永磁同步电动机主轴伺服系统的仿真研究

探讨了永磁同步电动机在数控设备中的应用背景,详细阐述了在以转子速度旋转的坐标系中永磁同步电动机数学模型的建立,使用Matlab/Simulink仿真工具对PMSM伺服控制系统进行了研究,并介绍一些关键环节的实现方法,文中给出了一个仿真实例,并给出了较好的仿真结果.     

永磁同步电动机智能自适应积分反推控制北大核心

为提高永磁同步电动机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)系统的控制性能,提出基于小波模糊神经网络(wavalet fuzzy neural network,WFNN)的智能自适应积分反推控制方法。设计了自适应积分反推控制提高系统在参数变化和外部扰动下的鲁棒性,保证位置跟踪精度。由于不确定性值难以估计,因此利用WFNN在线估计,减小不确定性的影响。再验证控制器的有效性,结果表明该方法能够有效克服不确定性对系统的影响,使PMSM系统具有较高的跟踪精度和较强的抗干扰能力。     

永磁同步电动机在竖井提升机上的应用

该传动系统采用低速直联永磁同步电动机(以下简称PMSM)交流变频传动系统.取消原有的减速机,定制转速低速的永磁同步电动机电动机与提升机摩擦轮直联,选用适合驱动永磁同步电动机的变频器,实现提升机低速直联永磁同步电动机交流变频传动.     

基于SFF-PLL的永磁同步电机无传感器控制北大核心

为了提高表贴式永磁同步电机无传感器控制对转子位置和转速的观测精度,提出了一种基于SFF-PLL的永磁同步电机无传感器控制策略。首先,在传统等速趋近律基础上结合指数函数提出一种新的变速趋近律作为改进型滑模观测器的滑模控制律;其次,考虑到由于逆变器的非线性等原因造成反电动势观测值中存在大量的谐波,提出了一种同步频率滤波器(synchronous frequency filter,SFF)和锁相环(phase-locked loop,PLL)相结合的方法来提取电机转子位置与速度。实验证明基于SFF-PLL的永磁同步电机无传感器控制策略可以有效提高转子位置和转速的观测精度。     

基于双闭环迭代学习控制的PMSM转矩脉动抑制

针对永磁同步电机(PMSM)低速运行时转矩脉动大的问题,在迭代学习控制的基础上提出一种基于双闭环迭代学习的控制方法。仿真实验结果表明:与经典PI控制相比,所提控制策略能有效抑制电机低速运转时出现的输出转矩脉动,保证电机的平稳运行,提高永磁同步电动机在不同情况下的驱动性能。     

数控机床可控励磁直线同步电动机无速度传感器控制研究

为实现数控机床可控励磁直线磁悬浮同步电动机(CELSM)进给系统的无速度传感器控制,需要准确获取电机速度和磁极位置的信息。提出一种利用电机电枢绕组电压和电流来估计CELSM速度和位置的方法,即基于H_∞的扩展卡尔曼滤波算法。选择αβ坐标系下的电流i_α、i_β、动子速度v和动子电角度θ_e作为状态变量,建立HEKF观测器的状态方程,并进行离散化。在扩展卡尔曼滤波基础上引入H_∞滤波,设计一个滤波上界函数来限制估计误差的上界并最小化该上界,有效地提高了观测器对噪声的鲁棒性。仿真表明:在动态阶段,HEKF算法比EKF算法对速度和位置的估计更接近于实际值;当速度突变时,HEKF算法比EKF算法的鲁棒性更强。     

基于滑模和自适应控制的无位置传感器PMSM换相研究

永磁同步电机(PMSM)无位置传感器控制系统是目前电机控制领域研究热点。针对无霍尔传感器的电机换相控制,提出采用滑模控制检测反电动势过零点,完成电机换相。为了得到精确的反电动势观测值并且减弱滑模控制的抖振现象,构建一种新型切换函数代替传统符号函数。应用李雅普诺夫稳定性理论,对滑模控制中的增益进行计算。为了解决转速计算中,因为求导微分环节影响PMSM转速控制,应用自适应算法计算转速。通过仿真和实验分析,验证所提方案能够准确得到PMSM反电动势和转速,实现PMSM精确换相控制。     

电动汽车车载永磁同步电动机转子位置自检测算法

永磁同步电动机由于其自身的众多优点,在现代电动汽车上得到了越来越广泛的应用.文章介绍了一种采用增量式码盘和转子磁极初始位置辨识算法相结合的方法来实现永磁同步电动机转子位置的自检测.这种方法可以应用在隐极式同步电动机上,实现在无位置传感器的条件下确定电动机转子的绝对位置,并且简单、有效,受电动机参数变化的影响比较小,在电动机静止、低速和高速运行时都可以正常使用.利用MATLAB/Simulink软件建立了这种方法的仿真模型,仿真结果证明了该方法的可行性和有效性.     

