基于TMS320F2812的永磁同步电机双闭环矢量调速系统

根据永磁同步电机的数学模型和坐标变换的原理,介绍了矢量调速系统,利用数学方程推导了电流环和速度环PI控制器的传递函数和参数解析计算式。基于TMS320F2812平台,结合实际系统,考虑误差和参数补偿,完成双闭环调速系统的设计。实验结果表明,该永磁同步电机双闭环矢量调速系统能够稳定运行,并有良好的控制性能,快速、准确完成闭环调速功能。     

永磁同步电机模糊PI与PI控制性能的比较及仿真

采用32位的高性能DSP TMS320LF2407,系统采用速度环和电流环双闭环结构.电流环为模糊控制器,速度环为PI控制器,组成了模糊PI控制器.从仿真可以看出,同PI控制相比,模糊PI控制使永磁同步电机控制系统的抗干扰能力得到提高,增强了鲁棒性,动态性能得到改善.     

MATLAB/SIMULINK永磁同步电机无传感器矢量控制系统仿真

永磁同步电机矢量控制系统在电动汽车、轮船等交通运输领域具有广泛的应用前景。使用MATLAB/SIMULINK的仿真功能,采用模块化的设计结构,分别对速度环调节、电流PI（Proportion Integration）调节、SVPWM（Space Vector Pulse Width Module）波的产生、dq/αβ、双闭环的整个系统模型进行仿真研究。仿真在线调试,转子转速和转子转角、定子电流、以及转矩通过Scope模块进行观察,及时调整系统模型参数,使系统性能达到最佳化,实现了永磁同步电机矢量控制和正反转调速。结果表明该种控制方法具有很好的鲁棒性,且该种方法可以提高设计的效率并缩短系统设计时间。     

基于滑模变结构电流环的PMSM矢量控制

永磁同步电机具有转矩脉动小、效率高、结构简单、转矩/惯量比大等优点,广泛应用于交流调速系统。针对参数时变、负载扰动等引起的调速系统干扰问题,提出了一种基于滑模变结构控制理论的电流环鲁棒控制器,取代传统的电流PI控制器。采用电流转速双闭环和基于转子磁链定向的SVPWM矢量控制策略,使得系统动态响应更快、稳定性和抗干扰能力更强,鲁棒性大幅提高。通过MATLAB/Simulink仿真验证了该控制器设计的正确性。     

基于BP神经网络永磁同步电机矢量复合控制

为减小永磁电机PI控制器的速度超调,解决常规IP控制跟踪响应慢的特点,提出一种基于BP神经网络的矢量控制和PI-IP复合控制器的优化策略。综合BP神经网络、双闭环矢量控制以及PI-IP复合控制器的优点,在传统双闭环矢量控制中,对速度环引入新型的PI-IP控制器,同时结合BP神经网络的控制策略,完成BP神经网络矢量PI-IP控制器对永磁电机的速度控制,免去复杂的参数调整过程,同时提高永磁电机的工作性能。仿真结果表明,与常规控制方法相比,所提方法能有效减小速度超调,抑制扰动,BP神经网络优化后的PI-IP控制器具有更强的控制精准性和抗负载转矩扰动能力。     

变频空调变频调速系统的研究

文中提出了一种基于SVPWM的变频空调变频调速系统的方法,首先介绍了永磁同步电机的数学模型,空间矢量脉宽调制(SVPWM)的基本原理及实现方法,并在MATLAB环境下应用Simulink及Sim Power Systems工具箱建立了永磁同步电机控制系统的速度和电流双闭环仿真模型,进行了实验仿真,仿真结果表明:永磁同步电机矢量控制系统具有较好的动态响应特性和速度控制特性,使PMSM达到与直流电机近似的控制效果。该方法为分析和设计变频空调的变频调速系统提供了新的手段和工具,相比传统的变频空调,效率更高,性能更好。同时也为实现变频空调的数字化变频调速提供了新的思路。     

