基于无速度传感器的异步电机并联加权矢量控制

在工业和轨道交通领域,多电机协调控制已经得到了广泛的应用。为了解决单逆变器驱动并联异步电机在不平衡负载条件下运行的问题,本文实现了基于无速度传感器的加权矢量控制方法。本文对现有的并联加权控制方法进行改进,在负载不平衡时,根据易获得的电机转速实时计算出加权值。并联电机矢量控制的权重根据加权值进行实时调整,定子电流的d轴分量控制加权转子磁链,q轴分量控制加权转矩。电机的磁链和转速通过q轴磁链观测器观测得到。仿真和实验结果表明,加权矢量控制方法克服了平均转子磁场定向方法在负载不均衡较大时不能正常起动的缺点,同时对并联电机电流的不均衡度有所改善。     

一种无速度传感器矢量控制中电机相电流的滤波算法

在基于定子磁场的异步电机无速度传感器矢量控制系统中,核心问题在于定子磁链的准确估算。U-I模型中,定子电流的检测精度势必影响到电机反电动势的计算,最后影响磁链的大小和相位,导致磁场定向不准确,系统性能不好,工作不稳定。电机定子电流信号一般用电流霍尔检测,然后通过滤波器进行滤波得到。目前用得较多的是一阶和二阶有源滤波器进行滤波。针对以上2种滤波算法存在的问题,本文提出了另一种滤波器,即形态滤波器。     

同步磁阻电机无位置传感器控制研究

研究同步磁阻电机的电压方程及同步磁阻电机的磁链观测模型,设计了电机转速及角度的自适应观测器,实现了同步磁阻电机角速度和位置信息检测.通过MATLAB仿真建立了同步磁阻电机矢量控制模型,在改变电机速度和负载以及d,q轴电感的条件下,仿真验证了磁链观测器的准确性和鲁棒性.实验结果表明,该无位置传感器控制策略可实现同步磁阻电...     

基于扩展卡尔曼滤波器的永磁同步电机转速估计方法研究

研究了利用扩展卡尔曼滤波器(extended kalman filter, EKF)对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)矢量控制系统进行参数精确估计的方法。通过引入定子电流和电压,在线估计电机的定子磁链、电机转速和转子位置,进而实现永磁同步电机的无传感器控制。仿真结果表明EKF准确地观测了电机转速和磁链,所构建的无速度传感器矢量控制系统具有良好的控制性能。     

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。     

基于分数阶滑模观测的感应电机无速度传感器矢量控制

针对感应电机无速度传感器矢量控制中速度和磁链的观测问题,设计了一种感应电机速度和磁链的分数阶滑模观测器,该观测器综合了分数阶积分和滑模控制的优点。观测器以定子电流观测误差构成滑模面,根据李雅普诺夫定理证明了观测器的收敛性和稳定性,并设计了分数阶滑模控制律。将该观测器应用到了感应电机矢量控制系统中,实现了无速度传感器矢量控制。仿真试验表明,分数阶滑模观测器能有效减小滑模观测中的抖振,对磁链和速度有较高的动态辨识能力。而且,无速度传感器矢量控制系统在全速范围内较好的动态和稳态性能。     

基于转子磁链q轴分量的异步电机间接矢量控制转差频率校正

异步电机间接矢量控制系统在工业场合应用广泛,然而其性能易受转子电阻参数变化等因素影响。该文将定子电流矢量定向同步坐标系下的转子磁链观测器与间接矢量控制系统相结合,利用观测器得到的实际磁链计算转子磁场定向下转子磁链的q轴分量,并根据定向准确情况下转子磁链q轴分量为零的特点提出一种间接矢量控制转差频率校正方法,保证间接矢量控制系统对转子磁场的准确定向。详细介绍了该校正方法的基本原理和系统框图,并进行了稳定性分析。仿真和实验结果证明了该校正方法的有效性。     

基于MRAS全阶状态观测器的感应电机转速辨识研究

为了改善异步电机低速时磁链的畸变和运行特性,依据模型参考自适应系统原理(MRAS)设计了一种新颖的速度磁链自适应观测器,并通过对G矩阵的选择配置观测器极点.观测器以定子电流和定子磁链为状态变量,利用速度自适应律,把磁链观测与速度辨识结合起来,应用于异步电机无速度传感器矢量控制中.仿真和实验结果表明,估算转速跟踪真实转速快速、准确,建立的模型合理、有效,为交流异步电机控制系统的设计与调试提供了新的思路.     

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     

一种用于异步电机无速度传感器控制的自适应滑模观测器

针对异步电机无速度传感器中存在的对参数变化鲁棒性差的问题,研究了一种基于自适应滑模观测器的异步电机无速度传感器的矢量控制方案。自适应滑模观测器根据电机静止坐标系下的数学模型构造了转子磁链观测器,定子电流观测值与实际值的误差构成观测器的滑模面,在滑模运动下该观测器的观测值最终趋近于实际值,从而实现转子磁链的估计。电机转速由自适应方法估算得到,滑模观测器的稳定性可由李雅普诺夫稳定性证明。与其他方案相比,该方法的优点在于实现简单,对参数变化具有鲁棒性。仿真和实验对控制方案的正确性和可行性给出了验证,该观测器可以实现对转子磁链和转速的观测,且在负载扰动和给定转速变化的情况下该滑模观测器具有鲁棒性。     

基于DSP的异步电机无速度传感器矢量控制

讨论了一种异步电机的无速度传感器矢量控制系统,提出了一种新的实现电机矢量控制的控制策略,并且验证了基于电压型转子磁链观测方案中一种新的补偿方式。以TMS320F2407和VC33为核心构成控制器,实现了异步电机无速度传感器矢量控制系统。实验结果证明,该系统具有较好的定子磁链和转速观测精度,能改善低速时磁链畸变程度和运行特性,可以实现针对电机的无速度传感器的矢量控制。     

