基于电流观测器的PMSM反推终端滑模控制

针对永磁同步电机单电流传感器控制系统,研究了基于电流观测器的PMSM反推终端滑模控制策略。在单相电流传感器的PMSM控制系统上,设计了自适应观测器实现对另两相电流和时变定子电阻的准确观测,提高了系统的可靠性。将反推控制与终端滑模控制进行结合,研究了一种基于终端滑模负载观测器的反推控制方法,有效地提高系统的收敛速度,增强系统的鲁棒性。利用李雅普诺夫理论证明了系统的稳定性。仿真及实验验证了系统具有良好动态性能。     

基于改进型趋近律与负载观测器的永磁同步电机滑模速度控制器设计

为了提高三相永磁同步电机(PMSM)调速系统的动态品质,改善传统滑模速度控制器的控制性能,抑制系统抖振,提高控制精度,设计了基于新型趋近律与负载观测器的改进型滑模速度控制器。利用MATLAB/Simulink仿真软件,搭建控制系统模型并进行仿真分析。仿真验证了所设计的改进型PMSM速度控制器的有效性。该控制器可获得较好的速度跟踪精度和抗负载扰动能力,提高系统的稳定性和鲁棒性。     

基于降阶自抗扰的永磁同步电机调速系统

在永磁同步电机(PMSM)调速系统中,提出速度环改进型自抗扰控制策略。通过将线性自抗扰控制器(LADRC)中扩张状态观测器降阶设计出降阶自抗扰控制器(rLADRC),相对于LADRC,rLADRC的状态观测器只需观测综合扰动,观测器的简化提高了观测速度和精度,而观测器中对于直接测量的滤波处理有效的抑制了噪声信号,最后对rLADRC进行了稳定性分析并通过仿真和实验验证了降阶自抗扰控制策略在PMSM调速系统中的可行性与正确性。     

永磁同步电动机调速系统积分切换增益滑模变结构控制

研究了永磁同步电动机(PMSM)调速系统的滑模控制问题。为了提高PMSM调速系统的动态品质,提出了一种基于积分切换增益的趋近率,设计了滑模控制器,并将这种控制策略应用于PMSM的速度调速器设计中,获得了速度调节滑模控制律。仿真结果表明:与等速趋近律、PI调节器比较,该新型趋近律能有效抑制滑模控制抖振,提高滑模趋近速率;基于该控制策略的PMSM速度调节器能够有效提高系统的动、静态特性与鲁棒性。     

基于干扰观测器的感应电机内模控制方法研究

内模控制(IMC)因其结构简单、易于实现已得到广泛应用,但传统IMC不能有效消除电机运行过程中存在的参数摄动、负载扰动及一些不确定干扰,从而影响了其在高性能变频调速系统中的应用。为提高系统的抗扰动性能,提出一种基于干扰观测器(DOB)的感应电机IMC-DOB方法,基于感应电机的数学模型设计了DOB,并对DOB的结构进行了理论分析。实验结果表明,DOB可实时估计出系统的扰动值,所提方法在系统发生参数摄动和负载突变时,能在保持传统IMC快速响应动态性能的同时,并对干扰具有较好的鲁棒性。     

永磁同步电机位置伺服系统滑模控制研究

针对永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)位置伺服系统中存在摩擦甚至机械传动间隙等问题,传统PID控制已无法满足性能要求,故采用全局快速终端滑模控制(Global Fast Terminal Sliding Mode Control,GFTSMC)技术,设计了滑模控制器,提高PMSM位置跟踪性能,并使用Lyapunov理论证明其稳定性;同时针对系统存在外部干扰的问题,设计了干扰观测器(disturbance observer,DOB),提高系统的抗扰动能力。数字仿真结果显示,算法提高了PMSM控制系统的快速响应、高精度跟踪、鲁棒性等性能,证明了方法的有效性。     

基于滑模观测器估计误差反馈的永磁同步电机转速控制策略

针对高精度伺服调速系统的永磁同步电机(PMSM)响应速度慢、转速跟踪性能差和转矩脉动大等问题,提出一种基于滑模观测器(SMO)估计误差反馈的永磁同步电机转速控制策略。首先,在永磁同步电机矢量控制基础上设计以滑模观测器转速估计误差实时分配转速PI控制和滑模控制(SMC)的复合控制策略; 其次,利用滑模观测器转速、转角估计误差设计转角速度补偿调节器对转速实时补偿,由此进行误差的转速补偿控制。最后,结果表明基于滑模观测器估计误差反馈的永磁同步电机转速控制策略相较于PI控制和滑模控制具有较小的超调量、良好的平稳性和较强的抗扰能力等优点     

