永磁同步电机速度内模控制的研究

永磁同步电机数学模型存在着非线性和强耦合的特性,针对永磁同步电动机伺服系统的高性能控制要求,提出一种基于内模控制技术的永磁同步电机控制策略。采用内模控制原理进行速度环的设计,将电流环及PMSM模型整体看作被控过程,建立了被控过程的简易数学模型。基于Matlab/Simulink仿真平台,对基于内模控制的永磁同步电机控制系统进行了仿真分析,试验结果表明,与传统的矢量控制方法相比,该控制策略具有更良好的控制特性。     

永磁交流同步电机伺服系统控制策略及仿真

建立永磁同步电机的数学模型。采用基于励磁电流id=0的转子磁场定向矢量控制方法,实现永磁同步电机的解耦控制。在MATLAB仿真软件环境下建立了交流伺服系统的仿真模型,位置调节器、速度调节器和电流调节器均采用常规PI控制算法,逆变器采用SPWM调制策略。仿真结果验证了控制方案的正确性和有效性。     

基于矢量控制的丝光机多单元同步伺服系统研究

根据交流永磁同步电机的数学模型和矢量控制原理,研究了丝光机多单元同步伺服系统的矢量控制方法,建立了系统的数学模型,设计了控制系统的电流控制器、速度控制器及线速度环参数。仿真结果表明,该控制方法能有效提高丝光机多单元同步系统的控制精度和响应速度     

基于SVPWM的PMSM矢量控制伺服系统研究

本文介绍了一种基于矢量控制的永磁同步电动机高性能伺服进给系统,系统采用速度环和电流环的双闭环控制策略.根据工程控制原理,建立了基于SVPWM的数控机床伺服系统数学模型的Matlab /Simulink模型.根据数控伺服系统的性能要求,对不同插补方式下的速度控制,进行了仿真研究,结果证明了该系统模型的有效性,为数控伺服控制系统的整体设计和调试提供了理论基础.     

基于DSP的永磁同步电机控制器研究

针对永磁同步电机的高功率密度,开发相应的驱动控制器,以提高永磁同步电机伺服系统的伺服效率。根据永磁同步电机dq轴系数学模型,应用id=0矢量控制方法作为永磁同步电机的控制策略,建立基于矢量控制的永磁同步电机控制器模型;以TMS320F2812数字信号处理器为控制器核心,搭建功率驱动电路、控制电路以及主要的检测保护电路。仿真实验结果表明：该控制系统响应速度很快,能准确快速跟踪给定速度和位置,且转速波动、超调及稳态误差都很小,即该控制器设计合理,具有良好的动静态特性,有利于提高永磁同步电机伺服系统的效率。     

永磁直线伺服系统模糊PI速度控制器研究

针对永磁直线同步电机伺服系统常规PI速度调节器动态响应慢、输出超调大等问题,提出了模糊自适应PI速度控制器,对比常规PI速度控制器进行了仿真和实验。基于永磁直线同步电机矢量速度闭环控制,分析了模糊PI速度控制器和基于模糊PI控制器的伺服矢量控制系统的结构,设计了模糊PI速度控制器,在Matlab/Simulink仿真环境下,建立了基于模糊PI速度控制器的永磁直线同步电机伺服系统仿真模型,并通过实际永磁同步直线电机伺服系统实验对仿真结果进行了实验验证。研究结果表明,模糊PI速度控制器,相对于常规PI控制器,可以明显降低超调量和调节时间。将仿真结果和试验结果对比,两者基本吻合,说明模糊PI速度控制确实可以较好地改善永磁直线同步电机伺服系统的动态性能。     

基于SVPWM控制的永磁同步电机伺服系统设计与仿真

分析建立了永磁同步电机的数学模型.根据电压矢量脉宽调制技术(SVPWM)的原理,研究了一种以I*d=0为控制策略的永磁同步电机矢量控制方法.搭建了基于Matlab的永磁同步电机矢量控制系统仿真模型,并进行了仿真测试.仿真结果表明,SVPWM控制的永磁同步电机具有较好的控制特性,验证了模型的正确性.     

