基于自抗扰控制器的无刷直流电动机速度控制

无刷直流电动机作为一个多变量强耦合非线性系统,采用经典PID控制难以得到满意的控制效果.采用自抗扰控制器来提高无刷直流电动机控制系统的动态性能和鲁棒性,自抗扰控制器设计过程中不需要对象模型结构和参数的精确信息.实验比较了PI控制器和自抗扰控制器的控制效果,结果表明自抗扰控制器(ADRC)对外部扰动和电动机参数的变化具有较强的鲁棒性.     

基于扩张状态观测器的直流电动机转速自抗扰控制器设计

针对直流电动机速度控制系统负载的未知时变特性和被控对象参数的不确定性,首先建立直流电动机速度系统的模型,将不确定性负荷扰动和未建模动态视为一个综合扰动项,然后利用扩张状态观测器对综合扰动项进行观测和补偿,基于自抗扰控制技术设计了一个不依赖于对象模型的直流电动机速度鲁棒控制器。仿真结果证明:该控制器不仅有效地抑制了不确定负荷扰动的影响,同时对系统内部参数如电动机转动惯量、电枢电阻、转矩常数等的摄动也具有较强的鲁棒性。     

基于免疫克隆选择算法的无刷直流电动机速度自抗扰控制器优化设计

针对无刷直流电动机速度自抗扰控制器的参数设计问题,提出采用免疫克隆选择算法对自抗扰控制器参数进行离线优化.利用器件模型在SIMULINK中建立无刷直流电动机驱动系统仿真模型,在MATLAB的脚本文件中运行免疫克隆选择算法,调用SIMULINK仿真模型实现个体性能评价,完成自抗扰控制器参数的离线优化.实验比较了基于经验设计的自抗扰控制器和优化后的自抗扰控制器的控制效果.结果表明,经过优化的自抗扰控制器具有更好的动态性能和抗扰能力.     

基于电动汽车的永磁同步电动机模糊自抗扰控制研究

针对纯电动汽车用永磁同步电动机动态数学模型的研究,为减小电动汽车在行驶过程中的转速脉动,提高电动汽车抗干扰能力和速度快速跟踪,提出基于模糊和自抗扰控制的直接转矩控制策略。该系统模糊部分代替了传统DTC(直接转矩控制)控制中的滞环比较器和选择开关表,降低了磁链和转矩脉动,获得了更优越的性能。此外,采用自抗扰控制(ADRC)技术设计了速度控制器能实时补偿系统的扰动。仿真结果表明:基于模糊和自抗扰控制的直接转矩控制系统具有磁链和转矩脉动小、速度跟踪快和抗干扰能力强等优点。     

永磁无刷直流电机转矩波动的自抗扰控制

自抗扰控制器(ADRC)是在继承经典PID不依赖于对象模型优点的基础上,通过改进经典PID固有缺陷而形成的新型控制器,性能优良且算法简单。在分析永磁无刷直流电机转矩波动研究现状的基础上,根据其自身特点以及自抗扰控制器的设计原则,提出了基于自抗扰控制器的永磁无刷直流电机转矩波动抑制方法。将电机等效为由2个非线性系统构成的串联对象,设计了2个一阶自抗扰控制器实现对电机的内外环控制,即外环控制转速并给出内环转矩参照值,内环控制转矩以抑制转矩波动,其实质是改善馈电电流波形。内环转矩子系统采用3个相同的扩张状态观测器(ESO)对三相转矩分别进行观测,进而得到电磁转矩估计值及转矩子系统的实时作用值,据此构造以逆变器直流侧电压为控制输入的转矩子系统一阶自抗扰控制器。实验结果表明,该控制方案不仅能够明显抑制电机运行中的转矩波动,而且电机具有良好的动态响应性能,控制系统具有较强的适应性和鲁棒性。     

基于母线电流控制的直流无刷电动机转矩脉动抑制方法研究

针对方波直流无刷电动机转矩脉动控制问题进行了讨论,分析了低速和高速情形下直流无刷电动机转矩脉动抑制的方法,提出基于母线电流控制的直流无刷电动机转矩脉动抑制的方法,仿真结果证明该控制系统能有效地减小转矩脉动.     

