一种新型永磁同步电动机滑模变结构直接转矩控制系统

传统的转矩和磁链双滞环型永磁同步电动机直接转矩控制系统具有转矩脉动大、开关频率不恒定、运行噪音大等缺点.为此,论文基于滑模变结构理论及空间电压矢量调制技术,提出一种新型永磁同步电动机直接转矩控制策略.根据永磁同步电动机定子磁链定向坐标系中的数学模型及滑模变结构理论推导出定子磁链及转矩控制律.实验结果显示新型直接转矩控制...     

永磁同步电动机的自抗扰控制研究

为了解决永磁同步电动机(PMSM)低速时控制性能差的问题,提出了用自抗扰控制器代替永磁同步电动机控制系统速度控制环中的PI控制器。根据永磁同步电动机的强耦合性、非线性的特点,研究了直接转矩控制技术(DTC)和自抗扰控制(ADRC)技术,设计了基于ADRC-DTC的永磁同步电动机的控制系统,并构建了其仿真模型。仿真结果表明:在低速时,基于ADRC-DTC的永磁同步电动机的控制系统比基于PI-DTC的控制系统转速响应快且超调量小,转矩脉动小,电流畸变小,有较好的鲁棒性。     

一种新型永磁同步电动机滑模变结构直接转矩控制系统

传统的转矩和磁链双滞环型永磁同步电动机直接转矩控制系统具有转矩脉动大、开关频率不恒定、运行噪音大等缺点。为此,基于滑模变结构理论及空间电压矢量调制技术,提出一种新型永磁同步电动机直接转矩控制策略。根据永磁同步电动机定子磁链定向坐标系中的数学模型及滑模变结构理论推导出定子磁链及转矩控制规律。实验结果显示新型直接转矩控制具有转矩动态响应迅速,稳态转矩脉动和磁链脉动低,电流波形光滑,驱动系统对参数变化不敏感。     

基于改进分数阶滑模控制的PMSM直接转矩控制

基于滑模变结构的永磁同步电动机直接转矩控制技术,具有控制结构简单、响应速度快、鲁棒性强等优点,是一种高性能的变频调速控制方法。为此,提出一种基于分数阶滑模变结构的永磁同步电动机直接转矩控制技术,采用组合趋近率设计分数阶滑模控制器,即在控制前期采用幂指数趋近率,控制后期采用变速趋近率。仿真结果表明该控制方法能够有效减小磁链和转矩脉动,显著增加系统响应速度,抗扰动性能好,鲁棒性强。     

基于滑模和空间矢量调制的永磁同步电动机直接转矩控制

针对永磁同步电动机(IPMSM)的常规直接转矩控制(DTC)中存在的磁链转矩脉动大和开关频率不恒定等问题,在建立定子磁链坐标系下永磁同步电动机数学模型的基础上,提出了一种基于滑模和空间矢量调制(SVM)的新型DTC方法,该方法利用转矩和磁链滑模控制器(SMC)替代常规DTC中的磁滞比较器和开关策略,再结合空间矢量调制方法控制逆变器运行。仿真和实验结果证明了这种基于空间矢量调制的直接转矩控制方法可以有效地减小常规直接转矩控制中的磁链和转矩脉动,并使逆变器工作在恒定的开关频率下。     

基于模糊控制的永磁同步电动机直接转矩控制系统

针对永磁同步电动机直接转矩控制系统的转矩和定子磁链脉动问题,提出了一种利用模糊控制器调节PWM信号占空比的永磁同步电动机直接转矩控制的策略,即在传统永磁同步电动机直接转矩控制的基础上,用模糊控制器代替传统DTC中的滞环比较器和空间电压矢量状态选择器来细分控制规则,以减小转矩和磁链脉动.经过仿真,结果验证了此方法的有效性.此外针对以往模糊规则表数量庞大、控制系统复杂这一问题,使用了定子磁链角映射的方法,大大减少了模糊规则的数量.     

