永磁同步电机调速系统的实现与实验研究

为了实现永磁同步电机的速度控制,基于数字信号处理器TMS320F2812,设计了一套永磁同步电机调速系统。在dq同步旋转坐标系下,建立了永磁同步电机的数学模型,给出了永磁同步电机调速系统的结构,并对永磁同步电机速度控制系统的硬件和软件进行设计,通过以智能功率模块为核心的功率驱动电路实现对电机的实时控制,同时电流检测电路和正交编码电路为系统提供电流及速度反馈,并选取SM060R20B30MN型号永磁同步电机作为被控对象进行仿真实验。实验结果表明,电机转速越快,系统的调节时间越短,速度跟随越精确,说明电机转速越高,测得的电机转速越准确。该系统极大的简化了控制系统的硬件设计,具有良好动态性能及稳态性能。     

永磁同步电机直接转矩模糊控制技术

针对同步电机控制系统非线性、强耦合以及模型不确定等特点,提出了基于模糊控制策略的直接转矩控制方法.利用MATLAB/SIMULINK软件对永磁同步电动机直接转矩模糊控制系统进行仿真分析,建立了定子坐标系下永磁同步电动机控制系统的数学模型.对永磁同步电动机直接转矩控制进行了理论分析,并将模糊控制技术应用于控制系统中.给出了同步电机直接转矩控制的仿真结果,分析结果表明,该系统采取的模糊控制策略有效地改善了系统的控制性能.     

基于SVPWM控制策略的PMSM驱动系统

在详细研究空间矢量脉宽调制（Space Vector Pulse Width Modlulation,SVPWM）基本原理和实现方法的基础上,分析了永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）的矢量控制策略,在Matlab/Simulink环境下建立基于SVPWM控制策略的转速和电流双闭环永磁同步电机调速系统仿真模型,并进行实验仿真;以英飞凌单片机XC2267为硬件驱动进行永磁同步电机SVPWM控制策略的实验验证,利用CAN总线分析仪对电机运行状态进行检测。仿真和实验结果表明了SVPWM控制策略在永磁同步电机驱动系统应用中的有效性,为相关电机控制系统的设计和调试提供了相应思路。     

基于Matlab永磁同步电机控制系统建模仿真方法

提出了永磁同步电机(PMSM)控制系统仿真建模的方法，在Matlab/Simulink环境下，通过对独立的PMSM本体、dq坐标系向abc坐标系转换、三相电流源逆变器、速度控制器等功能模块的建立与组合，构建了永磁同步电机控制系统的速度和电流双闭环仿真模型.仿真结果证明了该系统模型的有效性，验证了其控制算法，为永磁同步电机控制系统设计和调试提供了理论基础.     

基于TC1782的永磁同步电机直接转矩控制

为了研究如何加快永磁同步电机对于转矩变化的响应,介绍了一种基于TC1782的永磁同步电机直接转矩控制系统。系统以英飞凌TC1782数字信号处理器为控制中心,采用模数转换芯片AD7606同时采集电机相电流,采用旋变解码芯片AD2S1210与旋变结合获得转子的位置和角度信号。使用ETAS公司的LABCAR电机仿真机柜作为硬件仿真平台,与控制部分结合构成了闭环控制系统。通过实验验证,该设计运行稳定,由于加入了反馈线性化模块,系统具有快速的动态响应特性,而且转矩脉动较小,速度和转矩调节跟随性好,可以满足永磁同步电机的控制要求。     

基于端口耗散哈密顿系统的电机控制方法

为了满足永磁同步电机高精度、高动态性能的控制要求,提出了一种基于端口耗散哈密顿系统的电机控制方法.采用系统互联和阻尼结构配置的方式对永磁同步电机控制系统进行了设计,建立了d-q坐标系下的永磁同步电机数学模型,构造了端口耗散哈密顿系统的能量函数,利用IDA-PBC方法对电机速度控制器进行了设计.仿真结果表明,提出的控制策略只需要调节两个参数即可实现对电机的速度控制,减少了系统复杂性,利用负载扰动观测器作为前馈补偿,降低了噪声影响,加快了系统的响应速度,提高了系统运行的稳定性.     

