永磁型无轴承电机悬浮系统的H∞鲁棒控制

为了提高永磁型无轴承电动机悬浮系统的稳定性和抗干扰能力,从运行原理出发,对悬浮系统提出了基于混合灵敏度的H∞鲁棒控制.通过选取适当的灵敏度和补灵敏度加权函数,设计了H∞控制器.应用该控制器实现了基于转子磁场定向控制的永磁型无轴承电机悬浮控制系统.仿真结果表明,所提出的H∞控制器具有良好的抗干扰能力和鲁棒稳定性,性能优于常规PID控制器.最后进行了实验研究,证明了该控制方法的有效性.     

无轴承同步磁阻电机逆系统解耦控制仿真研究

研究无轴承同步磁阻电机稳定性控制问题,由于无轴承同步磁阻电机是一个强耦合的非线性系统,为实现负载条件下的稳定悬浮运行,需解除电机转矩和径向悬浮力等多变量之间的耦合关系。针对前馈补偿解耦的缺陷,给出了无轴承同步磁阻电机包含转矩控制和悬浮力控制的统一数学模型,证明电机逆系统存在,设计了一种通过非线性状态反馈的逆系统解耦控制方案,将复杂的无轴承同步磁阻电机系统解耦成两个转子径向位置二阶积分子系统和一个转速一阶积分子系统,并用PI和PID调节器分别对转子位置与转速进行综合设计。运用MATLAB软件对电机控制系统进行仿真。仿真结果证明,解耦控制方案的有效性,为电机系统优化设计提供了保证。     

无轴承同步磁阻电机逆系统的解耦控制

为了有效解决无轴承同步磁阻电机这一非线性、强耦合的多输入多输出系统的动态解耦问题,提出了基于α阶逆系统理论的无轴承同步磁阻电机解耦控制策略.本文在阐述了无轴承同步磁阻电机径向悬浮力产生机理的基础上,推导出其数学模型,采用α阶逆系统方法将原系统解耦并线性化为一个一阶线性积分子系统和两个二阶线性积分子系统,并应用线性系统理论设计了闭环控制器.最后采用MATLAB软件环境构建了仿真系统,针对系统的阶跃响应、转子起浮、解耦性能等进行了仿真和分析.仿真试验表明这种解耦控制策略能够实现无轴承同步磁阻电机电磁转矩与径向悬浮力之间的动态解耦.并且系统具有良好的动、静态性能.     

基于速度信息观测的无轴承永磁同步电机悬浮解耦控制

无轴承永磁同步电机以转子位置信息为媒介实现解耦控制,整个算法复杂且依赖速度传感器.本文研究电机无传感器运行及解耦算法简化的方法.首先将传统扩张状态观测算法简化为线性形式.然后将二、三阶线性扩张状态观测器分别加入转矩和悬浮系统电流环和位移环,并定义电角速度与转矩d-q轴电流乘积以及转矩系统q轴磁链与悬浮d-q轴电流乘积为扰动项,利用观测器辨识转速信息及悬浮扰动力.接着对转速信息进行处理、对悬浮扰动力进行补偿从而实现无速度传感器运行并简化悬浮解耦算法.最后通过仿真验证所提控制策略能够实现电机无速度传感器运行,保证额定转速下稳定悬浮.     

考虑电流动态的无轴承异步电机解耦控制策略

目前的无轴承异步电机解耦控制策略没有考虑定子电流动态影响,限制了其控制性能的提高.为此,本文首先分析了电机的数学模型,在考虑转矩系统定子电流动态的前提下,建立了无轴承异步电机的状态方程;在系统可逆性分析的基础上,解析推导出了无轴承异步电机的逆系统动态数学模型;基于逆系统方法,研究了转速、转子磁链和两个径向位移分量之间的动态解耦控制策略.仿真研究结果表明:控制系统具有优良的动态解耦性能和较强的抗负载挠动能力.所提出的解耦控制策略是有效的、可行的,并可在一定程度上简化控制系统结构.     

