基于滑模锁相环永磁同步电机无传感器控制动态性能改进

高频信号注入法解决了永磁电机无速度传感控制在零速和低速运行时的许多难题,但是动态性能较慢也是一大不足。针对高频注入永磁同步电机(PMSM)无速度传感器控制动态响应问题,提出了一种基于变结构滑模控制改进的锁相环(PLL)结构。该结构在传统的PLL基础上,通过对高频信号调解后的PLL输入信号进行滑模控制从而提升PLL的动态性能。该方法比传统的PLL结构增强了系统的动态响应能力,且不需要电机参数,由于变结构滑模函数的引入,也增强了系统的鲁棒性能。仿真和试验结果证明,该方法缩短了电机动态响应时间,减小了动态响应过冲,证明了改进算法的可行性与有效性。     

基于改进正交锁相环的永磁同步电机无位置传感器控制

针对传统正交锁相环（QPLL）应用于永磁同步电机无位置传感器控制中存在的反转失效与加、减速工况下出现显著的转子位置直流偏移误差问题,该文提出一种改进的正交锁相环（IQPLL）。其通过重构鉴相器环节,使得鉴相器的输出与永磁同步电机的转向不再相关,从而解决传统QPLL在电机反转时估算转子位置出现180°偏差的问题。此外,在新型鉴相器结构下,设计前馈环路以补偿加、减速工况下的位置直流偏移误差。并建立了IQPLL的小信号模型,根据系统的频率响应特性给出了IQPLL的参数设计方法。实验结果表明,相对于传统的QPLL,所提出的IQPLL可实现永磁同步电机无位置传感器控制正、反转稳定运行,并有效抑制了加、减速工况下的转子位置直流偏移误差。     

基于锁相环的永磁同步电机无传感器控制

基于滑模观测器的永磁同步电机无传感器控制系统中由于滑模自身机制带来的高频抖动,会使电机转子位置以及速度估计时存在很大的误差.为了解决这一问题,将滑模观测器与锁相环技术结合起来,先通过滑模观测器估计电机反电动势,然后再构造基于锁相环结构的转子位置检测单元,从估计的反电动势中提取电机转子位置和速度信号.这种方法能够避免滑模观测器直接通过数值关系运算得到转子位置和速度存在的抖动现象,从而一定程度上削弱估计反电动势中的高频抖动分量对系统被估量的影响,提高了估计精度,仿真分析和实验结果均表明该方法的正确性和可行性.     

基于锁相环模型的永磁同步电机无传感器控制

永磁同步电机由于其转速和电压能够保持严格同步的关系,使得它在很多领域都有广泛的应用.但是,由于同步电机容易失步的缺点,在很大程度上限制了它的应用领域.解决这一问题普遍的做法是加装电机转子位置传感器.为了使电机尺寸标准化,减少电路硬件,越来越多的人开始研究同步电机的无速度传感器控制.本文介绍了适用于永磁同步电机转子转速与位置检测的数学模型,该数学模型是从锁相环的数学模型中借助于计算机或数字处理系统推导出来的,通过检测电机的电流和电压信号,从中提取与电机转子位置有关的信息,用以达到无速度传感器控制的目的.     

基于锁相环的永磁同步电机无位置传感器控制

传统中高速永磁同步电机(PMSM)磁链观测法无位置传感器控制存在定子磁链积分偏移和转子位置、转速估算值易波动等问题。针对上述问题,提出一种利用一阶惯性滤波器求取定子磁链和基于锁相环(PLL)的PMSM磁链估计法无位置传感器控制策略。一阶惯性滤波器能滤除定子绕组感应电动势输入中的直流分量从而抑制积分偏移,利用PLL能消除由转矩脉动引起的转子位置和转速波动,提高系统稳定性。对所提控制策略在双三相PMSM实验平台上进行验证。     

基于锁相环的永磁同步电动机无位置传感器控制

位置传感器会增加系统成本和测量噪声,且无法应用在一些恶劣环境.介绍了一种基于锁相环的永磁同步电动机无位置传感器控制方法.它利用检测得到的电压、电流,基于电机模型,计算出电机的转子位置偏差.采用锁相环结构对转子位置进行跟踪估算,得到较为满意的结果.理论分析和仿真结果都证明了该方法的正确性和可行性.     

