永磁同步电动机无位置传感器控制系统的一种算法研究

为了准确检测的位置信息,在分析永磁同步电动机数学模型的基础上,将滑模变结构控制应用于永磁同步电动机的控制系统.采用滑模状态观测器算法对电动机转子位置进行估算,从而实现了对无位置传感器型永磁同步电动机的转子磁场定向矢量控制.实验结果表明,滑模状态观测器算法对转子位置跟踪准确,系统具有较好的鲁棒性.     

基于推广卡尔曼滤波算法的永磁同步电机无位置传感器控制

介绍了一种基于推广卡尔曼滤波算法的永磁同步电机无位置传感器控制方案.利用推广卡尔曼滤波模型,由DSP(TMS320LF2407)实时估算电机的转角θe和转速ωe,使定转子磁场始终保持合适的位置并同步,利用空间矢量电压对系统进行矢量控制,实现调速.仿真结果表明,所提出的永磁同步电动机(PMSM)无传感器控制方法具有较强的鲁棒性和满意的性能.     

电压矢量定向的PMSM转子初始位置测量方法及应用

永磁同步电动机控制系统采用矢量控制时需要精确的转子位置信号以实现磁场定向控制。从永磁同步电动机的数学模型出发,提出了一种新型的基于电压矢量定向的转子位置测量方法,可以实现安装绝对值编码器的永磁同步电动机的转子初始位置补偿角的计算。在永磁同步电动机驱动控制系统中对该方法进行了实验验证和应用。实验结果表明,使用该方法的永磁同步电动机转子初始位置测量算法简便,无需电流传感器工作,初始定位不存在抖动,系统编程容易实现。     

基于UKF的永磁同步电动机无传感器矢量控制研究

针对扩展卡尔曼滤波状态估计为有偏估计,对模型误差鲁棒性差等问题,将无轨迹卡尔曼滤波引入永磁同步电动机控制中,研究了基于无轨迹卡尔曼滤波的永磁同步电动机无传感器矢量控制策略,利用永磁同步电动机dq坐标系下的非线性模型和无轨迹卡尔曼滤波技术建立了无轨迹卡尔曼观测器,该观测器不需要电机机械参数和电机转子初始位置信息,可以实时估计电机定子直轴电流、定子交轴电流、转子位置和转速.仿真研究表明,所设计观测器能准确估计电机直轴电流、交轴电流、转子位置和转速,具有较好的速度响应特性,并对转子初始位置误差具有较快的收敛特性.该观测器也对系统参数摄动、外部干扰、测量误差、过程噪声和测量噪声具有很强鲁棒性.     

永磁同步电动机高精度调速中的锁相控制

论述了调速系统基于DSP产生的高精度旋转磁场，利用转子磁场相位校正算法，通过光电编码器实现对永磁同步电动机转子磁场相位的锁相控制，采用定子磁链定向方法以及串联PID校正的闭环控制来提高电机低转速的精度要求。     

基于转子磁场定向控制的PMSM伺服系统建模仿真

在分析永磁同步电动机（PMSM）数学模型的基础上，建立了的转子磁场定向矢量控制的PMSM伺服系统模型。系统采用位置、转速和电流三闭环控制，其中位置环和速度环采用经典的PI控制，电流环采用转子磁场定向矢量控制，以实现瞬时的转矩调节。仿真模拟了PMSM的恒转矩起动、恒功率运行以及负转矩制动的全过程，实现了位置伺服的精确控制。     

基于扩展卡尔曼滤波器的永磁同步电动机无传感器矢量控制

永磁同步电动机无传感器矢量控制中,鉴于直接计算法需要精确的数学模型、滑模观测器由于开关切换动作的不连续造成的抖振问题以及智能算法特别复杂的缺点,基于两相静止α-β坐标系下的数学模型,提出了采用扩展卡尔曼滤波算法实现转速和转子位置估计的方法,并运用Matlab/Simulink仿真实现.仿真结果表明,在转子初始位置未知的情况下,永磁同步电动机空载运行时扩展卡尔曼滤波算法估计的转子转速和转子位置值能够快速、无误差的收敛到实测值,额定负载运行时,该算法观测值与实测值存在误差但在允许范围内.该仿真实验验证了扩展卡尔曼滤波算法的有效性.     

