永磁同步电机直接转矩控制转矩调节器设计

在以往永磁同步电机直接转矩控制研究中,将零电压矢量引入到直接转矩控制转矩调节器中,起到了降低转矩脉动的作用.但是,这些研究没有定量的解决优化计算转矩调节器中零电压矢量作用范围的问题.该文分析了永磁同步电机直接转矩控制中电机转矩变化规律,推导出了转矩调节器中使转矩脉动最小的零电压矢量作用范围优化计算公式,从而解决了转矩调节器优化设计问题.仿真和实验结果均验证了理论分析的正确性和优化计算公式的有效性.     

基于直接转矩控制的交流伺服系统

1.前言 交流伺服系统在机械制造、工业机械人、航空航天等领域获得了广泛的应用,为使系统获得较好的动态和静态性能,其控制对象大多采用了永磁同步电动机(PMSM)。 直接转矩控制技术是继矢量变换控制之后,在交流调速领域里出现的一种新型变频调速技术,该技术摈弃了矢量控制中解耦的思想,将转子磁场定向更换为定子磁场定向,减弱了系统对电动     

基于定子电流和转速的新型IPM电流调节器的研究与实现

内置式永磁同步电机(IPM)以其能量密度大,调速范围广的特点在插入式混合动力电动车(PHEV)上得到广泛的应用。该文针对传统矢量控制两电流调节器高速调节(TCC)困难的问题,给出了一种单电流调节器(SCC),并提出一种根据反馈的定子电流和转速提高SCC效率和稳定性的方法即可调节单电流调节器(ASCC)。利用电机稳态数学模型,推导出q轴及其解耦分量可由d轴电流决定的数学表达式,通过在矢量图上对比最大电流/转矩(MTPA)及理想控制曲线,说明了ASCC的有效性。仿真和实验结果证明所设计的控制器具有很好的效率和应用前景。     

汽车换挡控制中电流调节器的设计

在汽车换挡过程中,电机控制需要从力矩环切换到速度环,进行速度跟踪.若速度跟踪准确,则从速度环切换到力矩环对电机控制,而在此过程中电流调节器存在饱和问题.针对上述问题,利用一种有效的方法来解决换挡过程中电流调节器的饱和问题.该方法通过电流解耦环和电压补偿环的控制,能够解决永磁同步电机在速度变化较大时电流调节器饱和的问题,并且能够快速、准确地跟踪电流.最后建立了电流解耦和电压补偿的PMSM的双闭环控制系统模型,仿真结果证明了该方法的可行性,并且在工程实际中得到了验证.     

基于参数辨识的永磁伺服系统转速自适应控制

针对伺服电机驱动中转速控制器性能因伺服系统参数变化而下降的问题,提出一种基于参数辨识的转速自适应控制方法。对于转动惯量的变化,在连续域建立模型参考自适应系统(MRAS),通过Popov超稳定性理论设计一种比例+积分(PI)型自适应律,提高了惯量辨识的收敛速度和稳态精度。对于负载转矩,提出一种基于中间变量设计的扰动观测器。将辨识值反馈至速度控制器中,实现控制器参数在线自整定。试验结果表明,所提转速自适应控制方法能准确辨识出转动惯量和负载转矩从而进行控制器参数调整,该方法对参数变化具有良好的鲁棒性。     

基于Anti-Windup的感应电机高速区最大转矩提升策略

充分利用直流母线电压是提升感应电机输出转矩的有效途径。传统电压闭环方法在进行电压极限圆拓宽时,必然会出现windup问题,这将导致系统动态响应变差并影响转矩输出。该文提出一种基于Anti-Windup的感应电机高速弱磁最大转矩提升策略,通过空间矢量脉宽调制算法过调制前后矢量合成的作用时间进行闭环弱磁,运用梯度下降法校正励磁电流给定。在提高直流母线电压利用率的同时,缓解了电流调节器的失控问题。仿真和对比实验结果表明,该文方法实现了最大转矩的提升,加快了电机升速过程。     

