基于改进自抗扰控制的永磁同步电机无传感器系统研究

针对永磁同步电机(PMSM)矢量控制无速度传感器系统的速度辨识问题,分别在系统的速度环、电流环设计自抗扰控制器替代传统的PI调节器。通过自抗扰控制(ADRC)中的扩张状态观测器(ESO)对扰动的准确估计进行速度辨识,实现系统的无传感器运行;对典型自抗扰控制器进行改进,简化模型结构并引入模糊控制算法对控制器参数进行优化。仿真结果表明:改进ADRC比PI调节更能满足PMSM系统的高性能控制要求;与模型参考自适应相比,采用ESO观测方法在电机低速运行时的转速估计效果更好,且对电机参数变化不敏感,鲁棒性更强。     

基于改进鲸鱼算法的PMSM双预测控制

针对传统永磁同步电机(PMSM)模型预测速度控制(MPSC)中权重因子不能有效整定的问题,提出一种基于改进鲸鱼优化算法(WOA)的权重因子自整定方法,避免了繁琐的参数调整过程。将电机转速误差的绝对值和控制量平方项加权积分作为优化目标,通过迭代寻优获得优化权重因子。并且由于电流环采用传统比例积分(PI)控制会使电流控制存在动态响应时间过长、抗负载能力较差等缺陷,因此在改进MPSC基础上再将带有反馈补偿环节的改进型无差拍预测控制(DPCC)应用到电流环,从而形成PMSM双预测控制。实验结果表明所提控制方案是有效的,能够实现对电机转速的精准控制和电机电流快速平稳跟踪,提高了系统鲁棒性。     

基于遗传算法的HVDC整流器自抗扰控制器设计

针对自抗扰控制器(ADRC)参数不易整定的不足,在ADRC的参数整定中应用了一种综合考虑了控制器动态性能和被控对象输入受限两方面的改进遗传算法,该算法应用到直流输电系统的整流器控制器的设计中可提高HVDC的鲁棒性。仿真结果表明所设计的整流器定电流自抗扰控制器具有良好的控制性能,对系统的外扰和模型参数的摄动具有良好的适应性,所提出的整流器自抗扰控制器设计方法有效可行。     

永磁同步电机伺服系统的自抗扰控制

结合自抗扰控制器(ADRC)控制机理和永磁同步电机(PMSM)数学模型,设计了基于ADRC的转速环控制器和电流环控制器代替传统的PID控制器形成新的伺服系统。ADRC使整个系统抗负载扰动能力得到较大改善,提高了系统的鲁棒性和控制精度,有效地抑制了电流谐波的产生。仿真结果表明,与传统PID控制的伺服系统相比,该系统在负载转矩变化时响应速度快、超调量小、控制精度高,在电机内部参数发生变化时该系统调节几乎不受影响,具有较强的鲁棒性。     

基于改进自抗扰的永磁同步电机位置伺服系统

为了提高系统对未知扰动和参数变化的鲁棒性,将自抗扰控制(ADRC)策略引入到永磁同步电机(PMSM)位置伺服系统中,并对ADRC策略进行改进,使系统满足高性能伺服控制要求。通过对ADRC中扩张状态观测器(ESO)结构的改进,提高观测器对扰动的观测速度。同时,针对ADRC中使用的转动惯量与实际惯量间存在误差,会影响速度ADRC控制器中控制增益的选取,采用在线惯量辨识方法,实时调节控制器参数。综合以上2点改进措施,分别设计转速环、位置环改进ADRC控制器,从根本上提高系统的动态性能和抗扰动能力。最后,通过仿真验证改进ADRC策略在PMSM位置伺服系统中的有效性。     

基于串级自抗扰控制的永磁同步电机位置伺服系统研究

针对永磁同步电机存在的非线性、强耦合、不确定性等问题,把自抗扰控制(ADRC)方法引入永磁同步电机(PMSM)位置伺服系统中。原串级结构不变,转速位置环改进为两个一阶自抗扰控制器级联,ADRC解决了系统响应速度和超调之间的矛盾,提高了系统鲁棒性及控制精度;控制器级联较好地解决了PMSM非线性系统的不确定性、耦合性及干扰抑制问题。仿真结果表明,与经典PID控制的伺服系统相比,该系统具有响应速度快、无超调、控制精度高的特点,对负载及系统内部参数变化具有良好的动态性能及很强的鲁棒性。     

一种基于自抗扰的永磁同步电机复合控制策略

为进一步提高永磁同步电机自抗扰控制器(ADRC)的调速控制性能,简化控制器参数整定的复杂程度,提出了一种复合ADRC控制策略。首先,速度环采用模糊参数整定的滑模自抗扰控制器,并分析了主要参数的整定方法。其次,设计了滑模转矩观测器,来估计实时的负载转矩。最后,设计电流环,采用有限集模型预测控制(FCS-MPC),对三相两电平电压源型逆变器的8种开关序列遍历寻优,并抑制转矩的脉动。仿真结果表明：该复合控制策略能有效提高永磁同步电机ADRC的控制性能,增强系统的抗扰动能力以及鲁棒性,控制性能优于传统的ADRC控制和PI控制。     

自抗扰ESO改进及其在PMSM控制中的应用

在永磁同步电机(PMSM)控制系统的速度环控制中运用自抗扰控制器(ADRC),针对速度环特性设计一阶ADRC;对其中二阶扩张状态观测器(ESO)进行误差理论分析,用faln函数替换ESO中传统的fal函数以此提高观测精度,并通过Lyapunov对改进ESO进行收敛性判断;最后,将改进ESO的ADRC应用在永磁同步电机矢...     

