三电平异步电机的无速度传感器矢量控制系统研究

为解决在中高压领域无速度传感器矢量控制速度辨识差的缺点,基于三电平电压源型逆变器,提出了一种异步电机无速度传感器矢量控制方案.该方案采用间接矢量控制(IFOC)策略,以模型参考自适应(MRAS)方法构造速度辨识系统,并在新型三电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)简化算法基础上,运用MATLAB/Simulink实现对三电平异步电机无速度传感器矢量控制系统的仿真研究.仿真结果表明,所述控制方法正确有效,该系统具有较好的稳态特性和动态响应能力.     

基于变参数MRAS法的异步电机矢量控制研究

提出一种变参数的MRAS法,该方法采用改进电压模型法磁链观测器作为参考模型,采用变参数PI调节器代替传统的PI调节器,即在电机控制低速段与高速段分别取不同的PI参数,其值随着转速变化而变化。通过对基于变参数MRAS法的异步电机无速度传感器矢量控制系统仿真与实验表明,改进电压模型法可以较好解决积分漂移问题,且控制系统响应速度得到较大提高,尤其是低速时的收敛速度与转速辨识误差得到有效改善。     

交流电机无速度传感器矢量控制系统变结构MRAS转速辨识

针对变结构控制在参数变化等不确定因素满足"匹配条件"即变化有界时,具有抗外部干扰和内部参数摄动的鲁棒性,但实际中要确定不确定性参数变化的上下界有一定难度的特点。文中基于变结构控制和自适应控制理论,提出一种新颖的变结构模型参考自适应(VS-MRAS)观测器,用于交流电机无速度传感器矢量控制系统的转速辨识。该法将变结构和MRAS进行有机的整合,利用MRAS对系统参数变化的适应能力实时估算不确定因素变化的边界,以改善磁链观测的准确性,进而提高转速辨识的精度。利用仿真方法,对比分析了带速度检测装置的矢量控制系统、基于MRAS转速辨识的无速度传感器矢量控制系统和基于VS-MRAS转速辨识的无速度传感器矢量控制系统的3种情况下转速和磁链响应的动静态性能。证实该方法提高了转子磁链观测的准确度,改善了转速估计的动静态性能。     

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

提出了一种新颖的变结构模型参考自适应观测器,用于永磁电机无速度传感器矢量控制系统的转速辨识。该方法将变结构控制与模型参考自适应系统(model reference adaptive system,MRAS)进行有机的整合,选取永磁电机本身作为参考模型,而选取永磁电机电流模型作为可调模型,利用两模型输出的误差构造了一个滑模面。理论分析和仿真结果表明,所提出的永磁电机无速度传感器矢量控制系统的转速辨识方法具有较强的鲁棒性和令人满意的动静态性能。     

MRAS技术在SPMSM无传感器控制系统中的应用

研究对象为面贴式的永磁同步电动机(SPMSM),针对MRAS在速度辨识时受电机参数影响较大的特点,将SPMSM本身作为参考模型以减少系统模型参数,利用定子电压、电流方程得到可调模型,并在辨识转速的同时,加上对转速辨识精度影响较大的定子电阻的在线辨识。采用SVPWM控制对该方法进行仿真,仿真结果表明该方法能够获得理想的转速辨识精度和动态性能。     

基于Backstepping理论的直线牵引电机无速度传感器控制

在动态边端效应的作用下,直线牵引电机参数会发生显著地变化,导致无速度传感器控制性能恶化。该文以中低速磁悬浮列车直线电机为研究对象,利用backstepping控制理论和MRAS相结合的速度辨识方案实现高性能直线电机无速度传感器矢量控制。首先,给出以定子电流、转子磁链为状态变量的直线电机状态空间模型;然后,在状态空间模型的基础上引入附加状态变量,改写直线电机状态方程;利用backstepping控制理论设计含有校正项的直线电机观测器模型,并以观测器模型作为可调模型,以电机实际模型作为参考模型,建立速度辨识的模型参考自适应系统,并采用李雅普洛夫稳定性理论得到速度辨识算法。最后,对该方案进行仿真及硬件在环测试,结果验证了该方案的可行性。     

