永磁同步电机全速域无传感器控制

针对有效提升永磁同步电机全速域无传感器控制中系统鲁棒性及控制精度等问题,提出一种在宽调速范围内准确获取位置信息及转子速度的高性能混合控制策略。低速域采用新型高频正交方波注入法,利用反正切函数提取转子位置信息;中高速域则利用基波数学模型,采取高阶滑模观测器估计转子速度。为在宽速域中实现平滑切换,采用滞环算法控制切换策略。通过仿真和实验论证了永磁同步电机高性能全速域混合控制策略的可行性。     

永磁同步电机无速度传感器控制研究

介绍了在估算的两相旋转坐标系下的永磁同步电机模型,推导出了反电动势方程的扩展形式。针对凸极永磁同步电机提出了在电动机低速时,利用凸极跟踪法和在高速时利用反电动势相结合来获得转子转速和转子位置的方法。仿真结果表明两者相结合的估算方法的有效性。     

永磁同步电机无速度传感器控制综述

永磁同步电机无速度传感器控制系统,通过测量电机定子侧电流和端电压算出转子位置,替代了传统的机械位置传感器,系统成本低、可靠性较高.转子位置可由开环算法或通过闭环观测器观测得到.利用电机的非理想特性来提取转子位置信息,进一步将无速度传感器控制的范围扩展到低速甚至零速.对永磁同步电机无速度传感器控制策略进行分类,详细介绍了各种速度观测方法,并比较了它们的优缺点.     

高频信号注入无速度传感器永磁同步电机控制系统

介绍了一种基于脉振高频电压信号注入的永磁同步电机转子位置和速度估算方法,并以此为基础实现了永磁同步电机的无速度传感器矢量控制系统.无论是内埋式还是表面贴式永磁同步电机,其交直轴高频阻抗都可以表现出凸极效应,当脉振高频电压信号注入到定子线圈中时,相应的高频电流信号将包含有转子的位置信息,用一种合适的算法可以提取这一信息.在高速和低速(包括零速)运行时,这种方法都可以精确地估算出转子的位置.最后,以内埋式永磁同步电机为例,给出了这种方法的仿真结果,验证了这种方法的有效性.     

基于无传感器的永磁同步电机容错控制

分析了旋转变压器故障对永磁同步电机控制系统和车辆运行的影响。针对旋转变压器的故障隐患,研究了一种基于脉振高频信号注入法和柔性开关函数滑模观测器的全速度范围无传感器控制算法作为容错控制,在旋转变压器发生故障之后代替硬件位置检测,保证车辆继续安全行驶,避免交通事故的发生。通过仿真和实验验证了该算法的有效性。     

基于高频注入法的内置式永磁同步电机无传感器控制

针对零低速下内置式永磁同步电机的无位置传感器控制方法存在精度低、稳定性差等问题,提出了一种滑膜控制下的基于脉振高频注入法的无位置传感器控制方法。基于电机的固有或人为的凸极效应,脉振高频注入法对电机的基波方程和参数没有依赖性,可有效估算出包括零速在内的电机转子位置和速度,实现永磁同步电机的无速度传感器控制。仿真结果表明,内置式永磁同步电机在滑模控制下能在低转速突变、负载转矩扰动的情况下,快速、准确估算转速和转子位置,动态性能好,鲁棒性强。     

基于dSPACE的永磁同步电机低速无位置传感器控制系统

在高性能的电气传动系统中,永磁同步电机因其特有的优势而被广泛的应用,传统的机械式传感器已不能满足控制系统的要求,而无位置传感器控制技术能消除机械传感器带来的不足.本文首先对脉振高频信号注入法进行理论分析,设计出PMSM位置与速度估计系统;其次,采用高频信号注入无位置传感器方法,在MATLAB/Simulink中搭建无位置传感器控制系统模型并仿真;最后,在设计的基于dSPACE的永磁同步电机控制系统上验证了零低速无位置传感器方法.仿真及实验结果表明了脉振高频信号注入低速无位置传感器控制系统具有良好的运行效果.     

基于电压矢量脉冲注入法的永磁同步电机无传感器控制

永磁同步电机无传感器控制开环起动困难,电机容易出现失步,且传统的预定位方法会使电机产生转向不确定的强制转动,文章提出一种基于电压矢量脉冲注入法的永磁同步电机无位置传感器初始定位和平滑起动技术,分六电压矢量脉冲注入法初始定位和两电压矢量脉冲注入法加速两个阶段,能够持续、动态的估算转子在零低速阶段的位置信息,实现从静止到中高速全速域范围无位置传感器闭环运行。仿真和实验结果表明,所提控制算法不存在预定位时的强制转动,能够避免电机起动过程中的失步问题,且相较于高频注入法不需要复杂的信号调制和提取环节,算法简单,具有较好的实际应用价值。     

全速范围永磁同步电机无位置传感器控制研究

针对滑模观测器在低速范围内的不适用性,以及中高速范围内高频注入法跟踪性能差的问题,采用一种复合控制策略实现永磁同步电机全速范围无位置传感器控制.为避免电机启动失败在零低速范围内采用带磁极辨别的高频脉振电压注入法;为减小传统滑模观测器的抖振,采用改进型滑模观测器在中高速范围内获取转子位置信息;为实现速度平滑切换采用一种非...     

