基于改进磁链观测法的PMSM无位置传感器控制

基于磁链观测法进行永磁同步电机(PMSM)无位置传感器控制时,易出现漂移问题。为了致力于解决磁链观测法的不足,文中首先对磁链观测器进行了改进设计,在分析电机参数对位置估计精度影响的基础上,建议了一种对转子位置误差进行稳态补偿方法,以期实现稳态时转子位置估计具有对电机参数变化不敏感的优点;同时为了避免位置信号的直接微分,采用锁相环(PLL)来估计转子转速。最后,通过无位置传感器PMSM矢量控制系统的仿真来证实该方案的合理可行性。     

基于宽频带同步基频提取滤波器的永磁同步电机转子位置与转速估计

由于滑模观测器的固有抖振及控制算法延迟、死区效应等非理想因素的影响,估计反电动势信号包含的谐波难以完全消除,已成为影响系统控制精度的主要因素。为了提升表贴式永磁同步电机的转子位置与转速观测精度,该文提出一种宽频带同步基频提取滤波器,提取估计反电动势基波。在此基础上,提出宽频带同步基频提取滤波器（WSFEF）与锁频环结合的信号处理方法,锁频环（FLL）的应用实现了WSFEF跟踪频率的自适应。构造基于WSFEF-FLL-锁相环（PLL）的位置与转速估计方法,将其应用到滑模控制中,增强了对谐波的抑制能力,提高了转子位置和转速估计的动态性能。仿真和实验验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于锁相环的永磁同步电机无位置传感器控制

传统中高速永磁同步电机(PMSM)磁链观测法无位置传感器控制存在定子磁链积分偏移和转子位置、转速估算值易波动等问题。针对上述问题,提出一种利用一阶惯性滤波器求取定子磁链和基于锁相环(PLL)的PMSM磁链估计法无位置传感器控制策略。一阶惯性滤波器能滤除定子绕组感应电动势输入中的直流分量从而抑制积分偏移,利用PLL能消除由转矩脉动引起的转子位置和转速波动,提高系统稳定性。对所提控制策略在双三相PMSM实验平台上进行验证。     

一种永磁同步电机宽速域无传感器系统的控制策略

设计了一种改进型滑模观测器(SMO)实现永磁同步电机(PMSM)无传感器宽速域控制。使用反电动势观测器替代低通滤波器,避免了转子位置信息滞后的问题。在定子电流计算中引入随转速自适应调节反馈系数的反电动势反馈,减小了系统抖振,使宽速域下转子转速和位置估计更加精确。采用锁相环技术(PLL)来抑制高频信息,提取出准确的转子位置。基于d SPACE搭建了PMSM的快速控制原型试验平台,对无传感器控制系统进行了稳态和动态试验,结果验证了该算法的有效性。     

同步旋转坐标系下新型滑模观测器算法的研究

针对基于永磁同步电机(PMSM)滑模观测器无位置传感器抖动问题,采用锁相环估计同步电机转子位置和速度,将滑模观测器(SMO)感应电势和锁相环(PLL)结合一体.新型滑模观测器算法能减少转子位置、转速估算误差和复杂度.最后,利用MATLAB仿真对同步坐标系下新型滑模观测器算法进行验证,实验结果表明新型滑模观测器算法对比传...     

基于频率和初相角解耦检测的新型锁相环

提出了一种由锁频环(FLL)和初相角锁相环(PLL)构成的新型三相PLL。FLL采用了一种新型的微分算法来检测频率误差,可避免由电压相角或幅值突变导致的频率检测误差。该新型PLL采用频率自适应数字滤波器(FADF)滤除输入信号中的谐波和噪声,提高了相角的检测精度。FADF利用多重化延时信号消除算法消除频率较低的谐波,然后通过巴特沃斯低通滤波器滤除高次谐波和噪声,可以在dq域准确、迅速地提取基波正序电压。同时,初相角PLL拥有较高的特征频率,使得新型PLL可以在相角突变后迅速地实现同步。通过仿真和实验对新型PLL的性能进行了验证,且为了适用于计算能力较差的控制器,给出了新型PLL的简化方案。     

DTOGI-FLLAFO实现PMSM无传感器控制

无位置控制技术能提高永磁同步电机(PMSM)驱动系统可靠性、环境适应性,且降低系统成本。针对目前以反电动势为估计对象的模型法存在的低速极限高、颤振及参数敏感等问题,提出双三阶广义积分-锁频环有效磁链观测器(DTOGI-FLLAFO)。该观测器综合利用三阶广义积分器(TOGI)优异的直流偏置和谐波抑制能力,及单锁频环(FLL)结构削除2倍频分量的优势,精确地估计出转子有效磁链;标幺化的有效磁链通过锁相环(PLL)即得到用于系统控制的转速和位置估计量。此外,标幺化的有效磁链对电机参数变化不敏感。仿真和实验结果表明,所提策略具有宽速域、参数变化不敏感、参数易于整定,且算法简单易实现等优点。     

