基于偏差耦合的多电机单神经元同步控制

永磁同步电动机是一个多变量、非线性、高耦合的系统,而现有的多电机同步控制策略难以满足高精确度的同步控制要求。基于在d-q坐标系下的数学模型,采用id=0的转子磁场定向矢量控制方式,对正弦波永磁同步电机进行建模;基于相邻偏差耦合的控制结构,利用单神经元PID控制方法设计一种结构简单的多电机控制策略。与相邻偏差耦合的传统PID控制策略进行的对比仿真表明,该控制策略具有较高的同步精确度和较强的鲁棒性。     

改进型偏差耦合多电机转速同步控制

传统偏差耦合多电机同步控制系统中,系统的跟踪性能与同步性能相互耦合,难以兼顾。此外,在多电机系统起动阶段,传统偏差耦合控制结构跟踪误差补偿量较大,在输出限幅的作用下,各台电机电流环输入参考转矩相等,而负载不均导致各台电机加速度不等,致使转速同步误差增大。针对以上问题,该文首先运用线性系统校正原理设计了改进型偏差耦合控制结构,实现了系统的同步性能与跟踪性能的解耦调节;并在转速环部分增加了输出选择器,设计了输出选择函数,将跟踪误差补偿量按一定比例减小至限幅值以下,使得同步误差补偿量的作用更加突出,在多电机系统起动阶段减小了系统同步误差。最后在3台永磁电机平台上进行了仿真和实验,结果验证了该文所提改进型偏差耦合控制结构的有效性和可行性。     

基于模糊控制器的改进耦合多电机同步控制

随着工业自动化程度和对产品质量要求的逐渐提高,单台电机驱动在某些场合已经不能满足现代化发展的需要,这种需求为多台电机的同步控制提供了发展的空间。目前对多路电机的同步控制主要有非耦合和耦合控制两种。在传统耦合控制中当从电机负载突变时,因主电机没有对从电机运行状态的跟踪,因而造成了主从两台电机间的失步。基于模糊控制器对多电机传统耦合控制方式进行改进。并以模糊控制器为核心,应用Matlab/Simulink进行建模仿真,结果表明改进后的多电机同步控制系统具有良好的同步性和稳定性。     

基于流固耦合方法的真空泵用屏蔽电机冷却系统分析

针对罗茨真空泵驱动电机在特殊环境下运行温升过高而导致电机烧毁的问题,通过流固耦合法综合选择合适的冷却系统,以保证电机的有效散热。以5 kW电机为研究对象,通过有限元法建立周向螺旋水路和轴向折返水路的电机仿真模型。基于流固耦合传热理论,分析电机内冷却介质的流动状态和电机温度分布,利用计算流体动力学(CFD)和温度场从流速、进出水口压差、电机鼠笼和绕组的温度分布等方面综合比较并选择更合适的冷却水路结构和尺寸配置。最后,对相应样机进行温升试验。试验数据与仿真数据吻合较好,从而验证了冷却系统设计的合理性以及仿真分析的准确性,为产品批量生产提供了科学依据。     

多无刷直流电动机偏差耦合同步控制

以三台无刷直流电动机为控制对象,分析基于偏差耦合的多电机同步控制策略.在Simulink下创建了多电机同步控制系统,对多电机伺服系统在不同负载下的转速、系统的抗干扰性进行了分析研究.并采用基于DSP和CPLD的多电机控制系统验证其可行性.系统较好的实现了多电机给定速度同步跟踪,具有同步性高,抗干扰能力强等优点.证明了偏差耦合控制策略对多无刷直流电动机系统同步控制的有效性.     

多轴同步系统模糊补偿虚拟主轴偏差耦合控制

在多轴同步系统中,同步控制的目标包括降低同步误差,减小跟踪误差。针对普通偏差耦合控制在实际应用中的问题,对其结构进行改进。该结构通过引入虚拟主轴,虚拟主轴在参考各轴反馈转速的同时,同步完成各轴转速给定补偿,优化了同步控制性能,简化了转速补偿结构。然后,通过结合模糊补偿,可自适应修正控制参数。最后,通过机构运动进行了试验验证,试验结果表明该控制方法相对传统偏差耦合控制结构,在简化系统结构的同时,可进一步提高同步控制性能,在存在负载扰动的运行工况下,可有效降低跟踪误差。该方法也为相关领域的同步控制提供了参考。     

