基于自抗扰速度调节器的矩阵变换器驱动 永磁同步电机直接转矩控制

针对永磁同步电机（permanent magnet synchronous motor,PMSM）系统,采用矩阵变换器（matrix converter,MC）驱动方式,提出了基于自抗扰技术（active disturbance rejection control,ADRC）的直接转矩控制（direct torque control,DTC）策略．用MC替换常规交—直—交变换器,以提高系统输入侧功率因数（power factor,PF）;用ADRC替换常规电机调速系统中的PI速度调节器,以提高系统的鲁棒性．首先,建立MC驱动PMSM系统的数学模型,并给出ADRC速度调节器和MC驱动PMSM的DTC设计思路和方法．基于ADRC的DTC策略能够使MC驱动的PMSM系统稳定运行,具有较好的转速和转矩控制效果,且输入侧PF能够达到1．然后,将其与基于PI的DTC策略相比较,该策略具有更强的抗负载干扰能力和跟踪给定转速变化的能力．最后,通过仿真实验验证该方法的正确性和有效性.     

内埋式PMSM模糊PI超前角弱磁控制算法研究

内埋式永磁同步电机运行过程中,由于电流变化导致的参数变化使得转矩和速度波动加大;模糊控制有利于提高系统的稳定性,且不依赖系统参数,将模糊控制引入到内埋式电机的超前角弱磁控制中,电流环采用模糊PI调节器代替传统PI调节器,构建了模糊PI超前角弱磁算法;仿真结果表明,模糊PI超前角弱磁算法补偿了从电流相角偏移,提高了超前角弱磁控制过渡时相角稳定性;与传统PI比较,电机输出转矩波动减小7%,速度波动减小1%,鲁棒性增强。     

无传感器PMSM中基于IGSO优化EKF的速度估计方法

为了提高无传感器永磁同步电机(PMSM)控制系统中速度控制性能,提出一种基于改进群搜索优化(IGSO)算法的扩展卡尔曼滤波(EKF)速度估计方案。首先,分析了PMSM磁场定向控制(FOC)系统模型;然后,将电机的d-q轴电压、电流和转子速度作为状态变量,构建EKF中的状态方程来估计转速和负载。同时,为了提高EKF的估计性能,以估计值与实际值的平方误差积分(ISE)作为适应度函数,通过IGSO算法来优化EKF中的噪声协方差矩阵Q和R,以此获得最优参数。仿真结果表明,提出的控制系统能够精确估计出电机转速并进行有效控制。     

基于MPC的无传感器永磁同步电机NFTSMC仿真研究

为了提高注塑机中永磁同步电机控制系统的运行可靠性,优化永磁同步电机的调速系统动态性能,提出了一种基于模型预测电流控制的无速度传感器永磁同步电机非奇异快速终端滑模控制策略.以模型预测电流控制作为电流控制内环,取代传统的PI调节器,能够有效地抑制电流纹波,提高电流的动态跟踪性能.根据非奇异终端滑模的设计原理,构造外环速度控制器,从而生成期望的q轴电流,提高了系统的稳定性.设计无速度传感器对电机运行转速进行在线辨识,实现对转速和转子位置准确地估计.并与传统的PI调节器进行对比,仿真与实验结果表明该控制策略具有较高的可靠性和快速性.     

基于模糊PI的PMSM弱磁和MTPA复合控制研究

永磁同步电机因为其结构简单、效率高、调速性能好等优点而被广泛应用,为了可以得到更宽的调速范围,需要对电机进行弱磁控制。传统的弱磁控制中没有充分利用电机电压,导致电机效率和带载能力下降。针对这一问题,提出一种将变交轴电压单电流弱磁控制与MTPA控制相结合的控制策略,充分利用电机电压,提高永磁同步电机的调速范围和效率,并用模糊PI调节器代替传统的PI调节,使电机运行时更加稳定。最后,通过仿真实验验证该控制策略的有效性和正确性,实现永磁同步电机在较宽调速范围内的稳定运行。     

激光跟踪仪精密伺服系统建模及仿真研究

设计高性能的精密伺服系统,为激光跟踪仪实现跟踪和精密测量,针对精密伺服系统转速低、响应快、精度高的性能要求,提出一种永磁同步电机(PMSM)矢量控制原理及空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法的精密伺服系统建模的方法,在Matlab/Simulink环境中搭建了位置、速度和电流三闭环控制系统仿真模型.仿真结果验证了上述系统模型的有效性,通过使用变速积分PI算法进行PI调节器设计对仿真模型进行优化,最终实现精密伺服系统在低转速范围内,能够快响应、高精度平稳运行.结果证明,提出的建模方法为实际控制系统设计、调试和运行提供了充分的理论依据.     

