基于PI观测器的永磁同步电机自抗扰电流解耦控制

为了提高永磁同步电机(PMSM)电流环的电流解耦效果,提出一种基于PI观测器(PIO)的自抗扰电流解耦方法。该方法将PIO和扩张状态观测器相结合,实时准确地估计系统中的扰动,并将观测出的扰动量作为补偿值反馈到输入端,从而实现d、q轴间电流解耦、抑制扰动。对改进前后自抗扰控制器(ADRC)的扰动跟踪性能,闭环控制系统的抗扰性及稳定性做了理论分析。仿真和试验结果表明,引入PIO后,ADRC的扰动观测能力和电流解耦效果得到了提高,验证了所提方法的可行性和有效性。     

永磁同步电机速度预测电流解耦控制

在高性能永磁同步电机(PMSM)控制系统中,要求有好的动、静态性能。但是传统的永磁同步电机矢量控制系统速度和电流环采用PI调节器,参数鲁棒性差,在调速范围要求很宽的情况下,无法同时满足响应速度快和稳态精度高的要求。为了获得好的动、静态性能,引入预测控制到速度控制外环,而电流内环采用在传统PI控制基础上增加电压前馈补偿的电流解耦控制。搭建了实验平台,进行了实验研究,验证了设计的控制系统具有动态响应快、静态误差小、受负载扰动影响小的特点。     

误差补偿的永磁同步电机电流环解耦控制

针对矢量控制永磁同步电机电流环在动态调节过程中的相互耦合问题,提出一种基于电流误差的多项式交叉耦合补偿方案.以一阶延迟的电流环为目标,在经典的d轴和q轴电流反馈控制结构的基础上,设计基于电流误差的交叉耦合补偿控制器,采用误差零点的Taylor展开式进行纯积分补偿结构的逼近,减小电压饱和效应,得到多项式结构的补偿控制器,...     

永磁同步电机高性能电流解耦控制的研究

在分析永磁同步电机电流反馈解耦控制数学模型基础上,提出这种近似解耦方法所导致的d,q轴耦合效应,同时指出电枢反应和反电动势所造成的力矩电流跟踪漂移现象,分析了电流环控制增益对电流控制稳态误差和纹波的影响,理论上对这些现象做了分析,并提出两种可行的解决方法,仿真和实验证实这两种方法可以有效地弥补电流反馈解耦控制的不足,提高力矩电流控制精度.     

永磁同步电机复矢量电流调节器解耦性能分析

针对内置式永磁同步电机(IPMSM)d,q轴电流存在动态耦合的问题,在此基于有效磁链概念得到了IPMSM的复矢量数学模型,设计了相应的复矢量电流调节器,实现了d,q轴电流的动态解耦。相比于状态反馈解耦控制,复矢量解耦控制具有更好的动态解耦效果,并且在一定程度上提高了电流环控制系统的参数鲁棒性。仿真和实验结果验证了所提方法的有效性和可行性。     

永磁同步电机矢量控制解耦方法的研究

永磁同步电机是一个非线性、强耦合、多变量的复杂对象,转子磁场定向的矢量控制方法解决了永磁同步电机控制中励磁与转矩电流之间的耦合问题,但矢量控制无法消除永磁同步电机模型本质上存在d、q轴电压之间的动态耦合造成电流控制精度降低,动态性能变差的问题。对此,提出了电流反馈解耦和偏差解耦两种解耦控制方法,分析了各自的特性,并用Simulink搭建了仿真模型,仿真结果验证了解耦控制方法的有效性。     

基于内模的永磁同步电机滑模电流解耦控制

永磁同步电机(permanent magnet synchronous motors,PMSM)矢量控制的目标是使PMSM具有优良的动态性能和稳态性能,但在同步旋转坐标系下dq轴电流存在耦合,影响转矩响应性能。传统的PI无法实现解耦,而电压前馈解耦策略对参数敏感,因此提出一种基于内模的滑模电流解耦控制策略。该策略使用内模控制策略控制理想电机解耦模型,保证系统动态响应速度;使用积分滑模控制实现dq轴电流解耦,同时提高系统在整个运动过程中对参数摄动和外扰动的鲁棒性。仿真和实验结果表明该策略能有效实现dq轴电流解耦,提高系统动态性能,并且具有优良的鲁棒性。     

