基于滤波补偿和自适应观测的直接转矩控制

直接转矩控制(DTC)是继矢量控制技术后发展起来的一种新型的交流调速控制方法,但其在低速运行时存在较大的电流、转矩脉动,为了改善直接转矩控制系统的低速性能,提出一种新型的定子磁链低通滤波补偿和转速自适应观测相结合的直接转矩控制方法.该方法提高了定子磁链和转子转速的观测精度,改善了直接转矩控制系统的动静态性能.仿真和实验...     

间接矢量控制中的转子电阻辨识方法研究

针对感应电机的间接磁场定向控制系统中转子电阻在低速时大范围变化造成定子电流和电磁转矩脉动严重的问题,依据模型参考自适应理论和瞬时无功功率理论,提出一种基于无功功率参考模型的转子电阻在线辨识方法。辨识模型不依赖于感应电机的定子电阻,对定转子电感和转速的变化鲁棒性好,准确观测转子磁链角,使得定子电流和电磁转矩的脉动减小。将该辨识算法应用于电动轮自卸车调速系统实验平台的感应电机转子电阻辨识,仿真结果表明,较未辨识转子电阻时系统性能得到了较明显改善,转子电阻辨识能够快速收敛于实际值,响应速度快,且对定转子电感的动态变化不敏感,能有效降低转子磁链观测误差,抑制定子电流和转矩脉动,在低速时控制性能提升显著,验证了辨识算法的正确性及其工程实用价值。     

基于十八边形磁链轨迹的异步电机DTC系统及其仿真研究

异步电动机直接转矩控制 (DTC)系统中 ,低速区一般采用精度高的圆形磁链轨迹控制 ;高速区由于开关频率限制 ,一般采用基于六边形磁链轨迹控制 ,定子电流高次谐波成分大 ,影响系统性能并污染电网。本文分析了一种高速区基于内陷十八边形磁链轨迹的DTC系统 ,并进行了仿真研究。结果表明 ,这种方法简单易行 ,大大改善了电流波形 ,有着良好的应用价值与前景。     

直接转矩控制异步电动机低速模型研究

为了能观察直接转矩控制下异步电动机低速阶段的控制特性,介绍了一种适用于异步电动机低速运行阶段的控制系统模型。通过Matlab/Simulink依据模型内部数学关系对异步电动机低速直接转矩控制系统进行建模和仿真;同时,介绍了低速模型中异步电动机模块和磁链观测模块的构建方法和过程。仿真结果表明,低速模型具有抑制因电机定子电阻变化而引起定子磁链观测误差的性能。     

基于滑模与自适应观测器的感应电机非线性控制新策略

提出一种结合滑模变结构和自适应观测技术的感应电机非线性控制新方法. 以定子电流与定子磁链为状态变量建立感应电机模型, 采用非线性分析方法建立转矩与磁链误差方程, 使用自适应滑模技术设计转矩与磁链控制器, 推导出定子电压控制量. 基于模型参考技术设计自适应观测器, 向控制器提供准确的转速辨识与磁链观测值,并给出了控制系统的稳定性证明. 该方法具有转矩脉动小、定子磁链畸变不明显的优点, 低速时也具有良好的控制性能, 且对参数与负载变化有较强的鲁棒性. 仿真与实验结果证明了该控制策略的正确性与有效性.     

直接转矩控制定子电阻影响分析及在线补偿

感应电机定子电阻随温度和定子电流频率变化,是影响直接转矩控制低速性能的主要原因之一.文中分析了定子电阻变化对直接转矩控制性能的影响,并指出可能出现系统不稳定的现象.根据实际定子电流和给定定子电流的差值,提出了基于自适应PI的在线定子电阻补偿方法,解决了定子电阻对系统性能影响的问题.其优点在于只用到电流信号,结构简单和易于实施.仿真结果表明,提出的方案能实现对实际定子电阻的跟随和对控制系统定子电阻的在线补偿,改善了直接转矩控制系统的低速性能.     

异步电机基于定子磁场定向的矢量控制系统的研究

提出一种基于自适应PI调节器的定子电阻估计器,可根据定子电流追踪定子电阻变化,从而推算出定子电阻估计值,并由此计算定子磁链和转矩.仿真结果表明,该算法可在线实时估计电阻变化,能有效提高矢量控制系统的低速性能.     