基于锁相环模型的PMSM无传感器矢量控制研究

介绍了适用于永磁同步电机转子转速与位置检测的数学模型．该数学模型是从锁相环的数学模型中推导出来的，通过检测电机的电流和电压信号，从中提取与电机转子位置有关的信息，以达到无速度传感器控制的目的．     

基于锁相环的永磁同步电动机无位置传感器控制

位置传感器会增加系统成本和测量噪声，且无法应用在一些恶劣环境。介绍了一种基于锁相环的永磁同步电动机无位置传感器控制方法。它利用检测得到的电压、电流，基于电机模型，计算出电机的转子位置偏差。采用锁相环结构对转子位置进行跟踪估算，得到较为满意的结果。理论分析和仿真结果都证明了该方法的正确性和可行性。     

基于锁相环原理的永磁同步电机无传感器控制方法

研究了一种基于锁相环原理的转子位置估计方法。该方法的实际转子位置与估计转子位置间的比较环节相当于锁相环模型中的鉴相器,从转速到转子位置的一次积分相当于锁相环模型中的压控振荡,通过系统输入信号和输出信号之间的误差来调整电机的转速。仿真结果表明采用该转子位置和转速估计的PMSM无传感器矢量控制系统表现出较好的动静态性能,基于锁相环原理的PMSM调速系统具有优良的性能。     

基于改进SMO的PMSM无传感器控制

由于传统滑模观测器（SMO）中控制函数采用具有不连续性的符号函数（sign）,导致SMO采集到永磁同步电机（PMSM）的反电动势存在严重的高频抖振,进而使得转子位置估计值与转子位置实际值存在较大的偏差。为了提高PMSM无传感器控制精度,提出了一种基于新型控制函数的改进SMO,采用具有连续性的控制函数■（s）作为SMO的控制函数,利用锁相环（PLL）提取转子位置信息,以减小系统抖振,提高转子位置估计精度。同时,根据李雅普诺夫稳定性判据（Lyapunov）对系统的稳定性进行了验证。最后,基于Matlab/Simulink软件的仿真结果表明,提出的改进SMO有效降低了PMSM反电动势的抖振,提高了PMSM无传感控制系统的控制精度。     

基于锁相环的永磁同步电机无传感器位置检测

永磁同步电机(PMSM)无位置传感器控制已经成为一个研究热点,现有无传感器位置检测算法复杂,计算量大。为了简化PMSM无传感器位置检测算法,在分析电机模型的基础上,提出了一种利用三相定子电流估算转子位置的方法,同时采用锁相环(PLL)以消除位置估算噪声的影响。该方法直接利用采集的三相电流进行转子位置估算,模型简单,计算量少。仿真和实验结果验证了所提方法的有效性。     

基于锁相环的永磁直线同步电机无传感器控制系统设计

设计了一种表贴式永磁直线同步电机无传感器控制算法。为克服低速运行时定子反电势过低不易观测的弊端,在静止坐标系下建立了定子电压的积分数学模型,将反电势观测项解耦为幅值固定易测的积分项。由于观测噪声的影响,通过传统直接计算法获得的速度信号毛刺现象较为严重,为此算法采用锁相环技术(PLL)对转子的位置和速度信号进行提取。建立PLL的二阶频域数学模型分析其稳态性能,并在输入信号存在相位阶跃、频率阶跃、频率斜升的情况下分别讨论了PLL的动态跟踪能力。仿真结果表明,算法能够实现转子位置、速度的准确观测,所构建的控制系统具有良好的稳定性和可控性。     

基于改进双滑模的永磁同步电机无传感器控制

针对永磁同步电机中速度环传统比例积分控制(proportional integral,PI)超调量过大与传统滑模观测器(sliding mode observer,SMO)存在的高频抖振等问题,提出一种基于新型微分积分滑模控制器及新型滑模观测器的无感控制方法。该方法用新型微分积分滑模控制器代替PI控制器,采用连续函数代替开关函数以减轻抖振,用指数趋近律设计滑模观测器并估计反电动势,并根据反电动势设计自适应律以避免低通滤波器的使用,得到较为精确的转子位置。最后通过MATLAB/Simulink搭建模型,结果表明该方法具有削弱抖振、无超调、准确估计转子位置的特点,转速最大误差从18下降至2.5 r/min,转子位置误差从0.048下降至0.021 rad。     

