永磁同步电动机无位置传感器矢量控制系统仿真

研究了一种基于模型参考自适应系统的永磁同步电动机速度辨识方案,将永磁同步电动机的数学模型作为参考模型,电流模型作为可调模型,设计了自适应律辨识电机转速,建立了永磁同步电动机无速度传感器矢量控制系统模型.仿真和试验结果表明,该方案能准确检测转子速度,系统具有良好的静、动态调速性能.     

基于模型参考自适应的电动车用永磁同步电动机无速度传感器控制系统研究

本文针对车用永磁同步电动机驱动系统的特点,提出了新的基于定子电流的模型参考自适应的电动车用永磁同步电动机无传感器控制方法,建立了电流参考模型与可调模型,将两模型输出的差经过自适应机构和合适的自适应律来实时调节可调模型中的参数,从而实现电动机的转速和位置的参数辨识。在Matlab/Simulink环境下对系统进行了仿真研究和结果分析,表明基于模型参考自适应的电动车用永磁同步电动机无传感器控制方法有良好的电机参数辨识和动静态效果。     

基于MRAS的永磁同步电动机无位置传感器控制

为了实现永磁同步电动机(PMSM)无位置传感器控制,提出了一种基于永磁同步电动机两相静止α-β坐标系下PMSM数学模型的模型参考自适应(MRAS)位置估算算法。该算法利用α-β坐标系下的α轴和β轴电压、电流及其偏差,借助Lyapunov稳定性理论建立了PMSM位置估算模型,并根据该理论推导出位置参数的自适应率,保证了位置估算模型的稳定性和误差的收敛,同时快速有效地估算出了转子位置。仿真和实验结果证明了该位置估算算法的可靠性和有效性。     

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。     

基于电压脉冲矢量法的面装式永磁同步电动机初始位置辨识

面装式永磁同步电动机的无传感器控制对转子的初始位置辨识性能要求较高,传统的开环起动很容易造成起动失败。利用永磁同步电动机的饱和凸极效应,采用电压脉冲矢量法,通过采样比较三相电流峰值的变化计算得到转子的初始位置,并通过实验验证了有效性。对辨识算法中电压矢量的生成策略进行了改进,使其更加易于在工程应用中实现。结果表明,该算法具有鲁棒性强、计算量小、算法易于实现、辨识精度较高等优点,非常适用于永磁同步电动机的无传感器控制。     

基于MRAS的PMSM无速度传感控制

为精确实现对永磁同步电动机转速的辨识,提出一种基于变结构MRAS的转速识别方法,通过建立PMSM的数学模型,以电机本体作为参考模型,采用定子电流作为可调模型的方法,在参考模型自适应的基础上,加入滑模变结构控制,设计滑模观测器.在MATLAB/Simulink中对整个永磁同步电动机无速度传感器模型参考自适应系统进行仿真试验,通过对转子实际转速和估计转速曲线的观测和比对,以及对转速误差曲线分析,得出该系统能够精准估算出转子转速,具有较好的静态性能的结论.     

基于系统识别理论在线参数辨识的永磁同步电动机无传感器控制

我们在表面和隐极式永磁同步电动机(SPMSMs&IPMSMs)中实现了一种在线参数辨识方法及利用所辨识参数的无传感器控制。由于这种方法无需转子位置或转速来辨识电动参数,所以在无传感器控制中,所得的参数不受位置估算误差的影响。本文所述的方法可应用于所有类型的同步电动机。本文方法的效果在表面式永磁同步电动机和隐极式永磁同步电动机中均得到了验证。     

