基于自抗扰技术的PMSM交流调速系统的研究

永磁同步电机(以下简称PMSM)具有功率因数高、效率高、结构简单、价格合适等优点,广泛应用于数控机床领域;然而PMSM也是一个非线性、参数摄动、强耦合的多变量系统,对于伺服系统的控制算法及策略要求较高~([1])。本文研究了自抗扰技术(Active Disturbance Rejection Control,简称ADRC)在伺服控制系统中的技术应用。通过MATLAB计算机软件搭建了基于ADRC算法的转速、电流双闭环PMSM矢量控制系统仿真模型,并与经典PID控制系统进行对比。仿真结果表明:ADRC控制器不仅能够直接替代PID控制器,而且能够有效提高控制系统暂、稳态性能和抗扰动能力。     

基于自抗扰控制的对称六相PMSM与三相PMSM串联系统

多台多相电机串联驱动系统可以实现单台逆变器驱动多台电机的独立运行,与传统的多电机变速驱动系统相比有助于节省逆变器的数量和安装空间。多台多相电机串联驱动系统的转速调节多采用经典的PI控制,存在快速性与超调的矛盾,系统抗干扰能力比较弱。以对称六相和三相PMSM双电机串联系统为研究对象,将自抗扰控制(ADRC)应用到该串联系统的转速调节中,搭建起了基于ADRC速度调节器的对称六相和三相PMSM双电机串联驱动系统模型,通过仿真证明了自抗扰控制可以实现对转速的快速无超调跟踪,并提高系统的鲁棒性。     

永磁同步电机的自抗扰控制方法研究

针对永磁同步电机速度控制中存在超调量大,抗负载扰动能力差,采用负载转矩补偿和自抗扰相控制结合的方案,给出一种改进的自抗扰补偿方式,不仅可以发挥经典自抗扰的优点,同时也对负载扰动进行补偿。通过对所给方法的仿真和试验结果分析可得,与传统的PID控制器相比,改进的线性自抗扰补偿控制系统具有较小的超调和稳态误差、较快的响应速度等性能,同时具有好的抗负载扰动能力,提升永磁同步电机的鲁棒性的同时使得动态性能与静态性能也提高很多。     

自抗扰控制在PMSM伺服控制系统中的应用

永磁同步电机伺服控制系统的非线性和不确定性的特点,给高性能位置伺服控制的实现带来了困难。为了克服电机及负载在内的广义被控对象不确定性因素和非线性因素对系统性能造成的影响,本文采用自抗扰控制器设计了伺服控制系统的速度环和位置环。自抗扰控制将系统所有扰动量,包括负载扰动、控制跟踪误差、模型误差等等,作为系统的一个状态变量,利用扩张状态观测器对扰动进行在线估计,并根据估计结果对扰动进行前馈补偿控制,从而抑制扰动对整个伺服控制系统的影响。     

基于LabVIEW的PMSM伺服控制器测试系统设计

介绍使用NI公司的LabVIEW软件开发永磁同步电动机伺服控制器测试系统,该系统在PMSM控制器运行的过程中,使用数据采集卡PXI-6133进行数据采集,实时记录并可存储数据.用户可根据试验数据修改伺服控制器参数,使伺服系统性能更加优越.实验测试结果表明:该测试系统界面简洁,操作便利,工作性能稳定,系统维护简单、可扩展性好.     

基于自抗扰控制的PMSM转速调节系统

经典PI调节的永磁同步电动机转速控制,存在快速性与超调量之间的矛盾.将自抗扰控制技术应用于永磁同步电动机转速控制中,设计跟踪微分器对输入安排过渡过程,使系统有良好的转速适应性;扩张状态观测器通过对综合扰动项的观测和实时补偿,增强了系统的鲁棒性.仿真实验结果表明,基于ADRC的PMSM转速调节系统,可实现对输入信号的快速无超调跟踪.     

