基于PMSM预测模型的新型SVPWM调制

在永磁同步电机控制系统中,调制方式多采用SVPWM调制.传统SVPWM调制方法采用三角形载波和七段式矢量分配方式,其中零矢量和有效矢量作用时间是对称平均分配的,有进一步的改进空间.对称式的占空比调制方式也会带来电流谐波和噪声污染等问题.引入PMSM预测模型和双采样双更新策略,对七段式基本矢量分布进行了分段计算.通过预测...     

基于Simulink的PMSM矢量控制系统仿真研究

为了更好的验证矢量控制系统实际设计过程中各部分输出特性的正确性并为其设计提供必要的参数,在分析了永磁同步电机PMSM矢量控制的基础上,利用Matlab/Simulink工具箱搭建了永磁同步电机控制系统的速度和电流双闭环仿真模型,并通过实例电机的仿真,给出了仿真波形。仿真结果证明该模型的有效性并验证了id=0控制算法,为永磁同步电机控制系统的分析、设计和调试提供了理论基础。     

基于电阻估计的PMSM模型参考自适应系统

在无速度传感器交流伺服系统中, 估计转速受电机定子电阻不确定性影响较大, 本文针对该问题进行了研究, 提出了改进的MRAS方法. 利用永磁同步电机的电流模型作为可调模型, 设计了MRAS的自适应律, 在传统方法的基础上加入了对定子电阻的估计, 并利用控制方法的特点对估计算法进行了简化. 最后, 在Matlab/Simulink环境下对改进方案进行了仿真研究, 结果表明该算法使得转速的估计对电阻的不确定性有较强的鲁棒性, 并且使电机能够在较宽的速度范围内正常运行.     

基于预测控制的PMSM优化仿真研究

针对在永磁同步电机的运行过程中,容易受到负载转矩扰动和参数失配的影响进而造成转速跟踪性能差和电流脉动大等问题,采用模型预测控制(MPC)的方法设计预测控制器取代传统的比例-积分(PI)调节器,对速度和电流分别做了最优控制;加入Kalman滤波器对负载转矩进行观测作为前馈补偿,并提出参数校正方法,有效地抑制了干扰负载和电感参数的不确定变化对电机性能的影响.通过Simulink对比仿真表明,上述设计方法具有更快的动态响应且无超调,同时抗干扰能力和参数鲁棒性得到显著提升.     

永磁同步电机控制策略比较研究

针对永磁同步电机,研究了矢量控制(Vector Control,VC)、反推控制(Back Stepping Control,BSC)、直接转矩控制(Direct Torque Control,DTC)以及模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)四种控制策略.VC算法简单,但是其整定参数多,不利于工程实现,为了克服VC的缺点,本文基于Lyapunov稳定性理论设计了BSC;DTC结构简单,但是转矩、磁链脉动比较大,本文基于最优原理设计了MPC,与DTC相比,MPC算法简单、具有更好的动态响应特性.永磁同步电机系统四种控制策略的仿真研究表明:BSC具有较好的控制效果,而且能克服VC的缺陷;与DTC相比,MPC具有转矩和磁链脉动小、系统响应快的优点.     

基于ESO的无速度传感器PMSM系统自适应滑模FCS-MPC

为了提高三相永磁同步电机(PMSM)控制系统的性能,基于反双曲正弦函数的扩张状态观测器(ESO)技术,提出一种新颖的无速度传感器自适应滑模有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)策略,采用ESO技术构造PMSM系统转速和反电动势的观测器,实现对电机转速和反电动势快速准确估计.用带有负载ESO的自适应滑模控制作为系统的转速调节器,以提高系统的鲁棒性;利用基于快速矢量选择的FCS-MPC策略,达到减少转矩脉动、降低系统算法计算量的目的.仿真结果表明,基于ESO的无速度传感器自适应滑模FCS-MPC策略能够使PMSM系统可靠稳定运行,达到满意的转矩和转速控制效果.与基于积分型滑模面的自适应滑模FCS-MPC策略相比,所提出的控制策略能使系统具有良好的动态性能和抗负载干扰能力.     

