基于电流模型的异步电机双闭环控制系统仿真

分析了直接转矩控制中传统的异步电动机定子磁链观测器——纯积分器的局限性,换用电流模型,在磁场定向的旋转坐标系下,建立了带有转矩、磁链双闭环的交流异步电机矢量控制系统。其转矩、速度、和磁链的闭环都是采用带有限幅的PI调节器。仿真结果验证了带有转矩和磁链闭环的双闭环控制系统具有更好的性能。     

一种无速度传感器矢量控制系统的研究

本文基于同步轴系下的感应电动机电压磁链方程式,提出了一种感应电动机转子磁场定向的矢量控制方法,利用在同步轴系中q轴电流的误差信号实现对电机速度的估算。在该无传感器矢量控制系统中,由于采用了经典的PI调节器,使得控制系统更为简单。最后利用MATLAB建立的该无传感器矢量控制系统的仿真模型,通过仿真验证了本文所提出的无传感器矢量控制系统具有良好的动态和静态性能。     

基于滑模控制的PMSM直接转矩控制系统的研究

传统的直接转矩控制采用六区间的圆形磁链控制,转矩脉动大,控制性能较差,而且考虑定子电阻压降的影响时,其区间选择存在缺陷。针对以上问题,文章提出了基于十二电压空间矢量的直接转矩控制策略,建立了永磁同步电动机的十二电压空间矢量直接转矩控制系统,制定了相应的开关原则,并采用滑模变结构控制策略设计速度调节器,取代传统的PI调节器,以增强系统的抗干扰和抗参数摄动的鲁棒性。仿真结果表明,该系统的定子磁链和转矩脉动较小,系统动、静态响应良好。     

磁链跟踪PWM感应电机矢量控制系统

PWM调制方式及控制器参数对感应电机矢量控制系统性能有较大影响,使电机在低速时电流脉动和转矩脉动较大。以磁链、转矩闭环的电机矢量控制方法为基础,提出了磁链跟踪控制(Space Vector PWM,SVPWM)的感应电机矢量控制系统仿真模型及低速变控制器参数的控制方法,高度模拟实际系统,并考虑逆变器死区时间的影响,在不同的调速范围下,进行了系统性能分析。在转子磁链定向准确,转子磁链构造准确的前提下,仿真结果表明磁链跟踪控制的矢量控制系统跟踪磁链为准圆形,在低速下,电机电流脉动和转矩脉动都比较小,使系统能够稳定运行,对于解决感应电机高性能调速的低速问题给出了可行的途径。     

异步电动机直接转矩控制的仿真与分析

在研究和分析直接转矩控制原理的基础上,利用图形仿真工具Matlab/simulink完成了直接转矩控制系统的六边形磁链控制方法和近似圆形磁链控制方法的仿真实验。结合直接转矩控制的算法,通过改变控制系统中直接影响电机性能的转矩滞环调节器和磁链滞环调节器的参数,对仿真结果进行了具体分析。验证了直接转矩控制系统方法的可行性和有效性,并且分析了参数的改变对电机运行性能的影响,同时给出了在基速范围内两种控制方法实现平滑切换的仿真结果。     

基于智能优化PID的矢量控制系统

针对异步电动机矢量控制系统的速度控制策略,文章提出了蚁群算法参数寻优的矢量控制系统.构造一个按转子磁场定向的转速、磁链闭环控制的矢量控制系统,利用MATLAB/SIMULINK对该矢量控制系统进行仿真研究。仿真实验结果表明该系统较常规PID调节器构成的系统具有更好的动、静态性能和鲁棒性。     

一种改进磁链计算模型分析

准确获取异步电动机转子磁链信号在高性能电机控制系统中具有十分重要的意义。介绍了常用转子磁链计算的电压和电流模型,针对各自存在的部分问题,提出了一种基于磁链计算方程进行组合的改进计算模型。在此基础上,根据矢量控制理论,采用Matlab／Simulink软件设计了异步电机矢量控制系统。仿真结果表明了该理论的正确性和可行性。     

