感应电机转矩跟踪无源控制及自适应观测器设计

针对感应电机高性能转矩跟踪控制和磁链难以直接测量问题,提出了基于无源性的转矩跟踪和自适应磁链观测器控制方案.首先基于感应电机的无源性特性设计了渐近稳定转矩跟踪控制器,重新配置了系统的平衡点,通过注入阻尼提高系统的收敛速度.然后通过将定子电流和转子磁链作为状态变量构建了自适应磁链观测器,简化了观测器结构,根据Lyapunov稳定性理论设计了自适应控制律,实现转子磁链、转速和定子电阻的在线估计.为减小转速估计误差对观测器的影响,给出了观测器增益矩阵的选择方法.仿真结果表明本文所提出的基于自适应观测器的无源控制方案能够有效提高感应电机的动静态性能.     

三相感应电机的稳定性分析

应用Lyapunov稳定性理论分析了三相感应电机电磁子系统稳定性, 讨论了电机参数时变情况下的三相感应电机电磁子系统全局一致渐近稳定和指数稳定的充分条件. 可以为交流调速系统应用自适应控制理论和智能控制的参数化逼近提供部分理论依据.     

高性能矢量控制中电机参数辨识及速度控制策略研究

电机参数的在线辨识补偿与控制器的设计是提高矢量控制系统性能的关键.基于多新息最小二乘法设计了感应电机参数辨识器,利用定子电压、定子电流和转速,估算出感应电机的转子时间常数和定子电阻;针对传统PI调节器的饱和现象,利用Anti-Wndup技术设计了速度控制器,通过引入反计算系数减小积分饱和对系统的影响,从而改善系统的动、...     

交流感应电机矢量解耦控制系统仿真研究

为了考查实际系统中异步感应电机磁场会随着电机负载(转矩)变化而呈不同程度的饱和以致电机参数非线性的影响,文章从同步速d-q坐标系下异步感应电机动态模型和矢量解耦控制的基本原理出发,引入了内模控制方法,详细设计了基于转子磁链定向和内模控制的电流调节器,分析了电流内模控制器对这种非线性参数的鲁棒性.在此基础上建立整个异步感应电机矢量控制仿真系统,并分别对忽略磁路饱和和考虑磁路饱和两种情况下的系统进行了仿真和分析.仿真和分析结果表明了电流内模控制调节器在模型匹配和失配下均能提供良好的转矩动、静态解耦效果.     

电动汽车用感应电机动态平衡点的反馈耗散Hamilton控制

针对电动汽车行驶过程中路况变化频繁,其对应的配套感应电机给定转速和负载不断变化,从而导致系统平衡点也随之变化的特点和忽略铁损引起的控制不精确的问题,研究了基于动态平衡点的计及电动汽车用感应电机反馈耗散Hamilton控制问题.首先根据感应电机的工作特性计算出平衡点,然后选取适当的状态反馈,通过预置反馈的方法建立了系统的动态模型,并基于能量耗散特性实现了对电动汽车用感应电机在动态平衡点处的反馈耗散Hamilton控制,保证了整个系统的全局稳定性.最后仿真结果验证了该控制策略的有效性.     

基于高增益观测技术的高精度感应电机磁链观测器研究

针对感应电机磁链观测的一般方法具有观测精度不高、使用的电机参数多、易受影响等问题,利用非线性微分同胚变换对感应电机强耦合非线性系统进行转化,提出一种基于高增益观测技术的感应电机磁链观测器.该观测器不需要满足状态能观的条件且计算量小,通过调节增益能够达到任意精度误差.对非线性规范型的高增益观测器进行了稳定性分析,证明了收敛性.仿真和实验结果验证了该观测器的高观测精度和所提方法的可行性和有效性.     

通用变频器及其在控制中的应用

<正> 在工业控制领域中,除了液动、气动等运动控制外,绝大多数的控制系统是电动控制系统,其最终控制对象和执行机构均为电机.通常所说的变频调速器是为控制各种感应电机而设计的,结构大多为交-直-交型的.在传动控制系统的发展过程中,由于直流电动机控制简便、易于达到高精度,曾占据了传动控制的主导地位.它的缺点是造价高,需要经常维护,动态响应较慢.而感应电动机的结构简单、坚固可靠、造价低廉,只是用传统方法难于控制.从七十年代后期至今的二十多年的时间里,微电子和计算机技术,高频大功率器件技术、传感器及检测技术为电力电子技术的发展奠定了硬件基础,而现代控制理论及其在电机控制系统中的具体应用也取得了突飞猛进的发展,从理论上简化了电机控制系统的模型,提高了系统控制精度,使以感应电机为代表的交流传动控制系统在很大程度上已经取代直流电机系统而成为电气传动控制的主流.通用变频控制器是电机控制技术经过十年发展推向市场的     

基于DSP的直线感应电机模糊矢量控制系统研究

针对直线感应电机强耦合、多变量、非线性、时变的控制特点,将模糊控制策略应用到转差频率直线感应电机矢量控制系统中;建立了计及端部效应的直线感应电机等效数学模型,设计了基于DSP的直线感应电机模糊控制系统的软硬件,采用磁链开环、速度和电流闭环的矢量控制系统,对速度模糊控制器进行了设计;对直线感应电机在起动和负载情况下的动态特性进行了仿真实验,结果表明:采用模糊控制实现的直线感应电机转差频率矢量控制系统比具有基本数学模型的传统PI控制系统具有更强的鲁棒性。     

感应电机矢量控制系统的神经网络转速辨识

为解决感应电机无速度传感器矢量控制系统的转速辨识问题,在给定的无速度传感器感应电机间接矢量控制系统中,根据感应电机的数学模型,经过一定的变换,利用电机易于检测到的定子电压和电流,以及基于BP算法的两层神经网络,用期望状态与实际状态之间的偏差来调整神经网络模型的权值,达到实时辨识电机转速的目的。该方法简单、直观,不仅利用了神经网络的优点,又能适应感应电机调速系统实时控制的要求。仿真结果验证了该方法的有效性。     

感应电机转子电阻辨识及速度控制策略

感应电机转子电阻的在线辨识和补偿是提高矢量控制系统性能的重要手段。针对感应电机模型的不确定性和非线性,基于扩展卡尔曼滤波(EKF)技术,设计感应电机转子电阻在线估计器,采用模糊控制理论,设计模糊PI速度控制器,根据系统状态的变化,以模糊控制器的输出对PI控制器参数进行修正,从而改善系统的静、动态性能。Matlab仿真结果证明了所设计的EKF转子电阻辨识器和模糊PI控制器的有效性。