永磁同步电动机的直接转矩控制方法

永磁同步电动机是一种强耦合的非线性系统。该文针对永磁同步电动机的特点,对其直接转矩控制方法和调速控制原理进行了深入的研究。文中首先介绍了永磁同步电动机的基本结构,并根据电机基本原理建立了三相永磁同步电动机在转子坐标系下的数学模型,分析了该型电动机直接转矩控制的基本理论,最后给出了永磁同步电动机直接转矩控制系统的原理。仿真结果表明,不但电机的转矩响应快速而平稳,而且在不同基准速度给定下系统均具有较好的适应性。     

基于DSP的直接转矩控制系统研究

针对矢量控制中计算控制复杂、特性易受电动机参数变化影响的问题,用浅显易懂的语言描述了复杂繁琐的直接转矩控制理论,分析了磁链调节器和转矩调节器的构成以及它们之间协调工作,决定逆变器开关的特点。介绍了美国TI公司的电机控制专用DSP芯片TMS320LF2407A,并对基于该芯片的直接转矩控制系统的软硬件实现进行了阐述,对实验结果进行了简单分析。实际结果表明,该控制方法对电机参数依赖性小、动态性能好、鲁棒性强,是切实可行的。     

PMSM有效磁链滑模观测器及转矩精确控制

为了改善轨道交通永磁同步电动机转矩控制的性能,提出了一种改进的有效磁链滑模观测器,实现了永磁同步电动机的精确转矩闭环控制。采用有效磁链的概念,建立了基于有效磁链的内置式永磁同步电机数学模型;在[α-β]静止坐标系建立了有效磁链的滑模观测器,并基于滑模等值控制方法实现了有效磁链的观测,进而进行转矩的实时估算,以此和转矩给定值形成精确转矩闭环控制。通过仿真验证该方法的可行性和有效性。结果表明提高永磁同步电动机的转矩控制精度,改善了轨道永磁同步电动机控制系统的性能。该方法不仅适用于内置式永磁同步电机,而且适用于表贴式永磁同步电机。     

模糊滑模控制和负载转矩补偿的异步电动机直接转矩控制

针对异步电动机(IM)转矩脉动以及抗干扰能力差的问题,设计了基于模糊滑模控制(FSMC)与负载转矩补偿的新型直接转矩控制(DTC),取代传统PID速度调节器的是一种滑模控制器.为解决滑模控制器中负载转矩脉动的问题,用模糊逻辑控制器取代了传统滑模控制律中的不连续部分,可以明显降低异步电动机在低速运转时的转矩脉动.提出了一种负载转矩观测器来估计未知的负载转矩.负载转矩观测器用来估计负载转矩扰动,估计作为速度环的前馈补偿.仿真结果表明:在低速负载转矩扰动时,该设计具有更好的动态响应和速度性能、更高鲁棒性和更强的抗干扰能力.     

永磁同步电动机直接转矩控制策略研究

研究了基于无速度传感器技术的永磁同步电动机直接转矩控制策略,该策略将空间矢量脉宽调制技术应用到了电压源逆变器的开关序列选择中;通过滞环控制器控制磁链和转矩,消除了脉宽调制的延迟;采用低通滤波器实现了电压和电流的谐波抑制。仿真结果表明,采用该策略后,电动机的实际速度与不同转矩响应下的预计速度相似,加速到参考速度所需的时间很短,跟踪也很好。     

无刷直流电机直接转矩控制

由于无刷直流电机转矩波动较大,不但会产生噪声和振动等问题,而且会影响整个系统的性能。由于直接转矩控制具有瞬时转矩控制的特点,提出了一种基于直接转矩控制的无刷直流电机控制系统实现方案,该方案对转矩进行闭环控制,通过转矩滞环调节器输出的控制信号和由位置传感器测得的转子位置选择相应的空间电压矢量,实现对电机转矩的直接控制,以达到抑制转矩波动的目的。仿真结果表明该方案可行有效,能够较好的抑制无刷直流电机的转矩波动。     

线性-滑模变结构的IPMSM直接转矩控制研究

为了提高内置式永磁同步电机(IPMSM)直接转矩控制系统的动态品质及鲁棒性,使系统在暂态、稳态过程中具有更优良的特性,提出了将直接转矩控制与线性-滑模变结构控制相结合的策略,分别采用转矩、磁链线性(PI)-滑模控制器取代了传统直接转矩控制中的滞环或PI控制器,该控制器分别根据转矩、磁链给定量与反馈量的误差动态调节平衡增益,使其实现线性控制与滑模开关控制的平衡关系,满足系统的控制需求。理论分析及实验结果表明,这种控制策略可极大地减小了磁链及转矩脉动,增大了调速范围,同时仍保持直接转矩控制固有的转矩快速响应特征,在负载恒定或突变条件下系统具有快速跟踪、鲁棒性强的优点,有效改善了系统的动、静态运行性能。     

基于Saber的永磁同步电机直接转矩控制策略的比较仿真

介绍永磁同步电机直接转矩控制理论,分析常规直接转矩控制方法由于采用滞环控制使一个采样周期内可选的电压矢量很有限,使磁链和转矩脉动较大,导致系统性能较差等问题,提出利用空间电压矢量调制来合成任意的电压矢量以改善系统性能。通过Saber仿真软件对两种控制方法进行仿真研究,给出仿真波形验证理论分析。     

永磁同步电动机无位置传感器直接转矩控制仿真研究

本文建立了永磁同步电动机定子坐标系下的数学模型和无位置传感器永磁同步电动机直接转矩控制系统的MATLAB SIMULINK仿真模型,并详细推导一种基于积分器的无传感器位置与速度算法.通过仿真结果验证了基于积分器的算法具有简洁、响应迅速的特点.     

