包装印刷用永磁同步电机控制及无速度传感器控制技术综述

对包装印刷用永磁同步电机控制方式及无速度传感器控制技术进行了综述。首先,介绍了适合包装、印刷机械行业的永磁同步电机(PMSM)矢量控制系统的主要控制方式;然后,采用霍尔茨教授的无速度传感器控制2大类分类方法对永磁同步电机无速度传感器控制技术进行了分类,介绍了各种永磁同步电机无速度传感器控制方法的工作原理,详细分析了其优缺点;最后展望了包装印刷用永磁同步电机控制和无速度传感器控制在包装印刷领域的应用前景。     

基于滑模观测器的永磁同步电机无传感器矢量控制

永磁同步电机因其自身的一些优点,在国防、工农业生产和日常生活等方面获得越来越广泛的应用。同时随着无位置传感器的深入研究以及矢量控制技术的日趋成熟,基于无位置传感器的永磁同步电机矢量控制系统正成为一个重要的研究方向。本文首先简单介绍了永磁同步电机测量模型和矢量控制的基本原理,在此基础上介绍了近十几年来提出的多种估算永磁同步电机转子位置和转速的方法,比较了各种方法的优缺点,并介绍了不同方法所适用的条件和场合。最后对滑模观测器方法进行了详细的分析,并着重对基于该方法的永磁同步电机矢量控制系统进行了细致的研究和仿真。     

永磁同步电机无位置传感器控制低速性能提升方法

针对永磁同步电机(PMSM)位置观测器在低速范围受逆变器非线性、定子电阻和电感参数摄动等因素影响而导致位置估计精度下降的问题,提出一种集成定子电阻自适应的降阶磁链观测器,同时通过离线测量的电感饱和特性制作电感随电流变化的曲线进行电感在线更新,提高低速范围位置估计精度。使用了三相端电压测量电路,采用测量电压代替给定电压,消除逆变器非线性因素对位置估计的影响。将所提策略在150 W的永磁同步电机实验平台上进行验证,实验结果表明所提策略无需准确电阻参数,在各种运行工况下位置估计精度高,可实现速度反转,增强了无位置传感器控制低速性能。     

储纬器电机无位置传感器的全速域控制方法研究

针对储纬器电机无位置传感器的调速控制问题,采用脉振高频注入法与扩展反电动势法相结合的控制策略,研究了一种全速域下的无位置传感器矢量控制方法。在电机静止时,利用电机凸极特性,采用高频注入法配合极性判断准确估计初始位置并使电机速度闭环启动。当运行至中速时,估计算法切换为扩展反电动势法估计转子位置与速度。在加减速过程速度切换区间采用滞环切换策略。通过实验验证了所提出的控制策略在全速域下电机矢量控制的可行性,且满足储纬器电机配合织机的工作要求。     

永磁同步电机直接转矩控制理论基础与仿真研究

文章对永磁同步电机直接转矩控制系统进行了相关研究和改进。直接转矩控制技术是继矢量变换控制技术之后,在交流调速领域出现的一种新型变频调速控制技术。文章在对永磁同步电机直接转矩控制系统进行理论分析的基础上,搭建了控制系统的仿真模型,仿真结果证明了永磁同步电机直接转矩控制系统的快速动态响应特性。     

永磁同步电机矢量控制系统设计

永磁同步电机用永磁铁转子代替绕线式转子,同时也克服交流同步伺服电动机的致命弱点,并且它还不需要励磁。目前永磁同步电机被用于很多领域,如汽车工业、航天飞机,机床等。主要对永磁同步电机矢量控制的原理、该系统的设计以及DSP程序的功能进行分析和研究。     

基于逆系统理论的无轴承永磁同步电机解耦控制研究

应用多变量非线性控制逆系统理论，对无轴承永磁同步电机的多变量、非线性、强耦合的控制对象进行了动态解耦控制研究；介绍了逆系统理论，阐述了无轴承永磁同步电机径向力的产生机理，建立了转矩力和径向悬浮力状态方程，分析了基于逆系统理论解耦控制的可行性，推导出基于逆系统理论的无轴承永磁同步电机转矩力与径向力之间的动态解耦控制算法。仿真结果表明，这种控制策略能够实现转矩力与径向力之间的动态解耦，并且系统具有良好的动、静态性能。     

