感应电动机电流环积分型滑模变结构控制技术实验研究

针对感应电动机的电流控制方法对电机参数变化的敏感性问题,提出了基于积分型滑模变结构理论的控制方法并构建了基于DSP的控制系统;最后以某型感应电动机进行了实验验证,证实了该方法的有效性.     

感应电机磁链和转矩的非奇异终端滑模控制

针对直接转矩控制技术以容差形式的Bang-Bang控制模式给系统的稳态运行带来的转矩脉动大、电流谐波成分重、定子磁链轨迹畸变等问题,将非奇异终端滑模控制应用到了转矩和磁链控制中.为了提高传统滑模控制的收敛性,分别独立设计了转矩控制器和磁链控制器的非奇异终端滑模平面.转矩控制器和磁链控制器由等效控制项和非线性切换项组成,非线性切换项中的符号函数sgn(S)通过积分作用削弱了控制量的抖振.仿真结果表明,非奇异终端滑模变结构直接转矩控制具有动态响应快、转矩波动和转速波动小、鲁棒性强、低抖振的特点.     

感应电机滑模观测器矢量控制系统研究

研究了一种基于滑模观测器的感应电机无速度传感器矢量控制技术。根据感应电机两相α-β静止坐标系下数学模型的特点,设计了一种电流型滑模观测器。利用李亚普诺夫稳定定理,分析和证明了此观测器的稳定性,并在此观测器的基础上,根据等效控制的概念,估算了电机转子磁链和转速。仿真结果表明,基于滑模观测器的感应电机无速度传感器矢量控制技术对于电机启动和突加负载转矩时均能呈现很好的调速性能。     

一种新型的感应电机模糊滑模转矩控制器

提出了一种新的感应电机模糊滑模转矩控制方法.该方法采用联合滑模观测和滑模控制的思想进行鲁棒方案的设计,变结构滑模控制提高了感应电机驱动器的鲁棒性,而模糊逻辑降低了转矩、定子电流、转子磁链的纹波波动,提高了驱动系统的稳态性能.计算机仿真结果表明,该控制方案拥有非常良好的动态特性、高精度的转矩跟踪能力、较强的鲁棒性和很好的抗外部负载扰动的能力.     

感应电机模糊滑模控制器的新型设计方法

针对感应电机定子电阻和转子时间常数受外界因素干扰影响其矢量控制系统稳定性和精确度的问题,提出了一种感应电机模糊滑模矢量控制方法。根据感应电机的模型,设计了滑模速度控制器和转子时间常数观测器。利用模糊控制方法改进了滑模切换函数,从而实现切换函数的连续化实时整定,削弱了符号切换函数的高频抖动效果。仿真和dSPACE实验结果表明,控制系统能够稳定运行,动、静态性能良好,抗参数变化和负载突变能力强。     

一种无速度传感器感应电机鲁棒滑模控制策略

设计了一种在同步旋转坐标系下的无速度传感器感应电机滑模速度和磁通控制方案,并设计了一种收敛速率可调的闭环滑模磁通观测器。Lyapunov稳定性理论推导和仿真结果均证明了该控制策略和磁通观测器对参数摄动和不确定因素有很强的鲁棒性。为了削弱变结构控制中的抖振现象,采用饱和函数来代替符号函数。在转速观测器中加入在线估计负载转矩环节,使得转速观测器对负载转矩变化具有良好的鲁棒性。在电机参数和负载发生剧烈变化的情况下,分别利用该控制策略和精确反馈线性化控制方法进行了对比仿真。仿真结果验证了该控制策略与观测器的有效性。     

感应电机准无差拍模型预测电流控制策略

针对中点箝位型三电平逆变器驱动的感应电机模型预测电流控制,为了缩短其在线优化耗时、提高控制性能,提出了一种感应电机准无差拍模型预测电流控制策略。建立感应电机数学模型,对电流未来值进行预测。利用无差拍原理求出给定电压,选取给定电压所在小扇区的电压矢量,建立目标函数进行滚动优化,选取最优电压矢量对应的开关状态作为逆变器未来输出状态。同时引入全阶闭环磁链观测嚣,提高磁链观测的准确度;进行系统延时补偿,提高电机控制性能。仿真和实验结果表明,基于此种控制策略的调速系统,计算耗时小,转矩和电流动静态性能优良。     