内埋式永磁同步电机永磁磁链的在线辨识

在无速度传感器工作条件下,为了实现永磁同步电机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。本文研究了无速度传感器控制条件下,内埋式永磁同步电机永磁磁链的辨识。该调速系统采用转子磁链定向的矢量控制作为基本的控制策略,利用模型参考自适应系统对转子位置和转速进行估算,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波器的永磁同步电机永磁磁链辨识方法。本文基于上述研究,实现了无速度传感器控制条件下,内埋式永磁同步电机永磁磁链的在线辨识,采用上述方法能够很好地避免由于电机的低阶状态方程而引起的辨识问题。仿真和实验结果证明了该辨识方法的可行性与有效性,而且在模型参考自适应中采用辨识得到的磁链参数,能够大幅度降低转子位置的估算误差。     

具有阻尼绕组永磁同步电动机的转子位置辨识方法

针对永磁同步电动机控制系统中位置传感器安装困难、可靠性低的问题,提出基于单相信号注入的无传感器转子位置辨识方法。分析了具有阻尼绕组永磁同步电动机采用单相信号注入法检测转子位置的原理,即通过注入单相高频或低频信号检测电机的阻抗特性,从而准确计算转子位置角度;再利用直流偏置法鉴别转子永磁体的极性。利用有限元方法对具有阻尼绕组永磁同步电动机的阻抗特性和转子位置关系进行了仿真分析。通过有限元仿真与样机实验验证了基于单相信号注入转子位置辨识方法的可行性,为永磁同步电动机无传感器控制技术的实际应用提供了良好的理论基础。     

小波神经网络在无人机电机控制的应用

为提高无人机轨迹控制,研究了一种新型无人机电机调速系统。对无位置传感器永磁同步电动机进行设计,采用了一种改进算法的自适应小波神经网络控制方法。使用新型梯度下降算法(Adma)优化训练后的网络,并且利用永磁同步电动机的相电压和转子电角度之间特定的非线性关系,建立无人机电机无位置传感器的小波神经网络控制系统。仿真结果表明,该系统能够有效控制电机换相,对无人机全程速度具有良好的静、动态控制效果。     

基于参数辨识的永磁同步电机无位置传感器控制

针对电机运行过程中参数变化会影响永磁同步电机(PMSM)无位置传感器控制性能的问题,将递推的最小二乘法(RLS)用于PMSM参数的在线辨识,在最大转矩电流比控制策略下,使用基于BP神经网络改进的模型参考自适应系统构建无位置传感器控制方案,提出了基于在线参数辨识的PMSM无位置传感器控制方案。运用递推的RLS对PMSM的交轴电感和转子磁链进行在线辨识,并将参数辨识结果应用于电机无位置传感器算法中。仿真和试验证明了基于递推的RLS参数辨识算法可以对PMSM的转子磁链和交轴电感值进行准确辨识,基于参数辨识的PMSM无位置传感器控制方案性能更好。     

基于扩展卡尔曼滤波的永磁同步电机无传感器矢量控制

为实现永磁同步电机(PMSM)的无传感器控利,引入扩展卡尔曼滤波对转子位置和转速进行估计,该算法通过测量电机端电压和定子电流在线估计转子位置和速度.为提高PMSM转速估计精度,以两相静止坐标系下考虑转动惯量的PMSM实际模型为递推估计对象,搭建转速、电流双闭环的无传感器矢量控制系统.仿真结果表明,系统状态估计精度较高、运行稳定、超调小、动静态性能良好.     

表面式永磁同步电机初始转子位置估计技术

针对表面安装式永磁同步电机,给出了电机解耦模型,分析了电枢绕组的电感饱和效应,提出了一种判断初始转子位置的综合性方法。该方法中给电枢绕组施加电压空间矢量,将各矢量下对应的电流变换为等效直流电流并通过判断其大小,确定出转子初始位置角度;在此基础之上,给电机定子绕组施加等宽电压脉冲,通过比较各绕组电流的变化率,得到转子磁极指向区域;在电压空间矢量方法下判断得到的转子位置角度如果位于磁极指向区域内,表明判断结果正确。给出了该方法的原理介绍以及实施策略。以DSP控制的永磁同步电机系统为试验平台,对所提出的方法进行了试验验证及试验结果分析,结果表明,该方法能够可靠而有效的估计初始转子位置。     

