基于高增益观测技术的高精度感应电机磁链观测器研究

针对感应电机磁链观测的一般方法具有观测精度不高、使用的电机参数多、易受影响等问题,利用非线性微分同胚变换对感应电机强耦合非线性系统进行转化,提出一种基于高增益观测技术的感应电机磁链观测器.该观测器不需要满足状态能观的条件且计算量小,通过调节增益能够达到任意精度误差.对非线性规范型的高增益观测器进行了稳定性分析,证明了收敛性.仿真和实验结果验证了该观测器的高观测精度和所提方法的可行性和有效性.     

基于DSP的直线感应电机模糊矢量控制系统研究

针对直线感应电机强耦合、多变量、非线性、时变的控制特点,将模糊控制策略应用到转差频率直线感应电机矢量控制系统中;建立了计及端部效应的直线感应电机等效数学模型,设计了基于DSP的直线感应电机模糊控制系统的软硬件,采用磁链开环、速度和电流闭环的矢量控制系统,对速度模糊控制器进行了设计;对直线感应电机在起动和负载情况下的动态特性进行了仿真实验,结果表明:采用模糊控制实现的直线感应电机转差频率矢量控制系统比具有基本数学模型的传统PI控制系统具有更强的鲁棒性。     

基于Hammerstein 模型的感应电机变频器调速系统神经网络控制

针对感应电机变频器调速系统的非线性特点,提出一种基于Hammerstein模型的神经网络控制方法。 Hammerstein模型由静态非线性模块和动态线性模块组成。首先,利用ARMA模型实现对感应电机变频器调速系统的线性动态模块辨识;然后,基于该辨识模型,实现调速系统非线性静态模块神经网络逆模型辨识与系统直接逆控制;最后,针对控制过程中存在的电机负载扰动问题,设计了神经网络直接逆控制器在线学习与控制策略。仿真实验表明,所提出的控制策略可以获得满意的控制效果。     

交流感应电机矢量解耦控制系统仿真研究

为了考查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以致电机参数非线性的影响,文章从同步速d-q坐标系下异步感应电机动态模型和矢量解耦控制的基本原理出发,引入了内模控制方法,详细设计了基于转子磁链定向和内模控制的电流调节器,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了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.     

感应电机转子电阻辨识及速度控制策略

感应电机转子电阻的在线辨识和补偿是提高矢量控制系统性能的重要手段。针对感应电机模型的不确定性和非线性,基于扩展卡尔曼滤波(EKF)技术,设计感应电机转子电阻在线估计器,采用模糊控制理论,设计模糊PI速度控制器,根据系统状态的变化,以模糊控制器的输出对PI控制器参数进行修正,从而改善系统的静、动态性能。Matlab仿真结果证明了所设计的EKF转子电阻辨识器和模糊PI控制器的有效性。     

一种用于感应电机的鲁棒变结构观测器

提出一种同时实现感应电机转速和转子电流观测的方法。针对感应机这一多变量耦合非线性时变对象,以Ｌｙａｐｕｎｏｖ稳定判据作为设计基础,通过变结构项的引入来抵消不可知部分,确保Ｌｙａｐｕｎｏｖ稳定判据的条件成立,从而得到原系统的鲁棒非线性观测器。理论分析表明,由于变结构项的引入,保证了所设计的观测器具有收敛性和对参数变动的鲁棒性。感应电机的仿真实验说明了该方法的可行性和良好性能。     

多电机同步系统的解耦控制

以多变量非线性强耦合的多电机同步控制系统为研究对象，针对电流跟踪型SPWM变频器供电的感应电机系统，在磁场定向控制的d-q坐标系下，建立了两台电机系统的统一数学模型，采用非线性状态反馈控制方法，实现多电机同步系统的转子转速和皮带张力的解耦控制，利用线性系统理论分别设计了控制器，仿真结果证明了控制策略的有效性。     

基于人工神经网络的感应电机系统辨识

利用人工神经网络并行处理、容错以及任意逼近非线性函数的能力,针对感应电机这样一个各项参数随时间和运行状况的不同而变化的非线性系统,结合感应电机的外输入非线性自回归滑动平衡模型（NARMAX）,分析了不同人工神经网络（ANN）结构和算法对系统辨识的影响。仿真实验结果中还看到前向BP网络存在着逼近“饱和”现象,即网络只能在一定程度上逼近辨识对象,性能指标会趋近于一极限,这是有待于进一步研究解决的问题。     