低频信号注入法的永磁同步电机无速度传感器控制

针对永磁同步电机（PMSM）无速度传感器矢量控制方法中低速时反电动势过小,无法获得准确的估计转速的问题,采用在d轴注入低频定子电流的方法来估计电机转速。仿真结果证明了该无速度传感器估算方法在永磁同步电机低速运行中的正确性和有效性,并且具有控制结构简单且对参数误差不敏感的特点。     

用于风机水泵的永磁同步电机无传感器矢量控制系统

本文通过建立电稳态模型观测器,实现永磁同步电机低速转子位置和转速估算,完成电机的起动过程。在中高速运行时,本文构造全阶状态观测器,通过反电动势的观测及坐标系跟踪控制,实现转子位置和转速估算;本文提出的方法具有算法简单、起动电流小、切换平滑、可靠性高等优点,最后,实验结果证明了本方法的正确性和有效性。     

Sensorless suppression control for frame vibration of PMSM

It is well known that frame vibration occurs in driving permanent magnet synchronous motors (PMSM). The authors have suggested a method for suppression of frame vibration by means of Fourier series and repetitive control. The method requires an acceleration sensor and a position sensor. However, the use of such a sensor is not desirable from the point of view of system cost. Therefore, this paper proposes a method of sensorless suppression control of frame vibration. The effectiveness of the proposed method is illustrated by experiments. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 174(3): 53–61, 2011; Published online in Wiley Online Library ( wileyonlinelibrary.com ). DOI 10.1002/eej.21048     

永磁同步牵引电机无速度传感器转矩精确控制

为了改善轨道交通矢量控制系统永磁同步电动机转矩控制的性能,采用有效磁链和等效反电动势的概念,设计了基于等效反电动势的扩展非奇异快速终端滑模观测器实现了无速度传感器控制,基于有效磁链实现了精确转矩闭环控制。首先,建立了基于等效反电动势的内置式永磁同步电动机模型;其次,构建了基于等效反电动势的自适应扩展非奇异快速终端滑模观测器,推导并建立了估算转速的自适应率,并利用李亚普诺夫理论证明了算法的收敛性;最后,基于滑模等值控制方法实现了等效反电动势和有效磁链的观测以及转矩的估算,以此和转矩给定值构成精确转矩闭环控制。该方法不仅适用于内置式永磁同步电机(IPMSM),而且适用于表贴式永磁同步电机(SPMSM)。该方法提高了轨道交通矢量控制系统PMSM转矩控制的精度,改善轨道交通控制系统的性能,通过仿真实例验证了方法的可行性和有效性。     

基于UDUTUKF的无传感器PMSM直接转矩控制

针对永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制系统(DTC),提出一种不需要计算平方根的Unscented卡尔曼滤波(UKF)算法,即UDUTUKF滤波算法,对定子磁链、转子速度和转子位置进行精确估计并得到电磁转矩估计值,建立了基于UDUTUKF的无传感器PMSM直接转矩闭环控制系统.对比了UDUTUKF和EKF的估计误差,仿真结果表明基于UDUTUKF的无传感器PMSM直接转矩闭环系统具有快速的转速和转矩响应特性.UDUTUKF的估计误差低于EKF的估计误差,且误差收敛速度比较快.     

利用EKF实现PMSM无转子位置检测控制

介绍一种采用外推卡尔曼滤波实现对转速与转子位置观测的控制方案,对外推卡尔曼滤波在无转子位置检测磁场定向控制中的应用原理进行了详细的分析,并实现了对转速与转子位置的解耦,最后给出了利用扩展卡尔曼滤波实现永磁同步电动机无转子位置检测磁场定向控制系统的仿真结果,证明了利用外推卡尔曼滤波实现永磁同步电动机无转子位置检测控制的可行性。     

Sensorless vector control of PMSM with non-sinusoidal flux using observer based on FEM

Back electromotive force method has been widely used in the position and speed sensorless control of permanent magnet synchronous motors. In this method, it is supposed that the back electromotive forces induced on the stator windings by the rotor permanent magnets are sinusoidal. This assumption causes errors in the estimation of speed and position. In this paper, an observer using the stator winding linkage flux model obtained by using finite element method for position and speed sensorless field-oriented control of permanent magnet motor is proposed. The validity of the proposed method is demonstrated using DS 1104.     

高速永磁同步电动机无速度传感器矢量控制

研究了一种以定子电流为状态变量的高速永磁同步电动机无速度传感器模型.该速度传感器将参考模型q轴电流与可调模型q轴电流之差作为误差信号送入PI调节器调节后得到估计转速.为了确保特殊结构的高速永磁同步电机参数计算的准确性,建立了其场路耦合模型,并利用该模型计算了电机的交、直轴电感、转子磁链等参数.在此基础上进行了无速度传感器矢量控制仿真,仿真结果结果表明所提出的控制方案能准确检测高速永磁同步电动机的转子位置和转子速度,电机高速运行时具有良好的动态和稳态运行性能.     

电动汽车PMSM MTPA控制系统滑模速度控制

为了提高电动汽车电机驱动系统对参数摄动和负载扰动的鲁棒性,同时削弱滑模变结构控制( SMVSC)固有的抖振,将一种改进的滑模控制策略应用于永磁同步电机(PMSM)最大转矩电流比(MTPA)控制调速系统中.采用最大转矩电流比控制方法分配定子直轴、交轴电流,将他们与转矩的关系分别拟合为低阶多项式,提高了该方法的工程实用性;...     

基于改进广义预测控制的PMSM速度控制

在机器人控制领域中,对永磁同步电机(PMSM)响应的快速性及稳定性要求较高,同时还需要其控制方法有较强的适应性。但传统的PID控制参数只适用于特定场合,应用受到限制。本文结合广义预测控制(GPC)理论与Luenberger观测器,形成一种新的控制方法来对PMSM进行速度闭环控制。该算法与传统GPC算法相比计算量更少,并通过负载转矩观测器对负载扰动进行测量反馈,提高了系统控制性能。仿真及试验结果表明,该算法与PID控制比超调量小,响应速度快,适用于要求较高的工程应用。