带负载转矩补偿的无刷直流电动机速度控制

针对负载转矩扰动的问题,在状态反馈配置系统极点的基础上,采用负载转矩观测器进行有针对性抗扰的前馈补偿,采用分段线性化求电枢反电动势,以及电流控制逆变器的方法对BLDC建模,建立了带外扰补偿通道的无刷直流电动机(BLDC)的调速复合控制系统。该方法在不影响稳定性的同时,使得控制系统的抗扰能力得到改善。试验表明,该控制器在有负载转矩扰动的情况下仍具有良好的抗扰性。     

同步坐标下无刷双馈电机自抗扰控制

无刷双馈电机采用传统非线性比例积分微分控制器控制时,其速度和负载转矩动态响应性能不佳,自抗扰控制策略可加以改善。基于此,根据无刷双馈电机同步速旋转坐标系下的电压、磁链和转矩方程,采用模型参考自适应方法观测转子磁链在控制绕组中的分量;设计4个自抗扰控制器分别控制无刷双馈电机的控制绕组磁链、转速和定子电流,应用扩张状态观测器估算出系统的状态变量及其广义导数,实现电机的精确解耦。在MATLAB/Simulink环境下建立系统仿真模型并进行仿真分析,仿真结果表明,自抗扰控制策略可快速跟踪给定转速,受系统参数变化的影响较小,提高了系统的稳定性和鲁棒性。     

无刷直流电机自抗扰控制系统建模和仿真

无刷直流电机是一个多变量、强耦合的非线性系统,经典PID控制器难以满足控制系统的性能要求。文中根据无刷直流电机的特点,提出了基于自抗扰控制器的无刷直流电机控制系统,建立了控制系统的仿真模型,并进行了仿真研究。结果表明,自抗扰控制器对无刷直流电机模型的不确定性和外部扰动变化具有较强的适应性和鲁棒性,能较好地满足控制系统的动态性能要求,不失为实际工程中一种较好的控制方案。     

基于自抗扰控制器的开关磁阻电动机转矩控制系统

将具有优良抗干扰性能的自抗扰控制器(ADRC)引入开关磁阻电动机的转矩控制系统中,回避了传统转矩控制器设计中对转矩逆模型精确建模的要求。将模型的不确定性及负载作为干扰,利用自抗扰控制器内部的扩张状态观测器观测系统的内外扰动项,并进行前馈补偿,从而实现转矩控制系统中转速环与电流环之间的精确解耦。仿真结果表明该控制系统具有良好的动、静态特性,对负载扰动、电机参数变化都具有较好的鲁棒性,可以实现高性能的转矩控制。     

半桥调制下无刷直流电机回馈制动的研究

深入分析研究了三相全桥逆变电路控制的无刷直流电机(BLDCM)在半桥调制方式下由电动状态转入回馈制动的过程,并对BLDCM的电动与回馈制动控制系统做了仿真和实验。实验结果表明,采用三相全桥逆变电路控制的BLDCM在半桥调制方式下可以很好地实现从电动状态到回馈制动状态的过渡。该控制方法硬件电路简单、控制简便,具有一定的推广和应用价值。     

飞轮储能系统发电运行控制技术的研究

设计了基于永磁无刷直流电机的飞轮储能单元的能量转换控制系统。研究了永磁无刷直流电机的发电控制技术,提出了飞轮储能系统减速发电过程中电机能量回馈升压控制方案,建立了飞轮储能系统发电控制的仿真模型,并对减速发电过程进行了仿真分析。     

基于TI C2000系列DSP的无刷直流电机无位置传感器驱动控制系统设计

叙述了从传统的有刷直流电机到当前被广泛应用的无刷直流电机(BLDCM)发展的巨大进步,同时也分析了BLDCM传统控制系统存在的问题与不足,并基于TI C2000系列数字信号处理器(DSP)芯片及DRV8301前置驱动器芯片设计了一套解决这些问题与不足的BLDCM无位置传感器驱动控制系统。给出了该控制系统主要电路设计及主程序流程。该方案相较于传统控制系统方案具有运行稳定性好、控制性能优越、成本低、体积小、易于使用等诸多优点。     

应用DSP控制无刷直流电动机

为满足对无刷直流电动机(BLDCM)控制要求,设计由数字信号处理器(DSP)组成的应用于无刷直流电动机的数字控制系统,以实现高性能实时测控.该文首先从无刷直流电动机的基本工作原理出发,以TI公司的TMS320LF2407芯片为核心,设计了无刷直流电动机控制系统;给出具体硬件设计方案及相关软件设计方案,实现了对无刷直流电...     