伺服系统矢量控制电流环分析和设计

电流环作为永磁同步伺服系统的内环,其性能直接影响到整个系统的控制精度和响应速度.理论及仿真分析了永磁同步电动机矢量控制电流环的系统构成和空间矢量脉宽调制技术(SVPWM)原理,在以DSP56F8346为核心的硬件平台实现了转子磁场定位控制算法.重点分析了电流环设计中的转子初始定位、减小电流谐波和SVPWM调制难点,并经实验加以验证.     

基于LQSF的伺服系统速度调节器的设计与研究

本文针对按经典控制理论设计的速度调节器和实际运行结果出入大的问题，提出用二次型性能指标最优调节器(LQSF)的设计思想，实现永磁同步伺服系统(PMSM)的速度环调节器的设计。通过适当调节状态变量的加权矩阵，使相应状态变量满足控制要求，性能指标最优。对于速度调节过程中的饱和，设计采用Bang-Bang控制来实现过渡过程响应时间的最小化。在电机速度阶跃过程中，设置较大的限幅力矩，可以使系统有更快的响应，更小的响应时间。仿真和实验证实了本文所做设计的有效性。     

基于LQSF的伺服系统速度调节器的设计与研究

针对按经典控制理论设计的速度调节器和实际运行结果出入大的问题,提出用二次型性能指标最优调节器(LQSF)的设计思想,实现永磁同步伺服系统的速度环调节器的设计.根据二次型性能指标最优设计思路,通过适当调节状态变量的加权矩阵,使相应状态变量满足控制要求,性能指标最优.对于速度调节过程中的饱和,设计采用Bang-Bang控制来实现过渡过程响应时间的最小化.在电机速度阶跃过程中,设置较大的限幅力矩,可以使系统有更快的响应,更小的响应时间.仿真和实验证实了本文所做设计的有效性.     

直接转矩控制PID调节器智能优化设计

将遗传算法中的变异机制引入基本蚁群算法中,用遗传蚁群算法来优化直接转矩控制系统中PID调节器参数,提高了PID调节器的自整定能力,有效地降低了系统中的转速脉动,增强了系统的快速性和稳定性。仿真实验表明:该策略使直接转矩控制系统的动、静态性能得到了明显的提高和改善。     

基于神经网络的伺服系统负载转矩扰动辨识器设计

针对伺服控制系统负载转矩扰动的问题,基于永磁同步电机矢量控制基本原理,提出了一种负载转矩扰动辨识算法。并结合神经网络控制理论,采用两层神经网络设计了一种负载转矩扰动辨识器。采用DSP控制器搭建了伺服控制系统,同时给出了软硬件设计方法,最后针对电机转速响应特性进行了仿真实验并与传统控制方法比较。仿真结果表明:基于神经网络的伺服系统转矩扰动辨识方法能够有效地抑制负载扰动对系统的影响,提高了控制系统动态响应速度和跟踪性能。     

交流伺服系统的低速电流控制

高性能的交流伺服系统要求电机具有良好的低速性能，电流控制是问题的关键。本文对异步电动机低速电流滞环控制进行了分析，提出了一种注入零矢量的电流比较控制方法，仿真和实验表明这种方法是可行的。     

永磁同步电机伺服系统的自适应PI调节器控制

随着电力电子技术和现代控制理论的发展,永磁同步电机(PMSM)构成的交流伺服系统得到了广泛应用。在一些工业现场,由于无法离线测得电机的一些参数,使得传统的PI调节器设计难度增加。此外,随着温度的升高,PMSM电感、电阻发生变化,传统PI调节器的定参数控制,将无法达到预期的控制效果。设计了一种基于在线参数辨识的自适应PI调节器,采用最小二乘法原理,实时获得电机参数,根据PI调节器最优化设计,不断更新PI调节器参数,使系统的鲁棒性增强。通过仿真和硬件系统实验,证明了该方法的可行性,系统在参数发生变化时具有良好的自适应能力。     