基于微分几何的无轴承电机神经SMVS解耦控制

以无轴承永磁薄片电机为研究对象,阐述了其径向力悬浮机理,推导了径向悬浮力数学模型.采用非线性微分几何的方法研究了无轴承永磁薄片电机在负载运行时径向悬浮力之间的解耦控制问题,实现电机径向悬浮力与悬浮力绕组中电流之间的解耦控制.将原耦合系统解耦和基本线性化成独立的伪线性系统,并对解耦后的伪线性子系统设计了神经滑模变结构控制...     

基于支持向量机逆系统的无轴承同步磁阻电机解耦控制

在阐述了无轴承同步磁阻电机(BSRM)工作原理的基础上,建立其数学模型,采用最小二乘支持向量机(LS-SVM)逆系统方法对其进行解耦控制,将原系统解耦成3个相对独立的伪线性子系统,并应用线性系统理论设计了闭环控制器.最后采用Matlab/Simulink构建仿真系统.仿真结果表明:此解耦控制策略能够实现无轴承同步磁阻电机电磁转矩和径向悬浮力之间的动态解耦,且系统具有良好的动、静态特性.     

基于最小二乘支持向量机的无轴承同步磁阻电机解耦控制

无轴承同步磁阻电机是一个复杂的多变量、强耦合非线性系统,实现其非线性动态解耦控制是无轴承同步磁阻电机稳定运行的前提.在推导其数学模型的基础上,采用最小二乘支持向量机的方法得到无轴承同步磁阻电机逆模型;根据逆系统基本原理,将复杂的原非线性多变量耦合系统解耦成伪线性系统;根据线性系统理论,设计了闭环控制器,并构建了系统仿真模型.仿真结果表明该方法实现了系统的动态解耦,并且具有良好的动、静态特性.     

无轴承薄片电机系统测评方法研究

即使电机的设置不同,也可能会有几乎一样的动态特性或者只是工作特性上稍有不同;所以无轴承电机的复杂性就为其结构设计提供了多个自由空间。但是,机械安装会对功率逆变器的拓朴结构和伏安特性造成很大的冲击,并且会在很大程度上影响系统的成本。主要讨论永磁体砺磁的无轴承薄片电机技术设计研究,在分析力与力矩模型的基础上,研究了电机设计的相关性能指标,并提出了一种基于性能指标的系统评测方法。     

永磁电机无速度传感器仿真研究

提出一种永磁电机无速度传感器速度估算的方法。该方法专门针对低速和零速时的速度估算,基于调速系统的d轴电流调节器的输出电压包含了转子位置误差的信息。算法简单,实时性强,仿真实验验证了该方法的有效性和准确性。     

无轴承异步电机的非线性逆解耦控制

针对无轴承异步电机多变量、非线性和强耦合的特点,采用基于逆系统理论的控制方法对其进行解耦控制.首先简要介绍了无轴承异步电机的基本原理,推导出电机旋转部分和径向悬浮力的数学性型.然后对转矩绕组采用非线性逆解耦控制.而径向悬浮控制所需的转矩绕组气隙磁链值可以在逆解耦控制的基础上通过系统辨识获取,从而实现转子的稳定悬浮.最后...     

基于PSO优化的永磁直线同步电机混沌滑模控制

针对永磁直线同步电机混沌控制,结合状态反馈解耦方案,降低电机系统阶数,建立电机混沌解耦数学模型.应用Wolf算法与最大Lyapunov指数谱,证明电机系统运行过程中存在混沌现象,研究系统进入混沌状态时的条件及动态响应.基于电机混沌模型,提出一种滑模混沌控制器.通过BP神经网络全局拟合滑模控制参数,并经由粒子群算法优化,实现电机系统混沌控制;利用Lyapunov判据,分析控制器系统稳定性.仿真结果表明,滑模控制方案,可使电机系统脱离混沌并达到稳定运行状态,控制参数优化后,电机响应时间和超调量减少,鲁棒性提高.     

