一种改进的永磁同步电机模型预测控制

利用传统的模型预测控制算法确定下一时刻所要应用的开关状态时,需遍历变换器的全部开关状态,计算量较大,不利于在线应用。对此,提出了一种改进的永磁同步电机模型预测控制算法,通过求出期望的电压矢量角,确定电压矢量所在扇区,进而减少算法对开关状态的选择数量,使算法的计算量得到显著降低。实验结果说明,采用所提改进模型预测控制算法,系统具有较好的电流动态特性和较小的纹波电流。     

基于电感辨识的内置式永磁同步电机电流模型预测控制

为了开发内置式永磁同步电机的电流模型预测控制算法,针对被控对象模型的非线性特点在控制器的设计过程中通过扩张转速相关状态的方式获得线性的预测模型,将d-q坐标系下的定子电压和电流的二次不等式形式的约束用一系列的线性不等式来近似以简化预测算法的复杂性,由此把该模型预测控制问题转化为线性约束系统的多参数二次规划问题,通过离线求解获得全部最优控制状态反馈规律,解决了传统模型预测控制算法在线计算量大的问题.同时考虑到参数的时变特性,采用带遗忘因子的递推最小二乘法对交直轴电感参数进行在线辨识,将辨识结果用于扩张状态的参数和目标控制电压的计算中,提高了该电流控制器的鲁棒性.     

简化三电平整流器模型电流预测控制

传统三电平整流器模型预测控制算法需要对全部27个开关矢量进行在线评估,使价值函数最小的开关矢量在下一采样周期采用。然而该算法在实际实现时计算量较大,限制系统采样周期的降低,从而制约了系统整体性能的提高。本文提出了一种简化的三电平整流器模型预测控制算法,根据参考电压矢量所在扇区信息,仅选取该扇区内的开关状态进行评价。简化算法不仅大大减少了程序计算量,还获得了良好的静态和动态性能。最后实验验证了该方案的正确性和实用性,能获得良好的静态和动态特性。     

车用感应电机多模型参数在线辨识算法的研究

针对感应电机模型参数变化对电机控制性能影响的问题,提出一种感应电机多模型参数在线辨识的新算法。首先,利用龙伯格-滑模观测器对定子电流和转子磁链状态进行在线估计,其次,利用状态变量误差法设计自适应控制算法在线辨识电机的多模型参数,最后,以车用感应电机典型运行工况仿真分析研究多模型参数辨识算法的有效性。仿真结果表明该辨识算法能够跟踪电机的模型参数,误差控制在6%以内,车用电机驱动系统的静动态性能获得显著提高。     

感应电机准无差拍模型预测电流控制策略

针对中点箝位型三电平逆变器驱动的感应电机模型预测电流控制,为了缩短其在线优化耗时、提高控制性能,提出了一种感应电机准无差拍模型预测电流控制策略。建立感应电机数学模型,对电流未来值进行预测。利用无差拍原理求出给定电压,选取给定电压所在小扇区的电压矢量,建立目标函数进行滚动优化,选取最优电压矢量对应的开关状态作为逆变器未来输出状态。同时引入全阶闭环磁链观测嚣,提高磁链观测的准确度;进行系统延时补偿,提高电机控制性能。仿真和实验结果表明,基于此种控制策略的调速系统,计算耗时小,转矩和电流动静态性能优良。     

参数在线辨识的大功率开关磁阻电机可逆控制

为了减小开关磁阻电机模型参数变化对电机性能的不利影响,采用最小二乘法对磁链模型参数进行在线辨识,建立了以参数在线辨识模型为基础的磁链控制器,实现了对大功率开关磁阻电机的可逆运行控制.三相12/8极100kW开关磁阻电机的实验结果证实了参数在线辨识算法对于磁链的估算误差小于3%,并且在开关频率10kHz的条件下,理想方波电流给定下误差小于5%.采用参数在线辨识模型的大功率开关磁阻电机调速系统在煤矿生产现场的运行结果证实了方案的可行性和有效性.     