PMSM无模型滑模转速无差拍电流预测控制

针对传统永磁电机调速系统易受到参数摄动影响而导致控制精度下降的问题,提出一种基于扩张状态观测器(ESO)的永磁同步电机(PMSM)无模型滑模转速无差拍电流预测控制策略。首先用参数摄动下的PMSM调速系统数学模型归纳出系统对应的超局部模型,然后结合无差拍预测控制思想设计了电流环控制器,采用两步预测算法解决了传统无差拍算法存在的延时问题,并且提出校正算法进一步抑制实际的预测误差;利用变速率指数滑模趋近率设计了新型无模型滑模速度控制器,减弱抖振的同时提高了系统响应速度;并设计ESO对参数失配和扰动进行估计和补偿。最后,通过仿真与半实物实验验证了所提控制策略的有效性。     

Luenberger观测器在永磁同步电机无传感器控制中的应用研究

在永磁同步电机(PMSM)矢量控制中,根据Luenberger观测器原理,提出了一种基于Luenberger观测器的PMSM转子速度和位置的估算方法,有效解决了PMSM由于机械传感器安装带来的一些弊端。利用MATLAB/Simulink工具搭建控制系统仿真模型并进行仿真验证,仿真结果表明控制系统具有良好的控制性能。最后,在以STM32F103ZET6为控制核心的硬件系统上进行算法的实现,试验结果表明基于Luenberger观测器的PMSM控制系统具有较高的控制精度且稳定性较好。     

基于干扰观测器的永磁同步电动机滑模控制

研究一种基于干扰观测器滑模控制(DOB-SMC)方法。为实现永磁同步电动机良好的静态和动态跟踪性能,设计了一种基于指数趋近律的滑模控制器,并证明了滑模控制器的渐近稳定性。引入基于DOB的滑模控制器以补偿负载干扰,从而保证系统的鲁棒性。仿真与实验证明,该方法提高了永磁同步电动机控制系统速度跟踪精度,并且对负载干扰具有较好的抑制效果。     

高空电推进系统的积分滑模反演速度控制

针对高空电推进系统用永磁同步电机的转速跟踪控制问题,提出一种基于反演的积分滑模控制器.对控制器所采用的数学模型、控制算法、稳定性条件等进行研究.在反演法的基础上,将积分因子引入速度环,对转速误差进行补偿;采用指数趋近律构造电流误差的滑模面方程,以减小反演法对系统参数的敏感性;设计全局Lyapunov函数保证控制器的渐进收敛;基于SIMULINK和dSPACE实验平台完成反演和积分滑模反演控制系统的仿真和实验分析.仿真和实验结果表明,相比于反演控制,当参考转速由300 r/min上升到400 r/min时,积分滑模反演控制系统的转速动态响应时间由0.2s减小到0.1s;突加1N·m负载时,转速超调由8 r/min减小到2 r/min,在系统参数摄动条件下,电机稳态运行时无转速静态误差.     

基于全局快速终端和扰动补偿的 PMSM 矢量控制

为提升永磁同步电机(PMSM) 的动态性能并抑制抖振问题,提出一种结合全局快速终端和扰动补偿观测器的矢量控 制方法,该方法在速度环设计全局快速终端滑模控制器(GFTSMC) 并结合改进型指数趋近律(IERL), 进一步缩短了系统的响 应时间,削弱了运动点在滑模面的抖振现象。为了对永磁同步电机运行过程中存在的扰动问题进行补偿,设计了改进型扩张 状态观测器(ESO) 对未知扰动进行观测并进行前馈补偿。同时设计了滑模位置观测器,实现了对位置信号的检测。仿真结果 表明,该控制策略进一步提高了调速系统的响应速度,降低了稳态误差,增强了抗扰性能,同时能更准确检测转子位置,转速 响应时间提升了0.043 s, 转速最大误差从69.9下降至11.75 r/min。     

无速度传感器的永磁同步电动机滑模控制

采用反演控制理论构造了永磁同步电动机的速度观测器,并运用滑模变结构控制理论设计了系统控制策略.该方法利用了反演控制稳定性强,动、静态性能优良的特点,设计的观测器结构简单、精度高、稳定性好.使用滑模控制理论设计系统总体控制方法,可以有效抑制负载和参数变化带来的扰动,从而提高了系统的鲁棒性.文章对所提出的控制策略进行了理论分析,并且通过Matlab进行了仿真实验.仿真结果表明,该控制方法有效地实现了电机的转速跟踪,具有良好的动、静态特性和鲁棒性.     