基于新型三相锁频环的锁相技术

锁相技术是分布式发电系统并网运行最基本的技术要求之一。针对在电网电压频率发生突变时传统锁相环PLL无法准确锁定电压相位的问题,本文提出了一种新型三相锁频环FLL。首先说明了因非理想微分运算导致频率估算时产生稳态误差的原理;然后详细分析了非理想电网条件下可能存在的3类误差源,并提出相应的解决方案;最后,系统地阐述了新型锁频环工作原理和参数设计的方法,并在Matlab/Simulink建立了相应的仿真模型,与基于dq同步坐标变换的三相同步锁相环SRF-PLL方法进行了对比实验。结果证明,该新型三相锁频环的动态响应速度很快,频率突变时的锁相性能比传统锁相环更好,具有很好的实用价值。     

基于反电动势PLL法的PMSM无传感器控制研究

为改善永磁同步电机(PMSM)无速度传感器低速系统的控制性能,介绍了一种反电动势和锁相环(PLL)法相结合的PMSM无速度传感器控制算法。首先利用检测得到的电压和电流进行数学建模,然后基于建立的数学模型对PMSM进行转子位置和转速估计,并采用PLL法进行转子位置跟踪,达到无速度传感器控制的目的。最后针对所提新型控制方法进行实验验证,结果验证了该估算方法能在PMSM较低速运行时准确的估算出转子位置和速度,无传感器矢量控制调速系统具有调速范围宽、鲁棒性强的特点,且该无传感矢量控制算法简单、易于实现。     

基于新型二阶广义积分器的单相锁相环设计

针对单相光伏并网逆变器发电系统并网电流质量差、锁相环(PLL)频率跟踪性能差、抗直流干扰能力低的问题,采用锁频环(FLL)与直流控制器相结合的方法,提出一种基于新型二阶广义积分器(SOGI)的单相PLL。结构。所提新型结构将FLL和直流控制器与传统SOGI结构结合,FLL主要实现对输入信号的频率追踪,直流控制器主要提高SOGI结构的抗直流扰动能力。仿真和实验结果表明,该新型结构能有效提高PLL频率跟踪能力,提高锁相精度,有效改善了并网电流质量,降低了谐波污染。同时有效解决了传统PLL抗直流干扰能力低的问题,为并网逆变器的发展起到了促进作用。     

基于自适应滑模观测器无位置传感器PMSM控制方法研究

针对无位置传感器永磁同步电机控制存在的转子位置与转速估计精度不高的问题,结合自适应算法设计了一种新型的自适应滑模观测器。滑模自身机制引起的系统抖振问题是影响电机转子位置与转速估计的最大因素。为了降抖减振,采用连续的sigmoid阈值函数代替sign符号函数;提出一个反电动势自适应估计环节代替传统的低通滤波器,提高反电动势估计精度;此外为了降低转子位置及其转速的估计误差,采用锁相环对其进行估计。最后,基于200W的PMSM搭建实验平台对上述改进算法进行验证。结果表明:电机转子位置与转速估计稳态误差分别为0.129 rad、79 r/min,能够实现无位置传感器PMSM高精度控制。     

谐波畸变下一种快速单相锁相环技术

锁相环(Phase-Locked Loop,PLL)作为逆变器并网运行的核心技术之一,为了应对电网在谐波畸变的情况下而形成的非理想电压,提高单相并网逆变器锁相环的工作性能,本文提出了一种基于前置滑动平均滤波器(Moving Average Filer,MAF)的单相锁相环。该单相锁相环采用二阶广义积分(Second Order Generalized Integrator,SOGI)算法作为单相锁相环的正交信号发生器(Orthogonal Signal Generation,OSG),并在其引入一个简易的锁频环(Frequency-Locked Loop,FLL)以自适应电网频率;最后在同步旋转坐标系下捕获电网电压的频率和相位信息,实现无静差同步跟踪。仿真结果表明,本文所提出的单相锁相环结构在谐波畸变的电网环境下,能准确快速地跟踪电网基波电压相位,验证了该方法的可行性。     

基于交叉解耦双复系数滤波器的频率自适应锁相环

锁相环PLL(phase-locked loop)是控制逆变器实现并网同步的重要方法之一.针对准1型锁相环QT1-PLL(quasi-Type-1 PLL)在电网电压频率偏移时抗干扰能力不佳、导致检测频率和相位误差较大的问题,本文提出一种新型的基于交叉解耦双复系数滤波器DCCF(double complex coeff...     

