改进的永磁同步电机无传感器快速启动方法

提出了一种基于滑模观测器的永磁同步电机(PMSM)无位置传感器快速启动控制策略。启动阶段采用电流闭环-速度开环中的(I-F)控制,速度上升到一定水平后切换成速度-电流双闭环控制。状态切换过程中,以滑模观测器估测的转子位置与给定坐标系位置的相位差为参考变量,对电机电流采用变斜率的方法进行控制,使相位差趋于零,最终实现控制策略的快速平滑切换。对所提控制策略进行实验验证,证明了其有效性。     

反电势算法的永磁同步电机无位置传感器自启动过程

提出一种基于反电势积分法的永磁同步电机无位置传感器自启动控制策略,其启动阶段采用速度开环、电流闭环控制,正常运行阶段以速度－电流双闭环控制,采用id=0,iq=常数的控制方式.状态转换过程中,以估测器估测的转子位置与给定坐标系的相位差值为参考变量,对定子轴电流进行控制,以使相位差值收敛于0,从而实现速度、转矩的平顺切换...     

无刷直流电机无位置传感器矢量控制系统

针对反电势波形是准正弦波的无刷直流电机,采用无位置传感器矢量控制实现速度和电流双闭环控制。在零速和低速阶段采用I-F起动方式,当电机运行到一定速度时,平滑切换到无位置传感器矢量控制方式,电机转子位置和速度的估计采用切换函数为变增益变边界层的Sigmoid改进型滑模观测器。实验结果表明,利用无传感器矢量控制方法可以实现无刷直流电机的正常起动、变速控制和稳定运行且具有良好的控制效果,该方案具有一定的工程应用价值。     

用于风机水泵的永磁同步电机无传感器矢量控制系统

本文通过建立电稳态模型观测器,实现永磁同步电机低速转子位置和转速估算,完成电机的起动过程。在中高速运行时,本文构造全阶状态观测器,通过反电动势的观测及坐标系跟踪控制,实现转子位置和转速估算;本文提出的方法具有算法简单、起动电流小、切换平滑、可靠性高等优点,最后,实验结果证明了本方法的正确性和有效性。     

永磁同步电机无传感器控制及其启动策略

为了实现永磁同步电机的无速度传感器矢量控制,采用改进的磁链观测器法,用低通滤波环节代替纯积分环节,减小了初值误差及直流偏置误差,同时在极坐标系下对定子磁链幅值及相位进行补偿,实现转速和转子位置的准确估算。针对带载情况下无法自启动的问题,采用I-f控制自启动方法,避免了启动过程中出现过流情况。设计了一种新的切换方式,给定坐标角度按加权函数切换至位置观测值,同时相应改变定子电流给定值,保证电机平滑可靠地从I-f控制方式切换为矢量控制方式。实验表明,控制系统能够可靠稳定运行,切换过程平滑,控制性能良好。     

基于I/F起动和扩展卡尔曼滤波的永磁同步电机全速域无传感器控制方法

针对永磁同步电机(PMSM)全速域范围内无速度传感器运行时,电机低速起动位置估计困难的问题,提出了一种恒电流变频(I/F)和扩展卡尔曼滤波器(EKF)相结合的控制方法。在低速采用恒电流变频比起动,中高速切换为EKF进行位置和速度的估计。为解决切换过程不稳定的问题,利用电机转矩-功角自平衡特性,在切换过程中以两种控制方法给定的角度差作为反馈输入信号来减小切换前给定电流,在角度差接近零时切换电流和位置给定,使切换前后给定电流和给定位置基本保持不变。最后通过仿真验证该方法的可行性。     

考虑饱和效应的永磁同步电机全程无位置传感器控制

针对永磁同步电机无位置传感器控制静止和低速时位置估计困难,采用恒电流变频(I/F)起动,可在不同负载下都能顺利起动。中高速阶段采用无迹卡尔曼非线性滤波器(UKF)进行位置估计,同时考虑了磁场的饱和效应和滤波器的滞后,采用时变电感参数和滤波器滞后补偿来提高位置估计精度。并利用转矩-功角自平衡特性,完善了I/F起动到UKF无位置传感器闭环控制的过渡策略,实现电流和转速的平滑切换。实验结果说明该策略可实现全程无位置传感器控制,并且在负载、转速变化过程中,估计位置无稳态误差。     

永磁同步电机无位置传感器启动策略的改进

针对永磁同步电机,提出了一种基于滑模观测器的永磁同步电机(PMSM)无位置传感器启动控制方法.釆用电流闭环-速度开环的(I-F)定位,启动加速和速度-电流双闭环切换的控制方法.启动加速达到设定转速时,进入速度-电流双闭环的切换过程,采用K/cos2曲线对电机电流进行减小,进而减小滑模观测器估测的转子位置与给定坐标系位置...     