基于矢量控制的永磁交流伺服系统运行性能分析

永磁同步电机矢量控制系统在很多场合得到了应用,但由于矢量控制技术依托于永磁同步电机的数学模型,其系统性能受电机参数影响较大.研究利用SIMULINK搭建基于矢量控制的电流、转速双闭环矢量控制系统,采用Id=0磁场定向矢量控制理论分析电机的电参数和机械参数对永磁同步电机调速控制系统性能的影响.在不同给定转速、不同参数下对电机运行性能的影响进行了仿真分析.仿真结果表明:定子电阻突加对电机运行性能影响不明显,机械参数的突加会使电机动态性能变差,转速波形的上升时间明显变长,电参数对电机动态性能影响较小.该研究为后续电机参数辨识和补偿研究提供了基础.     

船用永磁容错电机CHBPWM与SVPWM矢量控制的比较研究

永磁容错电机因综合了永磁同步电机和开关磁阻电机的优点而适合用作电力推进船舶的推进电机。永磁容错电机的各相绕组间采用H桥逆变器进行供电,消除了各绕组间的中性点,实现了电气隔离,提高了电机控制系统的直流电压利用率和容错性能。在分析永磁容错电机H桥逆变电路结构和工作原理的基础上,阐述了电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)和电流滞环跟踪脉宽调制(CHBPWM)的原理,对比分析了二者的区别和联系,设计了三相永磁容错电机的矢量控制系统,并建立了三相永磁容错电机SVPWM和CHBPWM的矢量控制仿真模型,搭建了基于DSP的三相永磁容错电机矢量控制系统实验平台。通过仿真和实验结果,对比分析了两种控制策略的优缺点和适用范围。     

车用永磁同步电机的结构振动分析

以某车用永磁同步电机为研究对象,使用HyperMesh软件建立其有限元模型并进行结构模态分析,使用Ansoft软件进行电磁径向力波仿真分析;将模态分析结果与径向力波仿真结果相比对,从磁固耦合角度对该驱动电机的振动噪声特性进行了分析.分析结果为车用电机的结构优化设计提供了依据.     

一种永磁同步电机控制系统仿真建模的研究

根据永磁同步电机数学模型和SVPWM算法,介绍了空间矢量脉宽调制的基本原理及实现方法.为了更好地验证矢量控制系统实际设计过程中各部分输出特性的正确性并为其设计提供必要的参数,利用Simulink工具箱搭建了永磁同步电机控制系统的速度和电流双闭环仿真模型,并通过实例电机的仿真,给出了仿真波形,验证了id=0的控制算法.仿真结果证明了该模型的有效性.     

基于无速度传感器的永磁同步电动机直接转矩控制技术的研究

在对永磁同步电动机数学模型和直接转矩控制理论进行了深入研究的基础上,提出了一种新颖的基于模型参考自适应（MRAS）的转速辨识方法。在此基础上,提出了基于MRAS的无速度传感器永磁同步电动机直接转矩控制的方案,最后进行了系统仿真。结果表明,采用无速度传感器实现的永磁同步电动机系统具有良好的动静态性能,可与有速度传感器控制系统相媲美。     

精确线性化多输入多输出PMSM非交互式控制

针对永磁同步电动机的强耦合特性,提出利用状态反馈精确线性化实现多输入多输出永磁同步电动机非交互式控制方法.根据永磁同步电动机的数学模型,运用微分几何理论讨论了永磁同步电动机在多输入多输出情况下可以进行精确线性化的条件,并在此基础上实现了永磁同步电动机的精确线性化.运用状态坐标变换和状态反馈变换完成了非交互式控制设计,对精确线性化的永磁同步电动机设计了比例 积分控制器,并对控制的结果进行了仿真研究.仿真结果表明,利用状态反馈精确线性化方法对永磁同步电动机的多输入多输出线性化能够获得满意的结果.     