基于ESO分数阶滑模调节的PMSM模型预测转矩控制

为了提高永磁同步电机调速系统的性能,提出一种基于扩张状态观测器的分数阶滑模预测转矩控制策略。采用扩张状态观测器对电机的综合扰动项、定子电流和反电动势进行实时观测,可快速准确得到它们的估计值并进行补偿;利用估计值构建分数阶滑模控制器来削弱系统抖振并提高鲁棒性;利用转矩和磁链无差拍预测控制,减少了遍历次数并降低了计算复杂度。通过仿真和半实物平台进行了验证,所得结果表明,所提出的方法能有效提升系统的鲁棒性,使电机具有良好的动态和静态性能。     

基于滑模变结构的PMSM控制系统的研究

针对永磁同步电机(PMSM)矢量控制系统中易受机械式传感器影响的问题,设计了一套基于滑模变结构控制(SMC)的永磁同步电机控制系统.由于永磁同步电机在运动时受到负载突变和系统参数变化会影响整个控制系统的稳定性,提出了具有开关结构的非线性滑模变结构控制的系统.首先分析了永磁同步电机在旋转坐标系下的数学模型,在此基础引入双闭环一阶滑模变结构控制系统,实现对PMSM的转速和转矩控制.仿真实验表明,滑模变结构控制系统不会受到外界变化的影响,永磁同步电机的转速和转矩都能稳定运行.滑模变结构控制系统响应更快,抗干扰能力大大提高,鲁棒性更强.     

具有外部扰动的PMSM系统的无模型自适应预测控制

针对于一类具有强耦合、负载不确定性和外界干扰的永磁同步电机(PMSM)系统,本文研究了基于无模型自适应预测控制(MFAPC)问题,并提出了一种新颖的MFAPC方案来实现有外界扰动的PMSM系统的速度追踪任务.所提出控制方案的主要优势在于仅使用了被控系统的输入/输出数据,并且对外界干扰具有较强的鲁棒性.此外,还讨论了闭环系统跟踪误差的收敛性以及有界输入有界输出的稳定性.最后,通过与传统的PI控制方案、原型无模型自适应控制(MFAC)方案的仿真结果相比较,验证了所提出MFAPC方案的有效性和优越性.     

基于DSP Builder的PMSM控制算法

针对永磁同步电机的控制策略,构建基于空间适量脉宽调制算法的电流、速度双闭环系统。在Altera公司的DSP Builder软件开发环境下,给出一种设计方法。该方法包括扇区判断、矢量作用时间、开通时间计算、开通时间分配及6路PWM信号生成、Park变换及逆变换、Clarke变换、PI控制等模块,实现基于FPGA的全数字化控制系统。仿真结果表明,该系统具有较好的静态和动态特性,可用于永磁同步电机控制系统的SoC设计。     

基于标定原理的磁编码器永磁同步电机矢量控制研究

分析了永磁同步电机矢量控制系统角度反馈的重要性以及现在普遍存在的问题。采用一种新型的磁编码器,提高了绝对位置检测的分辨率、精度,从而实现了永磁同步电机系统矢量控制的电流环以及速度环的运行效果和精度。     

基于负载角限制的永磁同步电机模型预测控制

针对永磁同步电机电磁转矩与负载角之间强耦合及非线性的关系,并就传统直接转矩控制容易失步的问题,该文提出了一种负载角限制的策略。基于直接转矩控制基本原理对电机失步原因进行研究,重点分析负载角与转矩之间的关系,提出了对负载角限制避免电机失步的控制思想。详细介绍了基于永磁同步电机的模型预测数学模型,考虑到消除系统预测误差加入了控制延时补偿。最后通过评价函数有效地限制了电机转矩和磁链脉动,直接限制负载角确保了电机的稳态运行。通过仿真分析可看出该文提出的方案有效可行,在保持快速响应的情况下,降低了转矩和电流脉动,避免了电机失步的风险。     

