分数阶永磁同步电机的混沌运动及其控制研究

建立永磁同步电机的分数阶数学模型,利用分数阶微积分的数值计算方法,研究了分数阶永磁同步电机的混沌动力学特性。数值结果表明,随着分数阶次的增加,分数阶永磁同步电机系统将经不动点和拟周期态进入混沌运动状态,同量分数阶系统出现混沌运动的最低阶约为2.94。基于分数阶系统的稳定性理论,设计误差线性反馈控制器实现分数阶永磁同步电机混沌运动中不稳定平衡点的稳定控制。仿真结果验证了控制方法的有效性。研究为建立分数阶PMSM系统进一步分析其工程物理特性,以及探寻优良的PMSM控制方法提供了理论参考。     

永磁同步电机调速系统分数阶微分滑模控制

受负载扰动及参数时变等因素影响,永磁同步电机调速系统的鲁棒性会变差,滑模控制对于系统的参数变化、模型不精确及外部扰动等因素不敏感,能够有效提高永磁同步电机控制系统的鲁棒性,但滑模控制实现过程中却存在抖振问题.为解决鲁棒性和抖振问题之间的矛盾,提出一种分数阶滑模控制方法,通过在分数阶滑模面的设计中使用分数阶饱和函数代替符号函数,更有效地消除滑模控制的抖振问题.仿真和实验表明:相较于传统的滑模控制,所提控制方法使得永磁同步电机调速系统具有更好的动态性能和抗负载扰动能力.     

永磁直线同步电机自适应模糊分数阶滑模精密运动控制

为解决永磁直线同步电机(PMLSM)伺服系统中存在不确定性而影响伺服精度的问题,本文提出了一种自适应模糊分数阶滑模控制(AFFOSMC)方法以保证PMLSM的动子位置精密跟随给定.首先,建立含有参数变化、外部扰动等不确定性的PMLSM数学模型.然后,设计分数阶滑模控制(FOSMC)方法以保证系统的鲁棒性.由于在实际应用...     

永磁同步电机调速系统的分数阶积分滑模控制

为了提高永磁同步电机(PMSM)调速系统对负载扰动及参数变化的鲁棒性,采用速度误差的分数阶微积分,设计了非线性积分滑模面,并提出一种基于分数阶积分滑模控制算法(FOISMC)的PMSM速度控制系统。通过Lyapunov定理证明了所设计的控制器的稳定性,并对该控制器进行了性能分析。理论分析和数值仿真结果表明:所提方法比整数阶积分滑模控制以及常规PI控制具有更好的动态性能和抗扰动能力,以及更高的速度跟随精度。     

PMSM分数阶模型参考自适应调速系统研究

永磁同步电动机具有高功率密度和高效率等优点,被广泛用于高性能伺服以及其他工业中。针对永磁同步电机易受外界扰动而引起转速变化的问题,提出一种基于分数阶Lyapunov稳定性理论的模型参考自适应控制方法,对转速进行估计。首先以永磁同步电机的d-q轴电流方程建立参考模型和可调模型;其次利用参考模型和可调模型输出的电流估计误差得到转速误差信息,转速作为可调参数;最后应用基于分数阶的Lyapunov稳定性理论,设计分数阶自适应律,以此代替传统自适应律中的PI控制,得出新的转速估计式。在MATLAB/Simulink环境下,以不同工况进行仿真实验,结果表明,该方法能够较好地估计电机的转速,永磁同步电机的动态性能和稳态性能均得到提高,调速系统具有更好的鲁棒性。     

永磁同步电机分数阶微积分控制方法研究

为改善永磁同步电机系统动静态性能,提高系统鲁棒性,该文引入了一种新的速度调节方法--基于分数阶微积分的控制策略.相对于整数阶PID控制器,分数阶PIλDμ控制器多了两个可调参数,可以取得更好的控制效果.针对永磁同步电机调速系统,构建了基于分数阶速度反馈的闭环系统.仿真结果表明,分数阶PIλDμ控制器的控制效果明显优于整...     

永磁同步电机新型转矩自适应控制

在很多场合永磁同步电机的输出转矩需要精确控制,同时希望转速平稳,不受电机参数变化及负载扰动的影响。介绍了一种以转速、转矩和磁链为虚拟变量的反推控制算法,可以使永磁同步电机的输出转矩在全局范围内快速无差跟踪负载转矩,并结合自适应控制律,可以实时估计定子电阻和负载转矩,能有效减小内外部扰动对电机转速的影响。仿真结果表明:此控制方法可以有效提高系统的静态和动态性能,保证系统的全局收敛,且转矩跟踪迅速,电机参数变化和负载扰动对电机转速的影响很小,有良好的伺服性能和较强的抗干扰能力。     

永磁直线同步电机自适应内模控制研究

为了解决永磁直线同步电机（PMLSM）运行过程中对系统参数摄动及负载扰动等不确定因素敏感的问题,结合内模控制和模型参考自适应控制各自的优点,设计了PMLSM自适应内模控制器（AIMC）.仿真结果表明,自适应内模控制器同常规PI控制器相比,具有更好的动态稳定性和跟踪性能,对外界干扰具有较强的鲁棒性.     