基于片上可编程系统的永磁同步电机控制器的设计与实现

针对永磁同步电机损耗少、效率高等特点,设计了一种基于片上可编程系统的永磁同步电机控制器,以FPGA为载体,Nios Ⅱ为中央处理器,数据采集接口作为片上外围设备,并使用DSP Builder工具实现基于模型的空间矢量控制算法模块,组成完整的片上系统,实现电流、速度和位置的精确控制。工程实践结果表明,基于SoPC技术的永磁同步电机控制器能够达到高精度、快响应的稳定控制效果。     

槽筒电机变频防叠系统的设计与仿真

本文分析了目前纺织厂自动络筒机的槽简电机的运行特点,基于矢量控制理论,采用独特的速度摆频调节和转速、电流双闭环PI调节的叠加控制方案,实现对电机瞬时力矩控制。针对该控制方案,根据永磁同步电机数学模型,建立系统仿真模型,进行仿真试验,取得了预期的效果。     

高压断路器三相永磁无刷直流电机机构控制算法研究

针对高压断路器三相永磁无刷直流电机机构,研究了不同控制策略下电机操动机构的运动特性.考虑高压断路器的分、合闸操作过程,建立了永磁无刷直流电机操动机构运动控制系统的仿真模型,采用数字式双闲环控制,内环为电流环,采用PI控制,外环为速度环,基于传统PID控制器、单神经元PID控制两种不同控制策略控制.通过对伺服控制系统的仿真分析得到了电机操动机构速度跟踪控制特性.结果表明,单神经元PID控制器能够较好的实现触头速度的跟踪控制,使其按理想运动特性曲线运动,是一种较理想、有效的控制方法.     

高速电主轴永磁同步电动机的矢量控制算法研究

随着工业技术的发展，永磁同步电机因其高精度且超高速等优点而被广泛应用，针对高速电主轴永磁同步电动机的矢量控制，结合永磁同步电机特点，采用基于电流双闭环的无位置传感器控制方法，再通过对转子位置的开环估计，实现了对高速永磁同步电动机的无传感器矢量控制。仿真分析和试验结果显示，该矢量控制方法准确性高、稳定性好。     

Computer simulation and analysis of a new polyphase multipole motordrive

A new configuration for a high-power-density, high-efficiency polyphase multipole permanent magnet motor and its control system are presented. The mathematical model and simulation for this motor drive are presented in detail. The motor is essentially a kind of brushless DC motor with a novel arrangement of its magnet and winding. The control system is virtually a dual closed-loop system with a current controller as the inner loop and a speed controller as the outer loop. State-space equations are used for the mathematical model of the motor, and real-time simulation is applied for the controller and switching devices. The simulation results are verified with the experimental results and shown to be very satisfactory     

永磁BLDCM双闭环控制系统技术研究

针对永磁无刷直流电机开环控制误差大,以及单闭环控制动静态特性差的缺点,研究了双闭环控制系统。文中介绍了永磁无刷直流电动机PWM调速的工作原理,阐述了其双闭环控制系统的设计过程,推断了电流调速器和转速调速器的数学模型。仿真结果验证了永磁无刷直流电机双闭环控制具有良好的动静态特性     

Microprocessor-based controller design and simulation for apermanent magnet synchronous motor drive

The speed control of a permanent magnet (PM) synchronous motor drive that is fed by a current hysteresis-controlled voltage-source inverter is investigated. The objective is to study the feasibility of implementing a microprocessor-based controller that may achieve complete software control of motor speed. A mathematical model and a digital control principle for controlling the PM synchronous motor are described. The sampling period and the controller parameters are determined analytically according to a linearized model. A systematic simulation procedure is proposed for verifying the feasibility of theoretical modeling and controller design. An experimental prototype system is constructed for correlating with the theoretical results. The experimental results closely follow theoretical predictions, thus validating the proposed control method     

