基于LPV观测器的永磁同步电机反推控制

针对永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)无速度传感器转速跟踪控制精度问题,提出了一种基于线性变参数(Lineeo Parameteo Varying,LPV)转速观测器的永磁同步电机反推控制方法。该方法首先根据PMSM的LPV模型,推导出电机的凸胞形顶点方程;然后利用Lyapunov稳定性理论,获得了基于线性矩阵不等式(Lineeo Matrix Inequality,LMI)的观测器设计方法,构造了PMSM的LPV观测器,实现对电机转速及定子交轴电流的重构;最后运用反推控制策略,设计电机闭环系统控制器,实现对电机转速的高精度跟踪控制。仿真结果表明,该方法相较与传统PI矢量控制,跟踪精度高、响应快、抗负载扰动强,对实现PMSM的无速度传感器高精度转速跟踪控制具有重要意义。     

A Robust Backstepping Sensorless Control for Interior Permanent Magnet Synchronous Motor Using a Super‐Twisting Based Torque Observer

In order to achieve high‐performance speed regulation for sensorless interior permanent magnet synchronous motors (IPMSMS), a robust backstepping sensorless control is presented in this paper. Firstly, instead of a real mechanical sensor, a robust terminal sliding mode observer is used to provide the rotor position. Then, a new super‐twisting algorithm (STA) based observer is designed to obtain estimates of load torque and speed. The proposed observer ensures finite‐time convergence, maintains robust to uncertainties, and eliminates the common assumption of constant or piece‐wise constant load torque. Finally, a sensorless scheme is designed to realize speed control despite parameter uncertainties, by combining the robust backstepping control with sliding mode actions and the presented sliding mode observers. The stability of the observer and controller are verified by using Lyapunov's second method to determine the design gains. Simulation results show the effectiveness of the proposed approach.     

无位置传感器的永磁同步电动机反演控制

设计了一种基于无位置传感器的永磁同步电动机(PMSM)反演控制器.该控制器包括基于定子电流检测的速度观测器与反演速度控制器.速度观测器代替位置传感器实现转速的在线估计;反演控制器的设计确保速度控制系统具有快速的转速跟踪与转矩响应.通过设计全局Lyapunov函数保证了控制系统的稳定性.仿真和试验结果表明:基于速度观测器...     

永磁同步电机的自学习滑模反步抗扰控制

针对永磁同步电机(PMSM)速度跟踪控制问题,设计了一种自学习滑模反步抗扰控制方法.该方法设计了基于类Sigmoid函数的改进型跟踪微分器(TD)用于对输入信号和虚拟控制信号进行滤波,避免了对信号反复解析求导产生的微分爆炸问题,并设计了扩张状态观测器(ESO)用于对外界负载扰动进行实时观测估计和补偿.为了削弱抖振和提高...     

基于滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器控制的研究

简要论述滑模观测器的理论基础,根据PMSM的数学模型,建立基于滑模观测器的PMSM无传感器控制的系统模型。根据滑模观测器原理,通过电机的定子电压和相电流估算出电机的转角和转速。利用MATU姬工具建立无位置传感器的永磁同步电动机调速系统的仿真平台,仿真实验检验滑模观测器法的有效性。在采用DSP2812的伺服控制平台上,验证滑模观测器法的正确性和可行性。实验结果表明滑模观测器法具有良好的动静态性能。     

永磁同步电动机反演滑模控制系统的研究

文章提出了基于反演和滑模变结构控制理论的永磁同步电动机的控制策略,对所提出的控制策略进行了理论分析,并且在Matlab环境下进行了仿真实验。仿真结果表明,该控制策略有效地实现了电动机的转速跟踪控制,具有良好的动、静态性能和鲁棒性能。     

永磁同步电机高效非线性模型预测控制

永磁电机控制器要求电机有很强的转速跟踪能力,并且要保证系统参数变化及负荷扰动下系统的鲁棒性. 永磁电机包含很多不确定因素,是强耦合的非线性系统,传统的线性控制器很难对其进行控制. 针对永磁电机的转速控制构造非线性模型预测控制方法. 非线性永磁电机模型通过输入-输出反馈线性化策略解耦成为新的线性系统. 为保证可行解的收敛性,提出一种迭代二次规划方法来处理由输入-输出反馈线性化导致的非线性约束. 仿真结果表明,控制器能有效降低计算负担,具有很好的动态控制性能,能抑制转矩脉动,并保证在参数变化和负荷扰动下控制系统的鲁棒性.     

