永磁同步电机无位置传感器宽转速范围自抗扰控制研究

为克服永磁同步电机在运行过程中受负载转矩扰动和电机参数变化的影响，提高永磁同步电机在无位置传感器条件下的抗干扰能力，提出了一种宽转速范围自抗扰动控制策略.首先，设计了一种滑模位置观测器，结合电压闭环弱磁扩速，实现了永磁同步电机在无位置传感器条件下的宽转速范围运行.其次，通过合理配置龙贝格观测器极点，在线估算负载转矩变化，在宽转速范围采用电流前馈补偿负载转矩扰动.接着利用内模控制整定电流环PI控制器参数，采用带遗忘因子递推最小二乘算法，设计了一种根据不同工况下切换的多电机参数分步辨识算法，解决了辨识方程数少于待辨参数的“欠秩”问题，进而实现电流控制器跟随电机参数自适应调节.仿真结果表明，所提出的控制策略能够实现无位置传感器宽转速范围对外部负载转矩扰动和电机参数变化的自抗干扰控制.     

永磁同步电机高阶滑模控制与扰动转矩估计

文章采用一种新型高阶滑模控制技术以及滑模微分器实现永磁同步电机位置跟踪控制和扰动转矩的在线估计.在分析电机的非线性模型后,由于系统输出耦合,利用输入输出反馈线性化进行解耦.设计了消除抖颤问题的高阶滑模控制器.扰动转矩的估计可以滑模变量及其各阶微分值得到,从而未知不确定因素转换为系统自身输入,减小了负载扰动对位置的影响,有效提高系统的性能.仿真实验的结果表明,多输入多输出的永磁同步电机扰动转矩得到了有效估计,系统位置跟踪的误差不超过0.12弧度,具有较好的动态性能.     

PMSM非线性解耦控制系统的L2增益干扰抑制

为了克服电机参数变化和负载扰动的不确定性对永磁同步电机动态解耦控制系统性能造成不利影响,提出一种带干扰抑制的永磁同步电机调速系统的非线性解耦控制方法,将参数变化和负载转矩扰动作为扰动输入,基于Lyapunov函数设计系统的状态反馈控制器,使得闭环系统对所有有界干扰是内部稳定的,且从扰动输入到输出满足任意小的有界L 2增益.仿真和试验结果表明:该控制策略能有效地改善调速系统的动态性能,增强其鲁棒性和抗干扰能力.     

基于转矩前馈补偿的双永磁电机系统转速同步控制

针对负载转矩扰动造成的双永磁电机系统转速同步性能下降的问题,提出采用观测器测量负载转矩并进行前馈补偿的策略,以减小负载转矩扰动对系统同步性能的影响。首先基于电机数学模型设计了负载观测器,根据传感器测量得到的机械角速度与q轴电流信息准确地估计电机的负载转矩,并结合交叉耦合结构实现了两台电机的转速同步。仿真与实验结果证明：采用所提策略可以准确观测负载转矩,显著减小双永磁电机间的同步误差,大幅缩短双电机调速过渡过程,有效提升系统同步性能。     

PMSM伺服系统的自适应反步滑模控制器设计

针对负载转矩未知的永磁同步电机伺服系统的控制问题,本文提出了一种改进的自适应反步滑模位置跟踪控制方法。根据反步递推原理,选取合理的Lyapunov函数和虚拟控制变量,得到一个新的负载转矩自适应估计方法。该方法采用负载转矩自适应律近似一个非线性的降阶扰动观测器,使负载转矩估计值能够快速准确地收敛到期望值。通过将自适应反步法与自适应滑模控制结合,增强了系统的抗干扰性能,采用的自适应滑模趋近律很好地削弱了系统抖振。利用Lyapunov稳定性定理,证明了系统的全局渐近稳定性,最后在LINKS-RT实验平台上对本文提出的控制方案进行实验验证。实验结果表明,该方法很好地实现了永磁同步电机控制系统的快速渐近位置跟踪控制,具有良好的抗负载扰动性能,控制方案有效实用。     

基于改进型负载转矩观测器的永磁同步电机滑模控制

为减少负载转矩扰动对永磁同步电机控制造成的影响,设计了一种改进型负载转矩观测器.以转速和负载转矩为观测对象建立负载转矩观测器,将观测的负载转矩前馈补偿至转矩电流中,并加入可变增益算法,有效抑制了滑模速度控制器输出的抖振问题;采用改进滑模速度控制器替代传统的PI控制,通过改进控制器中指数趋近律函数,提高了系统的响应速度....     

双永磁同步电机滑模协调控制及实验研究

针对现有的双永磁同步电机协调控制方法无法兼顾扰动抑制和协调控制精度的问题,研究具有不确定性和非匹配扰动的双永磁同步电机系统协调控制。首先,基于系统不确定性和非匹配扰动,建立双电机系统的数学模型;其次,将交叉耦合控制与传统PI控制相结合,得到协调控制模型;再次,提出一种基于干扰观测器的积分滑模方法设计协调控制器,以有效抑制系统的非匹配扰动;最后,在基于dSPACE的多电机实验平台进行半实物仿真实验。实验结果表明,该方法能有效提高系统在启动和负载突变时的转速同步和转矩同步性能。     

一种高阶滑模控制的永磁同步电机磁通和电阻辨识

文章采用一种新型高阶滑模控制技术以及滑模微分器实现永磁同步电机位置跟踪控制,提出了电机磁通、电阻的辨识方法。由于系统输出耦合,文中首先利用反馈线性化进行解耦,并设计了高阶滑模控制器。考虑到定子电阻和永磁体磁链是随温度变化而变化的,文章介绍了一种新型参数估计方法,通过对同步电机高阶滑模控制器设计,并结合一个精确滑模微分器来实现电机内部参数的辨识,减小参数扰动对控制性能的影响。仿真实验的结果表明,多输入多输出的永磁同步电机磁通、电阻得到了估计,系统具有较好的动态性能。     

一种基于非线性PID神经网络算法的PMSM控制

针对常规PID控制器无法很好地应对永磁同步电机参数变化和负载扰动等不确定因素的影响,设计一种以三角函数为神经元激励函数的非线性PID神经网络控制器,并将其与常规PID控制器相结合用于永磁同步电机控制.仿真实验结果表明,该控制系统具有快速的响应能力、更好的动态性能和更加稳定的跟踪性能,适合于永磁同步电机速度控制.     

永磁同步电机无参数三矢量模型预测电流控制

永磁同步电机多矢量模型预测控制能够有效改善传统单矢量模型预测控制存在的电流脉动大、控制精度有限等不足，但其控制性能更易受电机参数摄动的影响。为提升多矢量预测控制算法在电机参数摄动下的鲁棒性，提出一种永磁同步电机无参数三矢量模型预测电流控制算法。通过构建基于永磁同步电机输入输出信号的超局部预测电流模型，避免了电流预测受电机本体参数的影响，同时设计了扰动观测器对超局部模型中未建模与扰动部分进行估计。此外，引入基于电流误差的矢量占空比直接计算法，抑制电机参数摄动对占空比计算环节的不确定性影响，进一步提高了系统鲁棒性。与传统有参数三矢量模型预测电流控制进行仿真和实验对比，结果显示所提策略能够有效抑制电机参数变化所带来的系统扰动，保证了电机运行时的稳态性能。