基于EKF的PMSM失磁故障在线诊断方法

针对永磁同步电机(PMSM)永磁体失磁故障发生时磁链信号不稳定导致难以诊断的问题，提出基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的PMSM失磁故障在线诊断方法。构建能够在线识别并动态矫正磁链的EKF方法，该方法可以根据自适应PMSM模型跟踪永磁体磁链信号的真实状态，并且不易受电机参数的影响。同时经过辨识的永磁磁链经过故障检测模块，计算磁链的变化量，判断永磁电机是否发生失磁故障。仿真结果证明：失磁故障检测模块通过分析经扩展卡尔曼滤波动态矫正的永磁磁链，可以在0.1 s内实现高效的故障诊断。     

基于算法融合模糊微分积分滑模的无速度传感器永磁同步电机运行研究北大核心

为研究永磁同步电机(PMSM)在无速度传感器工况下的速度跟踪估计,以PMSM的工作原理为基础,建立了内埋式PMSM的数学模型。基于模糊微分积分滑模(FDI-SMC)鲁棒性强的优点,提出了在鱼群-蚁群(AFSA-ACA)融合算法优化滑模控制器参数条件下采用旋转高频电压注入法对电机转速进行估计的无速度传感器控制方案,并分析了电机在高低速运行时特点。仿真结果表明,采用融合算法优化控制器结构参数并结合高频注入法的模糊微分积分滑模控制系统在高、低速工况下运行时稳定可靠,并具有较好的鲁棒性,能够实现速度跟踪估计。     

交流伺服系统无速度传感器模糊控制策略研究

永磁电机驱动伺服系统在提高机床加工能力方面表现出较高的潜力,目前工业普遍采用的PID控制系统不能自适应外界大干扰激励,在环境突变情况下控制效果差,影响工件加工质量。为解决这个问题,研究一种永磁电机驱动交流伺服模糊滑模变结构矢量控制系统。该系统采用id=0矢量控制策略,速度环应用等效滑模控制器来提高控制器自适应能力,并利用模糊控制优化滑模切换控制函数来消除滑模抖振;为了降低系统制造成本、减少系统结构复杂性,研究基于模糊观测器的伺服系统无速度传感器控制策略,利用模糊观测器从电机反电动势中提取转子位置和速度信号,从而省掉了传统的速度传感器。通过dSPACE半实物仿真平台对一台永磁同步电机(PMSM)进行实测,结果表明:所设计的交流伺服系统无速度传感器模糊控制策略能够在外界强烈干扰下自适应控制电机稳定运行,速度跟踪准确,鲁棒性好,控制性能比传统PID控制好。     

永磁同步电动机混沌系统自适应滑模控制

当永磁同步电动机(PMSM)工作在某些参数及条件下时会出现混沌现象,这将对系统的安全性和稳定性产生极大的威胁。因此为了消除PMSM系统中的复杂混沌行为,文章提出一种鲁棒自适应滑模控制方法。首先利用滑模控制技术构造了一种时变滑模面,然后在考虑PMSM系统中不确定因素和可能外界干扰的前提下,设计出具有带自适应增益的鲁棒滑模控制律,消除了PMSM系统中的混沌现象,且克服了滑模控制中的抖振,最后通过Lyapunov稳定理论证明了控制律的稳定性,仿真结果中通过与传统滑模控制的比较验证了该控制方法的有效性。     

基于高阶滑模的PMSM无传感器控制

针对传统永磁同步电机(PMSM)无传感器控制存在的超调量大、抖振明显,易受负载扰动影响的现象。提出一种基于高阶滑模的控制策略,结合超螺旋算法(STA)和任意阶算法设计出新型高阶滑模控制器,将新型的控制器分别应用于速度控制器、状态观测器和扭矩观测器,用饱和函数代替符号函数,同时采用积分滑模面和模糊控制对控制系统进行优化。系统使用状态观测器和锁相环(PLL)获取转子位置信息,并通过扭矩观测器将观测值前馈补偿至速度控制器。经过模拟仿真表明该高阶滑模控制系统可以有效地抑制超调和抖振,提升转子位置的估算精度,同时大大提升了系统的抗干扰性和鲁棒性。     

数控机床自适应模糊位置伺服系统

数控机床的进给伺服水平是衡量数控档次的标准,永磁同步电机(PMSM)以其良好的动静态特性广泛应用于数控机床的伺服系统中.为此,文章以PMSM位置伺服系统为控制对象,针对该系统的非线性、参数不确定性及对时实性和无超调的要求,提出了对量化因子,比例因子进行在线寻优的自适应模糊控制方法,并在simulink环境下进行了仿真,仿真及实验结果表明,自适应模糊位置控制器具有良好的稳态精度和动态响应.     