永磁直线同步电机改进预测电流控制

永磁直线同步电机(PMLSM)预测电流控制(PCC)时存在易受参数变化和延迟以及负载扰动影响,为此提出基于二阶超螺旋滑模观测器(STSMO)的改进型PCC。首先,建立包含不确定性的PMLSM动态数学模型。然后,为了补偿参数变化以及延迟的影响,采用二阶STSMO估计下一周期的电流和参数变化造成的扰动电压,估计值用以计算下一周期的给定电压,以提高电流跟踪精确度,通过李雅普诺夫函数证明观测器的稳定性。同时,采用基于改进指数趋近律的自适应滑模控制器(ASMC)对速度进行跟踪,将状态变量和滑模面加入到指数趋近律中,不仅削弱了电流抖振,且进一步提升了系统的鲁棒性。半实物仿真实验结果表明,与传统PCC相比,提出方法能有效地抑制不确定性对系统影响,使系统具有更好的跟踪性能和鲁棒性。     

小惯量永磁同步电机电流环内模动态解耦

针对小惯量永磁同步电机控制系统,电机机械时间常数小于电磁时间常数,电流环模型不能进行降阶处理以及无法动态解耦电流等问题,依据内模原理设计了考虑反电动势在内的小惯量永磁同步电机电流环内模控制器.该控制器调整参数简单,易于实现,且鲁棒性强,可以有效的实现转矩轴和励磁轴的电流解耦控制,能够克服反电动势带来的影响,尤其在加减速运动过程中,比传统的PID电流环控制具有更好的动态响应和跟踪性能,通过Matlab/Simulink仿真实验证明该方法的正确性和有效性.     

基于交直轴电流耦合的单电流调节器永磁同步电机弱磁控制

基于交直轴电流耦合的单电流调节器弱磁控制是一种新颖的永磁同步电机弱磁策略,能够解决双电流调节器在电机高速域相互冲突而易于饱和的问题。交轴电压指令如何确定是此方法的研究重点,直接影响电机的电压利用率、效率以及负载能力。该文基于电机电压方程对电流耦合调节弱磁控制基本原理进行描述,并提出改进的控制方法。利用id-iq坐标平面上的定子电流轨迹,对现有方法的缺点和所提出方法的预期控制效果进行了分析。在小信号范围内,对所提出方法的动态控制过程和可控性进行了阐述。所提出的电流耦合调节变交轴电压弱磁控制策略,交轴电压指令根据电机工况自行调节,无需查表,且不依赖电机参数,易于实现。仿真和实验结果验证了所提方法的可行性和性能优势。     

永磁同步电机电流预测控制算法

在同步旋转轴系下,提出了一种基于无差拍算法的永磁同步电机离散化电流预测控制方法,来提高电机电流环的性能。基于电机数学模型,电流控制器根据电流给定和反馈值计算得到电压矢量,通过空间矢量脉宽调制模块将电压矢量转换为开关信号。引入了鲁棒电流预测算法,来减小预测模型参数误差对系统稳定性的影响。仿真和实验结果表明,与传统矢量控制相比,永磁同步电机电流预测控制算法有效地提高了伺服系统电流环的动态性能和稳态精度。     

低载波比下永磁同步电机电流环内模解耦控制

电机高速或低开关频率运行时呈现低载波比运行特征,会加重定子电流在两相旋转坐标系下的耦合程度,严重时会导致电流环失稳。为有效提升永磁同步电机(PMSM)低载波比运行时的电流控制效果,在电流环复矢量建模的基础上,引入数字和角度延时表征低载波比运行影响。针对传统解耦控制方法的不足,设计适用于PMSM低载波比运行的电流内模解耦控制方法,深入对比分析不同解耦控制方法的性能。实验结果表明,所研究的电流内模解耦控制方法不仅能在低载波比时具有良好的电流解耦控制性能,而且在定子电感参数失配时具备良好的控制鲁棒性。     

内嵌式永磁同步电机改进型解耦控制

内嵌式永磁同步电机(IPMSM)具有好的转矩性能和宽的调速范围,但其电流控制器需要精确的参数模型,由于饱和效应影响,电感参数会随运行条件不同发生改变,控制器受耦合影响,系统容易出现速度及转矩超调、扰动等现象。为了提高IPMSM恒转矩及恒功率区的控制性能,本文设计了一种改进型电流解耦控制器。控制器基于模型参考自适应法对参数进行在线检测,检测系统加入了前馈及闭环反馈,保证了参数检测的准确性及鲁棒性。这种解耦电流控制器结构简单、紧凑,有效改善了控制性能。实验和仿真结果表明,这种改进型控制器能有效准确的实时在线检测参数,同时使得整个系统响应速度快、无超调、系统转速稳定无扰动现象,能明显地提升系统性能。     