基于DSP的PMSM伺服控制系统设计

基于永磁同步电机(PMSM)的矢量控制原理,设计了一种以TMS320F812信号处理器为核心的PMSM伺服仿真控制方案,来实现PMSM的最佳控制。自行设计加工了PCB控制板,并将控制核心F2812DSP芯片、PS21767功率模块等元件集成焊接到控制板上,不仅系统的集成度增高,而且易于实现数字化控制。同时在CCS3.3的环境下采用SVPWM技术进行软件设计,实现永磁同步电机的控制,最后用Matlab验证了该伺服系统的正确性。结果表明:该系统在电机的位置、转速、转矩等控制方面有明显的优势,性能良好。     

永磁交流伺服自抗扰直接转矩控制

设计了一种基于自抗扰控制器的永磁同步电动机直接转矩控制系统.该系统将不确定性负载扰动(外扰)和系统参数变化(内扰)视为一个综合扰动项,然后利用自抗扰控制器(ADRC)对综合扰动项进行观测和补偿.仿真结果证明,该系统不仅有效地抑制了不确定负载扰动的影响,同时对系统内部参数如电机转动惯量等摄动也具有较强的鲁棒性.该系统相比PI控制具有动态控制性能优越、抗扰能力强、控制精度高等特点.     

永磁同步电机调速系统自抗扰控制策略的研究

永磁同步电机(PMSM)在工业领域的应用十分广泛。针对PI控制器无法解决快速性和稳定性之间的矛盾且抗扰动能力弱的问题,在PMSM矢量控制系统的转速环中用自抗扰控制(ADRC)控制器代替PI控制器。利用Simulink分别对基于ADRC和基于PI控制的PMSM矢量控制系统进行仿真,对2种策略的控制效果进行对比。利用dSPACE试验平台对仿真结果进行了初步的验证。结果表明,ADRC有效地抑制了扰动,转速调节快速且无超调,提高了系统的控制性能。     

基于自抗扰控制的永磁同步电机无源调速系统

在永磁同步电机(PMSM)的端口受控哈密顿系统(PCH)的建模基础上,利用互联、阻尼配置的无源性控制方法得到d,q轴电压,简化了控制器设计和使系统稳定性分析更加容易.利用自抗扰控制技术能实时估计并补偿系统受到的各种外扰及本身决定的内扰总和作用的特点,设计了自抗扰速度控制器,使系统对参数变化和外部扰动具有较强的鲁棒性.由...     

基于自抗扰控制器的PMSM伺服控制系统研究

将自抗扰控制器(ADRC)应用在交流永磁同步电机(PMSM)伺服控制系统中,针对永磁同步电机伺服系统的高精度、快速响应等要求,对伺服控制系统三个闭环分别设计自抗扰控制器。在电流环设计一阶自抗扰控制器来取代常用的PID控制器,将位置环、速度环整合为一个统一的闭环并设计二阶自抗扰控制器进行控制;针对不同环节的控制要求和目的,采用不同的函数组合形式设计相应的控制器,充分利用自抗扰控制器的优良控制特性来满足高精度伺服控制系统的要求。通过搭建Simulink仿真模型进行验证,该伺服控制系统具有跟踪速度快、无超调、控制精度高、对负载及参数变化鲁棒性强等特点。     

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。     

基于自抗扰控制的PMSM系统仿真分析

针对于永磁同步电机(PMSM)的直接转矩调速系统相对复杂、难以控制的特点,加之传统自抗扰D控制器参数鲁棒性差,对自抗扰策略问题进行研究,该控制策略因减少整定参数而提高系统的误差估计补偿、抗干扰能力以及响应速度。该系统的转矩和磁链脉动明显降低,通过仿真分析,对比空载和带载的不同情况,结果表明基于自抗扰控制的PMSM控制系统具有良好的动态性能,该控制策略的有效性得以验证。     

永磁同步电机调速系统的自抗扰控制

针对永磁同步电机具有强耦合和强非线性特性的特点,在分析永磁同步电机数学模型和自抗扰控制原理的基础上,将自抗扰控制器应用于永磁同步电机的控制中,实现了永磁同步电机调速系统的自抗扰控制.仿真结果表明,这种自抗扰控制比PI控制有着更优的动态和稳态性能,并且使闭环系统在抗干扰性和鲁棒性上有了提高.     