基于改进磁链观测器的PMSM转子位置估计方法

针对传统永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制系统低速运行磁链观测不精确、转子位置估计存在相位延迟等问题,设计了适用于全速度域的磁链观测器,并利用锁相环(PLL)技术改进了传统转子位置估计方法。提出了基于PI控制器的多模型组合磁链观测器,实现了电阻在线估计和直流偏移补偿;利用锁相环技术设计了基于复变陷波器的转子位置估计结构;最后,通过仿真和实验证明了提出的新型PLL结构能够有效地滤除观测反电势中的谐波成分,提高了转子位置估计精度。     

基于锁相环原理的永磁同步电机无传感器控制方法

研究了一种基于锁相环原理的转子位置估计方法。该方法的实际转子位置与估计转子位置间的比较环节相当于锁相环模型中的鉴相器,从转速到转子位置的一次积分相当于锁相环模型中的压控振荡,通过系统输入信号和输出信号之间的误差来调整电机的转速。仿真结果表明采用该转子位置和转速估计的PMSM无传感器矢量控制系统表现出较好的动静态性能,基于锁相环原理的PMSM调速系统具有优良的性能。     

一种新型滑模观测器的PMSM无传感器预测控制

为了提高永磁同步电机(PMSM)无位置传感器位置检测精度,提出了一种新型滑模观测器(SMO)的无位置传感器有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)方法,用于表贴式PMSM驱动采用FCS-MPC策略解决传统矢量控制无法满足系统快速响应的问题,并能有效地避免比例积分(PI)控制器的整定困难。利用增强的正交锁相环(eQPLL)从SMO的估计反电动势获得PMSM的转子位置角和转速,并将估计出的转子位置角和转速反馈到模型预测控制(MPC)模块,实现无位置传感器控制,增强了控制器的鲁棒性实验结果表明所提控制方法在无位置传感器位置和转速检测精度的提高上是可行的。     

电动助力自行车无位置传感器矢量控制

为满足无位置传感器电动助力自行车实际应用中的控制要求,提出一种结合反电动势过零检测和滑模观测器的永磁同步电机(PMSM)无位置传感器矢量控制方法。在低速阶段,采用反电动势过零检测估计电机转子位置;当电机转速达到额定转速的10%时,切换到基于滑模观测器的PMSM无位置传感器矢量控制。该滑模观测器引入Sigmoid函数及锁相环,提高了电机转子位置估计精度和动态性能。实验验证了其有效性和实用性。     

基于二阶广义积分器的单相并网系统锁相技术的研究

由于电网电压通常受到扰动和谐波的影响,因此在并网变换器的同步应用中,并网电流和电网存在相位差,会对电网产生冲击和污染。实践经验表明基于某种正交信号发生器(QSG)的锁相环(PLL)具有更好的性能。文章采用基于二阶广义积分器(SOGI)的正交信号发生器,并加以改进,在无需使用三角函数的情况下,设计一个简单的控制环将SOGI谐振器中心频率自适应调节为输入频率,并去除PLL模块,构造了新型的锁频环(FLL)结构。仿真结果表明,该方法不仅易于设计和实现,同时其性能优异,频率和相角的检测速度较快,且不含有稳态振荡,验证了方案的可行性和优越性。     

基于改进滤波器的无传感器永磁同步电机新型滑模观测器设计

为了改善传统滑模观测器(SMO)无传感器永磁同步电机(PMSM)高频抖振问题,提高无传感器PMSM观测性能,在传统SMO的基础上采用Sigmoid函数作为切换函数以减小抖振。同时,通过低通变截止滤波器和卡尔曼滤波器组合的级联滤波器进行滤波以去除高频信号,并降低测量噪声和测量误差,最后运用锁相环技术(PLL)提取电机转速信息和位置信息。采用MATLAB/Simulink仿真的手段来验证改进的SMO有效性和可行性。仿真结果表明,采用改进的SMO比传统SMO具有更高质量的观测信号,并且控制系统动态和静态性能较好。     

基于自抗扰控制器的PMSM无传感器控制

无传感器控制技术能够降低永磁同步电机(PMSM)控制系统的成本,同时提高可靠性。结合自抗扰控制器(ADRC),将负载转矩和摩擦转矩作为总扰动,设计一阶ADRC作为转速控制器;将电阻压降和反电动势作为总扰动,设计一阶ADRC作为电流控制器。利用电流环d轴ADRC中扩张状态观测量,结合锁相环(PLL)构造闭环控制估计转速和转角,实现无传感器控制。仿真和实验结果表明,系统能准确估计转速和转角,抗速度和负载扰动能力强,稳态和动态性能良好,对电机参数不敏感,鲁棒性强。