基于PI控制器的PMSM矢量控制

在结合三相永磁同步电机(PMSM)数学模型的基础上,通过基本数学模型的介绍和简单推导,结合Park变换和Park反变换的有关公式和相关仿真模型,对三相永磁同步电机的PI控制做出了简单的推导和改良,并最后展示了基于PI控制器的PMSM矢量控制的仿真建模.在改良的过程中,通过Matlab/Simulink平台搭建基于PI调...     

基于模糊PI控制的PMSM位置伺服系统仿真

本文在分析了永磁同步电机(PMSM)数学模型的基础上,在Matlab的Simulink环境下构建了隐极式永磁同步电机位置伺服系统的仿真模型。控制系统采用经典的三闭环结构,其中电流环采用id=0的矢量控制策略,速度环采用PI控制,位置环采用模糊PI自适应控制,自适应控制通过Matlab软件编程。文中给出了系统各模块仿真模型的建立方法,并针对工程系统实际参数,进行了负载突加突卸时位置、速度和转矩瞬态过程仿真与分析。结果表明,该系统抗干扰性好,能快速准确地跟踪位置及转速给定。     

粒子群蛙跳模糊神经网络的PMSM转速控制器设计

设计一种基于粒子群蛙跳算法(PSO-SFLA)优化的递归模糊神经网络(RFNN)控制器,并将它作为PMSM调速系统的转速控制器。仿真分析及实验验证了该系统能抑制常规PI转速控制滞后和动态响应性能较差的缺陷,具有响应快,抗干扰和鲁棒性强的特性。     

基于简化模糊规则的超声波电机模糊PI转速控制

针对超声波电机运行过程中表现出的非线性及时变特性,给出一种模糊PI控制策略。为减少模糊调节器的在线计算量,提高转速控制的实时响应速度,在保证控制性能符合期望的前提下,通过分析每一条模糊规则对转速控制性能的影响程度,保留影响大的规则、剔除影响小的规则,从而将模糊规则数量减少了87%。仿真结果证明了所述方法的有效性,且电机控制性能良好。     

基于模糊PI的PMSM交流步进控制下电流的控制

阶梯型离散电流在某一阶段要保持恒定值,而在电机步进时刻又要发生跳变,呈现严重的非线性,通常的电流控制方法很难在高压下得到理想的阶梯型离散电流。增量型PI控制方法是一种适合步进控制的方法,而模糊算法对非线性有很强的处理能力,结合这两种控制方法的优点和梯形电流的特性提出了梯形电流的模糊增量型PI控制方法。实验结果表明该控制方法对永磁同步电机(PMSM)步进控制下的梯形离散电流具有良好的控制效果。     

基于模糊PI控制的永磁同步电机转速脉动抑制

高精度宽调速范围伺服系统研究的内容之一是转速脉动抑制问题.在给出了含有脉动量的转矩模型基础上,针对该脉动量的不确定性,提出了在系统速度环上利用参数自整定PI模糊控制器实现减小转速脉动的方法,经与常规PI控制器仿真比较,该控制器性能良好,并使系统具有较强的鲁棒性.     

一种双模糊PI控制器在PMSM控制系统的研究

针对模糊自整定PI控制器的不足以及永磁同步电机(PMSM)矢量控制系统的非线性、参数时变等特点,为进一步改善永磁同步电机控制系统性能,在基本二维模糊PI控制器的基础上引入了一维模糊控制器,构成了一种双模糊PI控制器。对所提出的双模糊PI控制器的输入输出关系进行理论推导并进行结构解析,得出该控制器是一种非线性的变参数PID控制器。在SIMULINK中构建系统仿真结构框图,进行仿真分析。仿真结果表明所提出的双模糊PI控制器使得PMSM具有更好的稳态性能和抗干扰性能。     

基于蜻蜓算法分数阶 PI 的 PMSM 矢量控制优化

针对永磁同步电机双闭环矢量控制系统中整数阶 PI 控制器存在动态响应速度慢、鲁棒性不强的问题,提出一种采用蜻 蜓算法与分数阶 PI 控制相结合,对系统的转速外环和电流内环进行参数离线整定的方法。 将待优化参数看作是蜻蜓在搜索空 间中搜寻食物源的最优个体所处的空间位置,并利用误差性能指标 ITAE 作为其目标适应度函数。 分别对传统工程经验整定 整数阶 PI、蜻蜓算法整定整数阶 PI、蜻蜓算法整定分数阶 PI 和粒子群算法整定分数阶 PI 的电机调速性能进行仿真和实验对 比。 结果表明,蜻蜓算法优化的分数阶 PI 控制器具有提高系统的动态响应性能,减小超调量和增强鲁棒性的优势,证明了优化 策略的优越性。     