高速率泥浆脉冲器驱动电机控制策略研究

井下随钻系统脉冲器工作条件复杂,同时泥浆泵冲会对电机的控制产生扰动,导致电机的负载特性不同于常规的伺服控制系统。基于永磁同步电机的理论模型和矢量控制理论,建立位置环、速度环和电流环三闭环的控制方法。室内泥浆循环系统的实验结果证明,采用三闭环伺服控制方法,永磁同步电机能够快速准确地跟随正弦位置信号,且具有很好的抗负载扰动能力。     

一种永磁同步电机的矢量控制方法研究

永磁同步电机具有转矩密度高、运行效率高等优点。因此,越来越多的应用在各种功率等级的场合。永磁同步电机的矢量控制方法也成为了研究的热点。本文重点研究了基于转子磁场定向的永磁同步电机矢量控制策略,采用基于模型的电驱动系统开发方法,MATLAB/Simulink建模,建立了转速电流双闭环的矢量控制系统。首先,矢量控制系统模型进行仿真;然后,通过伺服驱动控制实验平台,进行快速控制原型实验。验证该控制方法具有控制精度高、动态性能好、调速特性好等优点。     

多参数变化下基于参数辨识的永磁同步 电机偏差解耦控制方法

针对矢量控制下永磁同步电机d-q轴电流无法动态解耦,导致电机参数的动态变化影响其控制系统稳定性问题,提出一种基于参数辨识的永磁同步电机偏差解耦控制(PI-DDC)方法。以d-q轴电流控制器耦合系数为零推导完全解耦下偏差解耦项的传递函数,由此考虑电阻、电感和永磁体磁链等电机参数的动态变化对偏差解耦效果的影响,引入带遗忘因子递推最小二乘法在线辨识电机各参数,通过实时修正偏差解耦控制模型中的电机参数实现d-q轴电流解耦。以一台永磁同步电机为例,不同工况下的仿真和实验结果表明,所提的PI-DDC方法相比于传统偏差解耦控制方法,d-q轴电流响应时间缩短约50%,超调量分别减小约60%和70%,最大波动幅值分别减小约30%和37%,具有更好的控制精度和动态性能。     

基于Matlab的数控交流伺服系统的仿真研究

为实现高性能的伺服控制，针对基于矢量控制的PMSM伺服系统的速度调节和控制进行了分析。利用Matlab平台构建了PMSM矢量控制仿真模型，根据数控伺服系统的性能要求，对不同插补方式下的速度控制进行了仿真研究，结果证明了该系统模型的有效性。     

Cogging effect minimization in PMSM position servo system using dual high-order periodic adaptive learning compensation

Cogging effect which can be treated as a type of position-dependent periodic disturbance, is a serious disadvantage of the permanent magnetic synchronous motor (PMSM). In this paper, based on a simulation system model of PMSM position servo control, the cogging force, viscous friction, and applied load in the real PMSM control system are considered and presented. A dual high-order periodic adaptive learning compensation (DHO-PALC) method is proposed to minimize the cogging effect on the PMSM position and velocity servo system. In this DHO-PALC scheme, more than one previous periods stored information of both the composite tracking error and the estimate of the cogging force is used for the control law updating. Asymptotical stability proof with the proposed DHO-PALC scheme is presented. Simulation is implemented on the PMSM servo system model to illustrate the proposed method. When the constant speed reference is applied, the DHO-PALC can achieve a faster learning convergence speed than the first-order periodic adaptive learning compensation (FO-PALC). Moreover, when the designed reference signal changes periodically, the proposed DHO-PALC can obtain not only faster convergence speed, but also much smaller final error bound than the FO-PALC.     

基于电流滞环与变结构控制的PMSM伺服系统

深入分析了SPWM电流滞环控制的永磁同步电动机伺服系统及其速度环的变结构控制方案。电流环是PMSM伺服系统中的一个重要环节,采用SPWM电流滞环控制可方便地提高伺服系统的控制精度和响应速度,改善系统的控制性能。速度环变结构控制方案使伺服系统较常规的PI控制方案有更好的快速性和鲁棒性。从仿真结果可知,采用SPWM电流滞环控制及速度环的变结构控制能够改善系统的响应速度,基本实现无超调,且对负载扰动和参数变化的鲁棒性也有所改善。     

