永磁同步电机电流预测控制算法

在同步旋转轴系下,提出了一种基于无差拍算法的永磁同步电机离散化电流预测控制方法,来提高电机电流环的性能。基于电机数学模型,电流控制器根据电流给定和反馈值计算得到电压矢量,通过空间矢量脉宽调制模块将电压矢量转换为开关信号。引入了鲁棒电流预测算法,来减小预测模型参数误差对系统稳定性的影响。仿真和实验结果表明,与传统矢量控制相比,永磁同步电机电流预测控制算法有效地提高了伺服系统电流环的动态性能和稳态精度。     

内环采用改进无差拍的PWM整流器优化控制

无差拍电流控制易受到采样误差和控制延时的影响,而导致电流畸变、电流谐波含量增大甚至系统不稳定。针对该问题,首先提出了三相脉宽调制(PWM)整流器在三相静止a,b,c坐标系下的数学模型。通过坐标变换和离散化获得了一种在两相静止α,β坐标系下基于无差拍控制(DBC)的离散化数学模型。在对给定电流进行"两步预测"的基础上提出一种电流校正算法,该算法可解决延时补偿问题,并降低由于采样引起的误差。最后,在实验室搭建了PWM整流器实验平台,验证了所提控制方法的可行性。     

基于离散状态观测器的H桥级联STATCOM无差拍控制

H桥级联静止同步补偿器(STATCOM)以其损耗低、响应快速、储能元件体积小和输出电流谐波含量低等优点,成为动态无功补偿装置发展的重要方向。通过对STATCOM工作原理及数学模型的分析,推导出无差拍控制算法。为了提高无差拍控制算法的实时性,消除参考电压滞后一拍的影响和抑制STATCOM输出电流的谐波,构造离散状态观测器对系统参考指令电流进行预测。构造离散滑模观测器对STATCOM实际输出电压进行观测,避免了通过直流侧电容电压参考值计算STATCOM实际输出电压的误差。仿真与实验结果表明,该算法可以精确地预测参考指令电流,进而提高了STATCOM无差拍控制的性能。     

三相三线制有源滤波器的改进无差拍控制

针对平推预测无差拍控制存在稳态误差的问题,提出了一种改进的有源电力滤波器控制策略。该方法将重复控制器嵌入基于平推预测的无差拍控制,结合重复控制和无差拍控制优势,弥补无差拍控制的固有缺陷,快速消除每一采样周期的稳态误差。根据有源电力滤波器的数学模型,得到应用于电流环的无差拍控制算法,给出了重复无差拍控制电流环各个子环节的设计过程。基于Matlab仿真环境和物理实验平台对所提控制策略进行分析,验证了所提方法的有效性和优越性。     

基于无差拍控制的PMSM电流预测控制算法

在传统的离散化矢量控制系统中,由于电流采样和PWM占空比更新等数字延时的存在,限制了PMSM控制系统在动态过程中对电机电流的控制能力.为了提高系统电流环性能拓展其带宽,在同步旋转轴系下,基于无差拍控制原理,提出了一种对电机电流的离散化预测控制算法.在理论上消除了矢量控制系统中的各种数字延时,提高了电机电流的控制能力.最后使用1台750 W的永磁同步伺服系统验证了这种算法的性能,实验结果表明永磁同步电机电流预测控制算法有效地提高了伺服系统电流环的动态性能和稳态精度.     

PMSM无模型滑模转速无差拍电流预测控制

针对传统永磁电机调速系统易受到参数摄动影响而导致控制精度下降的问题,提出一种基于扩张状态观测器(ESO)的永磁同步电机(PMSM)无模型滑模转速无差拍电流预测控制策略。首先用参数摄动下的PMSM调速系统数学模型归纳出系统对应的超局部模型,然后结合无差拍预测控制思想设计了电流环控制器,采用两步预测算法解决了传统无差拍算法存在的延时问题,并且提出校正算法进一步抑制实际的预测误差;利用变速率指数滑模趋近率设计了新型无模型滑模速度控制器,减弱抖振的同时提高了系统响应速度;并设计ESO对参数失配和扰动进行估计和补偿。最后,通过仿真与半实物实验验证了所提控制策略的有效性。     

基于ESO的PMSM无差拍预测电流控制研究

在永磁同步电机调速系统中,优良的电流控制效果对系统的控制性能至关重要.为解决数字控制中存在的采样、滤波等因素带来的控制延迟,基于永磁同步电机在同步旋转坐标系下的数学模型,提出一种基于最小电流误差的无差拍预测电流控制策略.同时,为解决预测电流控制存在的对模型参数尤其是电机电感的参数鲁棒性较低的问题,结合自抗扰控制技术,在...     