基于扩张状态观测器的永磁同步电机滑模控制

针对永磁同步电机对外部负载扰动和参数变化比较敏感的控制问题,研究了一种基于扩张状态观测器和趋近律的滑模控制方法.该方法首先对扩张状态观测器进行了设计,然后分别建立了基于扩张状态观测器和趋近律的滑模控制,并用双极S型函数代替符号函数用以削弱滑模抖振,最后对稳定性进行了证明.仿真结果表明:设计的控制方法不仅具有很强的鲁棒性和强抗干扰能力,而且响应速度快,控制精度高.     

基于扩张状态观测器的磁通切换永磁电机的无传感器控制

将线性自抗扰控制应用于磁通切换永磁电机（FSPMM）的无速度传感器控制中,采用线性扩张状态观测器（LESO）构造FSPMM的转速观测器,实现对转速准确而快速的实时估计;设计线性自抗扰控制器（LADRC）作为转速环调节器,系统的鲁棒性被提高了.仿真结果验证了所设计的基于LESO的无传感器LADRC控制策略能够使FSPMM可靠稳定运行,LESO提升了系统的观测精度和响应速度,克服了滑模观测器（SMO）带来的高频抖振和滞后现象;与基于SMO的无传感器PI控制策略相比,所提的控制策略在负载扰动和参数摄动时具有更强的鲁棒性.     

电动汽车中永磁同步电机转速的控制

为了更好地实现对以永磁同步电机为驱动电机的电动汽车车速的控制,设计了一套基于滑模控制的永磁同步电机控制系统,并且在此基础上加入最大转矩电流比控制,对滑模控制和最大电流转矩比控制的数学模型进行了分析.仿真分析表明,加入最大转矩电流比的滑模控制系统不会受到外界变化影响,永磁同步电机能够稳定运行.同时系统响应更快,抗干扰能力大大提高,鲁棒性更强.     

基于高频注入法的永磁同步电动机无传感器矢量控制

提出了一种在零速或是低速时无传感器的永磁同步电动机矢量控制方法。该方法基于永磁同步电动机的凸极效应原理,在两相旋转坐标系中注入高频信号来获取无传感器矢量控制时所需转子的精确位置和转速,并在此基础上给出了永磁同步电动机无传感器矢量控制系统。仿真结果表明,该方法能够准确估计转子位置和速度,满足矢量控制的需要。     

电动汽车永磁同步电机无位置传感器分数阶滑模控制技术仿真研究

针对无位置传感器永磁同步电机控制系统在启动时电机转速较低,电机的反电动势较小,信噪比太低无法满足精确估计条件的问题,采用一种分段启动控制策略,当系统转速较低或刚开始启动时,通过他控恒转矩起动方式;当电机转速较高时,通过建立分数阶滑模观测器来实现转子位置的准确预测,并通过分数阶滑模控制器实现对电机的控制。通过在Matlab/Simulink平台中的仿真,直流电压311V,开关频率设为5kHZ,给定初始参考转速为600r/min,在0.2s突加1.5N?m转矩,分数阶观测器能够实现电机的平滑启动,且达到良好的静态和动态控制性能,从而使电动汽车能够更加安全可靠,为汽车产业的可持续发展提供技术支持。     

具有不确定参数永磁同步电动机的自适应反步控制

针对永磁同步电动机系统的非线性耦合特性以及参数的不确定性,采用自适应反步控制实现永磁同步电动机的非线性控制,在补偿参数不确定性影响,提高系统的抗干扰能力的同时,实现了永磁同步电动机的高性能全局渐近稳定速度跟踪控制．采用二阶滤波环节平滑速度指令,实现了理想无超调的快速速度跟踪控制．仿真结果证明了所提出方法的有效性．     

