基于滑模变结构的永磁同步电机调速系统设计

为解决传统PI调节器存在的抗干扰能力弱,鲁棒性差等问题,采用滑模变结构控制方法设计了永磁同步电动机双闭环调速系统中的转速控制器和电流控制器,并对滑模面的形式和其中所涉及参数的取值进行了讨论。最后,通过三组仿真实验,对分别包括PI控制器和滑模变结构控制器的调速系统的性能进行了对比,仿真结果表明,基于滑模变结构理论设计的调速系统具有良好的动静态特性和抗干扰的能力。     

永磁同步电机滑模变结构直接转矩控制研究

为了克服传统永磁同步电机直接转矩控制中存在的磁链和转矩脉动较大、逆变器开关频率不恒定等问题,引入了滑模变结构控制策略。详述了滑模变结构的基本原理、永磁同步电动机滑模变结构模型,分析了抖振产生原因及其对策,推导了滑模变结构控制律。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。     

基于超螺旋滑模变结构永磁同步电机的控制

根据αβ坐标系统的永磁同步电机数学模型,利用MATLAB/Simulink仿真工具,搭建了传统直接转矩控制系统仿真模型。针对系统磁通与转矩的输出波动大的特点,基于超螺旋滑模变结构控制策略,在dq坐标系下,设计了磁链与转矩控制器,继而搭建仿真模型。在新的模型下,用转矩控制器与磁链控制器替换滞环比较器,得出了改进系统的电磁转矩与电机转速的响应曲线。通过对比传统直接转矩控制系统的曲线,结果表明改进后的系统电磁转矩曲线脉动显著减小,转速响应明显加快。     

永磁同步电机离散准滑模变结构控制

为了提高永磁同步电机调速系统的动态品质,解决传统PI调节器存在的抗干扰能力弱,鲁棒性差等问题,将滑模变结构控制(SMC)应用于PMSM调速系统,探讨了变结构控制在离散线性系统中存在的问题,分析了当常规的趋近律方法应用在调速系统中时存在的不足;基于一种新的离散变结构趋近律对永磁同步电机滑模速度调节器进行了设计,并与常规趋近律分别进行了试验比较。仿真实验结果表明,基于滑模变结构理论设计的调速系统具有良好的动静态特性和抗干扰的能力。将该新型趋近律用于离散系统,验证了在离散系统中同样拥有良好的仿真效果。     

双绕组永磁同步电机滑模变结构控制

双绕组永磁同步电机通过绕组串、并联重构能有效提升系统的运行范围。然而绕组不同模式下的参数变化造成传统PI控制器无法满足系统高品质运行要求。该文针对此类电机的运行特点,研究了一种集转速环控制和抗扰观测的复合滑模变结构控制器,有效抑制了电机参数变化及绕组重构引起的转速动态波动问题。首先,分析了双绕组永磁同步电机不同模式下的工作机理、绕组重构时转速波动产生的原因。其次,设计了滑模变结构控制器以实现控制参数的自适应,快速满足重构瞬间电流关系以抑制动态波动。最后,利用小型原理样机,对采用PI控制器和滑模变结构控制器方案进行了典型工况下的对比实验,验证了所提控制策略的有效性和可行性。     

基于滑模变结构永磁同步电机混沌跟踪控制

在某些参数的情况下,永磁同步电机(PMSM)会出现混沌现象。利用滑模控制变结构控制原理,可以将含有扰动的系统混沌轨道先后控制到任意固定点和周期轨道,依据李雅普诺夫稳定性原理证明所设计的控制器可使得该系统逐渐达到稳定。仿真结果进一步验证了该方法的有效性,对电机运动的稳定性具有较好的价值。     

永磁同步电机的改进型滑模变结构控制研究

传统永磁同步电机直接转矩控制普遍存在着转矩脉动较大以及动态响应慢的缺点,为了解决这些缺点,提出一种基于改进型滑模变结构控制方法.本文对比了PI控制、传统SMC控制、改进型SMC控制.仿真结果表明,与传统直接转矩控制相比,改进型SMC控制有效的减小了超调量,提高了系统的动态响应速度.     