一种改进的永磁电机无差拍预测控制方法

为解决数字控制方式固有的延时和开关非线性问题,提升电流环性能,本文基于永磁同步电机离散化数学模型,提出一种同时引入延时补偿和死区补偿改进无差拍电流预测的控制方法。在一个周期内,实现双步计算来补偿延时作用,并考虑逆变器开关的非线性及死区时间引起该周期内电压的变化进行电压补偿。相较于基本的预测方法,改进方法能够有效地提升动态响应和稳态精度,降低参数敏感性。     

基于扰动观测器的永磁同步电机预测电流控制

基于面贴式永磁同步电机(SMPMSM)离散数学模型,提出一种无差拍预测电流控制方法。为补偿模型误差以及电压型逆变器死区时间对电流控制精度的影响,设计两个并行的扰动观测器来实时估计模型不确定项及由死区时间和逆变器非线性所引起的扰动电压,并证明了其稳定性。实验结果表明,基于预测电流控制算法的电流环具有良好的动态性能,观测器通过补偿参数摄动及死区时间的影响,使算法具有很好的鲁棒性并抵制了电流谐波分量。     

PMSLM的无差拍预测电流控制研究

传统的无差拍预测电流控制的永磁同步直线电机(PMSLM)驱动系统,采用一个采样周期进行双步计算的方式补偿时延问题,具有动态性能好、稳态精度高等优点,但对参数偏差导致的系统参数扰动,没有较好的解决方式。在此提出一种PMSLM的无差拍预测电流控制算法,考虑到电机的电气时间常数远小于机械时间常数,利用相邻周期的电压预测方程来消去参数扰动和反电动势分量,实现对参数扰动的实时补偿。实验结果表明,所提算法计算量小,有效地减小了参数扰动对电流预测精度的影响,实现了对电流的快速准确跟踪。     

基于卡尔曼滤波滑模变结构转子位置观测器的 PMSM 无差拍控制

针对永磁同步电机(表贴式永磁同步电机)无转速传感器矢量控制系统,设计了新的滑模观测器进行转子位置和转速的观测。在通常滑模电流观测器基础上,采用sigmoid函数代替常数切换函数在一定程度上减小了抖振,采用扩展卡尔曼滤波器代替常用低通滤波器,用锁相环技术完成了转速的提取。用李亚普诺夫稳定性定理证明了设计的滑模变结构观测器的渐进稳定性。提出在同步旋转轴系下的一种基于无差拍算法的永磁同步电机离散化电流预测控制方法以提高电机电流环的性能。通过实验验证了设计的滑模观测器和无差拍控制器有效性和可行性。     

基于重复观测器的PWM整流器无差拍控制

无差拍控制的PWM整流器,其电流稳定性受控制延时以及交流电流采样通道低通滤波器的影响,文中对其影响机理进行了详细的分析,讨论了开环电流预测方法的预测精度及其由误差引起的电网电流畸变问题,提出了采用基于重复控制思想的状态观测器对电网电流进行预测的方法,以达到提高电网电流预测精度的目的。给出了重复观测器的设计方法并对其稳定性进行了分析。实验结果表明,该算法可有效减小电网电流预测的误差,改善PWM整流器无差拍控制的性能。     

基于滑模解耦的EPS用PMSM鲁棒预测电流控制

在电动助力转向系统中,基于无差拍控制的永磁同步电机电流控制算法的使用,可有效提高电流的跟踪性能。但受系统延时、电机参数摄动及外部干扰的影响,传统的无差拍控制无法保证系统对稳定性和控制精度的要求。在原系统上增加鲁棒电流预测算法后,又提出了一种基于自适应离散滑模电流解耦算法,使系统提高稳定性的同时,解决了动态耦合的影响。仿真结果表明,该算法配合鲁棒电流的无差拍控制算法,可以显著地提高电流的跟踪速度和控制精度。     

基于参数自适应的永磁同步电机无差拍预测电流控制

无差拍预测电流控制(dead-beat predictive current control，DPCC)因其响应迅速而在电机控制领域具有较大应用潜力，然而受参数敏感影响，该方法鲁棒性不高。为此，文中提出一种结合参数自适应的永磁同步电机(permanent magnet synchronous machine，PMSM)电流无差拍控制方法，以解决无差拍控制在参数失调下的鲁棒性问题。首先，介绍无差拍电流控制的基本原理。随后，重点分析在电机参数不精确的条件下，参数误差对无差拍电流控制环路的影响。针对电机参数不精确的情况，提出一种结合了参数自适应算法的预测电流控制方法，通过在线进行电机参数辨识，实时修改预测电流控制器的参数，以达到参数修正的效果。最后，对该方法的控制效果进行对比仿真验证与效果评估。结果表明，采用该方法后电流控制过程中系统鲁棒性提升明显，效果较好。     