优化I/F起动的PMSM改进型SMO无位置传感器控制

为了削弱滑模控制中的抖振现象,提高永磁同步电机的无位置传感器矢量控制性能,提出了一种改进型滑模观测器.使用Sigmoid函数代替sign函数进行削弱抖振,使用PLL锁相环代替反正切估算转子位置,提高了转子位置的估算精度.传统的电流闭环I/F起动策略中电流矢量幅值恒定,将会导致起动加速阶段转矩失衡,且切换过程转矩不稳,速...     

基于改进滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器I／F起动方法

针对传统的永磁同步电机无位置传感器开环起动过程中存在启动电流大、功率因数小、抗负载扰动能力弱的问题,提出了一种基于改进滑模观测器的无位置传感器电流闭环I/F起动策略。起动加速阶段,在电枢绕组中产生幅值固定、频率逐渐增大的旋转电流矢量,使转子加速起动。当转速达到设定值时,检测指令位置角与用改进滑模观测器估算的转子位置角之间的偏差角,当该偏差角低于设定的阈值时,立刻切换至基于改进滑模观测器的无位置传感器电流解耦控制阶段。仿真和实验结果表明,采用所提起动策略后,起动电流可控,切换时刻的电流、转矩平稳无冲击。实验结果也验证了该起动策略能有效避免过流的产生,具有良好的动态性能和一定的抗负载扰动能力。     

基于扩张状态观测器负载转矩补偿的永磁同步电机全速范围无位置传感器控制

针对永磁同步电机全速范围无位置传感器高性能控制问题,提出一种基于扩张状态观测器(ESO)负载转矩补偿的混合位置估计策略。低速阶段采用改进估计直轴对称电压脉冲注入法;中高速阶段提出积分滑模面的滑模状态观测器,并设计滞环平滑切换策略,保证在任何稳态转速下仅有一种方法提供估计位置、估计转速用于闭环控制。同时,为了提高系统抗扰动能力,设计ESO用于负载转矩估计及补偿。实验结果表明,所提控制策略在不同负载和转速工况下可稳定运行,两种方法之间切换平滑。并且在全速范围内突加、突减额定负载,ESO都能够实现快速负载转矩估计及补偿,减小转速波动,增强系统抗扰动能力。     

基于改进型ESO的表贴式永磁同步电机无位置传感器控制

针对表贴式永磁同步电机的中、高速段无位置传感器控制,提出了在两相静止坐标系下构建以电流为主变量的扩张状态观测器进行转子位移角估计及构建以转子位移角为主变量的改进型扩张状态观测器进行转速估计的方法.该方法得到的转子位移角和转速估计值不受电机电阻参数变化的影响,且实现简便,可与采用PI控制的转速、电流双闭环矢量控制系统结合...     

基于非注入法PMSM无位置传感器控制策略研究

针对永磁同步电机无位置传感器控制在低速起动阶段电机转子位置难以精确获得等问题,提出了利用电流导数在零电压矢量区间对电机转子位置进行估计的方案.对零电压矢量区间d轴电流导数及电机运行状态的研究,估计出电机转子的位置信息,仿真验证表明,该方案能较精确估计出电机转子位置.     

永磁同步电机全速范围无位置传感器控制及FPGA实现

针对高可靠性和对计算速度要求较高场合,提出一种采用现场可编程逻辑门阵列(FPGA)实现的永磁同步电机(PMSM)全速范围无位置传感器控制策略,包括电流闭环预定位、恒电流变频(I/F)启动、平滑切换策略和龙伯格状态观测器。电流闭环预定位在定位阶段可以限制电流幅值,并采用I/F启动将PMSM拖动至一定转速后平滑切换至龙伯格状态观测器闭环控制,所述龙伯格状态观测器建立在估计直交轴坐标系的扩展反电动势模型上。所提策略全部采用Verilog硬件描述语言进行编程,并采用状态机思想,降低FPGA逻辑单元消耗。实验结果表明,在全转速范围内所提策略在额定负载启动、速度阶跃、突加突减负载等情况下,具有良好的动、静态性能。     