水池拖车转矩主从模糊自整定控制系统

采用主从控制模式有效地解决了水池拖车控制系统4台直流驱动电机的速度同步和负载平衡问题.传统的直流电动机双闭环调速系统多采用结构简单、性能稳定的带限幅的PI调节控制器,传统的PI调节器很难满足快速、超调小和抗干扰能力强等要求,特别是在模型参数时变、控制对象非线性和众多干扰因素的情况下.采用模糊自整定PI控制器,利用模糊推理方法实现对PI参数的在线自整定.通过实验仿真证明,该系统在不同的运行环境下都能有良好的静态和动态性能.     

应用电流单个神经元PI控制实现串级调速系统最佳运行

为提高串调系统动态响应性,保证电机平稳运行,设置水压转速双闭环控制系统,同时对电流实行单个神经元PI控制,设置单个神经元PI调节器结构,调整权值,使串调系统运行状态最佳,安全稳定,高效节能。     

永磁同步电机MTPA预测控制方法研究

为了充分利用永磁同步电机（PMSM）的磁阻转矩,提出了一种PMSM最大转矩电流比（MTPA）预测控制优化方法。该方法在建立PMSM调速系统电磁转矩离散预测模型的基础上,重点研究了其MTPA优化的内在机理与典型问题。进而构建了一个以电磁转矩跟踪、MTPA优化以及系统限流保护为目标的预测控制价值函数,该价值函数可以在线自适应地识别出PMSM调速系统的动、稳态情况,并根据相应的识别结果重点突出各个优化目标项,从而实现PMSM调速系统的全局最优控制。Matlab/Simulink仿真结果表明,该方法有效地提升了PMSM调速系统的运行效率,同时其保留了预测控制多目标优化、高动态响应等控制优势。此外,在实现MTPA优化控制时该方法对电机参数的变化展现出较强的鲁棒性。     

基于SVPWM的交流位置伺服控制系统的研究

依据矢量控制理论,研究了永磁同步电机(PMSM)的控制策略,构建了基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)简化算法的三环控制系统,引入积分分离式PI调节器改善系统性能,仿真结果表明系统具有良好的静态和动态性能。     

PSO优化分数阶PIλ控制的双闭环直流调速控制

将分数阶PIλ控制器应用在双闭环直流调速系统的速度调节器上,以提高调速系统的控制性能。PI和PIλ控制器参数的整定通过粒子群优化算法。重点研究了分数阶PIλ控制器作为速度控制器的双闭环直流调速系统的稳定性、快速性。为了分析比较两种控制器的鲁棒性,将系统的前向通道的增益增加了10%～60%,在相同条件下,对基于PI/PIλ的双闭环直流调速系统进行了仿真实验。仿真研究结果表明,采用分数阶PIλ控制器的双闭环直流调速系统的稳定性、快速性和鲁棒性均优于普通PI控制器的系统。     

基于模糊自适应算法的原动机参数整定

在原动仿真系统中,关于其速度电流综合调节器(实质为PI调节器)的参数一直以来都是依靠传统方法来确定的,这种方法不但耗费时间,而且很难寻求到一组理想的参数。将模糊自适应算法引入可很好解决这些问题,通过具体事例运用MATLAB仿真试验,对传统方法和模糊自适应算法所得到的调节器阶跃响应进行比较,试验结果证明,模糊自适应算法能够快速优化确定PI参数,且原动系统的动态特性更好。     

无速度传感器电励磁同步电机模型预测电流控制

为了提高电励磁同步电机控制系统的可靠性,优化电励磁同步电机的调速性能,提出了一种带无速度传感器的电励磁同步电机模型预测电流控制策略.以模型预测电流控制作为电流环,取代传统的PI调节器,有效抑制电流纹波,提高了电流的跟踪性能.基于模型参考自适应理论,设计电励磁同步电机无速度传感器,对电机运行转速进行在线辨识,实现对转速准确估计.仿真结果表明:控制系统具有较好的快速性和可靠性.     

基于扩张状态观测器的无速度传感器容错逆变器驱动永磁同步电机系统自抗扰模型预测转矩控制

针对三相四开关逆变器驱动永磁同步电机(PMSM)系统,基于扩张状态观测器(ESO)技术,提出了无速度传感器的自抗扰模型预测转矩控制(ADRMPTC)策略.建立了三相四开关逆变器驱动PMSM系统的数学模型;采用ESO技术构造了PMSM系统转速观测器,以实现对转速快速准确地实时估计;用自抗扰控制器(ADRC)作为系统的转速调节器,以提高系统的鲁棒性;利用模型预测转矩控制(MPTC)方法,以达到减小转矩和磁链脉动的目的.所设计基于ESO的无速度传感器ADRMPTC策略能够使三相四开关逆变器驱动的PMSM系统可靠稳定运行,达到满意的转矩和转速控制效果.与基于PI的MPTC策略相比,本文控制策略使PMSM系统不仅具有良好的动态性能,而且具有较强的抗负载干扰能力.仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性.     

