基于模糊PI模型参考自适应的高速永磁同步电机转子位置检测

针对高速永磁同步电机转速高、调速范围宽的特点,该文提出了一种模糊PI模型参考自适应(model reference adaptive system,MRAS)观测器,实现了永磁同步电机转子位置检测。此方法将模糊PI调节器应用于模型参考自适应观测器,通过模糊控制器调整PI调节器的比例积分系数,以使PI调节器能在电机很宽的速度范围内都具有良好的动稳态性能,提高了模型参考自适应观测器对高速永磁同步电机转子位置的检测精度。最后,以带有风机负载的4 kW磁悬浮轴承高速永磁同步电机为研究对象进行了Matlab仿真和实验,实现了基于此方法的转子位置检测和速度估计,并分析了转子位置误差产生的来源以及补偿方式,证明所提方法适用于高速永磁同步电机的转子位置检测。     

模糊MRAS方法在永磁同步电机无速度传感器控制系统中的应用

模型参考自适应系统(MRAS)由于结构简单,因而在无速度传感器永磁同步电机控制中被广泛采用,用来估算转子位置和转速,但是在周期性脉动负载工况时,MRAS中恒定单一的比例积分(PI)控制器不能很好地满足控制性能的要求。为了避免在不同转速和负载条件下复杂的PI参数调整,研究了基于模糊控制技术的永磁同步电机无速度传感器系统。该调速系统采用转子磁链定向的矢量控制作为其基本的控制策略,利用MRAS对转子位置和转速进行估算,提出了一种基于模糊控制的MRAS。该系统中应用模糊控制器替代PI控制器,省去了需要调整PI参数的麻烦。通过仿真证明了该方法的有效性和可行性,仿真结果表明,基于模糊控制的MRAS能够很好地实现周期性脉动负载工况下电机转子位置和转速的估算,具有较好的鲁棒性。     

一种永磁同步电机无速度传感器的矢量控制

研究了一种基于MRAS的永磁同步电机速度辨识方案:将永磁同步电机的电流模型作为参考模型,估算的定子磁链模型作为可调模型,设计了自适应律同时辨识电机转速和定子电阻.利用该方案建立了永磁同步电机的无速度传感器矢量控制系统.仿真和实验结果表明,该方案在高、低速以及转速突变时均能准确检测转子的速度以及在线辨识定子电阻,系统具有良好的静、动态调速性能.     

永磁同步电机模型参考自适应无速度控制研究

提出了一种表贴式永磁同步电机(PMSM)基于定子磁链的模型参考自适应系统(MRAS)无速度控制方法,利用其定子磁链观测器的电压模型和电流模型分别建立了MRAS无速度方法中的参考模型和可调模型;利用正实引理和Popov超稳定理论证明了该控制算法的稳定性并推导了其比例积分(PI)自适应律;在同步旋转坐标系下的小信号模型基础上介绍了PI控制器的参数设计方法。仿真与实验结果表明,所提方法能准确观测电机转速,具有良好的控制性能。     

基于永磁反电势观测器的永磁同步电机矢量控制

采用滑模观测器或模型参考自适应法来估算永磁同步电机转子位置的方法受电机运行状态的影响,检测模块的参数调节比较繁琐,此文提出直接从永磁电机数学模型中测取永磁反电势,从而检测出转子位置角及转速,并采用Matlab／simulink为工具对该方法进行仿真,分析电机参数、运行工况对检测结果的影响。结果表明：该方法具有与滑模观测器、MRAS一样良好的精度,但同样也受到模型参数的影响。     

一种变增益宽速度范围的永磁同步电机无位置传感器控制

针对永磁同步电机宽速度范围的运行需求,提出一种变滑模增益参考自适应(MRAS)无位置控制技术。采用模糊控制器对PI参数的调整作用,可在电机高、中低速时都有良好的动稳态性能,抑制了角度的低速振荡并减小了高速延迟,提高了高速永磁同步电机宽速度域内的转子位置检测精确度。与传统PI模型参考自适应观测器相比,此方法更适合转速高、调速范围宽、反电动势系数小的高速永磁同步电机转子位置检测。     

