一种基于转速和定子电阻自适应的感应电机全阶磁链观测器

提出了一种改进的全阶状态观测器对转速和定子电阻同时观测方案.采用小信号线性化方法来分析稳定条件,将两相静止坐标系中的观测器输出误差系统变换到转子磁场旋转坐标系中,通过推导出单输入、单输出误差系统来得到满足观测器稳定性的误差反馈矩阵条件.采用了一种改进的定子电阻自适应率以提高观测器的鲁棒性.通过对11 kW感应电机无速度传感器转子磁场定向矢量控制实验,验证了方案的有效性.     

无速度传感器异步电机转子磁场定向自适应鲁棒控制

针对无速度传感器异步电机矢量控制系统,为了提高系统对电机参数变化和转矩扰动的鲁棒性,提出一种基于自适应观测器的鲁棒控制策略。研究了一种改进全阶自适应状态观测器设计方法,将静止坐标系下状态观测误差系统变换到同步旋转坐标系以克服系统的复杂非线性,通过分析单输入单输出误差系统获得了观测器稳定条件,并采用一种增强型定子电阻自适应率以降低观测器对电机参数变化的敏感性。为了提高异步电机磁场定向控制系统的抗负载转矩扰动能力,在分析扰动转矩对控制系统动态模型影响基础上,提出了一种自适应扰动转矩前馈补偿控制策略。通过11kW无速度传感器异步电机矢量控制系统进行实验,实验结果验证了所提出方法的有效性。     

基于自适应观测器的感应电机转速估计方法研究

介绍了一种能在线补偿定转子电阻的基于自适应观测器的感应电机转速估计方法.该转速估计方法只需检测定子电压电流作为输入,利用观测器观测出转子磁链和定子电流,并利用定子电流误差和转子磁链观测值辨识出转速、定子电阻和转子电阻,并反馈于观测器,确保电机转速估计对参数变化的鲁棒性.仿真及实验结果表明,此方法估计的速度能应用于无速度传感器矢量控制系统,并具有较好的辨识精度和鲁棒性.     

改进电压模型的感应电机MRAC无传感器控制

以电压模型为参考计算转子磁链矢量的感应电机模型参考自适应控制(MRAC)转速观测器的性能受到电压模型对直流偏移和低速下对定子电阻敏感性的影响。针对这两个因素,通过引入复增益和变截止频率低通滤波器得到了无直流偏移的等效电压模型,并提出了基于转子反电动势矢量的MRAC定子电阻在线辨识方法。搭建了感应电机直接磁场定向无速度传感器控制系统,通过实验证明了所提方法的正确性与可行性。     

基于双参考系的感应电机模型预测转矩控制

在基于无速度传感器的感应电机控制策略中,以转子速度作为自适应变量的模型参考自适应观测器多作为转速估计的基本方法.然而,该方法中转子速度的估计精度不仅影响定子磁链的观测精度,同时也影响电磁转矩预测模型的预测精度.为消除上述缺点,提出了一种基于双坐标参考系的定子磁链观测器,其基本原则是在定子坐标系表示电压模型,在转子磁链矢量坐标系表示电流模型,以取消速度自适应项的方式分离了定子磁链的观测与转子速度估计.此外,与双参考系观测器相匹配,提出了基于双参考系的感应电机电磁转矩预测模型.提出的算法在2.2 kW感应电机实验平台上进行了实验验证,实验结果表明,所提出的控制算法在感应电机全速范围内均具有良好的性能表现.     

基于转速动态估计器的无速传感器感应电机矢量控制系统

介绍了一种直接转子磁场定向无速度传感器的感应电机矢量控制系统.该系统使用定转子自适应磁通观测器和转速动态估计器来估算转子磁通和转速,有三个PI控制器分别控制转速、转矩和磁通的电流分量,输出电压空间矢量控制电机.仿真结果表明,该系统具有较好观测精度和鲁棒性,动态和稳态性能也较好.     

基于转速动态估计器的无速度传感器感应电机矢量控制系统

本文介绍了一种直接转子磁场定向无速度传感器的感应电机矢量控制系统.该系统使用定、转子自适应磁通观测器和转速动态估计器来估算转子磁通和转速,有三个PI控制器分别控制转速、转矩和磁通的电流分量,输出电压空间矢量控制电机.仿真结果表明,该系统具有较好观测精度和鲁棒性,动态和稳态性能也较好.     