一种新型的永磁同步发电机电流控制策略

为了提高永磁同步发电机电流控制性能,提出了一种基于积分参考补偿的改进无差拍电流控制策略,相比传统无差拍控制,改进无差拍控制利用反馈量实现了对电机电流的超前一拍估计,削弱了数字控制滞后一拍对系统动态性能的影响,显著提高了电流跟踪的动态性能;此外,在改进无差拍控制的参考电流中引入电流跟踪误差的积分补偿,提高了电流跟踪的稳态精度。仿真结果表明,该控制策略具有较高的跟踪精度与良好的动态特性。     

六相永磁同步发电机占空比模型预测直接功率控制

针对传统六相永磁同步发电机(PMSG)单矢量模型预测直接功率控制(MPDPC)电流谐波大、有功和无功功率波动剧烈的问题,提出了一种占空比合成矢量MPDPC。通过对六相整流器的最大和中大电压矢量进行重构,获得12个合成矢量,实现了对谐波电流的有效抑制。在此基础上,提出在每个周期内同时作用一个合成矢量和零矢量,并根据有功和无功预测无差拍原理计算最优占空比,进一步抑制了有功和无功功率脉动。试验结果表明,所提占空比合成矢量MPDPC可以有效减少电流谐波和功率脉动。     

单相有源电力滤波器的改进无差拍电流控制方法

针对单相并联电压型有源电力滤波器（APF）,提出了一种改进的无差拍电流控制方法。在采样过程中,以前一周期的采样值为参考值,利用自适应谱线增强器（ALE）预测下两个采样周期APF的补偿误差,使实际输出的补偿电流准确跟踪参考值,从而达到实际输出电流和参考电流误差为零的目标。通过DSP实验证明了改进的无差拍电流控制方法的可行...     

三电平有源电力滤波器的无差拍控制研究

对三电平主电路拓扑结构的并联型有源电力滤波器进行研究,首先介绍了其谐波电流检测方法、三电平主电路数学模型以及无差拍控制策略。针对三相三线制有源电力滤波器,根据所建立的主电路基于abc三相和d-q旋转坐标系下的数学模型,详细阐述了无差拍控制的原理、主电路的离散化模型。并分别提出非线性负载稳定和突变两种运行情况下谐波电流的预测算法。基于MATLAB/Simulink系统仿真分析结果表明,所提出的无差拍控制方法能很好地保证控制系统的精度和动态响应的速度。     

馈能式非线性负载模拟装置电流跟踪无差拍控制策略

为构建绿色、节能的电能质量装置测试平台,将2个电压源变换器(VSC)形成背靠背拓扑结构,搭建了一台馈能式非线性负载模拟装置。在采用数字信号处理器(DSP)进行控制时,控制延时会带来较大误差甚至使系统失稳。传统的无差拍控制忽略了延时,电流跟踪效果不理想。对传统无差拍控制进行改进,提出一种基于采样反馈电流预测的无差拍控制,通过将采样周期和载波周期的起始时刻错开一定时间,并在此时间内进行反馈电流预测,可以准确计算出下一拍所需的调制信号。最后,采用传统无差拍控制算法与改进后的无差拍控制算法,在样机上进行了实验,实验结果表明,基于采样反馈电流预测的无差拍控制算法有效提高了控制精度和时间利用率。     

基于无差拍的永磁同步电动机直接转矩控制方法研究

结合空间矢量调制和直接转矩控制的优点,提出一种基于无差拍的永磁同步电动机直接转矩控制方法。分析了传统的PWM占空比,对采样、更新时序策略存在的延时进行改进,基于永磁同步电动机的数学模型,在定子磁场dq坐标系中,以电机角速度的采样值以及经计算得到的定子、转子磁链为状态变量,引入扩张状态观测器进行变量观测,在分析磁链和转矩与电压存在的关系基础上,导出了空间矢量无差拍直接转矩控制的电压控制律。在理论分析的基础上,对控制算法进行了仿真实验,仿真结果表明系统的转矩和磁链动态响应快,相对于传统的永磁同步电动机直接转矩控制方法,该方法能够明显减小磁链与转矩脉动,具有良好的控制性能。