直流电机调速系统的变结构控制

结合了变结构系统理论和Lyapunov设计方法，将变结构控制策略应用于直流电动机的调速，从实现的角度，采用了基于观测器重构状态的控制方案，设计了直流调速变结构控制系统。仿真结果表明，变结构控制使得直流调速系统对负载变化和自身参数扰动具有较好的鲁棒性，控制结构简单实用，其性能优于PID控制系统。     

直流电机调速系统的变结构控制

结合了变结构系统理论和Lyapunov设计方法,将变结构控制策略应用于直流电动机的调速,从实现的角度,采用了基于观测器重构状态的控制方案,设计了直流调速变结构控制系统。仿真结果表明,变结构控制使得直流调速系统对负载变化和自身参数扰动具有较好的鲁棒性,控制结构简单实用,其性能优于PID控制系统。     

基于TMS320F28035的小功率BLDCM速度控制系统

无刷直流电动机具有效率高、起动转矩大以及噪声低等特点,广泛应用于各种工业领域。为了获得较好的控制效果,设计了以TMS320F28035为核心的无刷直流电动机转速电流双闭环调速控制系统,介绍了该系统的硬件设计及控制策略,并比较了两种转速计算方法对调速效果的影响。实验结果表明,该系统运行稳定可靠,调速效果良好,并具有较强的抗负载扰动能力。     

基于滑模观测器的无刷直流电动机无位置传感器控制

本文以无刷直流电动机作为研究对象,研究了一种基于滑模观测器的无刷直流电动机无位置传感器控制方法。采用基于线电压的滑模观测器,实现线反电动势、转子位置和转速的估算。该滑模观测器采用改进的指数趋近律,能够有效地减小观测器输出抖动。仿真实验结果表明该滑模观测器能准确估算出转子位置和转速,验证了此无位置传感器控制方法的有效性。     

感应电机全阶状态观测器及其无源性转速控制

为了实现感应电机的高动态调速性能,针对电机的非线性本质,提出了一种基于全阶状态观测器及其转速自适应估算的感应电机无源性转速控制方案。在基于感应电机无源性与稳定性分析的基础上,设计了渐近稳定转矩跟踪无源性控制器。针对无源控制律所需转子电流难以观测的问题,提出了一种旋转坐标系下以转子电流和转子磁链为状态变量的全阶状态观测器,并应用该观测器对转速进行估算,实现了感应电机无速度传感器的无源性转速控制。仿真结果表明该控制方法易于实现,采用全阶观测器观测转子电流值和估算转速值更为准确,显著提高了感应电机的动静态性能。     

带转速及扰动观测器全状态反馈直流调速系统研究

本文提出一种重构直流调速系统常值未知外扰和电动机转速的二种全阶观测器。它包括采用测速发电机和不采用测速发电机二种方案,用以重构转速(?)和扰动量(?)。调速系统采用线性二次型指标状态反馈(LQSF)。它与重构信号组成复合控制系统,补偿了负载扰动,从而有效地降低系统动态速降,实现了无超调和无静差。本文给出了这种系统的计算方法和应用实例。实验表明,这种方案观测器在工业上有应用价值。     

永磁同步电机旋转坐标系滑模观测器设计研究

针对内置式永磁同步电动机在螺旋桨重载工况下,两相静止坐标系滑模观测器中扩展反电动势幅值大小易受螺旋桨负载影响的问题,在两相旋转坐标系下设计一种新型滑模观测器用以实现内置式永磁电动机转速及转子位置观测。采用李雅普诺夫稳定性理论对所设计的滑模观测器进行了稳定性分析,得出电动机转速估算表达式,避免了扩展反电动势的观测。对所提出的永磁同步电动机无速度传感器控制策略进行仿真分析和试验研究,结果表明设计的滑模观测器能够准确实现永磁电动机的转速估算,系统具有良好的动态响应性能,验证了该控制策略的有效性与可行性。     