一种基于转矩扰动观测器+重复控制的船舶永磁同步电机矢量控制技术

船舶永磁同步电机(PMSM)在海洋复杂环境下运行时,容易受到转矩扰动,严重影响电机的控制性能,这一问题在PMSM中低速运行时更为明显。针对这一问题,提出一种基于转矩扰动观测器+重复控制的PMSM矢量控制方案。设计了一个基于转子位置的转矩扰动观测器,用于估测PMSM扰动转矩,并在此基础上结合重复控制的思想,周期性地补偿并缩小由扰动转矩而产生的误差。通过MATLAB/Simulink仿真和试验,验证了该方案具有较强的抗转矩扰动能力和较好的调速性能。     

基于灰狼优化的永磁同步电机自适应反推鲁棒控制策略

针对永磁同步电机存在非线性项的不确定性,以及在运行过程中参数摄动与负载扰动对机械角频率、转速以及系统控制产生的影响,为适应高精度、高稳定的调速应用要求,提出一种基于灰狼优化的永磁同步电机自适应反推鲁棒控制策略.应用非线性反推控制解决电机的非线性问题,并将灰狼优化应用于自适应反推算法中,实现电机转速对期望值的自适应调节跟...     

永磁同步电机自抗扰控制调速系统

在永磁同步电机(PMSM)调速系统中,提出采用自抗扰控制(ADRC)设计PMSM调速系统速度环,针对调速系统控制特性和ADRC策略特点,改进ADRC中的扩张状态观测器。同时,采用非线性扩张状态观测器(NESO)观测系统负载转矩并进行前馈补偿,以降低系统负载转矩扰动影响。综合以上两点改进措施,设计出速度环改进型自抗扰控制器(IADRC)。通过仿真和试验验证了IADRC在PMSM调速系统中的有效性。     

基于前馈补偿的钻机系统永磁电机预测控制

将永磁同步电机(PMSM)作为石油钻机系统的驱动设备时,针对快速响应和强鲁棒性的控制要求以及复杂工况下的外部扰动问题,提出了基于前馈补偿的石油钻机系统PMSM预测控制策略。在该方法中,对电机转速环采用以电机数学模型为基础的预测控制,以实现PMSM的快速响应和提高鲁棒性,并引入扩展状态观测器进行扰动前馈补偿。仿真结果表明:与电机转速PI控制和动态矩阵控制相比,该控制策略响应速度更快,超调量小,在负载干扰下转速波动小且能更快地恢复至稳定值。     

基于扰动滑模观测器的永磁同步电机矢量控制

分析了一类非线性系统基于扰动的滑模状态观测器设计的基本思想,在此基础上将其应用到永磁同步电机无传感器矢量控制策略下永磁转子速度及位置信息的获取当中.为获取精度较高的状态估计,设计了具有变截止频率特性相位补偿的位置及具有自适应调节率的转速滑模观测器,理论分析表明这类观测器对参数变化具有极强的鲁棒性.仿真结果证明基于空间矢量脉宽调制供电技术的永磁同步电机双闭环无传感器矢量控制系统具有较好的动静态性能.     

利用扩张状态观测器的交流永磁同步电机控制

为了提高交流永磁同步电机控制系统的控制品质,保证系统在内外各种扰动的影响下仍能保持快速、无超调、高精度的控制品质,提出了一种改进的控制方式。首先,根据电机模型的特点,分析了影响系统控制品质的因素,包括电流环的动态耦合、速度环的未知扰动等。然后,在介绍扩张状态观测器的原理及功能的基础上,设计了三个扩张状态观测器分别估计速度环和电流环的总扰动,进而设计出具有扰动前馈补偿和误差反馈律相结合的复合控制器。最后仿真和实验均证明了改进的控制策略的有效性。实验结果表明,使用同一组控制器参数,改进的控制策略能够同时实现高低速的高品质动态响应。设定速度为600 r/min时,与传统PI控制器相比,调节时间从0.54 s缩短为0.09 s,速度稳态误差RMS值从2.2 r/min降为1.6 r/min;设定速度为0.01 r/min时,改进的控制策略仍能够保持电机平稳运行,且位置误差在±1码。该控制策略能够满足交流永磁同步电机高精度控制的要求。     

基于扩张状态观测器的永磁同步电机二自由度PI控制

针对永磁同步电机(PMSM)系统速度环采用传统的PI控制时,无法兼顾转速超调量与响应快速性要求的问题,提出采用二自由度(2-DOF)PI控制策略设计速度环控制器。同时,为减小负载转矩、电机参数变化等扰动因素的影响,将其作为总扰动,利用扩张状态观测器(ESO)进行观测,并基于观测值进行前馈补偿。仿真结果表明,采用所设计的2-DOF PI控制,可以有效减小转速的超调量,提高转速的跟随性能和系统的抗扰动性能。采用基于ESO的2-DOF PI控制,进一步提高了系统的抗负载扰动性能,同时可以实现转速的快速响应和无超调控制。所提控制策略的正确性和有效性得到了验证。