三电平SVPWM控制技术在船舶推进系统中的应用

两电平SVPWM(空间矢量脉宽调制)控制技术在电机调速系统中得到了广泛的应用,这种控制技术下的输出电压在开关频率整数倍处会产生幅值较高的谐波,是电机产生电磁噪声的主要来源。为了使输入电机的电流谐波得到抑制,首先对三电平SVPWM控制技术与两电平SVPWM控制技术进行分析比较,建立了基于Matlab两种拓扑的系统仿真模型,并在模型的基础上对不同电路拓扑的电流谐波进行仿真分析和试验验证,验证了三电平SVPWM技术在减振降噪方面的有效性,并在船舶推进系统中得到了应用。     

基于简化SVPWM算法双三电平变换器研究

详细分析了三电平SVPWM的简化算法,将传统两电平电压空间矢量控制算法应用于双三电平变换器。在d-q坐标系下建立基于开关函数的三电平中点钳位电压型整流器高频数学模型,在此基础上采用电压外环与电流内环的双闭环控制来实现三电平整流器的高性能特性。利用三电平矢量控制算法,实现电机的无速度传感器矢量控制。在实验室中以DSP F2812为主控制器建立实验平台,验证了采用上述算法的优越性能。     

基于120°坐标系的三电平SVM无速度传感器矢量控制系统

矢量控制系统由于其高效可控的性能,在异步电机调速领域占据着重要的地位。然而,在电机轴上增设速度传感器的转速检测方法,降低了系统的机械鲁棒性,也增加了成本和复杂性。同时,传统的三电平空间矢量调制算法(SVM)作为底层器件的驱动基础,由于含有大量的三角函数和求根运算,间接制约着矢量控制系统的性能。文章采用120°坐标系的三电平SVM算法,研究了一种基于电流模型磁链观测和模型参考自适应(MRAS)速度辨识的矢量控制方法。从理论建模的角度分析了这种方法的可行性与优越性,并通过仿真与实验验证了方法的正确性。     

基于MRAS的PMSM无传感器矢量控制研究

通过对模型参考自适应(MRAS)理论的研究,设计了一种基于MRAS理论的高精度永磁同步电机无速度传感器矢量控制算法。借助Matlab/Simulink工具对此控制系统进行了仿真研究,得到了与理论分析一致的仿真波形。为进一步检验控制策略的可行性,在额定功率为2.2 k W、型号为SMTP100L1-50-22-4的永磁同步电机上进行验证实验,并与有速度传感器矢量控制相对比。实验结果表明,基于MRAS理论的无速度传感器控制可以替代光电编码器,很好地完成电机调速。     

基于交互式变参数MRAS的直接转矩控制系统

在异步电动机无速度传感器控制系统中,转速估计的精确度对电机内部模型参数误差非常敏感.为消除速度估计误差,电机参数通过一交互式模型参考自适应系统(MRAS)在线辨识,在此基础上建立了一个改进的变参数速度辨识数学模型,并在无速度传感器异步电动机矢量控制系统中对该速度辨识模型进行了研究,实验结果证明了该控制系统的有效性以及速度估计具有较高的精确度.     

基于模型参考自适应律的无速度传感器交流异步电动机矢量控制仿真

针对异步电动机矢量控制中对定子电阻和转子时间常数等参数的依赖性,设计了一种基于模型参考自适应律(MRAS)的参数辨识器。该辨识器同时还可以观测定子磁链及转子速度,并以此为基础,利用MATLAB/Simulink构建了以定子磁场定向的无速度传感器矢量控制系统。仿真结果表明:该方法实时辨识电机参数的变化,提高了控制系统的准确性和鲁棒性。     