无刷直流电机的直接功率控制研究

在对无刷直流电机有功功率和无功功率分析的基础上,对比分析直接转矩控制和磁场定向控制,提出一种无刷直流电机的直接功率控制策略和方法。该方法通过对瞬时有功功率、无功功率和磁链角度的计算,得到转矩与磁链之间的关系,并根据功率开关表选择合适的电压开关矢量,实现对功率的直接控制。仿真和实验表明,采用直接功率控制策略的调速系统提高了控制系统的功率因数,减少了到达稳态的时间,能很好地降低转矩脉动,该方法在各种工业应用场合中具有很好的应用前景。     

基于空间矢量调制的直接转矩控制

针对传统的直接转矩控制存在较大的转矩和磁链脉动问题,提出了一种基于空间矢量调制的直接转矩控制策略。该控制策略采用磁链、转矩PI控制器代替传统直接转矩控制系统中的滞环比较器,以空间矢量脉宽调制代替电压矢量开关表合成电压矢量,来补偿磁链误差和转矩误差,达到消除滞环脉动的目的。Matlab/Simulink仿真结果表明,基于空间矢量调制的电动机控制系统相对于传统的直接转矩控制系统,磁链轨迹更接近圆形,转矩、磁链和电流响应脉动更小。     

模糊PID无速度传感器矢量控制系统的设计

以异步电动机矢量控制的基本方程式为基础,构建了一个无速度传感器矢量控制系统。系统的转速推算采用模型参考自适应控制(MRAC)理论。为了提高矢量控制系统的性能,提出并设计了3个模糊PID控制器,分别控制间接矢量控制系统中的速度、转矩和磁链。仿真结果表明基于该方法的系统能获得比较好的控制性能。     

改进的MRAS无速度传感器VC控制系统仿真研究

针对交流传动系统中异步电机的精确控制和速度辨识等问题,在Simulink软件环境中,对基于模型参考自适应系统(MRAS)无速度传感器的异步电机的矢量控制(VC)系统进行了研究。系统采用按转子磁场定向的VC对异步电机进行控制,通过MRAS辨识算法估算电机转速,由Popov超稳定定理对磁链偏差进行收敛。由于速度辨识算法中电压模型的纯积分环节会引起误差积累和漂移问题,故采用改进积分型转子磁链估算模型来解决这一问题。仿真结果表明,速度辨识方法能够准确推算出电机转速,控制系统动态响应快、稳态静差小、抗负载扰动能力强,具有良好的动静态控制性能。     

基于在线搜索的感应电动机模糊节能控制

针对传统的按转子磁链定向的感应电动机间接矢量控制系统在轻载情况下效率低的问题,提出了一种将基于在线搜索的模糊节能控制方法引入到传统的感应电动机控制系统中的设计方案。该方案在感应电动机瞬态运行时采用按转子磁链定向的间接矢量控制方法;在感应电动机稳态运行时采用基于在线搜索的模糊节能控制方法,以测得的直流输入功率作为控制量进行模糊寻优控制,可使电动机在最大效率处运行。仿真结果验证了该方案的正确性和有效性。     

一种用于异步电机矢量控制的新型滑模转子磁链观测器研究

针对异步电机矢量控制需要实现定、转子电路解耦的一个关键问题是准确地观测转子磁链.提出了一种以异步电机在两相同步旋转坐标系下的定子电流和转子磁链为状态变量的基于滑模变结构思想的转子磁链观测器,对滑模变结构输入控制信号的设计使得滑模运动速度与轨迹和滑模面的距离相关联,并利用李亚普诺夫理论证明了算法的收敛性.通过仿真表明,该方法具有较高的转子磁链观测准确度,对转子电阻的变化具有很强的鲁棒性,能够改善异步电机矢量控制调速系统的动静态性能.     