直驱永磁同步风力发电机无位置传感器控制

为了在无位置传感器的情况下,实现对直驱式永磁同步风力发电机的矢量控制,研究用简化卡尔曼滤波器进行电机转子位置和转速估计的方法.选取转子位置和转速作为状态变量,两相定子电流作为输入,建立了基于简化卡尔曼滤波器的永磁同步发电机状态估计离散模型,采用转子磁场定向的控制策略,实现了无位置传感器矢量控制.仿真结果表明:这种方法能够准确估计出电机的转子位置和转速信息,动静态性能良好,并基于此实现了最大功率追踪控制.     

基于卡尔曼滤波的永磁同步电动机位置检测

研究了一种基于卡尔曼滤波的永磁同步电动机位置检测方案。在永磁同步电动机的矢量控制中,转子位置的检测精度对于控制性能十分关键。低成本的应用场合中,常采用3个空间互差120°的开关型霍尔来检测当前转子位置,但是霍尔安装误差、磁场分布不均匀等原因均会造成霍尔传感器之间的不一致,进而产生位置检测偏差。针对该问题,介绍了一种基于卡尔曼滤波的检测方案,结合霍尔的测量值,对真实的转速和位置进行观测。同时考虑了角加速度,对加减速段进行处理,使之数学模型更贴合实际。仿真和实验表明,所介绍的位置检测方案能够有效提高检测精度。     

基于IRMCF341的永磁同步电动机转子位置检测

永磁同步电动机无需励磁电流,运行效率和功率密度都很高,但它的高性能控制需要精确的转子位置和速度信号去实现磁场定向。提出一种基于IRMCF341的新型位置估计算法,利用IRMCF341电机控制专用芯片,设计了PMSM无位置传感器全数字方案,实验结果表明该系统性能优良,可以广泛应用于永磁同步电机的驱动系统中。     

基于EKF的感应电机无传感器矢量控制

介绍了一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)实现感应电机转子位置和速度估计的方法。该方法通过测量电机的端电压和流过定子线圈的电流在线估计电机转子的位置和速度,实现了感应电机的无传感器矢量控制策略。感应电机无传感器矢量控制系统采用双闭环控制,仿真结果验证了该算法的可行性。     

基于扩展卡尔曼滤波器的永磁同步电机转速和磁链观测器

为了取消永磁同步电机控制中的机械传感器，获得直接转矩控制中需要的电机磁链信息，设计了一种基于扩展卡尔曼滤波器的永磁同步电机转速和磁链估算方法。选取定子固定坐标系下定子磁链、电机转速和转子位置为状态变量，电压和电流作为输入、输出量，建立估算定子磁链、电机转速和转子位置的EKF滤波器系统。采用空间矢量调制的直接转矩控制策略，有效减小了直接转矩控制方法的转矩脉动，并保持了功率器件恒定的开关频率。实验结果表明EKF准确地观测了电机转速和磁链，所构建的无速度传感器DTC控制系统具有良好的转速和转矩控制性能。     

基于磁场定向控制理论的无刷直流电机控制

磁场定向控制(FOC)理论是永磁同步电机(PMSM)最常用的控制方法之一。该方法需要电机转子瞬时精确位置,因此限制了其在使用霍尔位置传感器的无刷直流电机(BLDCM)上的应用。为了能够在BLDCM上应用FOC理论,又不增加电机成本,在现有霍尔位置传感器的基础上,提出了一种根据霍尔传感器的输出信号,通过计算前一个扇区平均转速的方法估计转子精确位置。使用MATLAB/Simulink软件对该估算方法进行了仿真,并搭建了以TI的TMS320F28069 DSP为核心的试验系统,通过自动代码生成技术完成算法的编程,可以较好地应用于BLDCM的控制,在一些应用场合可以代替PMSM从而降低使用成本。     