基于模糊PI控制的无刷直流电机转速阶跃响应

为了验证模糊PI控制器响应的快速性和鲁棒性,提出了一种单一变量的实验方法。实验中,采取阶跃输入、无刷直流电机等不变量,控制器的类型为单一变量,包括双闭环PI控制器、模糊PI控制器和双模糊控制器,并针对3种控制器分别建立仿真模型并分析了电机响应波形。实验结果表明,模糊PI控制器的阶跃响应调整时间为0.01 s,相较于双闭环PI控制器的0.03 s和双模糊PI控制器的0.012 s,调整时间最短。模糊PI控制器的外加扰动的波形扰动峰值为1.1 r/min,调整时间为0.02 s,相较于双闭环PI控制器的1.3 r/min的扰动峰值和0.03 s的调整时间以及双模糊控制器的1.4 r/min的扰动峰值和0.02 s的调整时间,模糊PI控制器扰动峰值最低,调整时间最短。因此,模糊PI控制器结合了经典PI控制器和模糊控制器的优点,响应灵敏且鲁棒性强。实验研究验证了模糊PI控制的有效性和可行性。     

基于自适应模糊PI的PMSM定子电流最优控制

根据永磁同步电动机(Permanent Magnet Synchronous Motor,简称PMSM)的数学模型和转子磁场定向控制策略,建立了采用定子电流最优控制的PMSM驱动系统。利用模糊控制构建自适应模糊PI控制器,实现转速和电流双闭环控制,提高了系统的动态和稳态性能。为使电动机在整个运行速度范围内能输出最大功率,采用交轴电流参考由模糊PI环节给出,直轴电流参考分段,即恒转矩、弱磁扩速及恒功率段,计算给出定子电流最优算法。实验结果表明,基于模糊PI控制的系统模型具有动态响应快、稳态精度高及抗干扰能力强等优点。     

基于模糊PI滑模观测的PMSM位置检测

为了提高调速系统的快速性、稳定性和鲁棒性,引入基于模糊控制理论的模糊PI来替代传统PI,然后从反电动势中提取转速和转子位置信号,实现了永磁同步电机转子位置检测,最后利用Matlab平台对提出方法进行验证。实验结果表明:模糊PI滑模观测器不仅鲁棒性强,而且在一定程度上提高调速系统的快速性、稳定性、可靠性,同时降低超调量、抑制抖振,在动态性能和精度上与传统PI滑模观测器比较有一定提高。     

基于三级模糊自适应PI控制的VSC-HVDC控制器设计

研究了基于传统模糊控制的VSC-HVDC控制系统,提出了一种新型的控制策略.基于线性反馈化理论,对内电流环进行了精确建模.同时,在设计外环控制时,将整个系统的控制过程细分为三个阶段,不同的阶段采取不同的控制方法.分析了该方法实现的机理,并基于Matlab与PSCAD仿真软件的互连,对其进行了软件仿真验证.结果表明,该方法能在保持传统模糊控制具有良好动态性能的同时,提高系统启动阶段控制性能,消除传统模糊控制产生的抖振现象从而改善稳态控制的效果,具有优良的综合性能.     

基于三级模糊自适应PI控制的VSC-HVDC控制器设计

研究了基于传统模糊控制的VSC-HVDC控制系统,提出了一种新型的控制策略。基于线性反馈化理论,对内电流环进行了精确建模。同时,在设计外环控制时,将整个系统的控制过程细分为三个阶段,不同的阶段采取不同的控制方法。分析了该方法实现的机理,并基于Matlab与PSCAD仿真软件的互连,对其进行了软件仿真验证。结果表明,该方法能在保持传统模糊控制具有良好动态性能的同时,提高系统启动阶段控制性能,消除传统模糊控制产生的抖振现象从而改善稳态控制的效果,具有优良的综合性能。     