基于改进自抗扰控制的非对称六相双永磁同步电机串联系统控制

针对PI控制器存在的超调及跟踪速度慢的问题,以非对称六相永磁同步电机(PMSM)双电机串联系统为研究对象,采用自抗扰控制(ADRC)替代传统PI控制进行速度补偿,提高系统的抗干扰能力。基于传统自抗扰模块多参数整定的复杂性,引入遗传算法对其参数寻优,以最小超调量为优化判据通过交叉迭代的方式改进ADRC调节器。搭建基于改进ADRC的非对称六相双PMSM串联系统,并进行仿真。结果表明:与传统PI控制相比较,所用方法具备快速调节性能和精确的跟踪效果,同时可以削弱谐波电流的影响和转矩脉动,验证了所提控制策略的实用性。     

基于模糊PI双环PMSM转矩脉动抑制研究

针对单转速环PI参数自整定控制的PMSM系统在负载突变情况下转矩脉动较大的问题,提出了一种转速环、电流环同时采用模糊PI参数自整定控制的方法。首先选取控制精度高、适用于转速环、电流环参数摄动范围的论域及量化、比例因子,然后制定计算量小、灵敏度高的隶属度函数和保证响应速度、限制超调的模糊规则,再建立转速环、电流环同时采用参数自整定模糊PI调节器的双闭环PMSM系统,能在转速超调量小、恢复时间短的同时,通过模糊控制实时在线调整电流环PI参数,减小电流波动从而抑制电磁转矩波动。仿真结果表明此方法下系统在负载突变时转矩的波动得到了明显抑制,增强了系统的抗干扰性和鲁棒性。     

永磁同步电机调速系统自抗扰控制器的设计北大核心

将自抗扰控制器(ADRC)运用到永磁同步电机(PMSM)调速系统控制中。电流环采用一阶非线性自抗扰控制器(NLADRC)抵消电流环反电势的影响,减小电流跟踪误差和相电流总谐波畸变(THD);转速环采用一阶线性自抗扰控制器(LADRC)对负载转矩和黏滞摩擦进行补偿,提高系统转速稳定性;最后利用基于带宽的参数整定公式整定控制器参数。仿真和实验结果表明系统具有良好的转速稳定及抗负载扰动能力,验证了控制器设计的有效性。     

永磁同步电机调速系统自抗扰控制器的设计

将自抗扰控制器(ADRC)运用到永磁同步电机(PMSM)调速系统控制中。电流环采用一阶非线性自抗扰控制器(NLADRC)抵消电流环反电势的影响,减小电流跟踪误差和相电流总谐波畸变(THD);转速环采用一阶线性自抗扰控制器(LADRC)对负载转矩和黏滞摩擦进行补偿,提高系统转速稳定性;最后利用基于带宽的参数整定公式整定控制器参数。仿真和实验结果表明系统具有良好的转速稳定及抗负载扰动能力,验证了控制器设计的有效性。     

基于自适应PSO的微电网双向DC-DC变换器前馈自抗扰控制

针对传统PI控制光储微电网系统双向DC-DC变换器存在的直流母线电压波动大、充放电有效性差、抗干扰能力弱等问题,设计了一种基于自适应粒子群优化(APSO)的双闭环控制策略。首先,建立双向DC-DC变换器的数学模型。其次,设计了包括电压环线性自抗扰控制(ADRC)、电流环PI控制的双闭环控制系统,并在电压环中加入前馈控制以增强控制系统的鲁棒性。然后,针对自抗扰控制器参数难以整定的问题,提出了一种基于APSO算法的参数优化系统,该算法引入了自适应惯性权重因子,使惯性权重在粒子群迭代过程中可以动态调整以获得更佳的寻优效果。最后,设计一种带罚函数的时间乘以误差绝对值积分(ITAE)指标作为适应度函数,实现了前馈线性自抗扰控制(FF-LADRC)系统控制参数的自主寻优。MATLAB仿真结果表明,所提控制策略能够有效减小直流母线电压波动,提升储能系统的充放电性能,解决了线性自抗扰控制器参数整定问题。     