一种感应电机的状态变量及关键参数在线观测方法

针对感应电机定转子电阻、磁链、负载力矩等关键参数在电动机运行过程中会产生较大变化,对其精确控制产生不利的影响,提出一种在线观测方法,将感应电机强耦合系统数学模型通过非线性微分同胚变换转化为非线性规范型,并设计一种高增益观测器(HGO).该观测方法不要求系统能观,而且鲁棒性好,计算量小,通过对观测器增益参数的调节能够使观测误差达到任意精度.仿真及实验结果表明,所设计的观测器具有更高的观测精度,并且具有较强的鲁棒性.     

基于网络控制系统的感应电机非线性控制

针对网络控制系统中存在不确定时延的问题,讨论了网络条件下感应电机的建模与控制．首先基于感应电机的非线性数学模型,运用直接反馈化方法将其线性化,然后在线性化的基础上引入具有时延的网络控制系统,建立了感应电机的网络化控制模型．运用李亚普诺夫函数方法,给出了闭环系统渐近稳定的充分条件,基于相应的线性矩阵不等式可行解,可以求解状态反馈控制律．最后,仿真结果验证了该方法的有效性．     

基于神经网络逆系统的无轴承异步电机非线性内模控制

针对无轴承异步电机非线性、多变量、强耦合的特点,提出一种基于神经网络 α阶逆系统方法的非线性内模控制策略.将用动态神经网络逼近的无轴承异步电机 α阶逆模型与原系统复合,将非线性的无轴承异步电机原系统解耦成转子径向位移、转 速和转子磁链四个独立的伪线性子系统.为了保证 系统的鲁棒性,对伪线性系统引入内模控制,仿真和实验研究验证了所提控制方法的有效性.     

异步电动机非线性解耦控制器的设计

文章针对转子磁场定向d-q坐标系下的4阶异步电动机的模型,运用非线性解耦线性化理论,把异步电动机调速系统分解成磁链和转速两个子系统,实现了磁链和转速的完全解耦。采用调节器最佳整定方法,设计了磁链和转速控制器。仿真结果证明该控制器具有良好的稳、动态性能,能对磁链和转速进行高性能的控制。     

电流滞环控制PWM逆变器异步电动机的非线性解耦控制系统

本文针对电流滞环控制PWM逆变器异步电动机系统这一非线性、多变量、强耦合的控 制对象,采用非线性变换和非线性反馈,实现了系统的动态解耦和全局线性化.其中关键问 题是对合性条件的满足,从而分解成线性化的转速子系统和转子磁链子系统,两个子系统的 调节器可按古典线性理论设计.最后,用8096十六位单片机实现非线性解耦控制算法,组成 了交流变频调速系统,并给出实验结果.     

无轴承同步磁阻电机逆系统解耦控制仿真研究

研究无轴承同步磁阻电机稳定性控制问题,由于无轴承同步磁阻电机是一个强耦合的非线性系统,为实现负载条件下的稳定悬浮运行,需解除电机转矩和径向悬浮力等多变量之间的耦合关系。针对前馈补偿解耦的缺陷,给出了无轴承同步磁阻电机包含转矩控制和悬浮力控制的统一数学模型,证明电机逆系统存在,设计了一种通过非线性状态反馈的逆系统解耦控制方案,将复杂的无轴承同步磁阻电机系统解耦成两个转子径向位置二阶积分子系统和一个转速一阶积分子系统,并用PI和PID调节器分别对转子位置与转速进行综合设计。运用MATLAB软件对电机控制系统进行仿真。仿真结果证明,解耦控制方案的有效性,为电机系统优化设计提供了保证。     