基于双辨识参数全阶自适应观测器的感应电机低速性能

提出了一种基于双辨识参数全阶自适应观测器的感应电机无速度传感器矢量控制策略,根据Popov超稳定性理论对系统进行了稳定性分析,在深入研究传统全阶自适应观测器的基础上,对保证系统在全速范围内稳定运行的反馈增益矩阵选取准则进行分析并据此设计了反馈增益矩阵。通过分析低速时定子电阻变化对转速估计的影响,构建了双辨识参数全阶自适应观测器,可以同时对转速和定子电阻进行在线辨识,有效提高了系统的低速带载性能。对基于双辨识参数全阶自适应观测器的感应电机无速度传感器矢量控制系统进行了实验验证,实验结果验证了算法的正确性和有效性。     

基于转速动态估计器的无速度传感器感应电机矢量控制系统研究

介绍了一种直接转子磁场定向无速度传感器的感应电机矢量控制系统。该系统使用定转子自适应磁通观测器和转速动态估计器来估算转子磁通和转速 ,有三个PI控制器分别控制转速、转矩和磁通的电流分量 ,输出电压空间矢量控制电机。仿真结果表明 ,该系统具有较好观测精度和鲁棒性 ,动态和稳态性能也较好     

感应电动机无速度传感器矢量控制系统极低速性能研究

针对感应电机无速度传感器矢量控制系统在低速、尤其是极低速时运行不稳定的问题,该文提出一种新的全阶自适应观测器算法。该算法由全阶自适应观测器中改进的反馈矩阵算法和改进的转速自适应律算法组成。通过建立考虑逆变器非线性电压误差和定子电阻压降的观测器状态误差方程,分析逆变器非线性电压误差对估计转速的影响,提出一种可降低逆变器非线性电压误差和定子电阻压降对转速估计影响的反馈矩阵;同时对传统自适应律进行改进,即在传统自适应律的基础上添加与逆变器非线性电压误差和定子电阻压降等造成的磁链误差相当的补偿量,且该补偿量表达式具有一定的自适应性,使得在低速时转速估计具有满意的精度。通过在2.2kW感应电机实验平台对此方法进行有效性的验证,实验结果证明:所给出的算法能保证电机在低速、极低速和零速下带额定负载及1.8倍额定负载稳定运行,并且具有良好的动静态性能。     

基于改进ASMO的永磁同步电机无传感器控制策略

针对永磁同步电机(PMSM)无传感器控制系统中存在滑模高频抖动,转子位置估算误差较大等问题,在传统滑模观测器(SMO)的基础上,提出了一种改进自适应滑模观测器(ASMO),并使用Lyapunov定理证明了该观测器的稳定性。通过采用分段指数函数代替传统开关函数,结合锁相环(PLL)技术从反电动势中提取转子位置和转速信号,可以有效抑制抖振,减小观测误差。MATLAB仿真结果表明:与传统SMO相比,改进后的ASMO受转速变化影响较小,具有更高的精度和良好的动态性能。     

基于龙伯格扰动观测器的永磁同步电机PWM电流预测控制

针对传统永磁同步电机(PMSM)PWM电流预测控制中电机参数扰动造成的电流静差及振荡问题,提出基于龙伯格(Luenberger)观测器的PWM电流预测控制。首先,将系统参数扰动引入到电机电压方程,构建在参数扰动中拥有优良性能的Luenberger观测器来观测系统扰动。其次,离散化Luenberger扰动观测器,通过极点配置分析系统稳定性。最后,将观测器估计系统扰动引入含参数扰动项的电压方程中,为PWM电流预测控制算法提供实时性扰动补偿。仿真结果表明,所提算法能够快速无静差地观测出系统扰动,有效避免参数扰动造成的电流静差及振荡问题,提高电流预测算法的鲁棒性。     

基于非线性观测器的永磁同步电机位置估计算法研究

为提高表贴式永磁同步电机无位置传感器控制中转子位置和速度的估计精度,提出了一种改进型非线性观测器。通过重构非线性观测器的数学模型,构建了误差方程,利用Lyapunov理论对误差方程进行了稳定性分析。并基于稳定性条件提出了一种误差项步长优化方法,实现了非线性观测器的步长增益自调节。仿真与试验结果表明,改进型非线性观测器具有良好的动态性能,验证了其可行性。     

一种能消除直流偏置和稳态误差的电压型磁链观测器

电压型磁链观测器由于物理概念清晰、简单易用而备受关注.然而它固有的初值误差和直流偏置问题,使用已有的低通滤波器(LPF)等方法很难彻底解决,而且会带来稳态误差.本文在已有方法的基础上,提出了一种使用低通滤波器和高通滤波器(HPF)串联代替纯积分求解定子磁链的新方法,更有效地消除了初值误差和直流偏置的影响,并利用时间相量分析的方法,推出稳态误差的补偿公式,实现了磁链观测零偏置和稳态无误差.该方法简单明了,易于在数字系统中实现.仿真和试验结果都显示,直接转矩控制的低速性能有了显著提高,这也证明了新观测器的有效性.     