高速永磁同步电机无速度传感器矢量控制研究

针对普通无速度传感器矢量控制算法无法满足永磁同步电机(PMSM)高速运行问题,设计了一种基于模型参考自适应系统(MRAS)的矢量控制方案。该方案由I/F控制器和MRAS控制器组成。低转速采用I/F控制器控制电机转速,高转速采用MRAS控制电机转速,特殊处理后使切换过程中电流平滑过渡,以达到高低转速均可正常运行的目的。以磁悬浮PMSM作为驱动对象,电机转子联接风机实现带载。试验结果表明,与传统的无传感器矢量控制相比,所提出的控制方案更有效地驱动PMSM,满足高速运行工况。     

基于双dq空间的永磁同步电机无位置传感器起动策略

不依赖电机转子位置检测的永磁同步电机流频比控制(IF控制)是一种无位置传感器起动策略,但由IF控制到基于磁链观测器的无位置传感器控制的平滑切换算法比较复杂,且切换瞬间非常容易引起电流的短时高频振荡。针对这一问题,提出一种基于双dq空间的永磁同步电机无位置传感器起动策略,分别在虚拟同步坐标系和转子同步坐标系下建立两个dq空间,在两个dq空间下分别建立电机的状态变量和控制变量,将两种控制策略之间的切换转化为两个dq空间的切换。双dq空间对应同样的三相静止坐标系,从而实现IF控制向磁链估计法的无缝切换。给出了基于双dq空间无位置传感器控制的实验结果,验证了该起动策略的有效性。     

基于高频脉振电压注入的内置式永磁同步电机控制

低速运行控制是无传感器永磁同步电机控制系统的关键技术之一。为提高无传感器PMSM矢量控制系统的低速性能,深入研究了一种基于高频脉振电压注入的转子位置估计方法。在估计的转子参考坐标系中注入脉振的高频电压信号,通过检测IPMSM定子侧的高频电流响应并对其进行适当的信号处理,获得了估计的转子位置和转速,实现了采用高频脉振电压注入法的无传感器速度控制。仿真结果表明该方法对电机转子位置和转速都具有良好的跟踪效果,能够使电机稳定有效地运行在低速甚至零速度状态。     

基于转子磁场定向控制的PMSM伺服系统建模仿真

在分析永磁同步电动机（PMSM）数学模型的基础上，建立了的转子磁场定向矢量控制的PMSM伺服系统模型。系统采用位置、转速和电流三闭环控制，其中位置环和速度环采用经典的PI控制，电流环采用转子磁场定向矢量控制，以实现瞬时的转矩调节。仿真模拟了PMSM的恒转矩起动、恒功率运行以及负转矩制动的全过程，实现了位置伺服的精确控制。     

表贴式永磁同步电机改进滑模观测器控制

针对中高速情况下,永磁同步电机滑模观测器无位置传感器控制系统容易出现抖振的问题,提出了采用在零点处连续的切换控制函数代替在零点处不连续的切换控制函数,并结合趋近律控制的改进方法.以电机的相电流和相电压为输入量,转速和转子位置角度为输出量,重新建立滑模观测器并推出经改进后的滑模观测器算法.选取表贴式永磁同步电动机,采用速度和电流的双闭环磁场定向矢量控制方法进行仿真、实验.通过对比改进前后的滑模观测器实验数据及结果得出:单独采用在零点处连续的切换控制函数或单独采用趋近律控制方法,均可减小传统滑模观测器出现的抖振现象;将两种控制方法相结合还能进一步减小抖振,提高算法的估计精度,使电机的估计转速、估计转子位置角度更加接近实际值.     

IF控制结合滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器复合控制策略

用于永磁同步电机低速区的高频信号注入无位置传感器控制算法会产生额外的损耗,而且算法数字运算量较大。针对这一问题,提出一种IF控制结合滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器复合控制策略。在电机低速区采用转速开环、电流闭环的IF控制策略,对IF控制使用的虚拟同步坐标系和转子同步坐标系相位关系进行分析。在电机中高速区采用基于滑模观测器的无位置传感器控制策略,在滑模观测器中采用正弦型切换函数,改善了滑模运动的抖振问题。通过合理设计过渡状态,实现了两种控制策略的平滑切换。在一台三相永磁同步电机上对所提复合控制策略进行了实验验证。