基于电流估算的永磁同步电机伺服控制系统设计

在有位置精度要求的伺服电机控制应用场合,为了降低电机控制系统的成本,设计了一种永磁同步电机(PMSM)的无电流传感器控制方法。基于矢量控制策略,通过电机定子电压方程对定子电流进行迭代估算,根据系统响应速度要求,对控制器参数进行了设计,利用Bode图分析了系统的带宽,在不使用电流传感器的情况下实现了PMSM位置环、速度环和电流环控制,通过仿真验证了该控制器参数的有效性。在表贴式永磁同步电机(SPMSM)上进行了位置控制实验,动态响应效果满足设计要求,验证了该方案的有效性和可行性。     

粘着控制中的交流永磁同步电机调速控制研究

交流永磁同步电机的模型参数辨识精度是影响电机矢量控制方法性能的关键.基于此,在交流永磁同步电机同步旋转坐标系的数学模型下,提出了一种交流永磁同步电机模型参数的辨识方法,采用直轴电流阶跃响应实验同时辨识定子电阻和直轴电感,脉冲电压实验检测交轴电感,速度驱动实验检测转子磁通.在电机模型参数辨识结果的基础上,讨论了基于矢量控制的交流永磁同步电机调速控制系统电流环和速度环的设计方法.在基于TMS320F2812 DSP的电力机车粘着控制实验平台上进行了实验研究.实验结果表明电机模型参数辨识方法的有效性,调速系统具有良好的动态和稳态性能.     

基于改进自抗扰控制的永磁同步电机无传感器系统研究

针对永磁同步电机(PMSM)矢量控制无速度传感器系统的速度辨识问题,分别在系统的速度环、电流环设计自抗扰控制器替代传统的PI调节器。通过自抗扰控制(ADRC)中的扩张状态观测器(ESO)对扰动的准确估计进行速度辨识,实现系统的无传感器运行;对典型自抗扰控制器进行改进,简化模型结构并引入模糊控制算法对控制器参数进行优化。仿真结果表明:改进ADRC比PI调节更能满足PMSM系统的高性能控制要求;与模型参考自适应相比,采用ESO观测方法在电机低速运行时的转速估计效果更好,且对电机参数变化不敏感,鲁棒性更强。     

一种高效的PMSM无位置传感器I/f控制方法

针对永磁同步电机普通开环I/f控制中存在的效率低下、负载突变时易失步、I/f曲线难以规划的问题,提出了一种改进的永磁同步电机(PMSM)无位置传感器高效I/f控制方法。通过对I/f控制下电机模型的分析,计算得到电流矢量与转子磁链的交轴之间的夹角φ,利用夹角φ调节电流矢量的幅值,使电机运行在最大转矩电流比状态;通过电机的有功功率调节电流矢量的转速,以增大系统的阻尼转矩,加快系统的转速收敛过程。为了对所提出的控制方法进行验证,在MATLAB/Simulink仿真平台上进行了测试,并且在8.3 k W表贴式永磁同步电机上进行了试验,结果表明,提出的改进I/f方法能明显提高系统运行的效率和系统的抗扰动能力。     

处于混沌状态的IPMSM位置控制方法研究

基于d-q坐标系下考虑扭转弹性转矩时内置式永磁同步电机(IPMSM)的系统模型对其处于混沌状态时的位置(转角)控制方法进行了研究。首先给出了d-q坐标系下考虑扭转弹性转矩时IPMSM的系统模型及其处于某一混沌状态时的Lyapunov指数、状态变量时序图和状态空间相图。然后采用基于PI的交流电机矢量控制方法对处于混沌状态的IPMSM设计了位置控制系统,其中电流环采用了最大转矩电流比(MTPA)控制策略。接下来,在位置环引入了一种基于趋近率的滑模鲁棒控制,并在电流环采用了将d轴电流的给定设置为某一适当负值的控制策略。最后,通过仿真实验对以上两种控制方案进行了验证和对比。结果表明两种控制方案均能实现有效的控制,其中第二种控制方案收敛速度更快,对位置给定的阶跃变化响应更快,对负载的阶跃变化鲁棒性更强。     

《电机数字控制系统集成设计》系列讲座（十六）第7章基于FPGA架构交流电机数字控制系统集成设计

介绍了一种基于FPGA的全数字单芯片交流伺服驱动系统。采用现代EDA设计方法,使用VerilogHDL硬件描述语言完成了永磁同步电动机矢量控制系统的坐标变换、空间矢量脉宽调制（SVPWM）、电流环、速度环以及串行通讯等电机控制模块的编程,在Xilinx3S400FPGA芯片中实现了永磁同步电动机转子磁场定向控制。     

永磁同步电机伺服系统串级PID矢量控制研究

为实现对永磁同步电机伺服系统的控制,分析基于转子磁链定向矢量控制的伺服电机,建立串级PID控制的伺服系统解耦动态数学模型.依据控制系统工程设计法设计出电流环、速度环、位置环后,研究速度环相对于电流环和位置环的配置对伺服系统性能的影响;进而设计出满足指标要求的伺服控制系统.结果表明:在永磁同步电机伺服系统的串级PID矢量...     