无速度传感器三电平逆变器异步电动机直接转矩控制系统(I)——基于降阶观测器的定子磁链观测和速度辨识

给出了三电平逆变器供电的异步电动机调速系统的数学模型,在固定合成矢量方法基础上,提出了一种基于降阶磁链观测器的无速度传感器直接转矩控制方法,以降阶模型为可调模型利用模型参考自适应(MRAS)方法辨识电动机转速。仿真和实验结果表明该方法能够实现高性能的三电平逆变器供电异步电动机直接转矩控制系统无速度传感器运行。     

无速度传感器三电平逆变器异步电动机直接转矩控制系统(Ⅰ)--基于降阶观测器的定子磁链观测和速度辨识

给出了三电平逆变器供电的异步电动机调速系统的数学模型,在固定合成矢量方法基础上,提出了一种基于降阶磁链观测器的无速度传感器直接转矩控制方法,以降阶模型为可调模型利用模型参考自适应(MRAS)方法辨识电动机转速.仿真和实验结果表明该方法能够实现高性能的三电平逆变器供电异步电动机直接转矩控制系统无速度传感器运行.     

基于模型参考自适应律的无速度传感器交流异步电动机矢量控制仿真

针对异步电动机矢量控制中对定子电阻和转子时问常数等参数的依赖性，设计了一种基于模型参考自适应律（MRAS）的参数辨识器。该辨识器同时还可以观测定子磁链及转子速度，并以此为基础，利用MATLAB／Simulink构建了以定子磁场定向的无速度传感器矢量控制系统。仿真结果表明：该方法实时辨识电机参数的变化，提高了控制系统的准确性和鲁棒性。     

基于MATLAB的SVPWM算法的仿真与分析

三电平SVPWM控制方法把逆变器和电机作为一个整体,得到的模型简单,电压利用率高,转矩脉动小。首先针对三电平SVPWM算法中参考电压矢量Uref模值的大小与调制比大小,讨论该矢量所在小扇区的具体位置,进而判断逆变器工作状态,最后,通过搭建SIMULINK仿真模型验证其正确性,为今后的高性能变频调速系统的研究作了铺垫及参考。     

基于MRAS速度辨识矢量控制系统的仿真研究

利用易于检测的电动机定子电压和电流得到电动机转速的模型参考自适应(MRAS)辨识算法,以MATLAB内含的电气系统模块库为基础,建立了MRAS速度辨识仿真模型,应用到无速度传感器异步电动机矢量控制系统中,研究结果证明该MRAS速度辨识模型具有满意的辨识精度和动态性能.     

三电平背靠背传动系统无速度传感器控制

在介绍通过三电平构成的整流-逆变背靠背系统的基础上,研究了三电平的空间电压矢量控制算法,通过采用基于时间因子的中点电压平衡控制方法控制中点电位偏移,进而构建无速度传感器的三电平传动系统,最后通过MATLAB/Simulink仿真分析了电机的加减速工况。结果证明系统具有稳定的性能,中点电位平衡得到了良好控制,并且应用的无速度传感器方法对异步电机的转速辨识具有良好的精度和快速的动态响应。     

基于MRAS理论的无速度传感器直接转矩控制调速系统

在MRAS理论基础上讨论了三种转速观测法,并将其中既能实现电机转速辨识又能实现定子电阻辨识的交互式模型参考自适应方法应用于异步电机无速度传感器直接转矩控制中.该方法能较好地解决电机参数变化对调速精度和系统稳定性影响的问题,仿真结果证明了该方案的有效性.     

一种多电平空间矢量脉宽调制新方法

在有高性能调速要求的场合需要矢量控制、直接转矩控制等电机控制方法,H桥级联型多电平逆变器只有应用电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术才能实现对电机的高性能控制.随着电平数的增加,电压空间矢量数急剧增多,又存在着冗余开关状态,造成SVPWM算法过于复杂,难以应用于实际系统.该文提出了一种基于三电平SVPWM算法的新型多电平SVPWM方法,并通过Matlab6.1的系统仿真验证了其有效性.