异步电动机模糊直接转矩控制系统改进研究

在传统的异步电动机直接转矩控制中,因开关管的工作频率限制,滞环控制器的滞环宽度不能设置太小,因而不可避免地产生较大转矩脉动。针对该问题,提出采用模糊控制器取代滞环比较器,依据同一电压空间矢量在不同磁链角范围对磁链和转矩的不同影响建立改进的模糊规则表,并采用最大隶属度平均法进行解模糊。Matlab/Simulink仿真结果表明,所提出的模糊控制方法可以得到较小的转矩脉动和较好的系统动态性能。     

永磁同步电机滑模变结构矢量控制

将滑模变结构控制策略引入永磁同步电机矢量控制中,以提高永磁同步电机矢量控制系统的响应速度,增强其鲁棒性.叙述了滑模变结构的基本原理,给出了永磁同步电动机滑模变结构模型,推导了滑模变结构控制律,并分析了抖动产生原因及相应对策.仿真结果表明,该控制策略极大地改善了系统的动、静态性能,对系统参数和外部干扰表现出较强的鲁棒性,是永磁同步电机矢量控制中一种新颖的改进控制方式.     

基于扰动观测器的PMSM同步协调滑模控制

针对在负载扰动情况下多永磁同步电机控制系统出现电机转速不同步的问题,提出了基于扰动观测器的永磁同步电机同步协调滑模控制策略。从单电机高性能控制策略和三电机耦合结构角度出发,首先,在矢量控制基础框架下,设计了基于非线性负载转矩观测器的积分型滑模速度控制器,构成了单电机高性能矢量控制调速系统;其次,提出了一种基于PI速度补偿器的偏差耦合控制结构,相比传统的偏差耦合控制结构能较好地实现在负载扰动下三电机的转速同步协调运行。最后通过仿真验证了方法的有效性。     

PMSM调速系统的自学习滑模控制

针对永磁同步电机存在对外界扰动及内部参数摄动较为敏感的问题,提出了一种自学习滑模控制方法.该方法设计了一类非线性光滑函数,并将其应用于扩张状态观测器和滑模趋近律中,同时采用最速下降法对滑模控制器增益参数进行自学习实时更新.仿真结果表明,与常规PI矢量控制方法相比,该控制方法不仅响应速度快、控制精度高,而且对系统外部扰动具有很强的抗扰能力.     

基于PR控制器的直接转矩控制策略研究

针对传统直接转矩控制中采用开关表控制造成转矩和电流脉动,以及传统调节器不能实现对交流输入信号的无静差控制等问题,基于电机空间电压矢量的转矩和磁链2个分量解耦的控制方式和PR控制器能够在静止坐标系下实现对交流输入信号的无静差控制,将PR控制器用于永磁同步电机的直接转矩控制中,并由此设计出磁链和转矩的双PR控制器。同时,在定子磁链的观测中,采用基于转子位置和定子电流的新型定子磁链估计方法。试验结果证明,将PR控制器对交流输入信号的无静差跟踪特性应用于基于空间电压矢量调制的直接转矩控制中,系统能获得优良的动态和静态响应,取得了显著的应用成效,由此验证了所提方法的正确性和可行性。     

基于滑模变结构的PMSM控制系统的研究

针对永磁同步电机(PMSM)矢量控制系统中易受机械式传感器影响的问题,设计了一套基于滑模变结构控制(SMC)的永磁同步电机控制系统.由于永磁同步电机在运动时受到负载突变和系统参数变化会影响整个控制系统的稳定性,提出了具有开关结构的非线性滑模变结构控制的系统.首先分析了永磁同步电机在旋转坐标系下的数学模型,在此基础引入双闭环一阶滑模变结构控制系统,实现对PMSM的转速和转矩控制.仿真实验表明,滑模变结构控制系统不会受到外界变化的影响,永磁同步电机的转速和转矩都能稳定运行.滑模变结构控制系统响应更快,抗干扰能力大大提高,鲁棒性更强.     

基于扩张状态观测器的永磁同步电机滑模控制

针对永磁同步电机对外部负载扰动和参数变化比较敏感的控制问题,研究了一种基于扩张状态观测器和趋近律的滑模控制方法.该方法首先对扩张状态观测器进行了设计,然后分别建立了基于扩张状态观测器和趋近律的滑模控制,并用双极S型函数代替符号函数用以削弱滑模抖振,最后对稳定性进行了证明.仿真结果表明:设计的控制方法不仅具有很强的鲁棒性和强抗干扰能力,而且响应速度快,控制精度高.     

永磁同步电机的自适应反演滑模变结构控制

针对永磁同步电机提出一种基于反演的PMSM自适应滑模控制方案.设计基于反演的滑模变结构位置控制器,通过RBF神经网络实现系统参数变化和外部负载扰动等引起的不确定上界值的在线辨识,减小滑模控制器的控制量,并引入饱和函数来减弱系统的"抖动"现象.理论分析和仿真结果对比表明,基于RBF神经网络的自适应反演滑模控制对参数变化和外部负载扰动具有很好的鲁棒性,永磁同步电动机获得了很好的跟踪效果.     

基于滑模变结构的感应电动机直接转矩控制

针对感应电动机常规直接转矩控制中存在磁链、转矩脉动大,低速控制不精确等问题,在建立α-β坐标系感应电动机数学模型的基础上,提出了一种基于滑模变结构的新型直接转矩控制方法。该方法利用转速滑模变结构控制器代替常规直接转矩控制中的PI控制器,可有效减小常规直接转矩控制中的磁链和转矩脉动,增强了系统的稳定性。仿真结果证明了该方法的正确性。