基于q轴电流的模糊MRAS观测器PMSM无速度传感器控制

针对永磁同步电机的模型参考自适应系统（MRAS）无速度传感器技术对电机参数变化敏感、转速及负载突变后转速及位置估计值不精确等缺点,提出一种基于q轴电流分量的模糊PI模型参考自适应观测方法。在传统的MRAS观测器方法基础上,通过实时检测q轴电流分量,结合模糊算法实时调整MRAS中的PI参数,形成模糊MRAS观测器,以修正由转速、负载及电机参数发生改变带来的速度及位置检测误差。同时,针对观测器内部电机参数敏感的特点,通过对电机d轴注入阶梯电压信号,从而得到稳态d轴电流,并利用欧姆定律对电机定子电阻进行预辨识,使模糊MRAS观测器得到的转速及位置估计值更准确。最后,以400W表贴式永磁同步电机为实验研究对象进行了仿真以及实验分析,验证了该方法的有效性。     

无速度传感器异步电机按定子磁链定向的矢量控制系统

为提高异步电机控制系统的可靠性和适应性,结合模型参考自适应(MRAS)理论和PI自适应算法,构造了一种改进的无速度传感器异步电机按定子磁链定向的矢量控制系统.系统采用具有自适应补偿的电压模型估算定子磁链,PI自适应法估计转速.仿真及实验结果表明,该系统具有良好的稳态辨识特性和鲁棒性.     

直接转矩控制中一种新的磁链估算方法

对于永磁同步电机直接转矩控制系统,传统的定子磁链估计方法是采用电压积分法,但该方法容易出现积分饱和,且定子磁链易受定子电阻的影响.为了提高定子磁链估算的精度,提出了利用自适应全维观测器的方法来估算定子磁链.在全维观测器模型的基础上采用自适应算法估算定子电阻,进而提高定子磁链的实际观测性能.仿真结果表明该方法和电压积分法相比明显地提高了定子磁链观测的准确度,有效地减小了转速波动,提高了系统的动静态性能.     

基于MRAS观测器的永磁同步电机模型预测控制

针对无人艇、小型船舶等水面智能设备的推进系统提出采用无位置传感器技术以提高其系统容错性,并且针对传统的基于模型参考自适应(MRAS)观测器的永磁同步电机无位置传感器伺服控制系统引入模型预测控制(MPC)来提高调速系统的性能。在基于SVPWM控制方式的永磁同步电机伺服控制系统中,通过MRAS观测器来估算永磁同步电机的转速,利用MPC控制器来替代传统PI速度控制器。为了验证本文策略的有效性,在Matlab/Simulink环境下建立了一个基于上述控制策略的完整系统的仿真模型。仿真结果表明,该系统不仅克服了传统的基于(MRAS)观测器的永磁同步电机无位置传感器调速系统中超调量大、PI参数难以整定的缺点,而且有效地降低了转矩脉动、提高了系统的动态性能和抗干扰能力。     

内埋式永磁同步电机永磁磁链的在线辨识

在无速度传感器工作条件下,为了实现永磁同步电机转子位置和转速的精确控制,需要对电机参数进行在线辨识。本文研究了无速度传感器控制条件下,内埋式永磁同步电机永磁磁链的辨识。该调速系统采用转子磁链定向的矢量控制作为基本的控制策略,利用模型参考自适应系统对转子位置和转速进行估算,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波器的永磁同步电机永磁磁链辨识方法。本文基于上述研究,实现了无速度传感器控制条件下,内埋式永磁同步电机永磁磁链的在线辨识,采用上述方法能够很好地避免由于电机的低阶状态方程而引起的辨识问题。仿真和实验结果证明了该辨识方法的可行性与有效性,而且在模型参考自适应中采用辨识得到的磁链参数,能够大幅度降低转子位置的估算误差。     

永磁同步电机新型无传感器控制方法

为了提高永磁同步电机直接转矩控制系统抗干扰性,解决传统直接转矩控制中系统脉动大的问题,分析了永磁同步电机的数学模型,并设计了抗干扰性较强的定子磁链观测器。通过测量定子电压和电流,采用扩展卡尔曼滤波技术,估计转子位置和定子磁链,并提出扩展卡尔曼滤波中协方差矩阵参数的设计方案。最后,对该方法进行仿真和实验。结果表明,卡尔曼滤波观测器在准确估计转子位置和定子磁链的同时,能有效降低系统脉动。     

基于Popov超稳定理论的PMSM转速辨识

针对永磁同步电动机参数变化导致转速不准的问题,提出一种基于观测q轴电流的模型参考自适应(MRAS)转速估计策略。该方法在基于i_q=0转子定向控制永磁同步电机的基础上,将实际电流和估算电流的偏差作为自适应PI调节器输入,借助Popov超稳定性理论设计了一种简化的MRAS估算模型,从而得到估计转速,同时辨识定子电阻。通过Matlab软件对算法进行仿真,并根据仿真模型设计了基于STM32的永磁同步控制系统,结果表明采用自适应模型进行转速估计同传统的PID控制方法相比,具有较高的转速估计精度,鲁棒性强。     

