车调度系统的结构以及该系统软件的各功能,使矿车调度系统更便于操作。     

磁力电动转盘

转盘是煤矿副井口或类似作业场所用于矿车调 头转向的回转设备,是实现副井口矿车运输自动化的必要环节。因其具有占地面积小、矿车调头转向运行距离短之优点,而成为副井口生产技术改革和实现矿车调头转向的理想措施。目前国内外转盘的驱动形式有：（１）人力椎动和旋转电机通过减速机构依靠摩擦轮（或齿轮）带动两种。工作人员劳动强度大,需用工人多,生产效率低;（２）旋转电机驱动方式,所需电机功率大,起动电流大,减速装置及磨擦轮（或齿轮）等零部件维护工作量大,并且由于转盘为短时重复工作制．起动频繁,因此浪费电力。磁力电…     

永磁同步电机驱动刮板输送机协同控制

针对刮板输送机负载突变时首、尾电机功率不能平均分配的问题,提出一种永磁同步电机(PMSM)驱动刮板输送机的偏差耦合控制方案。通过建立永磁同步电机的数学模型,分析永磁同步电机的速度、电流双闭环矢量控制策略,得出可采用改变两电机给定转速差的方式控制两电机转矩。通过采集两电机反馈电流,计算出两电机转矩差,使用偏差耦合算法得到两电机的速度补偿信号,调节两电机转速,实现对两电机转矩的调节。实验结果表明,采用协同控制策略后,当刮板输送机负载发生突变,两电机转速能够迅速调整,转矩在0.4 s内接近相等,且两电机转矩百分比差值维持在10%以内,基本实现功率的平均分配。