无传感器永磁同步电动机转矩脉动抑制

针对永磁同步电动机因转子磁通非正弦引起的非正弦感应电动势,研究了一种可以抑制转矩脉动的无位置传感器、无转矩传感器的控制方法。该方法控制简单,可以抑制由反电动势引起的6次,12次,18次谐波转矩脉动。基于永磁同步电动机的数学模型,产生补偿电流来消除转矩脉动,采用快速滑模控制器进行速度控制,增加鲁棒性;根据对带有全通滤波器的近似积分磁通估计方法得到位置信息,实现无位置传感器控制。仿真结果验证了该方法的有效性和实用性。     

变结构控制的多单元同步伺服系统

根据交流永磁同步电动机的数学模型和矢量控制原理,研究了丝光机多单元同步伺服系统的矢量控制方法,建立了系统的数学模型.设计了控制系统的电流控制器、速度控制器及线速度环参数.在速度环滑模控制器中引入了积分环节,减少了转矩脉动.仿真结果表明,该控制方法具有较强的抗参数摄动和抗干扰能力以及良好的控制性能.     

基于FOSM-MRAS观测器的永磁同步电机MPTC系统

针对三相永磁同步电机(PMSM)控制系统的速度估计及调速问题,首先设计了新型的分数阶滑模变结构模型参考自适应(FOSM-MRAS)速度观测器,通过波波夫超稳定性定理保证了观测器的稳定性,该观测器综合了滑模变结构和模型参考自适应的优点。然后采用模型预测转矩控制(MPTC)策略,研究了永磁同步电动机MPTC系统,并设计了分数阶滑模速度控制器(FOSMC),通过李雅普诺夫稳定定理证明了其收敛性和稳定性。最后将速度观测器应用到了MPTC系统中,实现了无速度传感器控制。仿真试验表明,所设计的速度观测器提高了速度估计精度和鲁棒性,MPTC策略有效减小了转矩脉动,基于FOSMC的永磁同步电机无速度传感器MPTC系统具有良好的动态性能和静态性能,提高了系统可靠性。     

永磁同步电动机直接转矩控制系统研究

针对永磁同步电动机控制中存在低速时转矩脉动问题,对脉动问题形成的具体原因进行了探讨,详细介绍了永磁电机直接转矩控制理论,描述了常规永磁同步电动机直接转矩控制系统矢量选择方法和存在的不足,结合实际应用情况,提出了增加电压矢量的三电平逆变器控制方案,并给出了控制系统的结构图和数学模型。通过仿真分析,结果表明了该方案提高控制系统的性能,有效减小电机的电磁转矩脉动。     

换相期间无刷直流电机转矩脉动的抑制策略

无刷直流电机的转矩脉动是影响其性能的重要因素.针对换相期间的转矩脉动进行了分析,重点研究了非理想反电势、关断相和开通相相电流变化速率不等这两个因素引起的转矩脉动,为了抑制这两个因素引起的转矩脉动,提出了分段控制的策略.该策略集成了转矩直接控制和重叠换相法的优点,可以有效抑制由非理想反电势、关断相和开通相相电流变化速率不等引起的转矩脉动.通过仿真分析验证了该方法和其中两种方法单独应用时的差异,证明了分段控制策略在换相期间抑制转矩脉动的有效性.     

基于Supertwisting滑模永磁同步电机驱动的转速和转矩控制

针对永磁同步电机(PMSM)空间矢量的直接转矩控制方案超调频繁、响应时间慢等问题,将传统的转速PI控制器和转矩PI控制器替换成Super-twisting滑模控制器,并从理论上证明了Super-twisting滑模控制器用在转速环和转矩环上能在有限时间内收敛。借助MATLAB/Simulink仿真软件研究了PMSM的转矩脉动,分析了其动态响应速度。仿真结果表明,在空间矢量直接转矩控制中采用Super-twisting滑模控制器与PI控制器相比有更小的转矩脉动,提高了动态响应速度并且解决了超调频繁的问题。     

基于预期电压矢量的永磁同步电机直接转矩控制系统

传统的基于开关表的直接转矩控制存在着转矩和磁链脉动大、开关频率不固定等缺点。考虑到空间矢量脉宽调制技术在一个控制周期内能够产生等效的任意相位的电压矢量,为了改善直接转矩控制的控制效果,提出了一种预期电压矢量的确定方法,并用PI控制器代替传统直接转矩控制系统的滞环比较器,构造出一种基于预期电压矢量的直接转矩控制策略。通过与传统直接转矩控制策略的对比试验,表明提出的直接转矩控制策略具有电流谐波小、转矩和磁链的脉动小、速度响应快、稳态误差小等特点。     