基于相邻交叉耦合的多感应电机滑模同步控制

高精确度多感应电机同步控制是现代制造业和传动系统最关键的问题之一.感应电机是一个多变量、非线性对象,而现有的多电机同步控制策略多采用简化的一阶感应电机模型,难以满足高精确度的同步控制要求.基于转子磁场定向下的感应电机数学模型,采用相邻交叉耦合控制结构,利用滑模变结构控制方法设计了一种结构简单的多感应电机同步控制策略,并采用一种简单的方法消除抖振现象.与相邻交叉PID控制策略进行的对比仿真表明,该控制策略具有较高的同步精确度和较强的鲁棒性.     

一种感应电机无速度传感器系统的电流传感器容错控制策略

在无速度传感器感应电机驱动系统中,需要利用电流传感器提供电流信号以实现速度估计。然而,电流传感器作为驱动系统的脆弱部件,易发生故障。当电流传感器出现故障时,系统控制性能显著恶化。为进一步提高感应电机驱动系统的可靠性,该文研究一种适用于感应电机无速度传感器系统的电流传感器容错控制策略。该方案通过坐标变换实现电流传感器的故障诊断,并利用二阶广义积分器–锁频环重构故障电流信息,并将其反馈到基于滑模观测器的速度估计方案中,实现感应电机无速度传感器控制系统的电流传感器容错控制。此外,在所提出的控制策略中进一步采用改进型二阶广义积分器–锁频环,以克服直流偏置带来的不利影响。最后,利用实验测试验证所研究方法的可行性。     

永磁直线同步电机插入式积分滑模控制

永磁直线同步电机(PMLSM)因具有高速、高动态响应等优点而备受关注。参数变化、端部效应和摩擦力等不确定因素将会降低直线电机控制系统应有的性能。为了提高系统的鲁棒性,提出了一种插入式积分滑模控制。该滑模控制将原有控制器的输出量加入到所设计的滑模面中,使得控制系统在不改变原有控制器结构和性能的情况下,获得较强的鲁棒性。同时,以连续的超螺旋控制替换积分滑模控制中原有的不连续部分,削弱了滑模固有的抖振。MATLAB/Simulink仿真结果证实了所提方法的有效性。     

基于T型逆变器的高速永磁同步电机无位置传感器控制系统

高速永磁同步电机绕组电感小、基波电流频率高,易产生严重的高频电流谐波。为抑制电流谐波,本文采用T型三电平逆变器供电,设计高速永磁同步电机无位置传感器控制器系统,通过仿真和实验对比两电平和三电平逆变器供电时的电流谐波,并考核滑模观测器无位置算法在高速运行时的稳定性。实验结果验证了本方案的可行性。     

永磁同步电机驱动系统离散域电流环设计

在高速或大功率电机驱动中,载波比较低,数字控制延迟问题更为突出,造成电流环控制性能下降,严重影响到系统整体的控制性能和稳定性。本文建立永磁同步电机的离散数学模型,通过对连续域和离散域下电流环零极点的对比分析,揭示传统采用连续域设计电流环再进行离散化方法的存在的问题,在离散域下直接进行电流环的分析和设计,能够提升电流控制性能。低载波比下的对比实验表明,离散域设计的电流环较常规方法设计的电流环具有更好的稳定性和控制性能。     

感应电动机自调整模糊神经网络滑模控制的研究

根据模糊逻辑、神经网络和滑模控制原理,推导出了感应电动机模糊滑模控制算法,利用神经网络实现在线自调整控制部分参数,研制成功了一个由电压型变频器供电的自调整模糊神经网络滑模控制感应电动机交流调速。实验表明,系统实现简单,控制方便,具有良好的动、静态特性。     

A Simple Control System for Current Source Inverter-Fed Induction Motor Drives

A simple control system for induction motor drives with the current source inverter is presented. This system is based on the idea of field-orientated control. In contrast to well-known ways of realization a torque proportional quantity is calculated from stator voltage and current without explicit flux calculation or integration. A speed sensor is not required. The theoretical principles of this method are discussed. Some transients which illustrate the performance of some different system variants are presented.     