基于EKF的永磁同步电机的无传感器控制研究

基于位置传感器永磁同步电机控制,一方面提高了设计成本,另一方面降低了系统可靠性。对扩展卡尔曼滤波（extended Kalman filter,EKF）原理进行分析研究,将 EKF 优化算法应用到永磁同步电机控制中,对永磁同步电机转子转速、转子位置进行预测估计。最后,基于MATLAB仿真平台,构建扩展卡尔曼滤波( EKF)仿真模型。仿真结果表明,永磁同步电机转子位置、转子转速能够被准确预测估计,表明了基于扩展卡尔曼滤波( EKF)算法仿真模型是有效的,为永磁同步电机控制系统研究提供了坚实理论基础。     

基于DSP的永磁同步电机矢量控制系统设计

永磁同步电机具有其他电机无可比拟的优点,如转矩密度高、运行效率高等.首先对永磁同步电机(PMSM)的数学模型进行了推导,对其矢量控制原理进行了分析,在此基础上,开发了以TI公司DSP/TMS320F28335为主控芯片的PMSM矢量控制系统硬件平台,对电流检测、速度检测硬件及驱动单元进行了设计,同时给出了实现矢量控制的电流环及速度环软件流程,并进行了实验,实验结果验证了本文方法的有效性.     

基于SVPWM的永磁同步电机仿真分析

介绍了空间矢量脉宽调制(SVPWM)原理,分析了永磁同步电机基于id =0的控制原理,并列用Matlab/Simulink工具箱搭建了系统仿真模型.仿真结果验证了该模型的正确性和有效性,并为实际PMSM控制系统设计提供了参考和依据.     

永磁同步电机矢量控制的两种控制策略的研究

永磁同步电机矢量控制系统在工农业生产、医疗等众多领域得到了广泛的运用。矢量控制策略多样、控制灵活。在分析永磁同步电动机(PMSM)的数学模型的基础上,阐述了电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)和电流滞环控制的原理,分别设计了基于Simulink的永磁同步电机SVPWM和电流滞环控制的速度环、电流环双闭环模型。通过工程设计方法,实现了Simulink仿真。通过对两种控制策略的仿真结果进行对比分析,分析比较了两者的控制特性。     

基于滑模控制的PMSM直接转矩控制系统的研究

传统的直接转矩控制采用六区间的圆形磁链控制,转矩脉动大,控制性能较差,而且考虑定子电阻压降的影响时,其区间选择存在缺陷。针对以上问题,文章提出了基于十二电压空间矢量的直接转矩控制策略,建立了永磁同步电动机的十二电压空间矢量直接转矩控制系统,制定了相应的开关原则,并采用滑模变结构控制策略设计速度调节器,取代传统的PI调节器,以增强系统的抗干扰和抗参数摄动的鲁棒性。仿真结果表明,该系统的定子磁链和转矩脉动较小,系统动、静态响应良好。     

永磁同步电机滑模变结构矢量控制

将滑模变结构控制策略引入永磁同步电机矢量控制中,以提高永磁同步电机矢量控制系统的响应速度,增强其鲁棒性.叙述了滑模变结构的基本原理,给出了永磁同步电动机滑模变结构模型,推导了滑模变结构控制律,并分析了抖动产生原因及相应对策.仿真结果表明,该控制策略极大地改善了系统的动、静态性能,对系统参数和外部干扰表现出较强的鲁棒性,是永磁同步电机矢量控制中一种新颖的改进控制方式.     

基于自适应负载观测器的PMSM滑模控制

根据永磁同步电机的矢量控制模型,设计一个滑模转速控制器,并设计一个自适应观测器估计负载转矩扰动值,进而对扰动进行在线补偿。滑模控制器与传统PID控制相比具有超调量小、响应快的优点．负载观测器的补偿提高了系统的性能。MATLAB仿真结果证明该设计方法的有效性。