基于模型参考自适应参数辨识的永磁同步电机电流预测控制

在永磁同步电机运行过程中,电机参数时变使得电流预测控制器的模型参数和实际电机参数不匹配,导致其控制性能下降。提出了基于模型参考自适应系统(MRAS)的改进电流预测控制方法,利用旋转坐标系下d、q轴电流方程作为参考模型,基于Popov超稳定理论构建永磁同步电机的电感和磁链在线辨识系统,将得到的辨识参数应用于电流预测控制模型中,实现控制模型参数的在线更新。分析与仿真结果表明该方法能够有效地提升在电机参数变化下的电流预测控制性能。     

基于电感辨识的PMSM电流自适应增量预测控制

为了提高永磁同步电机电流增量预测控制策略的参数自适应性,提出一种基于增量式模型参考自适应的电感在线辨识算法。该算法使用永磁同步电机的增量模式的电压方程作为可调模型,以实际电机作为参考模型,建立基于模型参考自适应的参数辨识机制,在线辨识交直轴电感;通过判断激励信号的有效性去除噪声等非理想因素的影响,消除辨识结果的稳态波动。研究结果表明,所提出的增量式模型参考自适应算法可以辨识出准确的电感参数,避免辨识结果的频繁波动,显著提高增量预测控制策略对模型参数的自适应性,同时计算量少,对电机参数依赖度低。仿真和实验结果验证了所提方案的有效性。     

基于Adaline神经网络参数辨识的PMSM鲁棒电流预测控制

针对复杂工况下永磁同步电机存在模型参数失配导致控制系统性能下降的问题，提出一种基于参数在线辨识的鲁棒电流预测控制方法。首先，建立永磁同步电机预测控制模型，详细分析电磁参数失配对电机响应电流及输出转矩和转速的影响。然后，设计了基于Adaline神经网络的参数在线辨识器，并在传统的权值调整算法上，提出一种应用于电机参数辨识系统的新型动态混合最小均方算法。最后，利用在线辨识的参数来实时更新电流预测控制器中的参数，以避免参数失配对控制系统性能的影响。通过仿真和实验验证了所提方法和新型算法的可行性和有效性，其结果表明了该方法不仅能够实现精准在线跟踪电机参数的变化，而且有效抑制了参数失配导致的响应电流偏差。     

一种永磁同步电机失磁故障容错预测控制算法

针对永磁同步电机失磁故障导致牵引系统带负载能力降低的问题,提出一种基于磁链在线检测容错预测控制算法。首先,根据永磁同步电机预测控制模型,详细分析了永磁体发生失磁故障对电流控制和电机运行状态的影响。其次,设计了基于滑模变结构的观测器,利用滑模变结构等值控制原理,建立了实时估计永磁体磁链算式。通过永磁体磁链算式,进而计算状态电流观测值。最后,提出了容错预测控制算法。该算法将状态电流观测值作为反馈量输入到容错预测控制器中,以使响应电流准确跟踪给定电流,从而达到容错控制的目的。通过仿真及实验验证,证明了所提算法的可行性和有效性。     

具有参数辨识的永磁同步电机无位置传感器控制

转子磁极位置估计的准确性决定永磁同步电机无位置传感器控制系统的性能,为了实现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。根据实际冰箱制冷系统需求,采用模型参考自适应系统构建无位置传感器矢量控制方案,在仿真研究电机参数变化对位置估算影响的基础上,提出了一种具有参数辨识的内埋式永磁同步电机无位置传感器控制方案。利用电机的电流模型,运用扩展卡尔曼滤波器对转子磁链和交轴电感同时进行在线辨识,并将辨识出的参数用于更新无位置传感器矢量控制算法中的电机模型。仿真和实验结果表明,参数辨识算法可以有效地辨识出实际的转子磁链和交轴电感,具有参数辨识的无位置传感器矢量控制方案可行有效,在压缩机厂商提供的电机参数存在一定误差的情况下可以保证冰箱制冷系统的性能。     

基于模型预测控制的永磁同步电机参数辨识

为了达到永磁同步电机系统的动态响应快、稳态误差小、控制精度高的要求,采用模型预测控制设计转速控制器和电流控制器分别代替传统矢量控制系统的转速PI控制器和电流PI控制器,又因预测控制器较依赖于电机模型参数,易在电机运行过程产生参数失配现象,提出模型参考自适应方法对基于模型预测控制的永磁同步电机进行在线多参数辨识,以保证电机控制系统的性能要求,为了解决多参数辨识存在的欠秩问题,采用模型参考自适应分步辨识策略,以准确辨识电机模型参数,并在MATLAB/Simulink上仿真验证了所描述方法的有效性和可行性。     

直线感应电机在线参数辨识

直线感应电机存在动态边端效应,励磁电感等参数随电机运行速度变化,离线参数辨识方法无法准确掌握电机参数,导致控制电机动态性能变差。本文采用模型参考自适应系统进行直线感应在线参数辨识,推导了直线感应电机状态空间方程,提出一种直线感应电机励磁电感在线辨识的算法。本文建立的电机状态观测器能够准确计算初级电流与次级磁链,参数辨识算法收敛性较好,实验和仿真结果表明电机励磁电感参数计算准确,能够正确反映动态边端效应对电机励磁参数影响的物理特性,即电机励磁电感随速度增加而减小。     