地铁用多永磁同步电机旋转变压器解码系统研究

基于旋转变压器获得永磁同步电机转子位置是地铁永磁同步电机牵引系统的关键技术。在CORDIC算法基础上,克服传统旋转变压器解码系统中测量范围小的缺点,形成了覆盖360°范围的全硬件解码算法。利用旋转变压器输出数据的自身特点进行分类计算,并且将数据的位数由16位扩展至20位。应用该算法,提出了基于AD7606的多永磁同步电机旋转变压器解码系统。仿真结果显示,该系统可在短时间内以较高精度,同时完成对最多4台旋转变压器的解码操作。     

不同转子拓扑对永磁同步电机性能的影响

永磁同步电机因其高功率密度、高转矩密度、高效率等优点,目前已在众多行业领域得到广泛应用,在新能源电动汽车领域尤为突出。永磁同步电机采用不同的转子拓扑结构得到不同的电机性能。采用有限元方法基于Ansoft软件对一款新能源车用永磁同步电机不同转子拓扑结构进行仿真分析。从电机的距角特性、磁阻转矩特性、磁链特性、输出转矩外特性、输出功率外特性、电机性能参数对比表等方面比较不同转子拓扑结构电机的性能特点,分析各种拓扑结构的优缺点,并指出不同转子拓扑结构的适用场合。     

Luenberger观测器在永磁同步电机无传感器控制中的应用研究

在永磁同步电机(PMSM)矢量控制中,根据Luenberger观测器原理,提出了一种基于Luenberger观测器的PMSM转子速度和位置的估算方法,有效解决了PMSM由于机械传感器安装带来的一些弊端。利用MATLAB/Simulink工具搭建控制系统仿真模型并进行仿真验证,仿真结果表明控制系统具有良好的控制性能。最后,在以STM32F103ZET6为控制核心的硬件系统上进行算法的实现,试验结果表明基于Luenberger观测器的PMSM控制系统具有较高的控制精度且稳定性较好。     

基于稳态欠秩方程的永磁同步电机多参数并行辨识

针对永磁同步电机(PMSM)运行过程中电机参数受运行工况影响实时摄动的问题,提出一种基于稳态欠秩方程的电机多参数并行在线辨识算法。对PMSM稳定状态方程组的系数矩阵进行分析,指出PMSM稳定状态方程组为秩数为2的包含3个未知参数的欠秩方程。基于Lyapunov稳定性理论及Popov超稳定性理论分别设计了PMSM模型参考自适应多参数并行辨识器,通过设计合理的自适应律使得参考自适应系统渐进稳定,对电机定子电阻、电感及转子磁链进行相应辨识。试验辨识结果验证了所提辨识算法的有效性和实用性。     

永磁同步电机转子初始位置检测研究

通过分析了在未知转子初始位置的情况下直接启动永磁同步电动机所可能出现的现象。针对常用的通直流电把转子拉到指定位置的方法分析与实验,提出一种基于增量式光电编码器A,B脉冲信号来确定转子初始位置的算法。该算法通过DSP芯片的高速运算能力,可以在永磁同步电动机启动之前计算出转子的初始位置。实验表明该方法是简单有效的。     

永磁同步电动机DTC的初始转子位置估计方法

高性能的永磁同步电动机直接转矩控制需要准确知道电机的初始转子位置,如果初始转子位置估计误差超过了30°电角度,会导致电机起动失败。在永磁同步电动机数学模型的基础上,利用注入高频信号的方法来实现对凸极式永磁同步电动机初始转子位置的准确估计。该方法通过向定子绕组注入高频电压信号,对产生的高频电流分量进行分析和处理,并加入电机的磁极检测,从而实现对永磁同步电动机转子初始位置的准确估计。仿真结果证明了该方法可以准确地估计出永磁同步电动机初始转子位置,具有较好的鲁棒性。