采用dsPIC30F6010的无刷直流电动机控制系统设计

在全面分析研究了无位置传感器无刷直流电动机运行方式的基础上，阐述了无刷直流电动机的控制原理以及反电势过零检测、控制系统的硬件及软件实现方法，并且为了在较宽的范围内提高无刷直流电动机的调速性能，系统采用高性能dsPIC30F6010数字信号控制器作为微控制器，实现数字转速开环控制。     

油田螺杆泵无刷直流电动机控制系统设计

基于无刷直流电动机控制专用芯片,介绍了应用于油田螺杆泵无刷直流电动机控制系统,详细阐述了系统设计和构成,并分析了转速和电流控制器的工作原理和实现方法。最后通过现场试验,验证了该系统的良好的调速性能和较高的系统效率。     

直流电动机调速系统模糊控制的仿真

针对直流电动机调速系统的非线性和结构参数易变化等特点，本文设计了模糊控制器，建立了转速环为模糊控制的双闭环调速系统，为了验证模糊控制器的控制效果，本文对直流电动机的参数变化，负载突变等不同情况进行了仿真研究，并将仿真结果与常规PID控制进行比较，结果表明，模糊控制器在电机参数变化或负载突变时具有较好的控制性能。     

开关磁阻平面电机的鲁棒控制

基于能量耗散理论和开关磁阻电机原理,提出一种鲁棒无源性开关磁阻平面电机控制器,首先研究了开关磁阻平面电机的无源性控制在各种注入阻尼下的稳态和动态特性,指出了无源性控制方法存在的缺陷,并在无源性控制基础上,结合鲁棒控制技术,克服了一般无源性控制在静摩擦力和突加负载扰动下存在的稳态位置误差和动态品质恶化的缺陷,实现了提高控制品质和鲁棒性,仿真和试验结果证明了该方法的有效性。     

基于龙伯格观测器的BLDC滑模控制系统仿真研究

针对无刷直流电机（BLDC）负载频繁改变导致电机调速性能差的问题,提出了一种基于负载转矩观测器的速度滑模控制方法。速度环采用滑模变结构控制方法,基于改进指数趋近律设计了速度滑模控制器;同时为了减小负载转矩扰动对电机运行状态的影响,基于龙伯格观测器设计了负载转矩观测器,通过观测器来估计实际的负载转矩并将观测器的输出前馈给速度滑模控制器来抵消负载转矩扰动的影响。为了验证提出方案的有效性,在MATLAB/Simulink仿真环境上搭建了仿真模型并进行了仿真分析,仿真结果表明基于负载转矩观测器和速度滑模控制器的无刷直流电机系统有着优异的性能,与传统PI控制相比,抗扰能力强、恢复时间短、转速响应快,证明了提出方案的有效性。     

感应电机无源性分析及自适应控制

感应电机由于其变量非线性耦合、转子电量难以测量、电机参数时变性这3方面的问题，导致交流调速控制复杂。无源性控制理论应用于感应电机控制是一种全新的方法，其控制律是全局定义的，无输入输出线性化解耦奇点问题，是间接磁场定向控制。证明了感应电机转子磁链子系统的无源性，找到系统能量耗散特性方程中的无功力，它不会影响系统的稳定性，得出无需转子磁链观测反馈即能稳定跟踪转子磁链的参考值，同时考虑电机转子电阻在运行中发生未知变化，设计自适应调节器使系统对转子电阻呈现鲁棒性，构建了带电流内环速度控制系统。该方案保证转矩、转子磁链及转速的渐进跟踪，使调速系统具有良好的动静态性能，易于实现。仿真验证了设计的控制系统的有效性和先进性。     

基于无源性的同步电机自适应滑模控制方法

利用本质上是非线性反馈的无源性控制(PBC)策略,实现同步电机的全局稳定和转矩、转速跟踪控制.建立了同步电机的Euler-Lagrange模型;在此基础上利用无源性滑模控制方法构建转矩、转速动态跟踪控制器,在非线性负载时变未知情形下,实现了转子磁链、转速的期望轨迹渐近跟踪;针对实际运行时同步电机参数具有不确定性的问题,...     