BP网络模型重构在直接转矩控制中的应用

直接转矩控制是继矢量控制变频技术后发展起来的一种新型具有高性能的交流变频调速技术.针对基于直接转矩控制的异步电机低速运行时存在较大的电流及转矩脉动问题,提出了用BP神经网络重构直接转矩控制系统的定子磁链观测器模型和开关状态选择模型,并用单个神经网络训练的方法来处理直接转矩控制的复杂运算.仿真结果表明,用此方案构成的系统具有良好的动态性能,并能有效的改善直接转矩控制系统的低速性能.     

轧机主传动中同步电动机控制方法的研究北大核心CSCD

在可逆式轧机主传动中,根据可逆式轧机主传动逆变侧的工艺特点,选择适用于中低速大功率的凸极励磁同步电动机驱动轧机。为实现高性能调速的目的,鉴于定子磁化电流矢量与定子磁链矢量不会因磁路不对称而产生不重合现象,励磁电流的计算相对简单,且定子磁链估算精度只受定子电阻变化的影响,故采用定子磁链矢量控制方法实现凸极同步电动机控制。根据凸极同步电动机在电流调节过程中变化很快的特点,近似认为在电流调节期间磁链幅值不变,经简化,得到凸极同步电动机在mt轴下的解耦模型,最后通过准确检测电机磁链幅值和相位,采用电压电流切换模型设计定子磁链观测器,并采用PID对逆变侧凸极同步电动机的速度及转矩进行控制,使主传动调速系统获得了高性能动态品质。     

轧机主传动中同步电动机控制方法的研究

在可逆式轧机主传动中,根据可逆式轧机主传动逆变侧的工艺特点,选择适用于中低速大功率的凸极励磁同步电动机驱动轧机。为实现高性能调速的目的,鉴于定子磁化电流矢量与定子磁链矢量不会因磁路不对称而产生不重合现象,励磁电流的计算相对简单,且定子磁链估算精度只受定子电阻变化的影响,故采用定子磁链矢量控制方法实现凸极同步电动机控制。根据凸极同步电动机在电流调节过程中变化很快的特点,近似认为在电流调节期间磁链幅值不变,经简化,得到凸极同步电动机在mt轴下的解耦模型,最后通过准确检测电机磁链幅值和相位,采用电压电流切换模型设计定子磁链观测器,并采用PID对逆变侧凸极同步电动机的速度及转矩进行控制,使主传动调速系统获得了高性能动态品质。     

不确定性直接转矩控制系统

在异步电动机直接转矩控制系统中,由于定子电阻变化及负载扰动的不确定性,导致定子磁链、转子转速和电磁转矩估计不准确,从而影响系统的调速性能.本文基于扩展Kalman 滤波器,引进虚拟噪声补偿技术,然后采用sage 和Husa 噪声统计估值器,构成鲁棒扩展Kalman 滤波器.并将定子电流,定子磁链,转子转速,定子电阻及负载作为状态变量,基于鲁棒扩展Kalman 滤波器进行了大量实验研究.实验结果证实：状态变量能够准确估计,且转矩脉动优于常规的直接转矩控制方案,实现了高性能无速度传感器的直接转矩控制系统.     

感应电机无速度传感器直接转矩控制系统研究

直接转矩控制技术以容差形式的Bang-Bang控制模式给系统的稳态运行带来了转矩脉动大、电流谐波成分重、定子磁链轨迹畸变等严重问题,大大限制了其应用领域,这一点已经成为传统直接转矩控制技术不可逾越的缺陷。本文基于模型参考自适应系统（MRAS）原理设计了一种自适应速度磁链观测器,把磁链观测和速度辨识结合在一起,将定子磁链观测值直接应用于直接转矩控制算法。运用SIMULINK中的库元件和S-function构建了感应电机无速度传感器直接转矩控制系统仿真模型,仿真波形验证了上述控制模型可行性。     

无刷双馈电机滑模变结构直接转矩控制

针对无刷双馈电机直接转矩控制系统磁链和转矩脉动大的问题,引入滑模变结构控制策略.以转矩和磁链两个滑模控制器来代替传统直接转矩控制中的两个滞环控制器,电压矢量开关的输出采用空间电压矢量PWM调制的方法,保证了逆变器开关频率恒定,应用指数趋近率方法设计滑模控制器,由Lyapunov方法求得相应的滑模变结构控制律,建立了MATLAB/Simulink环境下直接转矩控制系统的仿真模型,仿真结果表明,新型控制方案能有效减小转矩脉动,改善定子磁链和电流波形,同时仍可保持直接转矩控制固有的转矩快速响应的优点,提高系统的稳定性和鲁棒性.     