含未知参数的永磁同步电机的自适应同步控制

在实际应用中,系统不可避免的存在参数未知或不确定的情况。为解决含未知参数的永磁同步电机的同步控制和参数识别问题,文章建立了具有 2 个未知参数的均匀气隙永磁同步电机驱动—响应系统的动力学模型;基于 Lyapunov 函数法和不等式技术,设计了一种简单新颖的自适应控制器及未知参数自适应律,并进行了详细的理论推导。理论分析表明,永磁同步电机驱动—响应系统实现同步的同时能有效辨识出未知参数。最后,仿真实验结果验证了理论推导的正确性及系统对未知参数的鲁棒性。     

分数阶超混沌系统的自适应函数投影同步

研究一类具有不确定性参数的分数阶超混沌系统的自适应函数投影同步问题。基于分数阶系统稳定性理论和自适应控制策略,设计自适应控制器和参数更新规则,实现了系统的自适应函数投影同步,并对系统进行稳定性分析,数值仿真结果验证了该控制器和参数更新规则的有效性和正确性。     

电动汽车用永磁同步电动机混沌振动的控制

建立非均匀气隙永磁同步电动机系统的数学模型,用系统的时间历程图、相轨迹图、庞加莱映射图、李雅普诺夫指数和功率谱图揭示混沌振动。为消除永磁同步电动机系统中的混沌振动,在此系统上施加一个非线性反馈控制器,通过选取适当的控制参数,可将原来永磁同步电动机系统中的混沌振动控制到稳定的周期运动。数值仿真结果表明该控制方法的有效性与可行性。     

永磁同步电动机自适应逆控制系统设计

针对永磁同步电动机的非线性、多变量、强耦合的复杂系统,提出了一种改进自适应逆控制策略。该控制策略将改进的径向基函数神经网络与FIR滤波器并联作为非线性自适应滤波器,用于系统的建模辨识、扰动消除器和自适应逆控制器的设计。同时,采用改进的变步长LMS算法对非线性滤波器的参数进行在线优化,提高了非线性滤波器的收敛速度和精度,进而提高了自适应逆控制的性能。仿真对比分析和实验结果表明,采用提出的改进自适应逆控制策略的永磁同步电动机控制系统具有良好的动、静态特性和较强的鲁棒性。     

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。     

基于哈密顿系统原理的PMSM自适应阻尼注入控制

基于能量成形和端口受控哈密顿（PCH）系统原理,针对永磁同步电机（PMSM）参数不确定性所引起的转速误差,利用自适应阻尼注入控制方法,设计了负载转矩恒定已知和未知情况下的控制器。采用最大转矩/电流（MTPA）控制原理确定系统期望平衡点,并分析其稳定性。仿真结果表明,将自适应阻尼注入控制方法应用到PMSM的PCH控制中,对参数不确定性所引起的转速误差具有很好的抑制作用,从而使系统具有较好的转速跟踪性能。     

永磁同步电机伺服系统H∞控制研究

为提高永磁同步电机伺服系统的鲁棒性和快速性,论文引入了H∞控制策略。针对永磁同步电机永磁体磁链为常数的特点,对其d-q轴模型进行分析,建立了永磁同步电机伺服系统的动力学方程。根据伺服系统参数变动范围和扰动力的特点,选择了较优的权重函数,设计了H∞鲁棒速度控制器。仿真结果表明,设计的H∞速度控制器与传统的PI控制器相比,对模型摄动具有较强的鲁棒稳定性及良好的抗扰动能力,响应速度快且指令跟踪能力强。     

永磁同步电机伺服系统

在数控机床、工业机器人等ＦＡ设备中，永磁同步电动机伺服系统得到了相当广泛的应用。研制高性能的永磁同步电动机伺服系统是机电工作者所面临的一项重要任务。本文较全面地论述了永磁同步电动机伺服系统的特点、原理构成、基本设计原则及若干研究方向。     

永磁同步电动机中混沌运动的非线性反馈控制

针对永磁同步电动机中存在的混沌运动,提出了一种新的混沌控制方法,即对混沌动力系统增加一个具有分段二次函数x｜x｜形式的非线性反馈控制器,以永磁同步电动机电流的非线性反馈实现对永磁同步电动机混沌运动的控制.该控制器是一种活动控制器,它不影响原系统的参数,只需要处理一个参数,算法简单、易于实现.仿真结果表明了该方法的有效性,给出了有益的结论.     

永磁同步交流伺服电机无传感器控制方法

提出了一种基于观测器理论的永磁同步电机无传感器控制方法。转子位置通过对磁通的估计而获得，速度反馈信息则通过一个闭环状态观测器进行估计，整个控制策略由一片ＤＳＰ３２０Ｃ２５执行，仿真表明，该方法在稳态、暂态条件下均能获得较好的结果。     

改进型永磁同步电机模型预测转矩控制

针对传统模型预测转矩控制存在的在线计算量大、最优权重系数难以确定等问题,提出一种改进型永磁同步电机模型预测转矩控制方法。通过在d-q旋转坐标系下建立表贴式永磁同步电机模型,由预测转矩控制目标确定模型预测所需的参数预测值,将转矩和磁链进行标幺化处理,并将转矩误差和磁链误差转换成转矩误差率和磁链误差率,再加入磁链约束方程得到无权重系数的代价函数。同时采用简化电流预测的计算方法,降低预测过程中的核心计算量。仿真结果表明,所提方法在保证控制性能的同时可以显著降低系统在线计算量,而且谐波幅值显著降低,改善了波形质量,提高了电压利用率。