基于自适应积分滑模与扰动观测的多PMSM同步控制

为了克服多电机差速失步振荡及同步稳定性变差等问题,提出了基于新型自适应积分滑模和扰动观测的多 PMSM 同步控制方法。首先,构建了一种改进型偏差耦合同步控制结构。其次,设计了基于新型自适应积分滑模(new adaptive integral sliding mode control, NAISMC)的 PMSM 控制器。同时,利用滑模扰动观测器(sliding mode disturbance observer, SMDO)对电机负载扰动进行观测,并与改进的偏差耦合同步控制结构相结合,提出了基于NAISMC与SMDO的多 PMSM 的改进型偏差耦合同步控制方法。最后,进行了实验分析。其结果表明所提出的同步控制方法能有效地保证4个电机具有良好的同步性能,提高了其抗扰动的能力,确保了多电机同步的稳定性。     

微电网模式平滑切换的多环主从控制策略研究

针对微电网模式平滑切换中传统主从控制切换难度大、参数跟踪复杂、下垂控制切换动态特性差的不足,提出了一种多环主从切换控制策略。该新型控制策略在并网和离网模式下,主源采用带内置参数环的多环控制结构,从源采取恒功率控制结构,不仅主源和从源在模式切换时不需要进行控制策略的切换,而且也不需要再外接参数跟踪器,而控制结构更可靠,切换的过渡过程也更加平稳。通过Matlab/Simulink仿真平台,算例结果验证了所提出控制策略的正确性和有效性。     

多电机同步运动控制技术综述

多电机同步控制的系统在工业和生产中得到大量的运用,其控制结构与控制策略极大地影响着生产的质量与效率.针对不同的实际应用场景,学者们提出了诸多具体的同步控制方案,对双电机乃至多电机集群系统同步控制的响应速度、同步精度与鲁棒性等方面的研究已成为热点.该文参阅近年来国内外学者对同步控制做出的大量研究,综述典型的同步控制方法,...     

单绕组无轴承磁通切换电机转子空间位置估计及其无传感器复合控制

已有关于单绕组无轴承电机的无传感器技术仅对转子切向位置或径向位移的其中一项进行研究,未能同时实现转子空间位置(切向位置和径向位移)的估计.对此,针对无轴承磁通切换电机(bearingless flux-switching permanent magnet machines,BFSPMM)提出一种转子空间位置估计方法及其...     

永磁同步电机的最优矩角补偿控制

针对一类d轴电感与q轴电感不相等的永磁同步电机(PMSM),在矢量控制坐标变换的基础上,提出了最优矩角补偿控制方法,利用永磁同步电机在d-q坐标系下电磁转矩方程,得出了转矩随补偿角变化的关系表达式,并按极值原理,推导出使电机电磁转矩取最大值的补偿角与电流的关系表达式。对提出的最优矩角补偿控制、Id=0控制等方法进行了仿真研究,仿真结果表明在相同的定子电流下,采用最优矩角补偿控制电机输出更大的电磁转矩,系统动态响应快。最后,在基于DSP的永磁同步电机控制平台上对该方法进行了实验验证,实验结果证明了该方法的有效性和工程可实现性。     

基于改进滑模方法的永磁同步电机宽速范围无位置传感器控制

为了实现永磁同步电机（PMSM）宽速度范围无传感器控制,提出了一种基于改进滑模方法的宽速度无位置传感器控制策略。在电机中高速阶段,为抑制传统滑模观测器的固有抖振问题设计了一种新型滑模趋近律,来提高电机转速估计精度;在电机零低速阶段采用脉振高频注入法估计电机转速。此外,设计了一种平滑切换控制策略,实现不同算法间的平滑切换。对比仿真结果验证了所设计控制器具有良好的转速估计和跟踪性能,且能实现不同控制算法的平滑切换。     

永磁同步电机无位置传感器控制技术综述制技术研究综述

无位置传感器电机驱动器具有成本低、可靠性高、硬件电路简单以及维护要求少等优势,在学术界和工业应用中受到了越来越多的关注。对适用于零低速域、中高速域以及全速域三种运行范围的多种无位置传感器技术进行了综述。首先,分别对比分析了零低速域和中高速域下各种无位置传感器控制方法的优缺点。其次,梳理和总结了目前全速域运行的切换控制策略。最后,对永磁同步电机无位置控制技术的未来发展趋势进行了展望,并指出了后续研究的关键问题。     

基于自适应模式切换的虚拟同步发电机功率控制策略

传统无互联线储能变流器"功率-电压-电流"三环虚拟同步发电机(VSG)控制策略在微网中受到广泛关注,但往往会引起其输出功率限额的问题,分析两种现有解决方案:(1)利用改进下垂动态改变下垂系数的方法,其调节能力有限,功率限制效果不佳;(2)利用下垂额定点调节环平移下垂特性曲线的方法能限制功率输出,但调节环的切换可能引起VSG输出功率出现较大波动,易导致系统不稳定。为此,提出一种基于自适应模式切换的VSG功率控制策略,即PQ控制的电流源模式和VSG控制的电压源模式的相位和电流指令都实时跟踪,为PQ-VSG控制模式间的自适应切换奠定基础。最后,建立微网系统的仿真模型和实验平台,仿真和实验结果验证了所提控制策略的有效性。     