无轴承永磁同步电机转子磁场定向控制系统研究

无轴承永磁同步电机是具有磁悬浮轴承优点的一种新型电机；在阐述了无轴承永磁同步电机工作原理基础上，采用转子磁场定向控制策略，推导了无轴承永磁同步电机径向悬浮力和电机旋转部分数学模型；根据无轴承电机解耦控制的要求设计了无轴承永磁同步电机转子磁场定向矢量控制系统，并以数字信号处理器TMS320LF2407为核心，研制了矢量控制系统的硬件和软件。实验结果表明：电机工作在0～3000r/min范围内，转子悬浮稳定且电机转速连续可调。     

永磁直线同步电机矢量控制系统建模与实现

针对永磁直线同步电机（PMLSM）的特点，建立PMLSM在dq两相坐标系下的数学模型。介绍了永磁直线同步电机矢量控制系统并给出了硬件和软件的设计思想。通过对控制电流以及电机位置的实验分析，验证了所研究的基于矢量控制的永磁直线同步电机矢量控制方法的有效性。     

基于PMSM伺服系统的建模与仿真设计

在分析交流永磁同步电机数学模型的基础上,利用MATLAB/SIMULINK设计出一种基于SVPWM变频调速系统的新型仿真模型,根据空间矢量算法的软件设计流程实现控制系统仿真.文中详细介绍了交流同步电机仿真模型和各功能模块模型的设计方法以及在系统仿真过程中的算法设置和连续系统的离散化设计.由仿真结果可见,系统在高、低速情...     

PMSM馈能系统硬件在环仿真研究

为对电动汽车动力电机馈能效率进行研究,方便馈能效率的测量,提出一种基于滑模控制算法的PMSM(permanent magnet synchronous motor)馈能研究方法,即通过控制电动机的输入电压与电流来驱动相同性能的电动机发电。首先以馈能理论为基础,建立包含滑模变结构控制、空间矢量、PMSM等模块的PMSM馈能系统仿真模型,并进行离线仿真分析。结果表明:采用所提出的馈能方法可达到70%左右的馈能效率,具有一定的可行性。同时,建立PMSM馈能系统dSPACE硬件在环试验平台,对其进行硬件在环试验验证。试验结果表明:电动机馈能效率在60%~80%的范围内,与离线仿真所得结果较为接近。这不仅验证了所建立的馈能仿真模型的正确性,且进一步证明了纯电动汽车动力电机自身馈能在节能方面的可行性。所提出的馈能方法能够为目前现有馈能方式提供更多选择,硬件在环试验研究也能够为后续的PMSM台架和实车试验研究提供一些技术支持。     

单相无电解电容永磁同步电机驱动系统控制方法研究

针对传统单相无电解电容电机驱动系统中直流母线电压波动较大而导致控制不稳的问题,提出一种单相无电解电容永磁同步电机驱动系统控制方法。通过对传统单相无电解电容电机驱动系统输入、输出功率进行分析,在q轴电流注入正弦分量,对输出功率进行控制,调节输入功率,达到改善输入电流波形的目的;通过设计一种积分比例控制器替代传统的比例积分控制器对母线电压进行调节,能够有效抑制母线电容充电时的电流、电压过冲。理论分析、仿真结果与试验结果均验证所提控制策略的有效性。     

基于改进型自抗扰控制的永磁同步电机伺服控制

目的 解决传统包装机械存在的包装速度慢、包装质量堪忧等问题,满足包装机械的高效率、高精度等要求,提高食品包装的自动化水平和包装企业的经济效益。方法 对具有较大潜力的永磁同步电机,进行控制器和控制方法的研究与改进,并最终选定自抗扰控制器,对自抗扰控制器中非光滑函数fal进行改进得到连续平滑的tal函数,使其减小在原点周围的颤振,并且基于tal函数重新设计非线性状态误差反馈率和扩张状态观测器,以取得对永磁同步电机更好的控制效果。结果 仿真表明,tal函数比fal函数具有更好的平滑性和连续性。基于改进型自抗扰控制的永磁同步电机具有更好的动态性能、稳态精度、抗扰能力和跟踪能力。结论 文中优化后的永磁同步电机伺服控制系统,适用于高精度、负载变动频繁的场合,能够有效地提高包装自动化水平,满足高效率、高精度的包装行业要求。     