基于模糊参数优化的PMSM反推直接转矩控制

针对永磁同步电动机(PMSM)传统直接转矩控制(DTC)低速运行时存在的磁链转矩脉动大,逆变器开关频率不恒定等问题,提出了一种基于模糊参数优化的永磁同步电机反推直接转矩控制方法。实验结果证明了基于模糊参数优化的反推直接转矩控制可以有效地减小传统直接转矩控制中的磁链和转矩脉动,使逆变器工作在恒定的开关频率下,并且可实现对反推控制器参数的在线优化,大大节省了控制系统调试时间。     

基于模糊PI双环PMSM转矩脉动抑制研究

针对单转速环PI参数自整定控制的PMSM系统在负载突变情况下转矩脉动较大的问题,提出了一种转速环、电流环同时采用模糊PI参数自整定控制的方法。首先选取控制精度高、适用于转速环、电流环参数摄动范围的论域及量化、比例因子,然后制定计算量小、灵敏度高的隶属度函数和保证响应速度、限制超调的模糊规则,再建立转速环、电流环同时采用参数自整定模糊PI调节器的双闭环PMSM系统,能在转速超调量小、恢复时间短的同时,通过模糊控制实时在线调整电流环PI参数,减小电流波动从而抑制电磁转矩波动。仿真结果表明此方法下系统在负载突变时转矩的波动得到了明显抑制,增强了系统的抗干扰性和鲁棒性。     

PMSM伺服系统速度环PI控制器参数自整定及优化

针对PMSM伺服系统PI参数自整定方法依赖系统数学模型精确度或优化时间长、整定效率低的问题,提出一种将基于模型和规则的参数自整定思想相结合的参数自整定及优化策略。首先以伺服系统的数学模型为基础,利用速度环开环截止频率和相角裕度等频域性能指标来设计出一个较为适当的速度环PI参数;然后以ITAE为系统阶跃响应的评价函数,并在理论设计的PI参数附近利用二自由度迭代整定法搜索使评价函数获得最小值的速度环PI参数,从而得到使伺服系统工作在最优控制性能的PI参数。实验结果证明,通过该方法优化后的速度环PI参数能使伺服系统具有良好的动态跟踪性能和较强的负载抗扰性。     

基于蚁狮优化算法分数阶PI的PMSM矢量控制

针对永磁同步电机(PMSM)双闭环矢量控制系统中传统工程经验比例积分(PI)参数整定易出现超调、振荡、鲁棒性不强等问题,提出采用分数阶PI(FOPI)控制器应用于系统的转速外环,并利用蚁狮优化(ALO)算法对FOPI控制器进行参数优化.该算法利用自然界中蚁狮狩猎蚂蚁的过程,将待优化的参数看作蚁狮个体所处空间位置,并利用...     

基于模糊PI控制的EV-HESS能量利用效率优化

现阶段模糊PI控制策略的滞后响应会带来电动汽车大功率需求时锂离子电池的瞬间大电流供电,从而加剧锂离子电池极化内阻的增加,进而降低系统供能效率。针对此问题,提出一种优化的模糊PI控制策略。该策略将锂离子电池和超级电容SOC作为控制量,并结合电池电流变化情况确定各储能电池的输出能量分配,通过改进PI控制对锂离子电池和超级电容电流进行偏差调整。最后,搭建了仿真平台,验证了所提策略的理论分析。     

基于反步控制的PMSM转速跟踪研究

针对永磁同步电机(PMSM)数学模型中的非线性耦合,采用反步设计方法设计一个非线性控制器。该控制器能使伺服系统的转速、电流能够完全跟踪给定而不受非线性因素的影响。然后,利用Lyapunov稳定性理论和Barbalat引理证明了反步控制器的稳定性。最后,根据所设计的控制器搭建实验平台,实验结果显示伺服系统的转速和电流具有很好的跟踪性能和抗干扰性能。     

MMC-HVDC系统的模糊PI优化控制

MMC-HVDC(基于模块化多电平换流器的高压直流输电)是近几年我国电力系统的重点研究方向。为了优化MMC-HVDC系统控制策略,将模糊控制和PI(比例积分)控制相结合,设计了模糊PI控制器,实现对PI参数进行实时调节的功能。使用MATLAB/Simulink仿真软件搭建了双端有源31电平MMC-HVDC系统仿真模型,对比分析传统PI控制器和模糊PI控制器下的仿真波形。分析结果表明,所设计的模糊PI控制器能有效提高双端有源MMC-HVDC系统的稳态响应特性和鲁棒性,提高电能质量。