采用扩展卡尔曼滤波磁链观测器的永磁同步电机直接转矩控制

提出利用卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)观测器对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)直接转矩控制(direct torque control,DTC)系统进行精确参数估计的方法。通过检测定子电压和电流,应用EKF观测器精确估计电机的定子磁链、电机转速和转子位置,间接估计转矩,近而实现PMSM的无速度传感器控制;同时改进常规的EKF估计状态方程,提高速度估计的精确性,并证明了基于EKF的控制系统的稳定性定理。仿真结果表明该方法减小了系统的非线性、参数变化以及干扰带来的影响,EKF能够准确估计状态变量,提高了直接转矩控制的性能。     

基于遗传算法辨识噪声模型的异步电机闭环卡尔曼速度估计

用扩展的卡尔曼滤波器(EKF)估计异步电机闭环矢量控制系统中速度变量／转子磁链的难点是,系统运行的消息噪声和测量噪声模型不易准确获得,而滤波估计的精度和收敛性主要受其影响。为此,提出了一种基于遗传算法(CA)的磁场定向闭环系统噪声协方差全局寻优方法,解决了噪声模型难以辨识的实际问题。仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于滑模观测器的永磁无轴承电机控制

在永磁无轴承电机转矩系统的磁场定向控制策略的基础上,提出了一种基于滑模观测器的永磁无轴承电机转子位置-速度的观测方法。通过检测转矩绕组电流对转子位置进行估测,实现了无轴承电机的无速度传感器运行。给出了基于滑膜观测器无速度传感器运行控制的永磁无轴承电机系统框图和控制程序流程,并对观测器的效果进行了试验研究,结果表明了该观测器的可行性和实用性。     

感应电机的无速度传感器逆解耦控制

提出了一种基于扩展的Kalman滤波器的感应电机无速度传感器逆解耦控制方法.首先采用逆系统方法将感应电机的转速与转子磁链进行动态解耦,其次由扩展的Kalman滤波器(EKF)对转速及转子磁链进行实时估计,最后由线性综合方法设计转速和转子磁链闭环调节器,从而实现感应电机的无速度传感器逆解耦控制.仿真结果表明EKF可在整个调速范围内进行高精度的转速和磁链估计,系统具有优良的动态和稳态控制性能     

基于扩展卡尔曼滤波的无速度传感器无刷双馈感应电机直接转矩控制

本文提出了一种基于扩展卡尔曼滤波的无速度传感器无刷双馈感应电机直接转矩控制策略。通过对三相无刷双馈感应电机在转子速度坐标系下的数学模型进行分析,推导出系统的状态方程和观测方程,实现基于扩展卡尔曼滤波算法的转子速度和功率及控制绕组磁链的估计。根据磁链的估计值计算出电磁转矩,并通过对控制绕组磁链进行定向和逆变器开关状态的判定实现无刷双馈感应电机的转矩控制。仿真结果表明,在速度给定阶跃变化、负载突变的情况下,所提控制策略均能实现对转速和磁链的精确估计,系统运行稳定。     

基于滑模观测器的表贴式PMSM控制策略研究

在深入分析磁场定向控制理论和永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,简称PMSM)数学模型的基础上,介绍了一种新的滑模变结构控制算法,它将反电动势估算值引入到反电流观测的反馈计算中,这种算法应用于PMSM矢量控制系统的状态观测,可提高转子磁链位子角的估算精度和系统的稳定性.另外,针对传统的双闭环启动方式中存在的电流和转速过冲现象,介绍了一种渐进式软启动控制策略.最后,采用TMS320C24x验证了控制策略在PMSM控制系统中的优良调速性能.     

三电平扩展卡尔曼滤波异步电机滑模控制

传统异步电机闭环控制中转速和磁链外环采用比例积分(PI)控制,针对其有超调和动态响应慢等问题,提出了一种新型的滑模控制器用于外环转速和磁链控制,改善了动态性能.采用五阶扩展卡尔曼滤波(EKF)来估计转速和磁链并用于闭环反馈,进一步研究了引入转矩观测后的六阶EKF,考察了转动惯量对速度估计的影响,在三电平逆变器驱动异步电机平台上进行了各种实验.结果表明,基于EKF和滑模控制的无速度传感器控制系统在较宽的速度范围内具有良好的动静态性能.