基于改进金枪鱼群算法PMSM自抗扰控制

针对传统永磁同步电机(PMSM)调速系统在受到外部环境干扰、参数易变等不确定性因素的影响下系统鲁棒性变差的问题,提出一种基于改进金枪鱼群优化(ITSO)算法的PMSM自抗扰控制(ADRC)策略。首先,针对ADRC中fal函数在拐点处不平滑的问题,提出了一种改进fal函数,减小了系统的高频抖振。其次,由于ADRC中参数多且不易整定,利用ITSO算法对参数进行寻优整定。为了避免电流环在采用比例积分(PI)控制时电流控制存在抗负载能力差、响应速度慢等问题,将降低电感权值后的改进型无差拍预测控制应用到电流环。最后,进行仿真和半实物实验验证,结果表明所提控制策略具有良好的系统响应和控制精度,明显提高了系统的鲁棒性。     

基于自抗扰控制技术的MMC环流抑制器

模块化多电平换流器（modular multilevel converter, MMC）是一种新型的电压源换流器,已经成功应用于高压直流输电领域,发展前景广阔,然而桥臂环流的存在影响了MMC的工作特性和损耗,对环流进行抑制是MMC工程应用必须解决的问题。考虑到系统非线性、鲁棒性和动态性能的要求,引进自抗扰控制（active disturbance rejection control, ADRC）技术,基于自抗扰控制技术设计了一种MMC环流抑制器（circulating current suppressing controller, CCSC）,所设计环流抑制器对MMC的环流详细模型依赖小,并具有优异的适应性和鲁棒性。最后通过在PSCAD/EMTDC环境下建立的两端MMC系统,仿真验证了所提出的环流抑制器的有效性。     

直线伺服电动机自抗扰控制系统研究

针对直线伺服电机多变量、强耦合的非线性特性,结合自抗扰控制策略,给出了直线电机自抗扰控制系统设计详细的理论推导与实现方案。在此基础上,基于Matlab/Simulink仿真平台构建了完整的系统仿真模型,针对速度控制系统分别采用了串级一阶ADRC、二阶ADRC、MADRC与"ADRC+PID"组合算法进行了仿真分析;位置控制系统分别采用了MADRC与传统ADRC策略进行了仿真验证,仿真结果表明与串级一阶ADRC及"ADRC+PID"组合算法相比,该改进型ADRC动静态特性与鲁棒性良好。     

基于无传感器控制的内置式永磁同步电机系统自抗扰控制器适应性研究

为了提高无传感器控制的内置式永磁同步电机（IPMSM）暂态过程的响应能力和控制平稳性,引入自抗扰控制（ADRC）技术设计电流环,将交叉耦合项作为未知扰动进行观测,以提高控制精度,减少电流的振荡量与超调量;采用线性扩张观测器(LESO)技术提取位置信息,与滑模观测器相比,系统抖振小,具有更高的控制效率和稳定性。对比基于PI电流环无传感器控制系统的收敛速度及跟踪平滑性的仿真和试验结果表明,采用自抗扰控制技术设计的电流环无传感器控制系统适应性更好,电流谐波小,能够实现平滑跟踪。     

基于自抗扰控制的永磁同步电动机滑模控制调速系统

为提高永磁同步电动机调速系统的鲁棒性,采用自抗扰控制和滑模变结构控制策略,提出了一种新颖的永磁同步电动机双闭环调速系统.外环速度调节由带扩张状态观测器(ES0)的滑模控制器生成期望的q轴电流,内环电流调节由自抗扰控制器生成d-q旋转坐标系下的两个电压分量ud和uq,削弱了抖动现象,增强了抗扰能力.仿真试验结果表明,系统的速度响应较快,稳态误差小,无超调,能有效地抑制参数变化和负载扰动带来的影响,提高了控制系统动态性能和鲁棒性.     

采用自抗扰控制器的高性能异步电机调速系统

矢量控制技术已被广泛地应用于高性能异步电机调速系统中,然而,由于在实时控制中存在严重的外部干扰,参数变化和非线性不确定因素,基于精确电机参数的准确解耦很难实现,并且磁通和转矩的动态性能也受到严重的影响,为了提高调速系统的动态性能,该文提出了一种可以取代经典PID控制器用于异步电机调速的非线性自抗扰控制器。自抗绕控制器由三部分组成;跟踪微分器,扩张状态观测器和非线性状态误差反馈控制律,利用扩张状态观测器,自抗绕控制器可以估计出系统状态变量及其广义导数,从而实现异步电机的精确解耦,此外,上述控制录需要精确电机参数就可以实现干扰补偿,这使得自抗绕控制器的设计能够独立于异步电机的精确数字模型。仿真和实验结果表明,相对于经典PID控制器,自抗绕控制器在较宽的调速范围内具有更好的动态性能以及对负载扰动,电机参数变化都具有更好的鲁棒性。