自适应高阶滑模永磁同步电机永磁磁链观测

针对永磁同步电机(PMSM)用传统方法难以准确观测永磁体的失磁问题,讨论基于自适应非奇异终端滑模变结构的永磁磁链观测策略。依据永磁体失磁工况建立永磁同步电机数学模型,根据永磁同步电机失磁故障检测,构建自适应和非奇异终端滑模观测器,给出定子电阻自适应估计值,借助Lyapunov稳定性理论对观测器的稳定性加以证明,依据滑模变结构等值控制原理构造出永磁磁链算式。仿真实验验证了在改变定子电阻参数后,自适应高阶滑模永磁磁链观测器能准确地检测磁链参数。     

基于改进反电势积分的永磁同步电机位置检测

针对传统反电势积分法在永磁同步电机无位置传感器位置检测中存在的积分初值问题和易引入直流偏量问题,提出了一种基于自适应补偿算法的改进积分器的转子位置检测方法,其利用理想的定子磁链与反电动势正交这一事实,对定子磁链进行估测和修正,若估测的定子磁链发生畸变,该正交性随即被破坏,所以可将正交偏差量经过调节器后作为补偿信号反馈回磁链估计通道,经这种自适应补偿后,很好地解决磁链估计中出现的积分初值问题和直流偏移问题,从而可准确估算出电机转子位置。仿真和实验不仅验证了该方法的有效性,也对其与传统反电势积分法进行了比较研究。实验结果表明,经自适应补偿的反电势积分法能在宽转速范围内准确估算出电机转子位置。     

永磁同步电机新型转子磁链滑模观测器

针对传统永磁同步电机反电势滑模观测器转子位置估计存在的信号抖振和相位滞后问题,提出一种以电机定子电流与转子磁链为状态变量的四阶新型转子磁链滑模观测器.首先,以电机定子电流与转子磁链为状态变量构建四阶状态方程,选取定子电流观测误差为滑模面构建转子磁链滑模观测器.其次,设计一种新型锁相环对转子位置和转速进行进一步估算,避免引入反正切函数和微分运算带来的位置估算不精确问题.实验结果验证了新型滑模观测器在位置估算精度和抖振抑制方面的优势.     

基于模型参考自适应的PMSM在线辨识研究

结合最小二乘法与模型参考自适应法对永磁同步电机定子电阻、电感与转子磁链在线辨识的优点,提出一种改进的基于模型参考自适应的永磁同步电机参数在线辨识方法,该方法是在模型参考自适应法中加入最小二乘法。仿真结果表明,这种改进的辨识方法能够在不影响精度的前提下明显地提高辨识速度和减少动态过程的振荡。     

基于模型参考自适应的PMSM在线辨识研究北大核心

结合最小二乘法与模型参考自适应法对永磁同步电机定子电阻、电感与转子磁链在线辨识的优点,提出一种改进的基于模型参考自适应的永磁同步电机参数在线辨识方法,该方法是在模型参考自适应法中加入最小二乘法。仿真结果表明,这种改进的辨识方法能够在不影响精度的前提下明显地提高辨识速度和减少动态过程的振荡。     

采用ESO的自适应算法在PMSM无位置传感器控制中的应用

分析了模型参考自适应 (Model reference adaptive system,MRAS)实现永磁同步电机无位置传感器控制的原理,针对传统的MRAS抗扰动性差,位置估计误差大的问题,提出采用扩张状态观测器（Extended State Observer,ESO）代替传统PI观测器。ESO不仅能提高转子位置的估计精度,其观测的负载转矩还能用作前馈补偿,以减小负载转矩扰动对系统的影响。试验结果表明,在负载和速度突变情况下,使用新型变结构模型参考自适应（MRAS_ESO）估算的转速较传统MRAS的抗干扰性能力更好,系统的鲁棒性更强。     

基于MRAS的异步电机无速度传感器应用研究

针对异步电机基于转子磁链模型参考自适应(MRAS)速度观测器中的积分直流偏置和PI自适应率参数不能在线修正的问题,将转子磁链的电压模型进行改进,并提出一种自适应线性神经元(ADALINE)速度观测器。通过一阶惯性环节代替了电压模型中的纯积分环节,消除了积分直流偏置和误差积累,利用ADALINE算法对MRAS观测器中的自适应率进行改进,实现了在中高速情况下对电机转速的准确观测。仿真结果表明,改进后的MRAS速度观测器对速度的辨识度较高,动态性能良好,验证了该控制策略的正确性与可行性。