基于自抗扰控制的永磁同步电机矢量控制系统研究

针对传统自抗扰控制（Active Disturbance Rejection Control,ADRC）因fal函数在拐点处不平滑、参数整定困难的问题，采用一种平滑性较好的sigfal函数替代扩张状态观测器（Extended State Observer,ESO）中的fal函数，同时采用线性控制律代替非线性误差反馈控制律（Nonlinear States Errorfeed-back,NLSEF），将改进的ADRC应用于永磁同步电机矢量控制系统，并通过Matlab/Simulink进行了仿真实验，仿真结果表明，sigfal函数在拐点处具有更好的平滑性，基于sigfal函数的ADRC在永磁同步电机控制系统中具有良好的响应速度和超调性，抗干扰能力比传统ADRC更好。     

永磁同步电机自抗扰控制调速系统

在永磁同步电机(PMSM)调速系统中,提出采用自抗扰控制(ADRC)设计PMSM调速系统速度环,针对调速系统控制特性和ADRC策略特点,改进ADRC中的扩张状态观测器。同时,采用非线性扩张状态观测器(NESO)观测系统负载转矩并进行前馈补偿,以降低系统负载转矩扰动影响。综合以上两点改进措施,设计出速度环改进型自抗扰控制器(IADRC)。通过仿真和试验验证了IADRC在PMSM调速系统中的有效性。     

基于自抗扰控制器的PMSM伺服控制系统研究

将自抗扰控制器(ADRC)应用在交流永磁同步电机(PMSM)伺服控制系统中,针对永磁同步电机伺服系统的高精度、快速响应等要求,对伺服控制系统三个闭环分别设计自抗扰控制器。在电流环设计一阶自抗扰控制器来取代常用的PID控制器,将位置环、速度环整合为一个统一的闭环并设计二阶自抗扰控制器进行控制;针对不同环节的控制要求和目的,采用不同的函数组合形式设计相应的控制器,充分利用自抗扰控制器的优良控制特性来满足高精度伺服控制系统的要求。通过搭建Simulink仿真模型进行验证,该伺服控制系统具有跟踪速度快、无超调、控制精度高、对负载及参数变化鲁棒性强等特点。     

基于前馈解耦的永磁同步电机控制系统研究

由于永磁同步电机(PMSM)的前馈解耦采用双闭环的控制器,其全系统的传递函数已高于二阶,导致了控制器参数整定困难。通过分析PMSM以及其解耦控制的速度环和电流环的数学模型,提出了双闭环控制器中被控制量与PMSM数学模型之间的联系,构造出了基于拉氏变换的全系统简化模型,为双闭环控制器的PI参数整定提供了理论依据。针对已构建的全系统传递函数模型的高阶特性,提出了根据劳斯稳定判据来整定PI参数的方法,并在Simulink中进行了实验仿真。仿真结果表明,整定后的参数能够使系统快速趋于稳定,并且具有较好的鲁棒性。     

基于神经网络的双闭环伺服系统自适应控制

针对双闭环伺服系统中传统自抗扰控制（ADRC）控制器待整定的参数较多且整定过程较复杂的问题,设计了一种基于径向基函数神经网络的ADRC控制器。考虑到组合控制律的独立性,设计线性状态误差反馈进一步降低参数整定复杂性。径向基函数神经网络将扩张状态观测器中的非线性误差增益作为其权值系数,在线辨识出被控对象的Jacobian信息,利用神经网络的自学习功能实现了ADRC的参数在线自整定。以永磁同步电机(PMSM)作为被控对象,通过MATLAB进行仿真。仿真结果证明,此控制策略有效地优化了伺服系统的静态性能和动态品质,实现了控制系统的高动态和高精度。     

永磁同步电机的相关辨识法自整定速度控制

永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)驱动在各类伺服系统中得到了广泛应用,对不同的电机和负载,通常其驱动器参数调整要一对一地手动完成,费时费力,且整定结果不够精确。该文提出了一种基于相关辨识的PMSM速度环自整定方法,针对速度环被控对象存在的积分环节导致的不能直接辨识的问题,引入角加速度观测器,通过对电流给定量施加伪随机序列(M序列),采集电流给定量与角加速度响应,并计算其互相关函数,辨识出电流至角加速度的脉冲响应函数序列。根据辨识结果、速度环期望频率特性及电流至角加速度传递函数形式,完成了速度调节器控制参数的整定。最后,在基于DSP的实验平台上,对这种相关辨识速度环整定方法进行了实验研究,证明了该方法的有效性和工程实用性。     

基于DSP的自抗扰控制器算法实现

自抗扰控制器(ADRC)具有优良的控制性能。介绍了二阶自抗扰控制器的结构与离散算法,阐述了其参数整定规律。针对算法中非线性函数不易数字化实现的问题,提出了基于仿真经验参数建立数据链表来查表实现非线性运算的方法。设计了自抗扰控制器DSP实现流程图,编写了基于TMS320F2812型DSP的控制算法,将其应用于电动变桨伺服驱动器。实验结果表明,采用建立数据链表查表法来实现非线性函数是可行的,ADRC控制器可以很好地解决跟踪快速性与超调的矛盾,对控制对象参数扰动具有较强鲁棒性。