基于开关型霍尔的PMSM改进型位置检测策略

为了克服霍尔传感器的局限,利用低分辨率的信号实现更精确的位置检测,提出一种基于改进最小二乘法和积分型滑模观测器的混合控制策略。首先,利用改进型最小二乘法完成可靠起动与低转速下平稳运行;其次是到达指定切换速度,系统切换运行状态,通过改进最小二乘法对积分型滑模观测器进行不断校正,在减小系统的滞后与累积误差的同时,使输出的位置信号尽可能连续。最后通过改进型位置检测策略与传统一阶加速度位置检测策略进行对照试验,结果表明,所提出的改进型位置检测策略,在电机起动时的位置检测精度提高了30%以上,在电机中高速稳态时转速误差降低至05%以内,位置检测误差降低至1%以内,具有较高的位置检测精度。     

基于电压电流混合模型的新型磁链观测器

针对传统磁链观测器存在的积分饱和及直流漂移等问题,提出一种改进的电压电流混合模型磁链观测器。通过对定子磁链观测器的理论分析,对传统电压模型积分方法进行改进并结合电流模型磁链观测器,提出了基于电压电流混合模型的磁链观测器,可以在全速范围内观测到精确的定子磁链,解决了在不同转速下,直流偏置、幅值衰减和相位偏移等问题。混合磁链观测器在中速区存在相位误差,引进补偿环节,对混合模型的输出结果进行相位补偿,降低了饱和效应引起的误差影响,提高了磁链观测器的动态性能。通过仿真对比,验证了改进混合模型磁链观测器在永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制中的可行性和优越性。     

永磁同步电机改进滑模观测器矢量控制

针对滑模观测器在永磁同步电机无位置传感器控制系统存在的高抖振、收敛速度较慢、观测精度差等问题,提出一种基于自适应滑模增益的变幂次趋近律的新型滑模观测器,该趋近律在幂次趋近律的基础上,增加由观测转速、磁链和外部输入预期目标电流误差组成的自适应滑模增益变指数项,自适应滑模增益变指数项具有时变的较快收敛速度,有效解决原有趋近律趋近模态时间过长的问题,使用李雅普诺夫稳定判据对系统进行了稳定性分析。通过新型滑模观测器和传统滑模观测器进行对照实验,结果表明,相对比较而言所提出的新型滑模观测器收敛速度更快,高频抖振削弱和带载能力加强,自适应滑模增益能有效控制电流误差幅值,最后观测精度提高了20%以上。     

基于改进内模控制的永磁同步电机电流环设计

永磁同步电机(PMSM)作为一种高阶非线性系统,由于参数摄动和外部干扰的原因,传统内模控制器不能保证其精确的控制要求。在传统内模控制的基础上,设计了一种基于指数收敛的误差干扰观测器。在解耦和反电动势补偿情况下,建立内模控制器,然后由内模控制器的输出和反馈电流,构造误差干扰观测器的状态方程,输出误差补偿信号,补偿电机运行过程中参数变动和干扰因素,实现PMSM的高精度控制。建立MATLAB/Simulink仿真模型,仿真中人为增加不确定量和扰动。仿真结果表明,在存在不确定信号和负载扰动时,采用改进的内模控制可以实现电流补偿,降低电流纹波,减小电流稳态误差,同时提高转速响应速度,降低扰动误差。     

磁悬浮制冷离心压缩机停机气流冲击抑制研究

磁悬浮制冷离心压缩机停机时,排气压力小于冷凝器压力,形成气流倒灌作用于叶轮,给磁悬浮转轴径向带来较大冲击,特别是在冷凝压力与排气压力相差较大情况下,气流冲击将直接导致转子与轴承发生碰撞,影响系统稳定性.为了提高磁轴承的抗冲击能力,提出一种改进的线性自抗扰控制方法,通过构建线性状态误差反馈的动态方程,使其仅与位移观测量有...     

一种改进滑模观测器的PMSM矢量控制研究

针对永磁同步电机的传统滑模观测器控制中存在估算误差和高频纹波等问题,提出了采用扩展卡尔曼滤波和滑模观测器相结合的方式代替传统滑模观测器的方法。首先,根据永磁同步电机的滑模观测器的数学模型计算定子电流估计值与实际值的误差和反电动势。然后,根据电机EKF状态方程计算输出量,实现参数在线调整,减少参数估算误差,来提高系统的稳态效果和动态性能。最后,搭建了仿真和硬件实验平台进行验证。实验结果表明,改进的滑模观测器控制减少了系统抖动,当调压器改变电压参数时,系统扰动干扰降低了70%,使得永磁同步电机具有更好的可靠性和跟踪性能。