面装式永磁同步电机电流矢量直接控制技术

对电机有效控制的关键是对电磁转矩的有效控制.通过对永磁同步电机传统矢量控制和直接转矩控制基本原理的对比分析,提出一种面装式永磁同步电机(surfacemounted permanent magnet synchronous motor,SPMSM)电流矢量直接控制技术.类似于传统矢量控制,其基本思想是对定子电流矢量幅值和相位的控制;类似于直接转矩控制,该技术无需通过旋转坐标变换对定子电流进行解耦,在两相静止坐标系下进行参数计算,采用Bang-Bang控制器,通过选取合适的空间电压矢量来对定子电流矢量幅值和相位进行滞环调节,进而获得优异的转矩动态响应.仿真结果表明,基于该控制技术的面装式永磁同步电机控制系统静、动态性能优异,计算量小,对电机参数不敏感,鲁棒性强.     

船用大功率永磁电机矢量控制方案的比较

为了研究不同脉宽调制策略对采用矢量控制的船用大功率永磁电机变频调速性能的影响,通过对大功率永磁电机稳态运行空间矢量图的分析,结合4 088 kW永磁电机的电气性能参数,计算电机定子电阻、电感等关键数值.依据电机参数,建立三种基于正弦脉宽调制、电流滞环跟踪控制和空间矢量脉宽调制策略的仿真模型.仿真结果表明,采用空间矢量调...     

基于滑模观测器的永磁无轴承电机控制

在永磁无轴承电机转矩系统的磁场定向控制策略的基础上,提出了一种基于滑模观测器的永磁无轴承电机转子位置-速度的观测方法。通过检测转矩绕组电流对转子位置进行估测,实现了无轴承电机的无速度传感器运行。给出了基于滑膜观测器无速度传感器运行控制的永磁无轴承电机系统框图和控制程序流程,并对观测器的效果进行了试验研究,结果表明了该观测器的可行性和实用性。     

模糊自适应PI控制永磁同步电机交流伺服系统

在永磁同步电机交流伺服系统中,采用直接转矩控制及模糊自适应PI控制构成位置伺服控制器.Simulink仿真结果表明,该位置伺服系统有较好的动、静态性能.主要分析了用模糊自适应PI控制构成永磁同步电机交流伺服系统的位置环.     

永磁同步电动机交流伺服系统控制策略综述

针对近年来永磁同步电动机交流伺服系统的控制策略和研究方向做了简要综述.在分析永磁交流伺服系统发展方向的基础上,对永磁同步电动机交流伺服系统的控制策略详细分类,分别介绍了经典控制策略、现代控制策略、智能控制策略和复合控制策略,并对永磁同步电动机交流伺服系统的发展前景做了展望和预测.     

三相交流伺服电机驱动系统的研究

本文涉及的三相交流伺服驱动系统用于数控机床的进给系统,以永磁同步电动机为执行元件,基于转速、电流双闭环结构,数字/模拟一体化设计的总体设计方案.该驱动系统具有结构紧凑、经济耐用、控制灵活等特点.     

永磁同步电动机数字化交流伺服系统设计与实现

永磁同步电动机数字化设计基于TMS320啦407A；利用DSP的内部资源实现了伺服系统中PWM波形的生成、电动机位置的检测、大小和方向的速度反馈、电流的反馈等，系统硬件结构简单；采用软件控制，选用转子磁场定向策略；经实验验证，该系统可获得很好的控制效果。     

带智能补偿的模糊PID控制在伺服系统中的应用

对于常规PID及模糊PID控制在交流伺服电机伺服系统控制中的不足,提出一种带智能补偿的模糊PID控制策略,应用于PMSM伺服系统的电流控制中。仿真结果表明,该控制策略能提高系统的控制精度,使系统响应速度快且具有较强的鲁棒性。     

带智能补偿的模糊PID控制在伺服系统中的应用

针对常规PID及模糊PID控制在交流伺服电机伺服系统控制中的不足,提出一种带智能补偿的模糊PID控制策略,并应用于PMSM伺服系统的电流控制当中仿真结果表明,所用控制策略能提高系统的控制精度,使系统响应速度快且具有较强的鲁棒性。     

基于DSP的永磁同步电机伺服控制系统设计

目前,在数控机床、自动化生产线、工业机器人等小功率应用场合,以永磁同步电机(PMSM)为控制对象的全数字交流伺服系统正逐步取代直流伺服系统。介绍了PMSM的数学模型和磁场定向控制原理,并以TMS320F2808型DSP为核心,结合伺服控制特点,设计了一套功能完善、实时性好的PMSM交流伺服系统。实验结果表明电流环响应迅速、速度和位置闭环控制无稳态误差,证明所设计的硬件系统工作可靠,控制速度快。     

基于TMS320F2812的全数字交流伺服系统设计

采用智能功率模块和TMS320F2812型DSP,完成了永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,简称PMSM)全数字交流伺服系统的设计与实现。介绍了系统的硬件设计,包括主电路、控制电路、基于IR2175的电流检测电路、复合式光电编码器的位置/速度检测电路以及保护电路的设计。分析了d,q轴中PMSM的数学模型和id=0的矢量控制策略,在CCS下采用模块化编程的思想实现了基于矢量控制的速度伺服系统。     

永磁直线同步电机现代控制策略综述

永磁同步直线电机在高精度、高速率的工业生产中应用越来越广泛,但由其组成的伺服系统属非线性、多变量、多耦合系统。为了更加平稳准确地控制直线电机的伺服系统,以满足其在工业生产中的应用,论文根据永磁同步直线电机伺服系统的性质和应用特点,并结合国内外的相关文献,综述了一些现代控制策略在永磁同步直线电机伺服系统中的应用。系统针对不同的控制要求,应选择合适的控制策略,才能达到满意的控制效果。