基于端口受控哈密顿方法的永磁同步电机MTPA伺服控制

采用新的能量成型和端口受控哈密顿(PCH)系统理论,建立PMSM的PCH系统数学模型,给出系统的反馈镇定原理。根据最大转矩/电流(MTPA)控制原理确定了系统期望的平衡点,在负载转矩已知时,分析了PMSM系统的平衡点稳定性,并进行仿真。结果表明,系统具有良好的伺服性能。     

永磁同步电机的哈密顿建模与无源性控制

针对永磁同步电机（PMSM）转速调节问题,采用端口受控哈密顿（PCH）系统和无源性控制原理,研究了PMSM的建模与控制。将PMSM看作是二端口的能量变换装置,基于PCH系统理论建立了PMSM的非线性数学模型。利用能量成型和无源性控制方法。给出了PMSM的速度控制原理,反馈控制问题被归结为一类偏微分方程的求解。通过选择期望的闭环系统哈密顿函数,可将偏微分方程转换成一组普通的方程,从而使求解变得容易。分析了永磁同步电机速度控制系统平衡点的稳定性,并设计了控制器。仿真结果表明所设计的方案具有很好的转速跟踪性能。     

异步电动机的端口受控哈密顿控制与L2增益扰动抑制

针对在异步电动机调速系统中负载转矩存在扰动的问题,在异步电动机状态误差端口受控哈密顿(PCH)控制基础上,提出一种采用L2增益抑制扰动的控制方法。首先,建立了异步电动机的PCH系统模型,并构建了期望的闭环状态误差PCH系统。根据转子磁场定向原理,确定了期望的平衡点,利用互联和阻尼配置方法,设计了负载转矩恒定已知时的控制器。其次,针对负载扰动问题,利用L2增益控制原理,设计了异步电动机PCH系统负载扰动抑制控制器,同时为了更好地消除扰动带来的稳态误差,在此基础上引入了PI控制。仿真结果表明,所设计的控制器具有很好的转速跟踪性能和负载扰动抑制能力,有一定的应用前景。     

永磁同步电动机伺服控制系统哈密顿建模与仿真

采用新的能量成型和端口受控哈密顿（PCH）系统理论，建立PMSM的PCH系统数学模型，给出系统的反馈镇定原理。在负载转矩已知和未知时，分析了PMSM系统的平衡点稳定性，并进行仿真。结果表明，系统具有良好的伺服性能。     

PMSM反步积分滑模与PCH平滑切换控制

针对采用单独的信号控制器或能量控制器已难以满足永磁同步电机(PMSM)驱动系统的高性能要求,提出了基于信号和能量控制方法的平滑切换控制方案。首先,采用反步积分滑模思想设计信号控制器,保证了系统良好的动态响应。其次,采用基于积分控制的端口受控哈密顿(PCH)方法设计能量控制器,降低了能量损耗,保证了系统的稳态性能。最后,设计一种平滑切换控制策略将信号和能量控制器协调起来,加快了转速,降低了稳态误差,改善了系统的稳态和动态性能。另外,在负载转矩未知时,引入了负载转矩观测器,提高了系统受到负载扰动时的控制精度。并利用Matlab/Simulink对所设计的平滑切换控制系统进行仿真。仿真结果表明了平滑切换控制器充分结合反步积分滑模与PCH控制器的优点,所提出的协调控制策略具有优越性,符合预期要求。     

永磁同步电动机的哈密顿控制与DSP实现

为了实现对永磁同步电动机(PMSM)速度的精确控制,提出了一种利用端口受控哈密顿(PCH)方法对速度伺服系统进行控制的方法。首先,根据PMSM的PCH数学模型,求取速度控制器,并针对负载转矩未知的情况设计了转矩观测器;然后,搭建了一套基于TMS320F2812 DSP的速度控制系统实验平台;最后,通过实验对设计的控制器进行了验证。实验结果表明了该控制器能够实现电机的速度控制,并且具有良好动态性能及稳态性能,满足了PMSM高性能控制要求。     

基于自适应反步法和端口受控哈密顿理论的永磁同步电机控制

提出了一种基于自适应反步控制和端口受控哈密顿(PCH)系统理论的永磁同步电机(PMSM)速度控制方法。考虑电机负载扰动,提出了基于反步法的PMSM速度环自适应控制;然后将PMSM电磁子系统模型表示成哈密顿系统形式,根据PCH系统理论求得控制器。仿真结果表明,设计的控制方法能够快速达到期望的转速值,且具有较好的抗负载扰动能力。     

基于无速度传感器永磁同步电动机PCH速度控制

基于模型参考自适应(MRAS)的转速估计原理,提出了一种永磁同步电动机(PMSM)的无速度传感器控制方法,该方法以PMSM本身作为参考模型,将含有待估计参数的模型作为可调模型。根据两个模型状态变量的不同,通过一定的自适应调节机构,得到转子速度的估计值。然后利用端口受控哈密顿(PCH)系统方法,建立PMSM的PCH模型,根据最大转矩/电流(MTPA)控制原理,设计了隐极式PMSM的无传感器速度控制器。最后通过Matlab/Simulink建立仿真模型,仿真结果表明,该控制系统具有很好的转速跟踪和速度估计的性能。     

