基于电压前馈解耦的地铁永磁同步电机矢量控制研究

针对传统矢量控制系统中电流环使用PI调节器忽略交直轴电流耦合的问题,采用以d-q轴反馈电流和反馈速度为输入的电压前馈解耦单元,并将经过d-q轴电流调节器的输出作为补偿电压,与电压前馈解耦单元构成复合控制系统。在MATLAB/SIMULINK仿真软件下,搭建永磁同步电机矢量控制系统和电压前馈解耦模型,仿真分析在地铁牵引、惰行、制动3种工况下有负载扰动时的运行情况。仿真结果表明:与传统PI控制器相比,基于电压前馈解耦的PI控制器能使系统具有更好的动态性能。     

永磁同步电机调速仿真平台及反馈解耦控制方案

针对永磁同步电机调速系统,本文通过编写永磁同步电机(PMSM)的MAT-LAB/S函数,再结合有关MATLAB/Sinmulink模块组,构建了闭环调速系统仿真平台;并提出了一种能实现dq坐标系下输入电压对输出电流的解耦的反馈控制方案(电压补偿法)。仿真实验结果表明,所建平台具有较好的通用性、扩展性与实用性;所提方案在变化的负载转矩下对指令速度有良好的转速跟踪性能。     

基于扰动观测器的电动助力转向系统用永磁同步电机鲁棒预测电流控制

为了提高电动助力转向系统中永磁同步电机的电流跟踪性能,采用了无差拍控制策略,但传统无差拍控制的稳定性和控制精度受系统延时和电机参数摄动及其他扰动的影响。因此,提出了一种基于扰动观测器的鲁棒预测电流控制(ARPCC)算法。该算法在无差拍控制基础上增加了电流观测器和扰动观测器,电流观测器预测电机电流,补偿控制延时,扰动观测器通过估计系统扰动提高电流观测和控制精度。仿真和试验结果表明:该算法可以显著提高电流跟踪的稳态性能和动态性能。     

永磁同步电机的极坐标系无位置传感器控制

利用极坐标系下的永磁同步电机(PMSM)模型,提出基于跟踪微分算法的极坐标系永磁同步电机转子状态观测方法.该观测方法采用跟踪微分算法对电流的极坐标分量进行处理,得到2个电流分量的微分,从电机模型中提取出转子位置信息和转速信息.通过理论分析表明,电机参数的变化对该观测方法所得结果的影响非常小.搭建了永磁同步电机矢量控制系统的实验平台,实验结果验证了该方法在电机稳态运行和转速波动的情况下都能够准确地估算出转子的位置和转速.     

基于永磁同步电机的电动汽车能效控制

电动汽车(electric vehicle,EV)的一次充电行驶里程是制约电动汽车推广的重要因素之一,其与电动汽车的能量利用效率有着密切的关系。对行驶中的电动汽车进行受力分析,考虑到风阻、滚动摩擦和坡道阻力等外界因素,结合电动汽车的驱动部分和传动部分,建立了基于永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)的电动汽车数学模型。提出了针对电动汽车的最大转矩电流比(maximum torque per ampere,MTPA)控制方法,该方法中的电机驱动电流给定值是电动汽车负载的非线性函数,通过数值化求解可得到直轴电流I_d和交轴电流I_q的最优给定值。对该方法在不同外界阻力和车速的情况下与传统的零直轴电流控制方法进行了对比,结果表明该最大转矩电流比控制方法能有效提高电动汽车的动态性能和系统效率。     

基于PID与Q-Learning的混合动力汽车队列分层控制

提出一种基于PID与Q-Learning的混合动力汽车队列分层控制策略。上层控制器基于车-车通信获得队列中前车的速度和位置信息,采用PID控制器实现队列的纵向控制并获得后车的目标车速;下层控制器根据该目标车速采用Q-Learning进行混合动力汽车队列的能量管理。仿真结果表明：上层控制队列平均车间距保持在14 m左右,确保良好的行驶安全性;下层控制队列平均百公里油耗比DP策略增加了2.57%,离线计算时间减少了23%。该策略在保持与DP基本相同的燃油经济性下,不仅能适应随机工况,也能在线实现。     