无轴承异步电机径向位置的动态解耦控制

针对无轴承异步电机转子径向两自由度悬浮系统的相互耦合情况,采用神经网络逆系统方法进行了动态解耦控制研究。在介绍无轴承异步电机工作原理的基础上,建立了无轴承异步电机径向悬浮力的数学模型,对该模型进行可逆性分析,证明该系统可逆,应用神经网络逆系统方法将原来多变量、强耦合的非线性系统,动态解耦成2个位置彼此无耦合的线性子系统,并对解耦后的线性子系统进行了闭环设计。最后利用Matlab/Simulink工具箱对该控制系统作了仿真研究。仿真试验结果显示,神经网络逆系统方法可保证无轴承异步电机在径向两自由度上实现独立控制,且闭环系统具有良好的动、静态性能。     

基于LS-SVM逆系统的无轴承异步电机解耦控制

无轴承异步电机具有非线性、多变量和强耦合的特点,要实现电机稳定悬浮和旋转运行,必须对其进行非线性动态解耦控制。为了克服逆系统方法精确建模难的局限性,采用基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)α阶逆系统方法对无轴承异步电机进行动态解耦控制的研究。首先利用最小二乘支持向量机辨识出无轴承异步电机的逆模型,然后将它串联在原系统前,将无轴承异步电机解耦成四个独立的伪线性子系统-2个径向位移子系统、一个速度子系统和一个磁链子系统。为保证鲁棒性能,最后对解耦后的系统采用非线性内模控制策略。研究表明,LS-SVMα阶逆系统方法能够实现无轴承异步电机径向悬浮力和旋转力之间的动态解耦控制,控制系统具有良好的静态和动态性能。     

内置式永磁同步电机低噪声控制策略研究

针对采用最大转矩电流比控制策略的内置式永磁同步电机,由于受到电流谐波的影响,导致其径向电磁力成分复杂和越来越突出的电机振动噪声问题,从考虑电流谐波影响的径向电磁力产生机理出发,提出一种基于谐振调节器的电机噪声抑制的方法。该方法根据谐振调节器在特定谐振频率处的增益为无穷大,结合PI调节器可以较好地抑制电流谐波,削弱径向电磁力,降低内置式永磁同步电机的振动噪声。仿真实验结果表明,所提方法能够有效地削弱电磁径向力,降低电机振动噪声。     

永磁同步电机的级联自适应扰动观测器控制策略

受电压源逆变器非线性特性的影响,转速控制通常不能精确抑制齿槽转矩。为精确补偿齿槽转矩,提高永磁同步电机转速控制精度,提出一种级联自适应扰动观测器控制策略。首先,采用参考电流指令建立了同步旋转坐标系下逆变器死区电压模型,并通过自适应扰动观测器对其进行补偿。然后,针对齿槽转矩为转子位置的周期函数的特点,设计了速度环自适应扰动观测器,实现了对齿槽转矩的有效补偿,所提控制策略只需已知电机参数的界。仿真结果表明,所提出的控制策略能够有效抑制电机齿槽转矩、提高转速控制精度。     

双凸极永磁电机的控制方案研究

双凸极永磁电机的主要特点是结构简单,适合于自动化制造。与双凸极永磁电机设计有关,得到使定位转矩为零的充分条件。鉴于位置传感器的不精确和一种现存的无位置传感器方案的移相困难,提出了一种新的无位置传感器方案。仿真验证了新方案的精确性。实际可行性由一单片机系统初步证实。     

永磁同步电机无速度传感器控制方法研究

永磁同步电机无速度传感器控制一直是国内外较热门的研究课题。为永磁同步电机控制器的研究开发,主要进行永磁同步电机矢量控制以及无速度传感器的矢量控制的前期理论研究。用Matlab7.1/Simulink建立基于磁链观测的无速度传感器模型仿真。并把其仿真结果和永磁同步电机有速度传感器控制仿真结果进行对比。仿真结果表明:永磁同步电机的无速度传感器矢量控制和带速度传感器控制相比亦具有良好的动态响应特性和速度控制特性,为永磁同步电机无速度传感器控制的设计,分析以及调试提供了理论基础。     

低速永磁直线同步电动机的失步预防控制策略研究

永磁直线同步电动机在运行过程中是否失步是决定其稳定运行的关键。通过对永磁直线同步电动机的力角特性分析,文章提出了一种改变电压和改变压频比相结合的电动机失步预防控制策略,即运用双模态模糊控制器实现电动机的失步预防控制。仿真结果表明,该策略具有算法简单、控制品质好等优点,可以有效地避免永磁直线同步电动机失步的发生,具有较高的应用价值。