永磁同步电机改进型模型预测磁链控制北大核心CSCD

为了消除永磁同步电机(PMSM)模型预测转矩控制(MPTC)代价函数中的权重系数并减少控制算法的计算量,优化传统MPTC方法,提出了一种基于广义基本电压矢量的改进型模型预测磁链控制策略。该策略依据电磁转矩、参考定子磁链幅值和转子磁链信息构造参考定子磁链矢量,根据参考电压矢量位置信息进一步对广义基本电压矢量进行筛选且实现最优占空比控制,利用定子磁链矢量误差选择最优电压矢量。仿真与实验结果表明,该策略可改善PMSM的转矩脉动,验证了所提方法的可行性与有效性。     

永磁同步电机矢量控制的两种控制策略的研究

永磁同步电机矢量控制系统在工农业生产、医疗等众多领域得到了广泛的运用。矢量控制策略多样、控制灵活。在分析永磁同步电动机(PMSM)的数学模型的基础上,阐述了电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)和电流滞环控制的原理,分别设计了基于Simulink的永磁同步电机SVPWM和电流滞环控制的速度环、电流环双闭环模型。通过工程设计方法,实现了Simulink仿真。通过对两种控制策略的仿真结果进行对比分析,分析比较了两者的控制特性。     

基于蚁群算法的永磁同步电机多步预测控制

为了提高永磁同步电机驱动系统的效率与动态性能,结合传统矢量控制的特点,研究了一种永磁同步电机多步长预测直接电流控制策略,减少了逆变器开关损耗;为了解决多步长在线预测过程中的计算量过大的问题,提出了一种基于蚁群算法的模型预测控制方法,将连续时刻逆变器开关状态视为蚁群运动轨迹,并根据优化目标在较优路径上留下较强信息素作为正反馈以减少计算量。通过仿真对比,相较于矢量控制与直接转矩控制,上述算法可以明显降低逆变器开关损耗,提高动态响应速度;同时保持较小的总谐波失真。结果表明基于蚁群算法的多步预测能够在较少迭代次数内收敛,保证了在较低逆变器开关损耗下系统的性能。     

基于三电平的永磁同步电机矢量控制的研究

基于三电平的空间矢量脉宽调制技术的控制方法,对永磁同步电机进行了控制策略研究。采用将三电平空间矢量分解为六个小的两电平空间矢量的方法,转换为对两电平空间矢量的控制,简化了算法。永磁同步电机采用id=0的矢量控制方法,使用了基于电流反馈解耦,在MATLAB2007b/simulink中建立了永磁同步电机三电平SVPWM控制系统的模型,并进行了仿真实验,仿真结果表明永磁同步电机三电平SVPWM控制系统的正确性。     

永磁直线同步电机矢量控制模型的 优化与准确性分析

基于永磁直线同步电机数学模型,构建具有三闭环控制结构的永磁直线同步电机伺服控制系统,并采用电压空间矢量控制策略,在MatLab/Simulink环境下搭建永磁直线同步电机伺服控制系统整体仿真模型,通过对仿真实验结果的分析,表明了该模型的正确性,为后续高精度永磁直线同步电机控制方法的研究提供了基础模型.     

永磁容错游标轮缘推进电机改进模型预测转矩控制

为提高永磁容错游标轮缘推进电机(FTPMV-RDM)在正常状态和一相开路故障状态下的控制性能, 本文提出了一种基于电压矢量预选的改进模型预测转矩(MPTC)控制方法. 针对六相独立H桥逆变器提供的备选电压矢量数量多导致MPTC系统计算量大的问题, 首先, 采用直接转矩控制中利用转矩、磁链误差及定子磁链位置信息确定预选电压矢量, 减少MPTC系统中电压矢量的枚举次数. 然后, 利用价值函数进行二次筛选得到最优电压矢量. 为了实现开路故障下的容错控制, 提出了一种更换备选电压矢量表的开路故障容错控制策略. 实验结果表明, 基于电压矢量预选的FTPMV-RDM模型, 本文预测转矩控制算法能够在无故障和一相开路故障下抑制电流畸变, 进而有效降低转矩和磁链脉动.     