永磁同步电机的哈密顿建模与无源性控制

针对永磁同步电机（PMSM）转速调节问题,采用端口受控哈密顿（PCH）系统和无源性控制原理,研究了PMSM的建模与控制。将PMSM看作是二端口的能量变换装置,基于PCH系统理论建立了PMSM的非线性数学模型。利用能量成型和无源性控制方法。给出了PMSM的速度控制原理,反馈控制问题被归结为一类偏微分方程的求解。通过选择期望的闭环系统哈密顿函数,可将偏微分方程转换成一组普通的方程,从而使求解变得容易。分析了永磁同步电机速度控制系统平衡点的稳定性,并设计了控制器。仿真结果表明所设计的方案具有很好的转速跟踪性能。     

基于无源性的同步电动机自适应控制

同步电动机的高性能控制研究始终是非线性控制领域中的一个重要研究方向,无源性控制(PBC)方法的提出为同步电动机控制系统的非线性设计带来了全新的思路.利用本质上是非线性反馈控制的PBC方法,与自适应控制相结合,实现负载转矩时变未知情形下磁链、转速的渐近跟踪,并可有效抑制由转子电阻变化引起的跟踪误差.该方法从能量角度分析电机控制系统,设计全局定义的控制律,具有形式简单、无奇异点、鲁棒性好等特点.基于dSPACE的实验结果证明了该控制策略的有效性.     

感应电机速度和电阻自适应辨识的LMI方法(英文)

该文研究了一种感应电机无速度传感器模型参考自适应系统(model reference adaptive system,MRAS),提出一种新型的基于自适应磁链观测器的常数增益速度辨识方法。首先,运用李亚普诺夫(Lyapunov)稳定性理论设计出自适应磁链观测器及速度估算方法,通过MATLAB中的线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)工具箱求解线性矩阵不等式获得磁链观测器的增益矩阵,保证了此磁链观测器的稳定性,同时也克服了运用极点配置方法带来不稳定区域的问题。该文还研究了基于自适应观测器的电阻辨识问题。基于给出的自适应磁链估计方法,设计了感应电机无速度传感器直接转矩控制系统,并进行了MATLAB仿真和实验,结果表明,提出的无速度传感器速度方法在全速范围内具有很好的动态和静态性能。     

永磁同步电机自适应滑模负载观测器研究

为提高同步电机驱动系统抗外部负载突变干扰的能力,基于Popov超稳定理论和滑模变结构控制理论提出一种负载转矩观测器,应用于永磁同步电机转速电流双闭环调速系统中,为转速控制器提供实时的转矩信息.其中选取永磁同步电机自身作为参考模型,选取永磁同步电机转速模型作为可调模型,利用负载转矩的估计误差构造基于积分分离理论的滑模面.系统仿真实验表明:减弱了转矩观测值的抖振;能快速准确检测出负载转矩的初始值和工作过程中常见的突变、冲击、波动这三种类型的转矩变化;通过引入转矩观测器,增强了系统的抗干扰能力.     

基于等效负载扰动观测器的直流电机转速鲁棒控制

针对直流电机速度控制系统负载的未知时变特性和被控对象参数的不确定性，设计了一种等效负载扰动观测器，并通过构造速度误差的Lyapunov函数，设计了一种新的基于等效负载扰动观测器的变结构鲁棒控制器。仿真研究结果表明，所设计的速度控制系统对负载扰动的变化和参数的时变性具有较好的控制效果和鲁棒性，对不同形式的速度给定信号具有较好的跟踪性能。     

Passivity based control for induction motor drives with voltage-fed and current-fed inverters

In recent years, passivity based control (PBC) scheme has gained wide attention among various nonlinear control methods. Based on Euler–Lagrange equations of motion, controllers are designed from an energy point of view. In this paper, the PBC is applied to induction motor (IM) speed drives with voltage-fed and current-fed inverters, respectively. The stability of the overall system for the voltage-fed IM drive has been verified rigorously, but it lacks for the current-fed IM drive. However, the controller structure of the latter is simpler than that of the former. Experimental results show that the PBC scheme is successful in speed control application for both IM drives. There is no significant differences between two IM drives. The overall system exhibits good robust performances in presence of motor parameter variations and load disturbances.