PWM整流器低开关频率电流调节器设计方法

在低开关频率时采用传统电流调节器设计对PWM整流器进行控制,将导致dq轴电流的严重耦合,甚至系统不能正常工作。本文分析了PWM整流器的离散化模型,考虑实际系统中存在的PWM延迟,基于复矢量概念并结合整流器离散特性进行了直接离散化电流调节器设计。该设计方法不需要进行双线性变换,且其闭环系统与采样周期无关,性能稳定。通过几种离散化调节器的仿真结果对比显示了直接设计离散电流调节器的优越性能。     

交流电机离散时间电流调节器的设计

分析了运行在较高基频与采样频率的比值下异步电机的离散时间电流调节器的特点,该情况普遍应用在高速列车驱动和大型牵引驱动上.若电流调节器的设计不能很好地满足控制系统离散特性,在较高的基频与采样频率比值下,系统会发生严重的振荡或者不稳定响应.通过一个含SVPWM延迟的离散时域交流电机模型,设计离散时域复矢量电流调节器.仿真和...     

低载波比下的永磁同步电机无传感器控制

提出一种适用于低载波比运行条件下的永磁同步电机无传感器控制方法。首先,分析了电流环在传统PI以及复矢量调节器控制下对系统解耦性能的影响,提出一种改进型复矢量调节器对系统电流环进行调节,有效提高系统低载波比运行下的解耦性能。其次,设计一种同步旋转坐标系下的全阶状态观测器,对电机转子位置进行有效观测。实验结果验证了提出控制方法的有效性和可行性。     

内模控制在电流调节器中的应用

在永磁同步电机(PMSM)的矢量控制中,电机的调速范围很宽时,电阻、电抗等参数对d、q轴电流的控制产生较大的误差,从而影响控制精度和动态响应速度。基于磁场定向的控制原理,提出了永磁同步电机电流调节器的内模控制(IMC)设计。用矩阵奇异值分析了IMC电流调节器的鲁棒性,并将其应用于永磁同步电机转子磁场定向的矢量控制中。对电流调节器的传递函数进行了仿真并用数字信号处理器(DSP)实现电机矢量控制的运行实验,实验表明,用IMC电流调节器实现的电机调速,能够获得良好的跟踪性能和较高的稳态精度。     

内模控制在PMSM矢量控制中的应用

提出了永磁同步电机(PMSM)电流调节器的内模控制(Internal Mode Control,简称IMC)设计.用矩阵奇异值分析了IMC电流调节器的鲁棒性,并将其应用于PMSM转子磁场定向的矢量控制中.通过对电流调节器传递函数的仿真和用DSP实现的电机矢量控制的运行实验,验证了IMC电流调节器的良好性能.     

用于电机传动系统的多逆变器并联控制技术

为了解决用于低压大电流电机传动系统的逆变器并联控制问题,对跟踪参考电流方式的主从式矢量控制系统进行了研究。在建立电机电流和并联逆变器环流等效电路模型的基础上,分析了电机电流和环流的控制原理,提出了跟踪参考电流方式的主从式矢量控制策略,并从电机稳定性能角度研究了电流调节器的设计原则,最后对控制系统性能进行了仿真和实验分析。研究结果表明:该控制策略间接引入了均流环控制,能有效减小并联逆变器之间的环流;通过对电流调节器参数的合理设计,使得电机具有较好的稳定性能和动态性能。     

基于电流跟踪的并联逆变器控制系统的性能分析

多逆变器并联运行是提高电机传动系统逆变器容量的一种有效方法。以多逆变器并联带三相电机负载的传动系统为研究对象,针对跟踪参考电流的主从式矢量控制系统,研究了并联逆变器的多控制器参数设计方法,建立了控制系统的传递函数,分析了跟踪参考电流的控制方式对电机传动系统性能的影响。研究结果表明该控制系统结构简单,多电流调节器可进行简化设计;但与相同容量单个逆变器供电的电机传动系统相比,采用该控制系统会影响电机电流的动态响应性能和抗干扰能力。     

基于无差拍控制的PMSM电流预测控制算法

在传统的离散化矢量控制系统中,由于电流采样和PWM占空比更新等数字延时的存在,限制了PMSM控制系统在动态过程中对电机电流的控制能力.为了提高系统电流环性能拓展其带宽,在同步旋转轴系下,基于无差拍控制原理,提出了一种对电机电流的离散化预测控制算法.在理论上消除了矢量控制系统中的各种数字延时,提高了电机电流的控制能力.最后使用1台750 W的永磁同步伺服系统验证了这种算法的性能,实验结果表明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.     