基于高频信号注入的同步电机无传感器控制

针对现有低速同步电机无传感器控制精度低、运算复杂的问题，提出了一种适用于静止和低速应用场合的高频电压信号注入的同步电机无传感器驱动控制方法(椭圆拟合技术)。首先，建立了永磁同步电动机(PMSM)的数学模型，分析了椭圆拟合技术判断永磁同步电机转子位置的原理；其次，通过对比线性最小二乘法问题的3种求解方法，显示了QR分解法的优势，并提出了椭圆拟合技术中QR分解原理；最后，在两种不同的控制平台下进行了实验验证。结果表明所提出的椭圆拟合技术不受信号处理延迟效应的影响，响应速度快；只需调整遗忘因子一个参数，设置简单，适用于工业领域的广泛应用。     

基于人工鱼群算法的永磁同步电机模型预测控制研究

针对基于模型预测控制算法的永磁同步电动机的控制问题,提出了一种基于人工鱼群算法的改进型PID-模型预测控制算法。首先构建了基于矩阵变换器的永磁同步电机系统模型,并采用了新的输入滤波器。然后利用人工鱼群算法完成PID-模型预测控制中的参数整定,从而解决了原有算法参数优化精度不高的问题,能够迅速地获得全局最优解。永磁同步电动机的力矩控制性能仿真实验结果表明:相比原有PID-模型预测控制算法,提出算法具有更快的收敛速度和控制效果。     

基于三阶反馈控制器的永磁同步电动机控制方法

为提高永磁同步电动机的角速度控制准确度,设计三阶反馈控制器对其进行控制。分析永磁同步电动机的结构特征以及磁场的回路特征。利用永磁同步电机的转动角速度,得出其运动模型。基于定子电感和电阻,求取绕组为对称状态下转子的状态方程。将电机的角位置引入到该状态方程中,得出永磁同步电动机的全阶数学模型。以此全阶数学模型为基础,计算出永磁同步电动机角位置的三阶模型。构造三阶反馈控制器,通过目标角位置求取电机的输入电压,以控制其角速度。采用滑模观测器与所设计的方法对目标角位置和角速度进行跟踪测试。结果表明:该方法的跟踪效果优于滑模观测器,能够更准确地跟踪目标角位置和角速度,可对永磁同步电动机的角速度进行准确控制。     

基于人工鱼群算法的永磁同步电机模型预测控制研究（英文）

针对基于模型预测控制算法的永磁同步电动机的控制问题,提出了一种基于人工鱼群算法的改进型PID-模型预测控制算法。首先构建了基于矩阵变换器的永磁同步电机系统模型,并采用了新的输入滤波器。然后利用人工鱼群算法完成PID-模型预测控制中的参数整定,从而解决了原有算法参数优化精度不高的问题,能够迅速地获得全局最优解。永磁同步电动机的力矩控制性能仿真实验结果表明:相比原有PID-模型预测控制算法,提出算法具有更快的收敛速度和控制效果。     

基于DSP的全数字交流伺服驱动器设计

首先简要叙述了永磁同步电动机(PMSM)的矢量控制原理,然后介绍了一种全数字交流永磁同步电机伺服驱动器的软硬件组成及设计方案,系统采用专用电机控制的TMS320LF2407数字信号处理器为核心的控制电路,以智能功率模块构成主电路,具有结构紧凑、设计简单合理、控制灵活等特点.     

基于滑模和重复控制的永磁直线同步电机控制

考虑到永磁直线同步电动机(PMLSM)在重复运行过程中会受到由端部效应引起的周期性推力波动和周期性摩擦力以及其他非周期扰动,为提高跟踪精度,文章提出了一种重复控制和滑模变结构控制相结合的PMLSM跟踪控制策略.设计了二阶滑模速度、电流控制器,用于抑制非周期性扰动.滑模控制率采用超螺旋算法,该算法简单易实现,并且能够有效抑制抖动现象.设计PD+重复位置控制器,用于抑制跟踪过程中的周期性扰动.仿真结果表明该策略具有较高跟踪精度,同时具有响应速度快、鲁棒性强的特点.