五自由度无轴承异步电机α-阶逆系统解耦控制

A 5-degrees-of-freedom bearingless induction motor is a multi-variable, nonlinear and strong-coupled system. In order to achieve rotor suspension and operation steadily, it is necessary to realize dynamic decoupling control among torque and suspension forces. In the paper, a method based on α-th order inverse system theory is used to study dynamic decoupling control. Firstly, the working principles of a 3-degrses-of-frsedom magnetic bearing and a 2-degrees-of-freedom bearingiess induction motor are analyzed,the radial-axial force equations of 3-degrees-of-freedom magnetic bearing, the electromagnetic torque equation and radial force equations of the 2-degrees-of-freedom bearingless induction motor are given, and then the state equatious of the 5-degrees-of-freedom bearingless induction motor are set up. Secondly, the feasibility of decoupling control based on dynamic inverse theory is discussed in detail, and the state feedback linearization method is used to decouple and linearize the system. Finally, linear control system techniques are applied to these linearization subsystems to synthesize and simulate. The simulation results have shown that this kind of control strategy can realize dynamic decoupling control among torque and suspeusion forces of the 5-degrees-of-freedom bearingless induction motor, and that the control system has good dynamic and static performance.     

五自由度无轴承异步电机[[alpha]]阶逆系统解耦控制

五自由度无轴承异步电机是一个多变量、非线性、强耦合的复杂控制对象，要实现电机转子稳定悬浮和运行，必须对电机转矩力和悬浮力进行动态解耦控制.本文应用多变量非线性[[alpha]]阶逆系统方法，对这个复杂控制系统进行动态解耦控制研究.首先介绍了三自由度磁轴承的工作原理和二自由度无轴承异步电机径向力产生机理，并给出三自由度磁轴承轴向力、径向悬浮力方程和二自由度无轴承异步电机转矩力和径向悬浮力方程，建立了电机的状态方程，然后分析了基于阶逆系统理论解耦控制的可行性，应用状态反馈线性化方法，将原复杂系统解耦并线性化，最后采用线性系统理论进行了综合和仿真.仿真结果表明这种控制策略能够实现五自由度无轴承异步电机转矩力与悬浮力之间的动态解耦，系统具有良好的动、静态性能.     

多机传动机械系统的同步控制

本文提出通过磁场定向控制分别控制多个感应电动机跟踪同一个指令性速度的多机驱动机械系统的同步控制方案,通过建立全维转子状态估计器,辩识感应电动机的转子速度,定子和转子电阻,瞬时外负载,根据外负载辩识结果与速度ＰＩＤ控制器确定感应电动机的转矩电流,实现感应电动机的无速度传感器控制,计算机仿真结果表明了该控制方案的有效性。     

感应电动机调速系统的自适应逆控制

针对电压源型逆变器供电的感应电动机调速系统,提出了一种自适应逆控制方法,实现了电磁转矩和定子磁链的解耦控制．应用得到的逆系统将多变量、非线性、强耦合的感应电动机调速系统解耦为电磁转矩和定子磁链两个一阶线性子系统,从而简化了各个闭环线性调节器的设计难度．为了提高系统的鲁棒性,利用递推最小二乘算法实时辨识电动机参数,降低了参数变化对系统性能的影响．使用MATLAB软件进行了仿真实验,实验结果验证了理论分析的正确性和控制方案的可行性．     

基于DSP的无速度传感器交流异步电机矢量控制系统设计

为提高交流异步电机控制系统的可靠性和适应性,本文设计了基于DSP的无速度传感器异步电机矢量控制系统。根据异步电机转子磁场定向控制的基本方程式建立了改进电压型转子磁链估算模型,并且采用PI自适应速度估算法来估计转速,同时采用电压空间矢量法实现对异步电机的控制。     

ON STABILITY AND PERFORMANCE OF INDUCTION MOTOR SPEED DRIVES WITH SLIDING MODE CURRENT CONTROL

A novel inner loop sliding mode current control scheme for induction motor speed drives is proposed in this paper. The controller design is based on the nonlinear mathematical model of an induction motor in a coordinate system oriented along the rotor flux. The parameters of the PI speed controller are taken into consideration in the inner loop sliding mode current control. Rigorous stability verification for the overall system is provided in this paper. The chattering in sliding mode control is attenuated using the reaching law design method. The experimental results show that the proposed approach exhibits robust tracking performance in the presence of motor parameter variations and load disturbances.