基于闭环电流预测的永磁同步电机电流环延时补偿策略研究

永磁同步电机采用传统复矢量电流调节器在开关频率与电机频率比值较高时具有良好的参数鲁棒性与动态性能,但在低开关频率下,环路延时与参数摄动易使电流动态响应振荡甚至失稳。采用复矢量表示法对电流环延时环节进行精确建模,基于Smith预估器结构对传统电流预测延时补偿策略进行复矢量建模与频域分析。传统电流预测策略的开环结构在模型或者参数误差下会产生电流跟踪误差,针对该缺陷提出一种基于误差补偿器的闭环电流预测延时补偿算法。该算法采用改进Euler法对电流方程进行离散化,并通过将预测电流偏差积分反馈至预测方程形成闭环预测结构,可实现电流无静差跟踪,在抑制环路延时影响同时大大提升系统鲁棒性。实验结果验证理论分析的正确性和所提算法的有效性。     

基于MATLAB的异步电动机矢量控制变频调速系统的仿真

根据异步电动机矢量控制的基本原理,应用MATLAB6.5中的电力系统仿真工具(Sim-PowerSystems),对异步电动机矢量控制系统建立仿真模型,并结合具体实例给出系统结构图。本文采用转速、磁链闭环的直接矢量离散控制系统仿真模型,进行了控制系统的动态仿真,并根据转速、转矩、电流波形对PI调节器的参数进行理论分析,通过仿真波形结果验证了PI调节器参数调节的有效性和正确性,电机调速特性有所提高。     

基于自适应内模控制的异步电机电流调节

提 出了异步电机矢量控制中定子电流的自适应内模控制（ＩＭＣ）及调节器的设计方法。首先,根据ＩＭＣ原理设计异步电机电流调节器,用矩阵奇异值分析了ＩＭＣ电流调节器的鲁棒性,然后用最小二乘法对模型参数进行辨识。最后将其应用于异步电机转子磁场定向的矢量控制中。通过对电流调节器传递矩阵函数的仿真及用ＤＳＰ实现的异步电机矢量控制运行实验,验证了自适应ＩＭＣ电流调节器的良好性能。     

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。     

基于PR调节器的电励磁同步电机系统仿真研究

在基于气隙磁场定向的电励磁同步电机矢量控制系统中,控制器多数采用PI调节器并且需要进行复杂的坐标变换,影响系统的动态和稳态性以及鲁棒性。分析了PR调节器的特点,并在电励磁同步电机数学模型的基础上,提出了一种基于PR调节器的电励磁同步电机矢量控制方法,同时该系统还加入了电流预控环节并采用混合磁链观测器。理论分析和仿真结果表明:基于PR调节器的电励磁同步电机的矢量控制方法可以很好地实现电励磁同步电机的四象限运行,并能保持气隙磁链的恒定,表现出了较好的控制性能。     

永磁同步电机电流调节器动态特性改进方法分析

针对永磁同步电机这种多输入多输出系统,采用复矢量描述方法对旋转坐标系下电流调节器的动态响应特性进行分析.分析表明:当参数准确时,基于状态反馈解耦的PI电流调节器可以取得理想的动态性能;采用同步旋转坐标系复矢量PI电流调节器时,对电机参数变化的鲁棒性较好.针对其抗干扰性能较差引起d、q轴电流脉动较大的缺点,通过增加虚拟电...     