面装式永磁同步电机伺服系统电流控制方法研究

永磁同步电机的电流控制方法有id=0控制、转矩电流比最大控制、功率因数等于1的控制和恒磁链控制等。通过研究这几种电流控制方法的控制效率、输出转矩特性、功率因数特性等因素，由此确定面装式永磁同步电机伺服系统的电流控制方法。同时，还研究了id=0控制的实现途径，对比了电压前馈解耦控制和电压反馈解耦控制实现的简易程度和实现的可能性，选择电压反馈解耦控制实现面装式永磁同步电机伺服系统的电流控制。     

基于DSP的永磁同步电机单神经元解耦控制

永磁同步电机(PMSM)是一个多变量、非线性、强耦合的被控对象,解耦控制是实现高性能控制的重要方法之一。这里基于DSP设计了PMSM单神经元解耦控制系统,并详细论述了该系统软硬件设计。实验结果表明,基于单神经元解耦的PMSM控制器实现了d,q轴电流的解耦,并且系统具有快速响应能力,几乎达到无静差、无超调的优良性能。     

基于自适应高增益观测器的永磁同步电机预测电流控制方法

针对永磁同步电机(permanentmagnetsynchronous motor,PMSM)预测控制系统的模型失配、时变矩阵及观测器增益选择问题,提出基于自适应高增益观测器的预测电流控制方法(predictive current control based on an adaptive high-gain observer,AHGOPCC)。通过构建PMSM的前馈型扩张数学模型,集成考虑电机电阻、电感、磁链参数扰动项。提出基于前馈型扩张标称数学模型的高增益观测器,有效跟踪和估计电流与扰动状态及抑制转速变化引起的扰动。同时,设计自适应观测器增益矩阵满足全速工况的高增益条件,简化观测器的增益选择。在此基础上,构建离散化电流模型和成本函数,实现预测电流控制算法。实验结果证明了该方法的有效性,在多种工况下具备更优的快速性、鲁棒性及稳定性。     

永磁同步电机高转矩电流矢量控制方法和系统

本文提出了一种提高永磁同步电机输出转矩的电流矢量控制方法,即通过实时控制定子电流矢量的相位角,充分利用磁阻转矩来使电机输出转矩达到最大值。与传统的控制方法相比,电机的几种性能指标如：力矩,效率,功率因数等都得到了改善。文中还给出了最民矩电流矢量控制的实现方法和仿真结果。     

基于电感辨识的电流解耦算法在内置式永磁同步电机弱磁控制中的应用

电流耦合效应在内置式永磁同步电机的弱磁高速运行中尤为突出,造成了较大的电流跟踪误差,导致转矩输出性能变坏。提出基于电感辨识的电流解耦算法,采用带遗忘因子的递推最小二乘法对电感参数进行在线辨识,并将辨识的结果应用到基于电压前馈补偿的电流解耦算法中,既实现了电流的完全解耦,也提高了系统对电感参数变化的鲁棒性。仿真和实验结果表明,所提算法在弱磁区能够获得较好的电流控制效果,使实际电流能快速准确地跟踪给定电流,提高了转矩输出能力,增强了系统的动态性能。     

面装式永磁同步电机伺服系统电流控制方法研究

永磁同步电机的电流控制方法有id=0控制、转矩电流比最大控制、功率因数等于1的控制和恒磁链控制等。通过研究这几种电流控制方法的控制效率、输出转矩特性、功率因数特性等因素,由此确定面装式永磁同步电机伺服系统的电流控制方法。同时,还研究了id=0控制的实现途径,对比了电压前馈解耦控制和电压反馈解耦控制实现的简易程度和实现的可能性,选择电压反馈解耦控制实现面装式永磁同步电机伺服系统的电流控制。     

基于单位矩阵的电动汽车永磁同步电机制动电流解耦技术研究

针对电动汽车永磁同步电机在制动状态下电流耦合问题,提出一种单位矩阵解耦控制算法以保证永磁同步电机制动时有良好的动态响应.在永磁同步电机数学模型的基础上设计了矩阵电流解耦控制器,将电流解耦控制器矩阵与永磁同步电机数学模型的乘积构成单位对角矩阵.通过矢量控制对所提算法和传统PI电流调节器进行仿真比较研究,仿真结果表明该算法能够有效解决电流环交直轴动态耦合问题,还可实现被控变量能1:1的快速准确跟踪控制变量,提高了系统制动过程中动态响应速度和准确性,最后搭建实验平台进行了验证.