基于三电平逆变器的直接转矩控制研究

研究异步电动机直接转矩控制调速系统的基本组成和工作原理,提出三电平逆变器的直接转矩控制的方案。直接转矩控制系统采用结构简单,受参数影响小的u—i模型作为磁链观测模型,提高了定子磁链观测的精确度。通过MATLAB／SIMULINK构建仿真模型,结果表明DTC系统具有动态响应速度快、精度高、易于实现等特点,仿真实验验证在该模型下的三电平逆变器直接转矩控制有良好动静态性能。     

基于DSP的自适应速度辨识直接转矩控制系统研究

异步电机直接转矩控制能产生快速且良好的鲁棒性响应,采用自适应磁链观测器,取代传统的积分器,构造了新型的速度估计器,并结合模糊控制器,实现对定子磁链准确观测和系统无速度传感器运行状态。基于DSP(TMS320LF2407A)核心芯片建立数字化控制系统。仿真与实验表明,该系统对电机定子磁链的观测精度高,转速估算准确,尤其在低速下能保持很高的性能。     

直接转矩控制中的定子电阻辨识方法研究

针对传统的异步电机直接转矩控制在电机低速运行时系统性能受定子电阻变化影响较大的问题,详细分析了定子电阻变化对系统控制性能的影响,提出了一种基于RBF神经网络的定子电阻辨识方法.该方法应用梯度算法训练RBF神经网络各参数.用该方法对定子电阻进行辨识,具有辨识精度高,响应迅速等优点.对该方法在基于Simulink仿真软件上进行仿真,并与BP神经网络对定子电阻辨识时进行比较.仿真结果表明,该方法优于BP神经网络,可以有效地提高直接转矩控制系统的低速运行性能.     

感应电机二阶滑模次优算法定子磁链观测器设计

提出了基于二阶滑模次优算法的感应电机定子磁链观测方法,设计了定子磁链观测器,并应用到感应电机直接转矩控制中.本文设计的磁链观测器,通过准确的跟踪电流及其变化率,从而实现对转子磁链的准确估算,然后利用转子磁链与定子磁链的关系,估算出定子磁链.由于本文设计的定子磁链观测器是一个多输入多输出(MIMO)系统,稳定性分析非常复杂,为此将磁链估算误差的微分看作扰动处理,从而将MIMO的观测器模型分解成两个独立的单输入单输出(SISO)系统,简化了稳定性分析.将该观测器用于感应电机直接转矩控制中,达到了很好的控制效果.仿真和实验验证了该方法的有效性.     

PMSM-DTC与SVM-PMSM-DTC仿真对比

针对传统PMSM-DTC存在的定子磁链以及转矩脉动问题,将空间矢量调制技术同永磁同步电机直接转矩控制相结合。在Matlab/Simulink以及SimPower System环境下,搭建传统PMSM-DTC仿真系统,同时设计并搭建SVM模块,将其应用于PMSM-DTC系统中。最终仿真结果表明,SVM可以明显的改善定子磁链以及减少转矩脉动。     

基于递归神经网络定子磁链观测器的凸极同步电动机直接转矩控制系统

针对传统的凸极同步电动机直接转矩控制系统定子磁链观测器存在积分器漂移等问题,提出了一种基于递归神经网络定子磁链观测器的凸极同步电动机直接转矩控制系统的设计方案。该方案将三相电压与三相电流经3S/2S变换后得到的两相电压与电流送到已经训练好的基于递归神经网络的定子磁链观测器中,观测器的输出是定子磁链的α、β分量,即Ψsα、Ψsβ;Ψsα、Ψsβ经矢量分析器处理后得到定子磁链的幅值以及定子磁链的空间位置角,从而可准确得到定子磁链所在的扇区。仿真结果表明,与基于传统的U-I模型的凸级同步电动机直接转矩控制系统相比,该系统具有优良的动、静态性能。