基于Lyapunov稳定性的超声波电机模型参考自适应转速控制

超声波电机有着明显的非线性特征,采用自适应控制方法可以得到较好的控制性能。但是,过于复杂的控制算法,会限制其工业化应用。本文给出一种简单的模型参考自适应控制方法,在线计算量小,不需模型参数的在线辨识。实验表明了所提方法的有效性。     

感应电机预测控制改进算法

针对反电势电机模型计算电流矢量导数时进行微分运算造成系统内部高频噪声放大的问题,提出一种感应电机预测控制改进算法。使用转子磁场坐标系下的电机模型代替反电势电机模型,进而在计算电流矢量的导数的过程中避免了微分运算,在计算过程中不会对系统内的高频噪声造成放大,减小了预测控制算法在选择最优开关状态时出错的几率,进而提高了系统的鲁棒性,使预测控制算法的控制性能得到进一步的提高。仿真结果验证了改进方法的可行性,同时对比原方法和改进方法的仿真结果可以发现在同样的条件下改进方法能够更好的抑制电流畸变,降低转矩波动。     

双向准Z源逆变器驱动永磁同步电机的快速有限集模型预测控制

双向准Z源逆变器驱动永磁同步电机(PMSM)系统在兼具Z源逆变器和PMSM优点的同时,还可实现能量的双向流动。针对双向准Z源逆变器驱动PMSM系统的特点,提出一种快速矢量选择有限集模型预测电流控制(FCS\|MPCC)策略。由双向准Z源网络直流链电压闭环与PMSM电磁功率前馈生成电感电流参考值,由电机转速闭环生成电机电流参考值。通过预测直通(ST)及非直通(NST)状态下的电感电流值并引入电感电流子代价函数以确定是否选择ST状态,进而实现对直流链电压的控制。在NST状态下,结合空间电压矢量脉宽调制策略,仅使目标电压矢量所在扇区的4个矢量参与PMSM定子电流预测和代价函数计算,以选择最优的开关状态,在实现对PMSM转速控制的同时减小在线计算量。仿真结果表明,所提控制策略可实现对双向准Z源逆变器的升压及PMSM牵引或制动工况下的转速控制,系统具有良好的稳态及动态性能。     

行波超声电机极点配置自校正转速控制

研究两相行波超声电机的转速控制策略,采用基于阶跃响应的系统辨识方法,建立能够反映超声电机系统主要非线性特征的控制模型。在此基础上,设计了极点配置转速控制器。随后针对超声电机非线性对控制性能的影响,设计了基于模型增益的控制器参数自校正算法,实现了有效的超声电机转速闭环控制。所提控制算法在线计算量小,实验表明了其有效性。     

永磁同步电机自适应鲁棒电流预测控制

针对传统永磁同步电机电流预测控制易受电机内部参数摄动影响的问题,研究一种考虑电机内部参数摄动的自适应鲁棒电流预测控制算法。基于Lyapunov稳定性判据,设计自适应扰动观测器在线观测d,q轴系统扰动,用以实时补偿电流预测控制器的输出电压,校正系统扰动引起的模型失配,提高电流预测控制的抗参数摄动性能。实验给定永磁同步电机定子电阻、电感以及转子磁链三种参数摄动情况,结果验证了该自适应鲁棒电流预测控制算法的优良性能。     

感应电机基于转矩预测控制方法研究

针对感应电机直接转矩控制在低速时存在转矩脉动大的缺点,将广义预测控制算法应用于感应电机的直接转矩控制系统中。该算法直接作用于直接转矩控制中的转速控制,不依赖于电机的具体模型,通过系统辨识与参数估计获得算法模型,具有在线辨识、滚动优化和对模型的要求不高等优点。给出感应电机的广义预测控制的控制律,并对该方法进行仿真及实验研究。结果表明,所提出的广义预测控制算法有效地减小了直接转矩控制在低速时的转矩脉动,且具有较好的动态响应特性。     

基于弱磁升速的永磁同步电机模型预测控制

针对永磁同步电机在弱磁过程中容易产生转矩脉动的问题,在弱磁控制的基础上设计了有限集模型预测控制.有限集模型预测(Finite Control Set Model Predictive Torque Control,FCS-MPC)控制算法的实现需要利用整流器有限开关的状态特点,和电机的数学模型来预测系统的未来状态.同时,构造系统的目标函数,采用遍历法,在线进行寻优选出系统的最优开关状态.最后将目标函数选择的最优开关信号作为控制信号,以使系统稳定性更好.仿真和实验结果表明,所提出的控制策略使永磁同步电机的转矩脉动小、鲁棒性更好。