永磁同步电机自抗扰反步控制

为实现永磁同步电机的高性能控制,提出一种复合控制策略。在永磁同步电机矢量控制基础上,设计反步控制器用于电流环控制,得到同步旋转坐标系下定子电压,并能保证系统全局稳定。设计结构优化的线性自抗扰控制器用于速度环控制,提高系统抗干扰能力。采用二阶环节平滑速度指令,实现转速无超调。仿真结果表明该控制策略较传统PI控制具有转速适应范围广、无超调、抗扰动性能强等优点。     

基于MPC的无传感器永磁同步电机NFTSMC仿真研究

为了提高注塑机中永磁同步电机控制系统的运行可靠性,优化永磁同步电机的调速系统动态性能,提出了一种基于模型预测电流控制的无速度传感器永磁同步电机非奇异快速终端滑模控制策略.以模型预测电流控制作为电流控制内环,取代传统的PI调节器,能够有效地抑制电流纹波,提高电流的动态跟踪性能.根据非奇异终端滑模的设计原理,构造外环速度控制器,从而生成期望的q轴电流,提高了系统的稳定性.设计无速度传感器对电机运行转速进行在线辨识,实现对转速和转子位置准确地估计.并与传统的PI调节器进行对比,仿真与实验结果表明该控制策略具有较高的可靠性和快速性.     

直驱小惯量表贴式永磁同步电机的转速脉动抑制

非线性电流测量误差和电压源逆变器(VSI)非线性畸变电压造成了直驱小惯量表贴式永磁同步电机(SPMSN)的转速脉动.本文将q轴非线性电流测量误差等效为扰动负载电流,提出一种复合PI(CPI)调速器抑制电机转速脉动.该调速器由传统PI调节器与偏差补偿器并联构成,偏差补偿器用以抑制非线性负载电流.同时,用分段线性函数建立IGBT关闭时间模型,并推导了VSI非线性畸变电压表达式.引入积分型模型预测控制(MPC)作为电流环控制器,利用MPC的滚动时域最优预测特性抑制VSI的非线性畸变电压,消除了零电流钳位现象.最后,通过仿真分析验证了所提控制策略的有效性.     

基于电感变化的永磁同步电机新型启动方法

通过分析内埋式永磁同步电机(IPMsM)磁饱和特性,建立永磁同步电机数学模型.根据在施加不通电压矢量时电流瞬间特行不同,采用无位置传感技术,提出了一种检测永磁同步电机在停止状态时转子位置的方法.在此基础上,通过设定直轴电流值为零、交轴电流为常数,设计了一种控制定子交直轴电流的新型永磁同步电机变频启动方法.最后,在以ST...     

失配参数在线矫正的永磁同步电机预测电流控制

针对永磁同步电机预测电流控制模型参数失配引起的系统性能下降问题,提出一种基于内模控制观测器的应对策略来矫正模型参数.首先,根据旋转坐标系下的永磁同步电机动态模型,设计了d,q轴电流内模控制观测器并进行稳定性推导证明,观测器可以无静差估计d,q轴电流变化率,进而在线估计电机参数;然后,由卡尔曼滤波减弱参数噪声得到最优参数...     

永磁同步电机模型预测转矩控制简化控制策略

传统永磁同步电机(PMSM)模型预测转矩控制(MPTC)遍历逆变器生成的全部7个电压矢量, 计算负担较大.当转矩误差较小时, 零电压矢量利用率较高, 则可当转矩误差位于阈值范围, 电机系统直接输出零电压矢量, 否则,依然遍历7个电压矢量, 并给出阈值确定方法. 基于上述策略, 本文增加了6个定子磁链扇区位置约束, 将转矩误差大于阈值时的备选电压矢量降至4个, 并增加磁链扇区数目至12个和磁链误差约束, 进一步减小备选电压矢量. 仿真结果表明, 提出的3种简化策略控制下, 永磁同步电机系统运行正常, 控制性能与传统模型预测转矩控制基本相当,平均开关频率分别降低至77.48%, 77.09%和76.12%, 平均遍历电压矢量个数分别降低至58.29%, 32.86%和29.14%.实时性实验结果表明运行时间分别减小至57.70%, 32.96%和29.48%.     