基于改进型滑模观测器的永磁同步电机分数阶微积分滑模控制

为了提高永磁同步电机调速系统的控制性能,结合滑模控制与分数阶微积分理论,设计了分数阶积分滑模转速控制器和改进型滑模观测器。针对转速控制器,采用基于反双曲正弦函数的新型趋近律削弱系统抖振,同时分数阶控制为系统提供了更多的控制余度,可以增强系统鲁棒性并进一步减小系统抖振。针对观测器,设计了采用新型趋近律fal函数的滑模观测器来获取反电动势估计值,利用分数阶锁相环技术提取反电动势中的转速和位置信息,有效提高了转子速度和位置的估计精度。通过仿真验证了所提出方法的可行性与有效性。     

Current Controller for Autocommissioned Vector-Controlled Induction Motor Drives

A current controller composed of a current regulator associated to a parameter adaptation scheme is proposed. The current regulator considers the inherent coupled structure of the induction machine. The adaptive block is coupled to this regulator in order to carry out a high performance current control with low sensitivity to parameter variations. It is shown that this controller can also be used to estimate the machine saturation characteristic and the rotor time constant as part of an indirect vector control autocommissioning procedure. A discrete time approach is utilized for the design considering microprocessor implementation.     

异步电动机效率优化控制策略综述

异步电动机在轻载运行时效率会明显下降,由于异步电动机应用广泛,优化其运行效率对节能减排具有重要意义。该文总结了近来年异步电动机效率优化控制的研究成果,其中包括基于电机损耗模型的损耗模型控制法、基于输入功率检测的搜索控制法和混合控制方法,介绍了几种典型算法的原理和性能,并指出了异步电动机效率优化的研究方向。     

基于内模的永磁同步电机滑模电流解耦控制

永磁同步电机(permanent magnet synchronous motors,PMSM)矢量控制的目标是使PMSM具有优良的动态性能和稳态性能,但在同步旋转坐标系下dq轴电流存在耦合,影响转矩响应性能。传统的PI无法实现解耦,而电压前馈解耦策略对参数敏感,因此提出一种基于内模的滑模电流解耦控制策略。该策略使用内模控制策略控制理想电机解耦模型,保证系统动态响应速度;使用积分滑模控制实现dq轴电流解耦,同时提高系统在整个运动过程中对参数摄动和外扰动的鲁棒性。仿真和实验结果表明该策略能有效实现dq轴电流解耦,提高系统动态性能,并且具有优良的鲁棒性。     

基于积分滑模控制的广域阻尼鲁棒控制策略

采用混合H2/H∞鲁棒控制设计积分滑模面的过程中,由于仅使用一个公共的Lyapunov矩阵而产生了一定的保守性;与此同时,该方法也未充分考虑由于系统结构未知以及运行点变化造成的不确定性.针对这些问题,提出一种降低保守性和不确定性的广域阻尼积分滑模控制方法.该方法设计了积分形式的滑模切换函数,并通过边界层方法削弱抖振.在设计滑模面的过程中,首先将H2/H∞控制理论中的Lyapunov矩阵与系统矩阵分离,并对H2控制和H∞控制分别计算能使多面体各个顶点的约束条件均成立的矩阵,并将该矩阵取为积分滑模控制中的反馈增益矩阵,进而获得基于降低保守性且降低不确定性的积分滑模控制器.IEEE 4机2区域系统仿真结果验证了该方法的正确性和有效性.