数控机床位置伺服系统参数优化

基于Simulink建立了数控机床的永磁同步电机的交流位置伺服的模型，利用单纯形法对系统的位置环调节器和速度环调节器参数同时寻优，分析、比较了3种常见的优化准则的优化结果，仿真实验表明优化后系统的动态性能显著提高。为数控伺服系统的参数优化整定提供了新的思路和方法。     

基于扰动观测器的永磁同步电机电流环自适应滑模控制

针对扰动对永磁同步电机转速伺服系统性能的影响,提出了基于扰动观测器的电流环自适应滑模控制方法。设计了自适应律在线估计系统的内部参数摄动以补偿模型不确定性扰动。同时,设计了滑模扰动观测器实时估计系统外部负载扰动,并将观测值前馈补偿到电流环自适应滑模控制器,在提高系统鲁棒性的同时降低滑模控制系统的抖振。实验结果显示,采用基于扰动观测器的电流环自适应滑模控制方法,系统可快速、准确、无超调地跟踪900r/min的速度指令,调节时间为0.08s,稳态误差为±5r/min。加入0.6N·m的负载扰动,该控制方法的最大转速波动为21r/min,比PI控制方法的转速波动减小了3.4%。仿真和实验结果表明,基于扰动观测器的电流环自适应控制方法提高了永磁同步电机转速伺服系统的鲁棒性和动态响应性能,同时可有效抑制滑模控制系统的抖振。     

空间高精度扫描伺服系统的驱动控制

研究了空间飞行器扫描伺服系统的高精度驱动控制技术。针对有效载荷对地面目标进行扫描时多要求其伺服系统提供高精度的低速性能,本文提出采用交流永磁同步电机直接驱动伺服系统,省去中间的减速器传动环节来提高伺服系统的驱动控制精度。伺服驱动控制系统用现场可编程门阵列(FPGA)作为高速信号处理芯片,提高信号的处理速度和控制精度;用高精度的绝对式光电编码器检测转动位置,提高位置检测和速度的精度;主电路采用功率线性放大技术,得到光滑,力矩脉动小的驱动波形。系统实验表明,由于该方法采用模拟正弦信号驱动,在低速时避免了脉宽调制(PWM)驱动信号开关和死区造成的速度波动,实现了高精度的速度控制,速度波动范围在1%以内;得到的电压、电流测试曲线光滑,无高次谐波干扰。该扫描伺服系统满足动态和静态要求,为实现空间低速高精度扫描提供了一种新的方法。     

Adaptive two-degree-of-freedom PI for speed control of permanent magnet synchronous motor based on fractional order GPC

In this paper, an adaptive two-degree-of-freedom (2Dof) proportional-integral (PI) controller is proposed for the speed control of permanent magnet synchronous motor (PMSM). Firstly, an enhanced just-in-time learning technique consisting of two novel searching engines is presented to identify the model of the speed control system in a real-time manner. Secondly, a general formula is given to predict the future speed reference which is unavailable at the interval of two bus-communication cycles. Thirdly, the fractional order generalized predictive control (FOGPC) is introduced to improve the control performance of the servo drive system. Based on the identified model parameters and predicted speed reference, the optimal control law of FOGPC is derived. Finally, the designed 2Dof PI controller is auto-tuned by matching with the optimal control law. Simulations and real-time experimental results on the servo drive system of PMSM are provided to illustrate the effectiveness of the proposed strategy.     

EMA伺服驱动系统控制性能的仿真研究

在阐述了机电作动器（EMA）的结构和工作原理的基础上,对其永磁同步电机（PMSM）部分和机械传动部分分别建立非线性模型,然后分析了电流解耦对整个EMA系统性能的影响,并利用MATLAB/Simulink建立了基于两种电流调节器的EMA伺服驱动系统仿真模型。最后,通过两个模型仿真结果的比较,验证了PMSM的电流解耦有助于提高EMA的位置伺服响应速度和响应精度。     

全数字交流伺服控制系统速度反馈环设计

通过对PMSM交流伺服控制进行建模,着重仿真研究了全数字交流伺服控制系统中的速度反馈环设计,提出高低速设计的区别,利用Matlab对速度反馈环滞后效应进行了仿真研究,提出了相关设计要点。