基于滑模观测器与滑模控制器的永磁同步电机无位置传感器控制

针对无位置传感器永磁同步电机控制系统中转子位置与转速无法直接测量的问题,提出基于滑模观测器的转子位置间接检测方法。通过研究低速时滑模观测器的估算误差较大的特点,分析无位置传感器控制方式下电机存在无法零速起动的问题,利用变压变频控制策略进行他控起动。依据滑模观测器的电流跟随特性和滑模控制器的转速跟随特性,同时引入时变项,在提高滑模面收敛速度的基础上实现了调速系统由他控方式向自控方式的平滑过渡。仿真和实验证明,提出的算法不仅解决了滑模观测器在零速及附近的低速范围内所存在的预测死区问题,而且削弱了两种控制方式切换过程中产生的抖振。     

基于模糊补偿的无轴承同步磁阻电机径向位置逆控制

给出无轴承同步磁阻电机转子径向位置的控制模型,针对多变量、强耦合的径向位置非线性系统,提出一种基于模糊补偿的被控电机转子径向位置逆控制方法,证明该径向位置系统可逆,推导出其逆系统模型,将其精确线性化成一个伪线性系统,从而将径向位置系统解耦为两个独立的二阶线性子系统.为对已解耦的径向位置系统进行综合,在常规PID控制器基...     

具有增益调度切换增益的永磁同步电机滑模控制

滑模控制器的切换增益需要随着参数摄动和外部扰动变化,但是增大切换增益会加剧系统抖振。针对这一问题,采用增益调度和自适应相结合的方法对永磁同步电机滑模控制器的切换增益进行实时整定。该方法根据自适应律在线调整切换增益系数的边界范围,同时以关于直轴、交轴电流的积分滑模面函数作为调度变量,在允许边界范围内对切换增益系数进行增益调度。所设计方法在保证系统鲁棒性的前提下,削弱了系统抖振,改善了控制性能。     

无轴承永磁同步电机转子质量不平衡补偿控制

在旋转机械中，由于转子质量的不平衡会导致沿旋转方向的振动，严重影响了系统的动态特性及安全运行，特别是对具有较高速度的悬浮转子来说，不平衡补偿具有重要的现实意义。该文介绍了悬浮转子振动控制原理，推导出悬浮转子的动力学方程。在电磁转矩和径向悬浮力解耦控制的基础上，对无轴承永磁同步电机转子进行了振动补偿控制，基于前馈法设计了不平衡补偿控制系统，并利用Matlab中Simulink工具箱对该系统进行了仿真试验研究。结果表明：基于前馈补偿控制器的振动控制策略能够很好的抑制悬浮转子振动，提高了转子的旋转精度。     

真空泵用屏蔽式永磁同步电机电磁场-温度场互相迭代计算方法

真空泵用屏蔽式永磁同步电机发热严重,因此在设计阶段准确预测其温度对于真空泵系统的安全稳定运行具有重要意义。针对当前电机电磁场-温度场双向耦合计算方法只能考虑温度对电机材料物理性质参数的影响,提出了一种电机电磁场-温度场互相迭代计算方法。该方法不仅能够考虑温度对电机损耗和永磁体磁性能的影响,还能够考虑温度对电机部件材料导热能力和散热能力的影响,使电机电磁场和温度场预测更加符合实际情况。以一台1.5 kW屏蔽式永磁同步电机作为研究对象,基于提出的方法对电机的电磁性能和温度特性进行分析,并将分析结果与电磁热双向耦合计算结果进行了对比。此外还利用提出的互相迭代法分析了环境温度对电机温升的影响。该研究不仅可以为屏蔽式永磁同步电机优化设计提供理论依据,还可以为其运行安全性和可靠性提供参考。     

双三相永磁同步电机位置伺服前馈反馈复合控制

传统伺服系统的位置控制器只采用纯比例控制,不能兼顾系统的响应速度和稳定裕度,且对斜坡等输入信号不能实现无差跟踪。通过分析位置伺服系统的传递函数,设计了一种新型前馈反馈复合控制器。该复合控制器重构了系统的误差传递函数,使系统能够准确跟踪给定信号,提高了伺服系统的跟踪性能和稳定性。为了进一步提升电流环动态性能,在电流环添加反电动势前馈势补偿,用于减小反电动势对电流响应的影响。仿真和试验表明,该控制方法提高了位置伺服系统的动态性能和跟踪精度,验证了前馈反馈复合控制的有效性。