电动汽车永磁同步电机滑模低速控制

针对采用永磁同步电机i_d=0矢量控制调速的电动汽车电机驱动控制系统,为了改善其抗负载扰动能力,并且当电动汽车处于低速运行时,能够输出大转矩,将滑模变结构控制中的变指数趋近律进行改进,设计了一种滑模速度控制器。为了减小滑模变结构控制的抖振问题,引入饱和函数来代替符号函数,同时考虑到滑模速度控制器中存在滞后问题,将饱和函数与经过积分环节后得到的信号相乘,在提高了响应速度的同时增强系统的抗扰动能力。经过仿真验证,不同负载工况下,滑模速度控制器具有较强的鲁棒性和抗扰动能力,满足电动汽车低速运行工况下输出大转矩的要求。     

永磁同步电机的变结构MRAS转速辨识

为改善永磁同步电机无速度传感器控制系统对参数变化和负载扰动的鲁棒性,将滑模变结构控制引入到模型参考自适应系统中,提出一种基于变结构模型参考自适应系统的永磁同步电机转速辨识方法。理论分析和仿真结果表明,该方法具有良好的动静态性能,比传统模型参考自适应系统具有更高的估计精度,对参数变化和负载扰动有更强的鲁棒性,且算法简单,易于实现。     

永磁直线同步电机自适应互补滑模控制

针对永磁直线同步电机(PMLSM)易受非线性因素影响而降低伺服系统鲁棒性的问题,提出一种自适应互补滑模控制方法。永磁直线同步电机的非线性因素包括系统参数变化、电机端部效应及外部不确定性的扰动。互补滑模控制将积分滑模面与广义误差滑模面相结合,将系统状态轨迹限定在两个面的交线上,缩短了状态轨迹达到滑模面的时间,提高了位置跟踪精度。为了进一步改善系统鲁棒跟踪性能,利用自适应控制对不确定扰动因素的上界进行估计,减小不确定因素对系统的影响,改善滑模控制的抖振现象。实验结果表明所提出的控制方法是有效可行的,自适应互补滑模控制不仅提高了系统的跟踪性能,而且更有效地抑制了不确定因素对控制系统的影响。     

考虑滑模抖振的永磁同步电机模糊超螺旋滑模观测器

针对永磁同步电机控制系统中的传统滑模观测器在估计转子位置与转速时出现的抖振问题,设计一种基于模糊规则的超螺旋滑模观测器。该观测器利用串联高阶滑模结构特点来保证输出的连续性,以此削弱滑模控制中高频切换带来的抖振。而模糊规则的引入以解决超螺旋控制算法中边界函数的上界在实际中很难获得的问题,然后利用反证法验证所提出的模糊超螺旋滑模控制率的收敛性。最后在Matlab中搭建模型,实验结果表明所设计控制方案在满足控制精度的同时,减弱了系统抖振。     

永磁同步电机变指数趋近律滑模控制

为取得系统对负载和参数扰动的高稳定性,同时避免滑模控制(SMC)具有的抖振现象,将一种新的滑模变结构控制策略应用于永磁同步电机(PMSM)驱动系统中。采用最大转矩电流比(MTPA)控制分配定子d、q轴电流,并将它们与转矩的关系拟合为低阶多项式,有效地提高了该方法的工程实用性;阐述了在系统存在性条件下改进的变指数趋近律控制策略,通过恰当地选取积分滑模面和切换增益,并将控制律连续化,有效地削弱了滑模控制方法的抖振问题。仿真与实验结果表明,该方法可以有效抑制系统抖振,改善系统鲁棒性,同时具有良好的动、静态性能。     

基于超螺旋滑模观测器的永磁同步直线电机无模型控制

针对永磁同步直线电机(permanent magnet linear synchronous motor, PMLSM)在运行过程中因参数失配和外部扰动导致控制性能下降的问题,提出一种基于超螺旋滑模观测器的永磁同步直线电机无模型控制策略。根据PMLSM在dq旋转坐标系下参数摄动时的数学模型建立电机对应的新型超局部模型,以避免参数失配。基于该新型超局部模型,结合滑模控制设计了无模型滑模速度控制器,通过Lyapunov稳定性理论证明该控制器的稳定性。同时,为削弱传统扩展滑模观测器对新型超局部模型中未知量观测的抖振,提高控制精度,设计超螺旋滑模观测器(super-twisting sliding mode observer, STSMO)对未知量进行在线辨识并实现前馈补偿。最后,将传统滑模控制、基于传统扩展滑模观测器的无模型控制算法与所提方法进行仿真和硬件在环实验对比,结果表明所提方法改善了PMLSM控制系统的动态响应性能,具有较强的鲁棒性。     