基于变结构的电机力矩平衡控制系统研究

针对多台直流无刷电机(BLDCM)力矩平衡的控制问题,指出了传统PI控制算法存在的不足;建立了BLDCM的数学模型,并给出其状态方程;设计了2台BLDCM力矩平衡控制的滑模变结构控制模型,选取了滑模面,计算了控制律,并进行系统稳定性分析。最后通过系统仿真,与传统PI控制比较,得到理想的控制效果。     

基于扩张状态观测器的永磁无刷直流电机滑模变结构控制

根据无刷直流电机的数学模型和滑模变结构控制的特点,把换相引起的相电流变化当作外界对电机的干扰,建立了一个模型。根据此模型,构造了滑模变结构控制器,运用其对各种扰动不敏感的特性来抑制各种干扰对电机的影响。扩张状态观测器是一种性能良好的观测器,它不仅能得到不确定对象的状态,还能获得对象模型中内扰和外扰的实时控制量。电机的负载转矩用扩张状态观测器来准确估计,所以把它当作一个已知扰动来控制,这样提高了系统的控制精度。MATLAB仿真表明,与经典PID控制器相比,用滑模变结构控制器控制无刷直流电机,超调量小,速度响应快,且速度响应受电机参数变化影响小,各种外界干扰也得到了很好的抑制。用TMS320LF2407ADSP来搭建硬件电路,证明本控制器在实时控制中取得了很好的实验性能。     

永磁无刷直流电机直接转矩控制

永磁无刷直流电机以其效率高、噪音低、易维护等优点在工业控制的各个领域得到了越来越广泛的应用。但是,永磁无刷直流电机存在较大的转矩波动,这就限制了它在高精度系统中的应用。直接转矩控制具有瞬时转矩控制的特点。它直接在定子坐标系下观测电机的磁链、转矩,并将此观测值和给定值进行比较,差值经滞环控制器得到相应的控制信号,再综合当前的磁链状态来选择相应的电压空间矢量,实现对电机转矩的直接控制。该文尝试将直接转矩控制方法用于永磁无刷直流电机的控制,以期达到抑制转矩波动的目的。仿真及实验结果表明,该文提出的方法能够较好地抑制永磁无刷直流电机的转矩波动,并且具有很高的动态响应速度。     

基于模糊神经网络的无刷直流电动机调速系统

无刷直流电动机是一种多变量、非线性的控制系统,采用经典的PID控制难以得到满意的控制效果。在分析无刷直流电动机数学模型基础上,提出了一种把高斯基函数作为隶属函数设计无刷直流电动机模糊神经网络控制器的新方法。仿真表明,系统响应速度快,抗干扰能力强,具有较高的控制精度和较好的鲁棒性。     

无刷直流电机调速系统神经网络逆控制

无刷直流电机运行中参数摄动和换相过程的非线性,在一定程度上限制了其调速性能。针对这些特点,在分析无刷直流电机换相区和传导区数学模型的基础上,提出了一种基于神经网络逆的控制策略,采用静态神经网络加积分器来构造电机的逆系统,并将该逆系统与原电机系统串联复合构成伪线性系统,实现整体的近似线性化,从而简化了外环控制器的设计难度。仿真与实验结果均表明神经网络逆控制方法对负载扰动与电机参数摄动有较强的鲁棒性,且能在减小转速超调的同时保证了响应速度及跟踪精度,使整个系统具有优良的动静态性能。     

基于Stribeck摩擦模型的无刷直流电机控制系统设计与仿真

针对无刷直流电机(BLDCM)控制系统在实际运行中存在摩擦负载的问题,利用模糊PID控制的优点,提出了系统基于Stribeck摩擦模型的模糊PID控制方案.在分析BLDCM数学模型的基础上,运用MATLAB/Simulink对BLDCM速度、电流双闭环调速系统进行建模和系统仿真,并与采用常规PID算法的系统进行了比较.仿真结果表明基于Stribeck摩擦模型的模糊PID控制系统具有较好的给定适应性和抗干扰性,优于常规PID控制系统的性能.