MW级永磁同步电机无速度传感器矢量控制研究

针对电机实验站对永磁同步电机实验电源系统新的控制要求,研究了MW级永磁同步电机无速度传感器矢量控制方法,提出了一种基于模型参考自适应的速度辨识方法。该方法仅用q轴磁链误差信号构建自适应率辨识转速信息。首先通过Matlab仿真证明了该方法的有效性,然后进行了半直驱隐极式永磁同步风力发电机对拖实验,结果证明该方法能较好地辨识电机转速。     

六相永磁同步电动机矢量控制系统研究

分析六相永磁同步电动机(PMSM)的数学模型,在此基础上建立六相PMSM矢量控制系统的仿真模型,并且进行实验验证.在Matlab7.0/Simulink环境下,建立速度控制模块、坐标变换模块、PWM控制模块,并与PMSM本体模块和电压逆变模块有机组合,得到PMSM控制系统的速度和电流双闭环仿真模型.同时,基于TI公司数字信号处理器TMS320LF2407的矢量控制算法得以实现,实验后并对整个控制系统性能进行分析.仿真分析和实验结果相符合,表明了模型合理、方法有效,六相PMSM矢量控制系统能够获得很好的性能.     

基于粒子群优化的PID伺服控制器设计

针对耦合和非线性永磁同步电机（PMSM）控制器优化设计的难题,提出了基于粒子群优化（PSO）算法的比例、积分和微分(PID)控制器的优化设计方法.结合PSO的基本原理和PMSM伺服系统的控制策略,给出了优化PID控制器设计的步骤.考虑到综合评价系统的各项性能指标,在优化过程中引入了新的模糊汉明距离的评价策略.同时对遗传算法（GA）和PSO算法优化结果进行对比研究.仿真和实验结果表明,该方法能搜寻到最优或次最优的参数空间,并能取得比GA更好的空间解.优化得到的PID控制器速度响应快、超调量小,有效地提高了伺服系统的动态性能.     

基于观测器的永磁同步电机模糊自适应混沌控制

针对混沌现象能够影响永磁同步电动机驱动系统稳定性的问题,本文根据模糊自适应控制和反步设计法的原理,研究了具有不确定参数的永磁同步电动机混沌系统位置跟踪控制,设计了一种新型的降维观测器来估计系统的转子角速度,并利用模糊逻辑系统对永磁同步电动机混沌系统中的非线性函数进行逼近,同时采用反步设计方法,构造了模糊自适应控制器,并在Matlab环境下进行仿真。仿真结果表明,该控制方法能够避免永磁同步电动机出现混沌现象,确保系统可以快速跟踪期望的信号,并对永磁同步电动机混沌系统进行有效控制,该控制策略能够克服永磁同步电动机参数不确定性的影响,实现了对永磁同步电动机的位置跟踪控制。该研究具有实际应用价值。     

永磁同步电机传动系统能量成形控制仿真研究

针对功率变换器和永磁同步电机（PMSM）构成的传动系统,基于能量成形和端口受控哈密顿（PCH）系统理论,研究其速度控制问题。建立了PMSM的PCH非线性数学模型,在负载转矩恒定已知和恒定未知情况下,设计了系统的速度控制器。根据最大转矩／电流（MTPA）控制原理确定了系统的期望平衡点,分析了平衡点的稳定性。利用PWM信号变换方法控制功率变换器各开关器件的导通占空比,实现隐极PMSM的速度调节。利用Matlab／Simulink仿真,结果表明,系统具有很好的负载扰动抑制能力和转速跟踪性能。     

基于矩阵变换器的永磁同步电机矢量控制模型及仿真分析

根据交流电机矢量控制技术特点，将交-交矩阵变换器与永磁同步电机转子磁场定向控制技术相结合，采用电流滞环控制技术实现了基于矩阵式变换器的永磁同步电机的矢量控制．给出了根据矩阵变换器输入电压状态及永磁同步电机定子电流控制的开关状态模式．最后，利用MATLAB软件对系统模型进行了仿真验证，仿真结果表明，利用交-交矩阵变换器实现永磁同步电机矢量控制是有效可行的．同时也说明了采用电流跟踪控制技术实现交-交矩阵变换器的PWM调制，概念清楚、控制简单，不需要复杂的数学计算，有利于硬件电路设计和工程实现．