一种永磁同步电机无模型超螺旋快速终端滑模控制方法

针对内置式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor, IPMSM)由于内部参数变化、外部扰动等各种不确定性因素导致控制性能不佳的问题,提出一种无模型超螺旋快速终端滑模控制方法。首先,建立考虑IPMSM不确定性的新型超局部模型,结合超螺旋算法和快速终端切换函数设计无模型超螺旋快速终端滑模控制器,确保系统状态有限时间收敛,并有效减小抖振。其次,设计扩展滑模扰动观测器精准估计超局部模型中的未知部分,并前馈补偿给设计的控制器,进一步提升系统的抗干扰能力和跟踪性能。最后,通过与PI控制和传统无模型滑模控制进行仿真实验对比,验证了该方法具有更快的收敛速度和更强的鲁棒性。     

永磁同步电机新型趋近律滑模控制策略

为了提高永磁同步电机(PMSM)调速系统的动态性能,提出一种新型趋近律滑模控制策略。所提出的新型趋近律在幂次趋近律的基础上加入指数项,并且在幂次项指数中引入系统状态变量使幂次项指数与系统状态关联,解决幂次趋近律在远离滑模面时趋近速度慢的问题,同时使系统能平滑进入滑模面。然后,基于扩张状态观测器观测系统负载扰动,并将观测值前馈补偿至滑模控制器,降低负载扰动对系统的影响,提高系统的鲁棒性。仿真与实验结果表明,所提出的新型趋近律滑模控制策略能够有效地提高系统的动态性和鲁棒性。     

基于超螺旋滑模观测器的永磁同步电机无速度传感器控制方法

由于永磁同步电机在低速运行时,电机反电动势较小,因此采样通道的非线性导致的采样电压和电流中包含的直流偏置对电机反电动势观测的影响更为严重。针对这个问题,提出了一种基于超螺旋滑模观测器的永磁同步电机无速度传感器控制方法。首先,基于等效反馈的概念,设计了一种新的超螺旋滑模观测器,以提高低速时的无速度传感器控制精度;其次,详细分析了直流偏置对无速度传感器控制的影响,并且设计了一种基于二阶广义积分器的直流偏置抑制方法,从而进一步提高了无速度传感器控制精度;最后,通过6.6 kW永磁同步电机无速度传感器控制系统验证了所提控制策略的有效性。     

高阶滑模消抖控制在永磁同步电动机中的应用

针对永磁同步电动机滑模控制系统抖振问题,利用具有消抖作用的高阶滑模控制算法,提出一种永磁同步电动机的高阶滑模控制策略.在对同步电动机非线性模型分析的基础上,进行反馈线性化解耦控制,设计基于高阶滑模算法的永磁同步电动机控制器.进行基于半物理仿真平台dSPACE的任意阶滑模控制的实验研究,并与传统滑模控制方法进行对比分析....     

永磁同步电动机的无抖振滑模控制系统设计

针对永磁同步电动机位置伺服系统,基于同步旋转坐标系下永磁同步电动机精确的数学模型,利用矢量控制技术,设计了位置/电流双闭环解耦控制结构,以实现转矩线性化控制,简化控制器设计.结合高阶滑模和非奇异终端滑模的控制思想,利用鲁棒微分估计器技术,分别提出了位置环和电流环的高阶非奇异终端滑模控制方案,在保证控制系统全局非奇异和稳定性情况下,可消除控制信号的高频抖振,提高系统的动态响应速度和控制精度,实现系统强无抖振的滑模控制.提出一种自适应负载转矩估计方法,解决了未知负载扰动系统的鲁棒控制问题.仿真结果证明所提控制方法的有效性和可行性.