基于无级变速器速比控制的插电式混合动力汽车再生制动控制策略

为了能够在不影响驾驶制动意图的同时尽可能多地回收制动能量,首先在基于再生制动门限值所制定的理想再生制动力分配策略的基础上,考虑电机、电池及无级变速器(CVT)综合效率最优的目标要求,制定了基于综合效率最优的CVT速比控制策略;然后,根据制动过程中传动系统动态特性分析所得到的系统惯性矩与驾驶制动意图之间的关联规律,以提高再生制动功率为目标,采用离散穷举优化方法对CVT目标速比及制动力分配进行修正,从而提出了基于速比变化限制及电机协调控制的CVT速比优化控制策略。仿真结果表明,在不同的工况下,本文提出的再生制动控制策略能使车辆在制动过程中有效跟随驾驶员的制动意图,同时提高再生制动能量回收率,改善驾驶性能。     

无速度传感器永磁同步电机的电流控制研究

本文突破了速度传感器给永磁同步电机控制带来的诸多不便,采用了基于绕组电流的间接速度检测技术,实时而准确地完成转子转速的检测,并依据实时的绕组电流信号,适时实现永磁同步电机的驱动控制与调速控制。     

插电式串联混合动力汽车的经济性与排放性

基于不同的循环工况（市区测试循环,新欧洲测试循环,特大市区测试循环,中国典型城市乘用车快速道路循环与普通道路循环）,利用CRUISE软件进行仿真计算,比较了插电式串联混合动力汽车与原型车的经济性和排放性,考查了串联PHEV的节油效果和减排效果。计算结果表明,在不同循环工况下,串联PHEV最低的百公里油耗仅为2.1L,比...     

预测控制方法在永磁同步电机控制中的仿真研究

为了解决现代控制理论对受控系统精确数学模型的依赖、工业对象的结构参数和环境的不确定、鲁棒性差以及控制手段的经济性等问题采用预测控制方法进行仿真研究.将预测控制方法中的动态矩阵控制算法应用在永磁同步电机的转速控制中,基于永磁同步电动机的数学模型和理论,利用Matlab软件进行仿真实验,获得速度跟踪特性,并与PID控制的系统性能进行比较.仿真结果表明,该方法对不确知动态系统的非线性转速的控制具有鲁棒性强、响应速度快和控制精度高的优点.     

路感模拟用永磁同步电机电流控制

为获取良好的路感模拟执行器响应性能,从提高路感模拟用永磁同步电机的动态电流响应速度和降低稳态时的电流波动角度出发,针对数字电机控制固有延时问题和逆变器输出饱和问题应用三步非线性方法设计了一种电流控制(TSPCC)算法。三步非线性方法具有对参数不过分敏感和易于离散系统工程实现的优点,将逆变器的输出饱和转化成基于模型的动态饱和限制引入到动态前馈控制和误差反馈控制中以获得最优的电流响应速度,用下一拍电流预测值代替当前传感器采集值以降低由于延时引起的电流超调和波动。仿真和试验结果表明:该算法可显著提高电流响应速度和降低稳态时的电流波动,适合用于实现平滑的手感和实时的路感。     

车用永磁同步电机MT坐标系下DTC控制

针对直接转矩驱动技术在电动汽车动力系统应用中存在的低速转矩脉动和该动力系统对恒功率调速范围要求较高的问题,提出了一种新型永磁同步电机MT坐标系下直接转矩控制系统.该系统工作在与定子磁链同步旋转的参考坐标系中,采用改进式MTPA控制实现参考磁链的计算,利用定子磁链控制器所产生的磁链误差积分实现磁链估算.采用不同的电压矢量对逆变器的电压饱和所产生的磁链估算误差进行补偿,从而提高磁链估算精度.仿真结果表明,该系统有效减小了低速转矩脉动,拓宽了调速范围.     