双永磁同步电机高性能控制系统转速同步研究

针对双永磁同步电机（PMSM）控制中受负载扰动电机转速不同步的问题,从控制策略和耦合结构角度出发,提出了一种积分滑模PMSM电流预测函数控制的转速同步控制结构。在矢量控制基础框架下,设计了积分滑模速度调节器和电流预测函数调节器,使用饱和函数和指数趋近律来抑制滑模的固有抖振现象,利用相邻周期的两个预测模型相减来消除恒定项。为了有效地补偿两电机之间的转速差,通过同步补偿器来对电流环直接进行补偿,从而达到双电机同步协调控制的目的。最后通过仿真验证了本文方法的有效性。     

Improved three-vector based dead-beat model predictive direct power control strategy for grid-connected inverters

Since only one inverter voltage vector is applied during each duty cycle, traditional model predictive direct power control (MPDPC) for grid-connected inverters (GCIs) results in serious harmonics in current and power. Moreover, a high sampling frequency is needed to ensure satisfactory steady-state performance, which is contradictory to its long execution time due to the iterative prediction calculations. To solve these problems, a novel dead-beat MPDPC strategy is proposed, using two active inverter voltage vectors and one zero inverter voltage vector during each duty cycle. Adoption of three inverter vectors ensures a constant switching frequency. Thus, smooth steady-state performance of both current and power can be obtained. Unlike the traditional three-vector based MPDPC strategy, the proposed three vectors are selected based on the power errors rather than the sector where the grid voltage vector is located, which ensures that the duration times of the selected vectors are positive all the time. Iterative calculations of the cost function in traditional predictive control are also removed, which makes the proposed strategy easy to implement on digital signal processors (DSPs) for industrial applications. Results of experiments based on a 1 kW inverter setup validate the feasibility of the proposed three-vector based dead-beat MPDPC strategy.     

基于MPC的有源电力滤波器直流侧电压优化控制

为了提高有源电力滤波器(APF)的滤波性能和运行稳定性,提出了一种基于模型预测控制(MPC)算法的直流侧电压稳定控制方法,并在此基础上提出了简化滞环空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制方法.通过分析直流侧电压的主要影响因素,采用合适的预测模型,保障直流侧电压的稳定.简化后电流控制方法仅需利用三相电压中最大相和最小相,结合误差电流的正负即可直接判断出三相补偿装置的开关状态,避免了大量电压矢量和电流误差矢量的区域判断和最终矢量的选择,提高了系统的响应速度和控制精度.仿真和实验结果证明了控制策略的可行性和优越性.     

永磁同步电机的PPI-RES电流控制策略

采用常规比例-积分-谐振(PI-RES)电流控制器可抑制永磁同步电机(PMSM)相电流谐波.然而, 电机运行于高输出频率/采样频 率工况时, 系统受数字控制器一个采样周期延时的影响, 将出现电流震荡现象.为了解决上述问题, 提出一种预测比例-积分-谐振(PPI-RES)电流 控制策略.该方法分别利用电流误差微分模型和积分模型预测扰动电压和误差电流, 实现对输入延时的有效补偿.仿真结果验证了所提出电流控制策略的有效性.     

永磁同步电机多步模型预测电流控制球形编码研究

传统多步模型预测电流控制遍历所有开关序列, 并寻求成本函数最小, 使得运算量较大. 球形编码算法将成本函数转换为开关序列对应的矩阵二范数平方, 并采用事件触发机制动态精简计算量. 仿真结果表明: 基于球形编码的多步模型预测电流控制性能良好, 与传统方法完全等价, 控制效果相当. 基于STM32H743单片机平台, 球形编码和传统方法单控制周期执行时间实验结果表明: 对于多步预测, 球形编码算法可减少单控制周期执行时间, 2步预测减小至96.78%, 3步预测减小至87.99%, 4步预测减小至73.41%, 5步预测减少至63.63%, 在控制性能与传统方法相当的条件下, 提高系统实时性能