电动伺服系统电流环设计

为了构成高性能的电动伺服系统电流环,论文介绍了永磁同步电动机矢量控制的原理和数学模型,然后根据系统动态性能的要求,设计并选择调节器的类型。仿真结果表明,所设计的电流环具有很高的电流跟踪能力,为实现高性能电动伺服系统奠定了基础。     

基于最大转矩电流比动态磁链给定的直接转矩控制

分析得出了凸极永磁同步电机直接转矩控制中定子磁链给定必须限制在一定范围.用极值原理推导出在输出转矩一定时所需要的最小d,q轴电流应满足的关系式,同时给出了一种简洁的工程近似求解方法.最后,以变化的磁链给定代替恒定磁链给定以实现最大转矩电流比,有效克服了常规直接转矩控制在磁链给定太小时启动困难的缺点,而且大大提高了系统运行效率,仿真结果表明了该方法的有效性.     

基于Supertwisting滑模永磁同步电机驱动的转速和转矩控制

针对永磁同步电机(PMSM)空间矢量的直接转矩控制方案超调频繁、响应时间慢等问题,将传统的转速PI控制器和转矩PI控制器替换成Super-twisting滑模控制器,并从理论上证明了Super-twisting滑模控制器用在转速环和转矩环上能在有限时间内收敛。借助MATLAB/Simulink仿真软件研究了PMSM的转矩脉动,分析了其动态响应速度。仿真结果表明,在空间矢量直接转矩控制中采用Super-twisting滑模控制器与PI控制器相比有更小的转矩脉动,提高了动态响应速度并且解决了超调频繁的问题。     

基于无源性的感应电机转矩与转速控制

感应电机的无源性控制方法是一种新的控制策略 ,其要点是确定“无功力”以使闭环系统的总能量具有好的品质。这样在反馈控制设计中无需将系统的非线性动态特性完全抵消 ,即可实现转矩、磁链及转速的渐近跟踪 ,控制系统具有很好的动态及静态性能 ,控制律的设计是全局定义的 ,无一般输入输出解耦控制中存在的奇点     

基于动态相位校正的伺服系统电流环设计

在传统的永磁同步电机伺服控制系统电流环设计中,出于系统中起关键作用的参数为电压矢量的。幅值和相角,交轴电流、直轴电流组成的两个闭环独立给定电压矢量在d-q坐标轴上的分量．只是一种间接的控制,此外,在特定情况下,两个分量间的独立性和控制算法的间接性使得对幅值和相角的控制作用相互抵消,进而还会削弱系统的动态性能文章提出了一种基于动态相位饺正的控制方法,实现了对参数的直接控制,并设计了模糊控制器来控制电压矢量的梢位,可以有效地避免这一问题。     

基于HCPL-7840的直流伺服系统电流环设计

在使用PWM功放驱动的直流伺服控制系统中,电机电枢电流采样是实现电流闭环控制的关键。本文使用采样电阻和隔离放大器HCPL-7840测量电枢电流,实现了电流闭环控制和电流限幅设计,解决了电机起动电流过大引起的系统供电异常。仿真和实验结果证明该设计切实可行,对工程应用有较强的参考价值。     

具有最大转矩电流比的IPMSM直接转矩控制

为提高内置式永磁同步电机(IPMSM)控制性能,将直接转矩控制(DTC)与最大转矩电流比(MTPA)控制相结合,提出一种具有MTPA的IPMSM DTC方法。该方法采用MTPA控制和多项式插值方法建立了定子磁链与电机输出转矩之间的关系,可根据电机不同运行工况,动态调整定子磁链给定值。实验结果表明,所提控制方法在保持DTC快速动态响应性能的同时,可有效降低定子电流幅值,减小功率损耗,提高驱动系统运行效率。