基于龙贝格观测器的PMSM无位置传感器控制系统设计

针对基于低分辨率霍尔位置传感器的永磁同步电机系统在中高速时出现的估算精度低与响应速度慢等问题,在建立永磁同步电机数学模型的基础上,将龙贝格观测器与锁相环结构相结合,提出一种永磁同步电机无位置传感器控制算法。利用MATLAB/Simulink工具搭建控制系统仿真模型验证该控制系统的可行性,并通过搭建基于PAC5232的实物平台对比验证龙贝格观测器相对于霍尔位置传感器的优越性。实验结果表明,该无位置传感器控制系统有效地提高了系统的响应速度和估算精度,使其能够更好地跟踪转子速度以及转子位置信息。     

基于Super-twisting滑模控制的PMSM直接转矩控制中速度控制器研究

本文设计了基于Super-twisting滑模速度控制器的永磁同步电机直接转矩控制系统,仿真分析了参数变化对系统输出特性的影响,分析结果表明,采用Super-twisting滑模速度控制器的永磁同步电机直接转矩控制系统比采用PI速度控制器的永磁同步电机直接转矩控制系统的鲁棒性强。     

基于预测函数控制的无刷直流电机控制研究

由于无刷直流电机调速系统具有非线性、多变量、不确定时变系统等特点,在高控制精度和快响应速度的条件下,传统的PID控制方法已经不能满足无刷直流电机调速系统的要求,如果其中的参数变化超过一定范围,整个控制系统会出现不稳定。在分析无刷直流电机（BLDCM）的数学模型并将其简化的基础上,提出了一种无刷直流电机的预测函数控制（PFC）策略,并进行了Matlab仿真试验。该BLDCM系统采用双闭环调速,速度环中采用PFC控制,计算得到参考电流值作为电流环的输入,电流环采用离散PI控制,由滞环电流跟踪型PWM逆变器的原理实现电流控制。仿真试验结果显示,这种无刷直流电机调速系统可以取得良好的控制效果。     

An MRAC-based nonlinear speed control of an interior PM synchronous motor with improved maximum torque operation

A model reference adaptive control (MRAC)-based nonlinear speed control strategy of an interior permanent magnet (IPM) synchronous motor with an improved maximum torque operation is presented. In most servo systems, the controller is designed under the assumption that the electrical dynamics are neglected by the field-oriented control. This requires a high-performance inner-loop current control strategy. However, the separate designs for a high-performance current regulator and a robust speed controller need considerable effort. To overcome this limitation, an MRAC-based nonlinear speed control strategy for the IPM synchronous motor is presented, considering the whole nonlinear dynamics. Nonlinear speed control is achieved by an input–output linearization scheme. This scheme, however, gives an unsatisfactory performance under the mismatch of the system parameters and load conditions. For the robust output response, the controller parameters are estimated by an MRAC technique in which the disturbance torque and flux linkage are estimated. The adaptation laws are derived from Lyapunov stability theory. In view of the drive efficiency, the motor has to provide the maximum torque for a given input. To drive the IPM synchronous motor under improved maximum torque operation, the estimated flux linkage is employed for the generation of the d-axis current command. The robustness and output performance of the proposed control scheme are verified through simulation results.     

基于滑模控制的永磁同步电机直接转矩控制研究

针对永磁同步电机直接转矩控制(DTC)存在较大的电磁转矩脉动、磁链脉动、低速性能不理想等问题,文中引入滑模控制策略对永磁同步电机进行直接转矩控制。通过建立PMSM的矢量数学模型,设计基于滑模控制的直接转矩控制器,利用MATLAB/Simulink进行建模仿真分析。结果表明,与传统DTC相比,基于滑模控制策略的永磁同步电机直接转矩控制系统中电磁转矩脉动幅值更低,且具有更好的动态性能和抗扰动能力,可以更加有效地改善系统特性,满足实际电机控制的需要。