改进型预测函数控制在感应电机功率优化中的应用

在对感应电机效率优化问题进行研究的基础上,考虑到传统方法在电机动态时无法同时兼顾响应性能和效率优化的缺陷,设计了一种新型分数阶PI(FOPI)预测函数控制策略.该控制策略将预测函数控制和分数阶PI两种算法相结合,构建具有分数阶比例、积分性质的多变量预测函数控制器,兼顾了感应电机动态效率与转速响应速度的优点.应用于电动机效率优化的最大转矩电流比控制方面,采用前馈补偿解耦设计的思路,将系统分解成两个具有可测扰动的子系统.仿真实验表明新型控制策略具有在线识别模型识别模型参数,跟踪效果好,抗干扰能力强,无超调,稳态误差小,取得了良好的控制效果.     

基于RBF神经网络空间矢量法对PMSM的控制

将模糊径向基函数(f-RBF)神经网络算法用于永磁同步电机(PMSM)的速度控制.针对电机的动态和非线性特点,结合PMSM驱动的矢量控制方法,设计了f-RBF在线辨识器和速度控制器.在Matlab/Simulink下将该方法与传统的PID控制PMSM进行了仿真比较.实验结果表明了该方法的有效性,且系统响应速度快,动态性能优异,鲁棒性好.     

基于ESO的无速度传感器PMSM系统自适应滑模FCS-MPC

为了提高三相永磁同步电机(PMSM)控制系统的性能,基于反双曲正弦函数的扩张状态观测器(ESO)技术,提出一种新颖的无速度传感器自适应滑模有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)策略,采用ESO技术构造PMSM系统转速和反电动势的观测器,实现对电机转速和反电动势快速准确估计.用带有负载ESO的自适应滑模控制作为系统的转速调节器,以提高系统的鲁棒性;利用基于快速矢量选择的FCS-MPC策略,达到减少转矩脉动、降低系统算法计算量的目的.仿真结果表明,基于ESO的无速度传感器自适应滑模FCS-MPC策略能够使PMSM系统可靠稳定运行,达到满意的转矩和转速控制效果.与基于积分型滑模面的自适应滑模FCS-MPC策略相比,所提出的控制策略能使系统具有良好的动态性能和抗负载干扰能力.     

基于扩展卡尔曼滤波法的船舶永磁同步电机无传感器控制

综合考虑潜艇侧推系统使用的电机模型与运行环境,针对无位置传感器永磁同步电动机控制技术进行研究,旨在最大化改进潜艇侧推电机的运行性能并提高电机工作的可靠性。如今永磁同步电机无位置传感器控制的各种算法中,EKF算法在高性能伺服系统中应用最广泛,能在宽速度范围内高效工作,甚至在较低的速度下同样能精确完成转速估计。文章先对永磁同步电机(permanentmagnetsynchronousmotor,PMSM)进行数学建模分析,再以表贴式三相PMSM在静止坐标系下的数学模型为基础,进行基于扩展卡尔曼滤波法(Extended Kalman filter,EKF)的电机位置信息的估算。最后搭建仿真模型,通过仿真分析,验证基于EKF算法能有效的提高电机控制系统的可靠性与稳定性。     

RBF神经网络在水轮发电机故障诊断中的应用

研究发轮电机故障准确诊断对水电站正常运行有着重要意义.由于水轮发电机是将水动能转换为电能,结构复杂,传统故障诊断方法难以解决水轮发电机的高维、非线性和不确定输出等问题,故障诊断准确率低,不利于实时诊断.为了实时进行发电机故障诊断,保证系统安全性能,提出一种改进的神经网络故障模式分类算法.首先采用粒子群优化算法对基本RBF神经网络进行优化和改正,提高网络学习性能,然后用改进算法对水轮发电机故障进行故障诊断.对水轮电机振动数据进行测试实验,结果表明算法提高了水轮发电机故障诊断速度和准确率,结构简单,可以为水轮发电机故障实时识别提供科学依据.     

基于粒子群优化算法的永磁同步电机H2/H∞混合控制

为了提高永磁同步电机(PMSM)控制系统的控制性能,设计了一种混合H2/H∞控制器。通过混合灵敏度方法设计系统的H∞次优控制器,采用粒子群优化(PSO)算法选取H2性能指标最小的控制器,从而得到混合H2/H∞控制器。采用仿真对所设计控制器的性能与比例积分(PI)控制器进行了对比测试,测试结果证明了混合H2/H∞控制器具有比PI控制器更好的控制效果,同时也表明采用PSO算法进行控制器设计是有效、可行的。