基于DTC-SVM的地铁并联牵引电机控制策略研究

在地铁同一转向架下单逆变器控制两并联异步电机的结构中,轮径差或电机参数不同等因素会导致电机间转矩差和转矩脉动较大。针对这一问题,建立了地铁同一转向架下双异步电机并联时速度耦合的负载模型,采用基于空间矢量调制(SVM)的直接转矩控制(DTC)策略,引入实时计算的加权系数,使DTC权重偏向于转矩较小的电机。该控制方案具有转矩波动更小、逆变器开关频率恒定和电机间的转矩差较小的特点。仿真结果表明,相对于平均DTC,所提出的加权DTC方法有效减小了电机转矩差和降低了转矩脉动。     

矩阵变换器–永磁同步电机系统直接转矩控制转矩波动抑制策略

针对矩阵变换器-永磁同步电机系统传统直接转矩控制下转矩波动大的问题,推导定子磁链、电磁转矩变化量表达式,探明传统直接转矩控制转矩波动大的成因,设计新型直接转矩控制器,形成直接转矩控制转矩波动抑制策略。首先在对转矩变化率进行局部线性化处理的基础上,建立转矩闭环控制系统的小信号模型。然后,依据经典控制理论,结合矩阵变换器矢量幅值随时间变化的特点,提出转矩控制器和三角波波形参数设计的方法。实验结果表明,所提策略具有良好的动态性能和转矩波动抑制效果。     

基于自抗扰迭代学习控制的双定子磁场调制电机转矩脉动抑制策略

与传统单层气隙电机相比,双定子磁场调制（FMDS）电机存在较大的转矩脉动。转矩脉动随转子位置的变化而周期性变化,从而导致速度脉动。针对周期性转矩脉动、快速性与超调性的矛盾以及外部不确定干扰的存在,提出一种基于自抗扰迭代学习（ILC-ADRC）的转速外环控制器。通过设定期望转速的过渡过程,避免了阶跃输入引起过大转速超调,降低了迭代学习的初始条件要求。设计线性扩张状态观测器(LESO)以简化参数调节。加入过去周期性的转速误差信息,以补偿转矩脉动。最后,利用状态误差反馈控制律生成控制信号。仿真结果表明,该系统响应快速、无超调,有效地降低了电机的转矩脉动。     

双定子磁悬浮开关磁阻电机直接转矩与直接悬浮力控制

研究一种双定子磁悬浮开关磁阻电机。该电机采用内-外双定子结构,内定子和外定子上分别设置悬浮力绕组和转矩绕组。在结合拓扑结构说明其运行原理的基础上,针对该电机同时存在转矩脉动和悬浮力脉动过大的问题,提出了直接转矩(DT)与直接悬浮力控制(DSFC)策略。比较了传统方波控制策略与所提控制策略下系统的转矩脉动、悬浮力脉动以及转子径向位移波动。仿真结果表明:DT/DSFC不仅能提高系统动态响应速度,而且有效抑制了转矩和悬浮力脉动,削弱了转子径向抖振,验证了所提控制策略的有效性与优越性。     

高速精密轧辊磨头主轴电机SVM-DTC系统的无速度传感器控制

针对一种主轴砂轮线速度在80 m/s以上的高速精密轧辊磨床,以主轴异步电机YVF160L-2和逆变器的数学模型为基础,采用空间电压矢量调制(SVM)与直接转矩控制(DTC)相结合的SVM-DTC方案,减少轧辊磨头砂轮主轴运行时的转矩脉动;并利用模型参考自适应器建立了速度观测器,实现高速精密轧辊磨头主轴电机无速度传感的闭环控制。仿真结果表明,基于辨识速度的SVM-DTC系统能有效改善主轴电机运行时定子磁链和输出轴转矩的波动,控制性能得到明显提升。     

直接转矩控制系统的自适应模糊控制方法的研究

针对基于直接转矩控制的异步电动机在低速运转时存在较大的转矩脉动和磁链脉动的问题,提出一种新的控制方法。方法在传统直接转矩控制的基础上,对异步电动机的转矩和磁链引入自适应模糊控制策略,使其脉动达到最小。实验结果表明该方法能够有效地解决转矩脉动和磁链脉动问题。     

直接转矩控制系统的自适应模糊控制方法的研究

针对基于直接转矩控制的异步电动机在低速运转时存在较大的转矩脉动和磁链脉动的问题，提出一种新的控制方法。方法在传统直接转矩控制的基础上，对异步电动机的转矩和磁链引入自适应模糊控制策略，使其脉动达到最小。实验结果表明该方法能够有效地解决转矩脉动和磁链脉动问题。