粘度测量直流电机调速系统自适应控制器的建模与仿真

基于旋转法的液体粘度测量需要不同等级稳定的电机旋转速度。采用电流转速双闭环来实现对直流电机调速系统的控制。电流内环使用PI控制,转速外环采用大增益比例控制结合PID控制,PID参数使用模糊逻辑进行自整定,这种控制方式可根据输入偏差大小选择不同控制策略实现转速的自适应快速调节与准确跟踪。在Matlab/Simulink平台上搭建基于这种控制器的仿真模型,对直流电机调速系统进行仿真。仿真结果表明这种系统具有良好的控制性能,这种自适应控制器具有良好的动态响应特性,可以消除稳态误差。     

PMSM-DTC与SVM-PMSM-DTC仿真对比

针对传统PMSM-DTC存在的定子磁链以及转矩脉动问题,将空间矢量调制技术同永磁同步电机直接转矩控制相结合。在Matlab/Simulink以及SimPower System环境下,搭建传统PMSM-DTC仿真系统,同时设计并搭建SVM模块,将其应用于PMSM-DTC系统中。最终仿真结果表明,SVM可以明显的改善定子磁链以及减少转矩脉动。     

基于滑模变结构的感应电动机直接转矩控制

针对感应电动机常规直接转矩控制中存在磁链、转矩脉动大,低速控制不精确等问题,在建立α-β坐标系感应电动机数学模型的基础上,提出了一种基于滑模变结构的新型直接转矩控制方法。该方法利用转速滑模变结构控制器代替常规直接转矩控制中的PI控制器,可有效减小常规直接转矩控制中的磁链和转矩脉动,增强了系统的稳定性。仿真结果证明了该方法的正确性。     

BLDCM新型滑模观测器的无位置传感器控制

针对传统滑模观测器(SMO)抖振和相位延迟问题,提出了一种新型滑模观测器来获取无刷直流电机(BLDCM)反电动势(back-EMF),无需额外增加低通滤波器即能得到光滑的反电动势估计值.由反电动势估计值能够直接计算出转子位置角和转速.根据转子位置角和滞环控制器的输出来选择适当的电压空间矢量,实现无位置传感器控制,并根据转速和反电动势估计值计算转矩.最后,将该滑模观测器用于无磁链环直接转矩控制(DTC)中.实验结果验证了方案的可行性.     

基于自回归小波神经网络的感应电动机滑模反推控制

为了提高感应电动机控制的鲁棒性, 提出了一种新颖的感应电动机解耦模型. 基于感应电动机的解耦模型, 利用滑模控制和反推控制设计电动机的虚拟转矩和磁链电压控制器. 滑模开关增益的大小是造成系统抖振的关键, 采用自回归小波神经网络(Self-recurrent wavelet neural networks, SRWNN)在线估计滑模开关增益的大小可以有效降低滑模控制造成的抖振. 仿真结果表明基于SRWNN在线估计滑模开关增益的滑模反推控制方案可以有效提高感应电动机控制的鲁棒性, 同时降低了滑模控制造成的抖振.     

感应电机高阶终端滑模磁链观测器的研究

提出了基于高阶非奇异终端滑模的感应电机转子磁链观测方法,用于实现感应电机的按转子磁链定向控制. 设计了非奇异终端滑模面及观测器的控制策略,利用所设计的控制策略推导出电机转子磁链信息. 为了抑制常规滑模存在的抖振现象,设计了定子电流观测器的高阶滑模控制律,可将控制信号直接用于电机转子磁链的估计. 较常规滑模观测器,所提方法具有较高的观测精度,并对电机参数变化具有良好的鲁棒性.仿真结果验证了方法的有效性.     

基于三相旋转变换与极坐标变换的电机矢量控制

就异步电机旋转变换和实现方案进行了分析,采用了3相同步旋转与极坐标变换的方法,建立了新的电机旋转变换和极坐标矢量电压控制模型.由于这个模型具有直流电流调节器提供的矢量电压模和旋转角,显然方便SVPWM进行变频变压控制.分析变换使得电流跟随控制器为直流调节器,可在直流线性电压电流模型条件下设计电流反馈环,为交流异步电机矢量控制的实现,提供了新方法和新途径.