考虑磁场饱和效应的电励磁同步电机矢量控制

电励磁同步电机矢量控制系统中电压模型磁链观测器受初始定子磁链值以及电压和电流测量值的影响,采用电流模型对其进行修正可提高磁链观测器的精度。随着负载电流的增大,电机的磁路会进入饱和状态,传统线性电流模型磁链观测器误差较大,通过引入d轴饱和指数可准确描述磁场饱和状态下电机定子磁链随电流的变化规律。同步电机矢量控制实验验证了电压-电流混合磁链观测器的准确性以及饱和磁场控制的有效性。     

基于定子电流矫正的异步电机间接定子磁场定向控制

提出一种基于定子电流误差的间接定子磁场定向矫正控制方法。分析了定子dq轴电流以及定子磁链的关系,推算出q轴电流对定子磁场的去磁分量,在负载变化时加大d轴电流补偿该分量,实现定子电流dq轴分量的分解。采用了磁链开环的矢量控制,避免了传统磁场定向矢量控制在低速时磁场观测的复杂性和不准确性。然而为保证磁场定向的准确性,提出了基于定子电流误差的磁场定向矫正方法,通过分析磁场定向的超前和滞后时dq轴给定电流和反馈电流的关系,补偿到q轴电流,进而改变转差来弥补磁场定向不准带来的误差。最后,搭建了异步电机Matlab仿真模型和实验平台,结果表明,磁场定向在稳态运行和电机参数变化时有良好的矫正效果,保证控制系统的静、动态性能。     

基于改进型MRAS无轴承异步电机矢量控制系统转速辨识研究

以改进电压模型转子磁链为基础,构建了无轴承异步电机转子磁链定向无速度传感器矢量控制系统。MATLAB/Simulink仿真结果表明:与传统方法相比,所提出的改进电压模型转子磁链提高了转子磁链的观测精度;同时,基于无轴承异步电机转子磁链定向无速度传感器矢量控制系统,在空载调速和加载情况下,辨识转速和实测转速具有很好的一致性,电机能够稳定悬浮运行,充分验证了所提方案的有效性。     

基于感应电机定子磁链U-N模型的速度自适应辨识方法

文中研究了基于异步电机定子磁链U-N模型的速度辨识问题。建立了基于异步电机Γ-型参数的状态方程,给出了基于U-N模型的定子磁链观测器;基于李雅普诺夫稳定性理论推出了速度自适应律,给出了基于这种全阶磁链观测器方案的模型参考自适应速度辨识方法。研究了异步电机无速度传感器的直接转矩控制方案,建立了此方案的Matlab仿真模型进行仿真分析;在搭建的牵引电机试验平台上进行了试验研究,并给出了Matlab数字仿真结果以及试验结果。仿真结果和试验结果表明辨识转速能够准确地跟踪实际转速,证明了基于定子磁链U-N模型的速度自适应辨识方法的有效性和实用性。     

基于自适应转速判断观测器的异步电机转差频率型矢量控制系统的研究

对异步电动机的多变量、强耦合、非线性的时变参数系统进行分析研究,利用坐标变换和磁场定向原理,建立按定子磁场定向的异步电动机数学模型.在分析现有转差频率矢量控制系统的基础上,对转子磁链观测器进行了进一步的研究;比较了u-i模型法和i-n模型法转子磁链观测器的优缺点,提出了一种新型的自适应转速判断观测器模型,该模型综合了上述两种模型法磁链观测器的优点,克服了它们的不足,具有结构简单、控制准确、抗干扰性强等优良性能,使得转差频率矢量控制的异步电机调速系统,无论是在低速段还是高速段都能获得良好的动、静特性和鲁棒性.应用电机专用DSP芯片作为控制核心,设计和构建异步电机转差频率矢量控制系统.     

非线性正交磁链观测器在异步电机直接转矩控制中的研究

提出一种适合异步电机直接转矩控制的非线性正交反馈补偿定子磁链观测器,该观测器从确保磁链和反电势正交的角度出发,保证了电机在宽运行范围内定子磁链观测的准确性.试验表明:该观测器能在较宽的速度范围内精确估算电机定子磁链,实现异步电机直接转矩控制系统的高性能控制.     

非线性正交磁链观测器在异步电机直接转矩控制中的研究

提出一种适合异步电机直接转矩控制的非线性正交反馈补偿定子磁链观测器,该观测器从确保磁链和反电势正交的角度出发,保证了电机在宽运行范围内定子磁链观测的准确性。试验表明：该观测器能在较宽的速度范围内精确估算电机定子磁链,实现异步电机直接转矩控制系统的高性能控制。     

一种改进的模型参考自适应定子磁链观测器

分析了几种常用磁链观测方法,提出一种改进的MRAS(模型参考自适应)磁链转速观测器,同时辨识了定子磁链和转子转速。在异步电机按定子磁场定向控制系统中,采用定子电阻压降补偿和电流转矩分量的闭环控制,实现了定子磁链的控制,系统具有较好的鲁棒性。     

单相感应电机无速度传感器矢量控制系统

通过分析不对称单相感应电机(SPIM)在不同形态下的数学模型,解决了椭圆形磁场和电机不对称运行的问题。通过电压和电流混合模型磁链观测器计算转子磁链,并进一步计算转子磁链位置和转子转速。在三桥臂逆变器基础上,进行了基于转子磁场定向的不对称SPIM无速度传感器矢量控制仿真,验证了该控制系统的可行性与有效性。