基于负载观测的PMSM滑模抗扰动自适应控制

实际转速值是转角微分得到的,基于转速的观测器设计会引入微分突变．本文在滑模变指数趋近率控制的基础上,针对实际应用的永磁同步电机（permanent magnet synchronous motor, PMSM）提出了一种新的负载转矩降阶观测器设计方法,以可直接测量的转角为已知观测对象,避免引入微分突变,将观测到的负载转矩成比例地前馈补偿,以削弱负载扰动对控制性能的影响,实现滑模抗扰动自适应控制．一方面,通过理论推导,得出所提出策略的理论计算方法;另一方面,以一应用案例,建立了与实际逼近的离散仿真系统．仿真验证了观测器的无超调和快速响应特性,并通过与普通滑模控制对比分析,验证了采用该方法设计的PMSM调速系统具有动态响应快和抗外界干扰能力强的高鲁棒特性．     

舰船燃气轮机双机并车控制仿真技术研究

介绍了功率反馈控制技术的原理和特点，并利用功率反馈控制技术对舰船燃气轮机双机并车控制技术进行了分析。利用C^＋＋语言建立了全燃动力装置的仿真模型，并对功率反馈法进行了计算机仿真试验。结果表明，功率反馈控制技术能较好地实现舰船燃气轮机双机并车运行的控制。     

基于压电智能结构的镗削振动主动控制的仿真与实验研究

在镗削加工中,由于镗杆长颈比较大,因此,普遍存在镗削振动问题,这种振动限制了切削效率,影响了工件表面质量。提出以压电振动干扰抑制镗削振动的设想,建立了含有压电控制单元的镗削振动系统动力学模型;基于该模型设计了实验装置。理论仿真和实验分析结果表明,该装置能够有效抑制镗削过程中镗杆的振动,且结构简单,易于实现。     

基于无速度传感器直接转矩控制自抗扰交流调速研究

在感应电机直接转矩控制(DYC)调速系统中,常规PID速度调节器在电机受到扰动的情况下,需要花费较长时间才能使电机恢复到稳态值.为此,将一种新型的自抗扰控制器(ADRC)引入感应电机直接转矩控制调速系统中,设计速度ADRc调节器代替PID调节器,基于模型参考自适应控制(MRAS)方法设计速度观测器.对比分析了PID与ADRC两种方案下无速度传感器直接转矩控制交流调速系统性能.仿真试验结果表明,采用ADRC后,系统动态响应更快,抗扰动能力更强,在电机参数摄动的情况下,电机运行速度与指令速度偏差更小.     

基于TLESO/HLESO/RLESO的PMSM调速系统研究

为了提高永磁同步电机（permanent magnet synchronous motor,PMSM）调速系统的抗扰动和噪声抑制能力,针对PMSM转速环设计了3种线性自抗扰控制器（linear active disturbance rejection control,LADRC）,即传统线性自抗扰控制器（traditional LADRC,TLADRC）、高阶线性自抗扰控制器（high-order LADRC,HLADRC）和降维线性自抗扰控制器（reduced-order LADRC,RLADRC）。各LADRC的区别在于线性扩张状态观测器（linear extended state observer,LESO）的不同,即传统线性扩张状态观测器（traditional LESO,TLESO）、高阶线性扩张状态观测器（high-order LESO,HLESO）和降维线性扩张状态观测器（reduced-order LESO,RLESO）。采用叠加原理对各LADRC控制转速环的稳定性进行了证明,同时对各LESO的收敛条件进行了分析。通过对各LESO的频域分析可得出：TLESO的相位滞后最大,其扰动估计能力最弱;HLESO在中高频段的幅值增益最大,其鲁棒性最差;RLESO相位滞后最小,扰动估计能力最强。最后,在MATLAB/Simulink环境下,对各LADRC控制的转速环进行仿真,仿真结果验证了频域分析的结论,即TLADRC在抗扰动时转速曲线有最大的转速降,HLADRC在抗扰动时转速曲线有振荡,而RLADRC同时具有优良的抗扰能力和抑制噪声能力。所得出的结论可为LADRC应用中LESO的选取提供有力的支持,为PMSM调速系统的优化设计提供理论依据。     

改进滑模变结构永磁电机控制器研发

为克服传统滑模观测器对永磁同步电机进行无传感器控制时存在高频抖振和转子位置估算不精确的缺陷,提出一种基于改进滑模观测器的PMSM控制器设计方法.首先,建立PMSM的数学模型并分析传统滑模观测器转子位置估计原理和缺陷,然后,采用低通滤波器对电流误差开关信号进行滤波并对转角进行补偿,采用饱和函数代替开关函数以减少滑模运动的高频抖动,最后,采用李亚普若夫稳态判定方程证明设计的改进观测器的稳定性.系统测试表明:该方法能较为准确地对PMSM的转子位置和速度进行估算,具有较高的估算精度.