贴面式永磁同步电机无传感器控制系统研究

针对贴面式永磁同步电机提出了一种无传感器控制策略．根据定子铁心的非线性磁化特性，检测转子初始位置，这种方法不需要电机参数和额外的硬件设施．系统运行时，由闭环磁通观测器估算转子位置、速度．仿真结果表明，系统具有良好的暂态、稳态性能．     

模糊控制在纯电动汽车永磁同步电机上的应用

为了提高纯电动汽车在永磁同步电机控制下的扰动性能,将参数自整定算法加入到永磁同步电机的数学模型中,设计出参数自整定控制器,通过MATLAB/SIMULINK将参数自整定控制器和传统的模糊PI控制器进行仿真对比实验.实验结果表明:纯电动汽车在低速运行受到扰动时运用参数自整定控制器恢复稳定更快.     

永磁同步电动机控制方法研究

根据永磁同步电动机PMSM数学模型结合矢量控制理论设计了滑模观测器,采用了一种饱和函数的算法抑制抖振。以TMS320LF2407A为控制核心,设计了控制系统的硬件,编制了滑模估算算法,并且在额定功率为180 W,额定电压为380 V的PMSM实验装置上进行了实验研究。结果表明,研究的滑模观测器估算方法切实可行,能够实现转子位置跟踪,永磁同步电机具有良好的调速运行指标。     

永磁同步电机直接转矩模糊控制技术

针对同步电机控制系统非线性、强耦合以及模型不确定等特点,提出了基于模糊控制策略的直接转矩控制方法.利用MATLAB/SIMULINK软件对永磁同步电动机直接转矩模糊控制系统进行仿真分析,建立了定子坐标系下永磁同步电动机控制系统的数学模型.对永磁同步电动机直接转矩控制进行了理论分析,并将模糊控制技术应用于控制系统中.给出了同步电机直接转矩控制的仿真结果,分析结果表明,该系统采取的模糊控制策略有效地改善了系统的控制性能.     

主轴永磁同步电动机矢量控制系统

介绍一种采用８０Ｃ１９６ＫＣ控制的主轴永磁同步电动机控制系统,根据矢量控制理论,提出有效的合理的控制策略,即在低速时实行量大转矩／电流控制,高速时采用弱磁控制,以最大功率输出,此外,还论述了系统主程序,中继服务程序,ＰＩ控制算法。     

电动车用永磁电机新型观测器设计

在电动汽车永磁同步电机的无传感器控制中,转子磁链值的参数摄动对转子速度和角度的辨识效果影响较大。为此,可以把转子磁链作为变量加入到扩展卡尔曼滤波器中进行辨识,但这会增加运算矩阵的阶数,造成实际系统运算量偏大。为解决这一问题,通过坐标变换的方法将高阶的扩展卡尔曼滤波器分解成为两个并行的低阶卡尔曼滤波器,提出一种用于永磁电机无传感器控制的非线性两段扩展卡尔曼滤波器,并在理论上分析了滤波器所需的乘法加法运算次数。仿真及实验结果表明:与原有传统卡尔曼滤波器相比,该算法减少了一定的运算量并保持了良好的辨识效果。     

永磁同步电动机无传感器控制的滑模观测器

提出了一种表面式永磁同步电机无传感器矢量控制自适应滑模观测器.该观测器可以准确估计d、q轴电流,避免了由于转子位置估计带来的时延影响.在保证反电势、电流矢量估计值与各自实际值具有相同延迟角前提下,将估计坐标系下的d、q轴电流反馈给PI控制器产生正确的电压参考信号.采用未经校正的估计转子位置信号完成观测器内的坐标变换，同时采用具有相同时间常数的低通滤波器对估计反电势和电流矢量进行滤波，在此基础上利用估计反电势及其微分实现转子速度与位置估算.仿真结果证实了控制方法的可行性和正确性.