永磁同步电机控制系统的哈密顿建模与仿真

采用哈密顿系统理论对永磁同步电机进行建模与速度控制。首先,应用端口受控哈密顿系统理论,建立了永磁同步电动机的非线性数学模型,设计了系统的控制器和负载转矩观测器,分析了系统平衡点的稳定性。在Matlab/Simulink中,搭建PMSM哈密顿控制系统的仿真模型。仿真结果表明,所提出的方案对负载扰动和定子电阻变化具有很强的鲁棒性。     

端口受控哈密顿方法的永磁同步电动机弱磁扩速

针对隐极永磁同步电动机的弱磁扩速问题,提出了一种基于端口受控哈密顿(PCH)的弱磁扩速非线性控制新方法。系统的平衡点采用分段式求取,在基速以下采用最大转矩/电流原理求出,在基速以上采用弱磁方法求出。对于工程中常见的负载转矩未知时的情况,设计了负载转矩观测器。仿真结果表明,系统的弱磁扩速效果好、速度响应快,具有良好的抑制负载转矩扰动能力。     

端口哈密顿方法在永磁同步电动机控制中的应用

针对负载转矩已知和未知两种情况，建立了永磁同步电动机的端口受控哈密顿速度控制模型，利用互联和阻尼配置的无源性方法，设计了满足最大输出功率控制原理的速度控制器，给出平衡点的稳定性分析，并设计了负载转矩观测器。仿真结果证明了此控制方案具有抑制扰动的转速跟踪特性。     

基于铜耗最小原则的混合磁路电机哈密顿速度控制

针对电机传统控制策略依赖模型精确性、对参数变化敏感等问题,从能量的观点出发,利用哈密顿能量系统理论来设计混合磁路电机的速度控制器。根据铜耗最小原则下的最优电流控制原理确定了系统期望的平衡点;利用互联和阻尼配置的方法,设计了系统在负载转矩已知时的速度控制器;并利用负载转矩估计器在线观测负载转矩,由此设计了系统在负载转矩未知时的速度控制器;同时给出了平衡点的稳定性分析。仿真结果验证了该控制策略具有较好的控制效果,对系统参数变化具有较好的鲁棒性。     

带神经网络转矩观测器的PMSM自适应前馈 PID控制器设计

推导了永磁同步电机(PMSM)的ARMA模型，由递归神经网络构成综合转矩观测器，从而把综合负载转矩视为可测干扰；结合极点配置自校正控制、PID控制和前馈控制思想，设计了PMSM的自适应前馈PID控制器。有效地解决了PMSM系统中参数变化和负载扰动等不确定性问题。仿真实验结果表明，该方法具有较强的鲁棒性。     

基于实时负载转矩反馈补偿的永磁同步电机变增益PI控制

为了减小负载转矩扰动对永磁同步电机转速的影响,对负载转矩扰动下永磁同步电机(PMSM)伺服系统数学模型的频域特性进行了研究,总结出负载转矩扰动和速度PI控制器参数之间的关系,提出了基于负载转矩反馈补偿的永磁同步电机变增益PI控制方案。变增益PI(VGPI)控制器根据转速信号中特定频率分量的变化,进行控制器增益的实时调节;同时采用FPGA器件设计并实现了基于Kalman滤波器的负载转矩观测器,能够对负载转矩扰动进行实时观测和补偿,提高了永磁同步电机伺服系统对负载转矩扰动的抑制能力。实验结果验证了控制策略的有效性。     

基于负载观测器的永磁同步电机反步法控制

针对永磁同步电动机具有不确定负载的情况,利用反步法设计转速跟踪控制器,来实现转子转速跟踪期望值;并利用负载转矩观测器来实时估计负载转矩,及时调整控制量。理论分析和Matlab仿真结果验证了反步法设计和负载转矩观测器相结合的有效性。     

永磁同步电机驱动系统的反步与无源协调控制

针对永磁同步电机(PMSM)驱动系统中,只利用信号控制器或能量控制器难以兼顾良好的动态特性与较低的能量损耗,提出了基于信号与能量的协调控制策略。首先,利用反步法设计信号控制器,以加快系统的动态响应。然后,从能量的角度出发,利用无源控制中的Euler-Lagrange(EL)模型设计能量控制器,以降低系统稳态运行时的能量损耗。进一步设计协调函数,将信号控制器与能量控制器进行协调,从而构成协调控制器。另外,当负载转矩未知时,设计了负载转矩观测器用来估计负载转矩。在MATLAB/Simulink平台上对所设计的协调控制系统进行了仿真,仿真结果表明,所提出的协调控制策略能够充分结合信号控制器和能量控制器的优点,获得良好的动态和稳态性能,减小PMSM损耗。     

基于负载转矩滑模观测的永磁同步电机滑模控制

为了减小负载转矩扰动对永磁同步电机(permanentmagnet synchronous motor,PMSM)控制系统的影响,提高系统抗扰能力,提出一种以转速和负载转矩为观测对象的扩展滑模观测器,以实际转速与观测转速之差构成滑模面,负载转矩观测结果由负载转矩实际值和经过滤波后的抖振信号组成,当滑模运动发生后转矩观测误差渐进收敛到零。设计了基于指数趋近律的PMSM滑模控制(sliding-modevariable structure control,SMC)系统,将观测的负载转矩进行前馈补偿,以克服负载时变对控制性能的影响。实验结果表明,该观测器可准确地观测负载转矩,采用的前馈补偿方案对系统负载扰动有较强的鲁棒性,并且SMC固有抖振现象得到了有效抑制。