电动汽车PMSM系统调节器饱和问题的研究

电动汽车PMSM在电机起动过程经常出现调节器饱和现象,时间越长会导致电机的动、静态性能越差。对出现饱和现象的原因进行分析,提出一种解决起动过程中调节器饱和的有效方法。该方法在传统双环矢量控制基础上,增加电压截止负反馈并结合状态反馈线性化,实现电流间的动态解耦,解决起动过程中电流调节器饱和问题。仿真实验验证了该方法的可行性和有效性,实现了调速范围、速度跟踪性能及动态响应等电机的综合性能的提高。     

采用双直流电流滞环调节器的矢量控制PWM变频调速系统

矢量控制变频调速系统因基诸多的优良特性,具有广阔的发展和应用前景,本文提出了一种性能良好的交流电机矢量控制ＰＷＭ调速方案,采用两个电流滞环调节器,滞环调节器的输出通过ＥＰＲＯＭ电压矢量开关表选择合适的电压矢量输出,控制逆变器,运行结果表明,该系统具有良好的稳态和动态性能。     

高速IPMSM离散滑模电流补偿解耦控制

内嵌式永磁同步电机(IPMSM)矢量控制系统中,由于坐标变换引入与速度有关的交叉耦合项和系统控制延迟的影响,使得高速IPMSM在数字控制中电流环解耦性能下降。针对传统离散复矢量电流控制器只适用于表贴式永磁电机,不适用于IPMSM;同时对电机参数变化敏感,不能满足系统鲁棒性的问题,根据IPMSM d,q轴电感不相等的特点,建立了相应的离散数学模型,并根据零极点对消原理提出了离散电流控制器。同时,为提高系统的鲁棒性和参数不变性,设计了带离散滑模电流补偿解耦控制器。通过仿真和实验加以证明,结果表明该控制策略能有效实现d,q轴电流解耦,同时提高了系统动态性能。     

混合动力汽车IPMSM鲁棒自调节效率优化控制

针对传统混合动力汽车(HEV)系统效率优化控制方法存在的参数依赖性问题,提出了一种IPMSM电机鲁捧自调节最大转矩电流比(MTPA)优化方法。该方法通过在定子电流矢量角上叠加一个高频正弦小信号,通过数字信号处理提取出反映转矩变化规律的功率信号,并采用PI调节器锁定出最优矢量角。此外,设计了高频电流控制器进行内环电流调节器动态补偿,从而提高鲁棒MTPA控制的动态响应性能。最后,搭建了一台22 kW的永磁同步电机HEV系统实验样机,对所提鲁棒MTPA方法的动、稳态性能进行了实验验证,结果表明该方法下HEV系统具备较强的鲁棒性和高效性。     

表贴式永磁同步电机伺服系统电流环设计

电流环直接影响表贴式永磁同步电机(surfacepermanent magnet synchronous motor,SPMSM)伺服系统的电流波形和电磁转矩,使系统的动、静态性能变差。当系统运行工况变化使得电机电感饱和时,电流环中含有电感参数的解耦项就会失效。从合成矢量的角度出发,提出了一种同步dq旋转坐标系下无需电感参数的电流解耦调节器,实现了无电感参数解耦控制,改善了SPMSM系统的动态性能。另外,由于死区、电机制造工艺、磁场饱和等原因,电机电流中含有影响系统性能的5、7、11、13等低次谐波。提出了同步旋转dq坐标系下比例积分+比例谐振(proportionalintegral+proportional resonance,PI+PR)的电流复合调节器,对低次电流谐波进行闭环调节,从而显著减小了谐波电流,改善了系统性能。仿真分析和实验结果均验证了该方案的可行性。     

矿用异步电机矢量控制的仿真与分析*

研究一种矿用磁链、转速双闭环控制的异步电机矢量控制系统,在传统矢量控制中的PI调节器中引入转矩环,并对SVPWM工作原理进行分析.通过仿真软件MATLAB建立异步电机矢量控制的模型,分析系统空载、带载运行过程中的电流、转矩、转速等状态量.仿真结果表明设计的系统能有效抑制负载的扰动,实现恒流升速,稳态时能保证电机稳速运行.