基于永磁同步电机的LPV转速观测器设计

针对提高永磁同步电机无位置传感器速度跟踪控制精度问题,提出了一种基于线性变参数(Linear Parameter Varying,LPV)转速观测器设计方法。该方法借助状态估计实现对旋转坐标系下定子电流、转子角转速等状态的重构。首先根据LPV电机模型,推导出观测器的LPV状态模型方程,然后根据Lyapunov稳定性理论,获得闭环系统的稳定性条件,再利用奇异值分解方法,将Lyapunov稳定性条件转化为线性矩阵不等式条件,通过求解不同凸胞形顶点处的观测器增益矩阵,最终合成反馈增益,实现对电机的高精度的速度跟踪控制。仿真结果表明,该观测器能够快速准确的跟踪上电机转速。     

永磁同步电机电流传感器故障诊断及容错控制

电流传感器对永磁同步电机矢量控制系统的稳定性和安全性十分重要.为实现电流传感器的故障诊断及其容错控制，提出了一种简单的逻辑判断策略，该策略基于αβ相电流构造3个故障判断因子以实现故障判断，一相电流传感器故障时，根据基尔霍夫定律重构电流；两相以上故障时，基于李亚普诺夫稳定性定理设计自适应反推观测器进行电流估计，以确保系统稳定运行.在低速和高速运行状态下分别进行了仿真和实验，证明了该策略能够快速诊断故障、准确判断故障相，并基于逻辑判断策略稳定地重构电流，具有较高的可行性和可靠性.     

双永磁同步电机高性能控制系统转速同步研究

针对双永磁同步电机（PMSM）控制中受负载扰动电机转速不同步的问题,从控制策略和耦合结构角度出发,提出了一种积分滑模PMSM电流预测函数控制的转速同步控制结构。在矢量控制基础框架下,设计了积分滑模速度调节器和电流预测函数调节器,使用饱和函数和指数趋近律来抑制滑模的固有抖振现象,利用相邻周期的两个预测模型相减来消除恒定项。为了有效地补偿两电机之间的转速差,通过同步补偿器来对电流环直接进行补偿,从而达到双电机同步协调控制的目的。最后通过仿真验证了本文方法的有效性。     

永磁同步电机无传感器控制技术研究现状与控制策略综述

由于永磁同步电机无传感器控制系统具有控制精度高、安装、维护方便、可靠性强等一系列优点,成为近年来研究的一个热点。文章首先简单介绍了永磁同步电机无传感器控制技术的工作原理,在此基础上分析了永磁同步电机无传感器技术的现状,并对其控制策略进行了分析和比较,指出目前永磁同步电机无传感器控制技术的研究重点和所要解决的问题。     

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.     

基于高频信号注入法的永磁同步电机无传感器控制

介绍了一种基于永磁同步电机空间凸极追踪的转子位置无传感器自检测的方法.该方法采用高频电压载波注入法,通过采用外差法的转子位置跟踪观测器完成了转子位置信息的提取,实现无机械位置传感器的电机转子位置的检测.并通过仿真证明了这种方法的可行性.     

永磁同步电机滑模自适应控制

在永磁同步电动机速度控制过程中,外界干扰、参数变化、系统模型不精确等给系统控制精度带来很大影响。电机控制系统采用电流环、速度环双闭环控制。电流环采用SVPWM调制的矢量控制;速度环采用滑模自适应控制,滑模控制对外界干扰、参数变化等不敏感,结合自适应控制可削弱滑模控制产生的抖振。然后利用MATLAB平台对系统进行仿真,仿真结果显示,采用滑模自适应控制的电机启动时转速和电流超调量小、并能快速达到稳定运行状态;在外加干扰时系统转速和电流有微小波动,但能快速恢复到稳定运行状态。与简单的滑模控制相比,滑模自适应控制器不仅响应速度快、超调小,并且克服了抖振、具有较好的稳态精度和动态性能。