基于改进滑模观测器的PMSM无位置传感器控制

为解决传统基于滑模观测器永磁同步电机无位置传感器控制系统存在的抖振问题,本文提出了一种基于非线性能量函数参考模型的新型改进滑模观测器。在分析非线性能量函数参考模型的基础上,设计了改进的滑模观测器,建立了PMSM基于改进滑模观测器的无位置传感器控制系统的数学模型。同时应用Simulink仿真试验平台,验证了PMSM基于改进滑模观测器无位置传感器控制的可行性。     

基于改进滑模观测器的SynRM无位置传感器控制

针对存在强耦合强非线性的同步磁阻电机无位置传感器控制问题,提出一种考虑磁路饱和的改进滑模观测方法。首先通过有限元仿真获得电流与电感的数据组合和考虑电感变化的最大转矩电流比曲线,以实现电流的最优控制;其次对传统滑模观测器进行改进,用分段指数型饱和函数替代符号函数,减少滑模的固有抖振,并采用正交锁相环技术对电机转子位置与转速进行估算。最后在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,仿真结果表明,本文所提出的无位置传感器控制方法在同步磁阻电机转子位置与速度估算上具有良好效果。     

基于改进滑模观测器的PMSM无位置传感器控制

在传统的滑模观测器(SMO)中,反电动势观测值的低通滤波及相位补偿环节会降低转速观测的精确度和动态响应速度。针对该问题,构建反电动势观测器用于分离反电动势信号,不再需要进行低通滤波和转子角度补偿,减小了SMO的抖振现象并且提高了观测器的精度。在此基础上,采用锁相环(PLL)替代反正切函数,估算转子转速和位置,并且采用Lyapunov函数证明了算法的稳定性。实验结果验证了改进SMO的可行性,与传统SMO相比,有效地抑制了抖振现象,提高了观测精度。     

基于改进全阶滑模观测器的IPMSM无传感器控制

针对传统全阶滑模观测器存在抖振及观测精度差的问题,提出一种改进全阶滑模观测器的内置式永磁同步电机无位置传感器控制策略.该策略采用准符号函数代替非线性符号函数作为切换函数,并且利用Lyapunov函数和等效控制的思想对系统进行稳定性分析;在此基础上,为了避免电机转速大小变化影响转子位置的估计精度,设计了与电机转速相关的自...     

基于改进PLL的永磁同步电机ASMO无传感器控制

永磁同步电机无位置传感器控制采用传统滑模观测器法来获取转子位置,由于滑模抖振严重、估计反电势中含有低次谐波干扰及传统锁相环在电机反转时有位置误差等因素,影响转子位置估计精度。通过设计自适应滑模观测器和改进锁相环来解决上述问题。首先采用非奇异快速终端滑模面及改进指数趋近律来降低滑模抖振。其次对传统锁相环鉴相器进行改进并在环路滤波器中引入二阶广义积分器,不仅使电机正反转时能准确提取转子位置信息,还能滤除估计反电势中的低次谐波。仿真结果表明所设计的算法能减小滑模抖振、降低位置跟踪延迟时间及提高位置观测精度。     

基于锁相环的无轴承同步磁阻电机无速度传感器检测技术

无轴承同步磁阻电机运行控制系统中,须使用相关传感器检测出电机转速和位置信号,然而传统机械式传感器的安装与使用不仅使电机体积增大、成本增加,难以准确检测高速度,限制了无轴承同步磁阻电机高速运行使用场合。为实现无轴承同步磁阻电机高速超高速、低成本、实用化运行,提出了一种基于锁相环法的无速度传感自检测技术。通过应用锁相环原理,设计出无轴承同步磁阻电机无速度传感器,并基于Matlab/Simulink仿真软件构建无轴承同步磁阻电机控制系统,对所提理论进行仿真实验研究。仿真结果表明:该方法可实现对转子位置/速度信号进行实时有效辨识,从而验证了该方法的可行性。     

基于改进滑模观测器的无刷直流电机无位置传感器矢量控制

本文针对正弦波反电动势的无刷直流电机(BLDCM),提出了一种基于改进滑模观测器的无位置传感器控制方法,实现了无刷直流电机在无位置传感器下的速度和电流双闭环矢量控制。改进的滑模观测器采用变滑模增益的符号函数构建电流观测器,反电势观测器提取反电动势估计值,并通过锁相环方式计算转速和位置。利用Matlab/Simulink搭建了BLDCM无位置传感器矢量控制系统仿真模型,仿真结果表明,该方案能够更好地实现BLDCM在中高速范围内的转子位置和转速估计。