一种基于直接转矩控制系统低速时磁链观测补偿的新方法

直接转矩控制是继矢量控制后的一种新型控制方法,此方法的调速性能取决于高效稳定的定子磁链。由于定子电阻压降的存在使得电机运行在低速区时难以控制。因此,提出了一种新型的改善直接转矩控制系统低速性能的磁链观测方法。该方法采用低通滤波器代替纯积分环节,并提出对磁边幅值进行闭环反馈补偿和用模糊控制器补偿引入低通滤波器造成的磁链角的误差。仿真结果表明,采用此控制方法,直接转矩控制系统的低速性能有十分明显的提高,仿真结果证实了该方法的有效性。     

一种新型的改善直接转矩控制低速性能的磁链观测方法

直接转矩控制是继矢量控制后的一种新型的控制方法,而此方法的调速性能取决于高效稳定的定子磁链.由于定子电阻压降的存在使得电机运行在低速区时难以控制.因此,提出了一种新型的改善直接转矩控制系统低速性能的磁链观测方法.该方法采用低通滤波器代替纯积分环节,并提出对磁链幅值进行闭环反馈补偿和用模糊控制器补偿引入低通滤波器造成的磁链角的误差.仿真结果表明,采用此控制方法,直接转矩控制系统的低速性能有十分明显的提高,仿真结果证实了该方法的有效性.     

基于幅值限定补偿磁链观测的DTC算法仿真研究

定子磁链的准确观测对于DTC系统十分重要。针对传统U-I模型观测磁链时直流分量造成积分漂移的问题,存在两种常用的方法来改进磁链观测器:一阶低通滤波器和幅值限定补偿积分器。分析得知,在DTC系统中基于幅值限定补偿的积分器可以观测到更准确的磁链值。在d SPACE平台下分别搭建不同磁链观测器的DTC仿真模型,实现永磁同步电机的实时控制。结果表明,基于幅值限定补偿的磁链观测器较低通滤波器提高了观测精度。     

异步电机定子磁链观测方法的改进研究

针对传统直接转矩控制电压模型定子磁链观测器存在的直流偏移和初始值偏差问题,在传统改进算法的基础上,通过交换低通滤波环节与补偿环节的相对位置,提出了一种新型磁链观测器.理论分析和仿真结果表明,新算法能够消除低通滤波器磁链动态观测误差,在有效抑制饱和与直流漂移的同时,完全补偿相位和幅值误差,提高了磁链观测精度.     

定子磁链观测器低通滤波器的改进

为提高传统的改进低通滤波器的动态性能,提出一种新型改进低通滤波算法。与传统改进低通滤波算法不同,新算法对定子感应电势进行相位和幅值补偿,然后再通过低通滤波获得定子磁链,有效提高了传统改进低通滤波器的动态性能,尤其是低速性能。通过理论分析,解释了新算法利用交换补偿与低通滤波环节顺序后磁链观测动态性能提高的原因,该方法在理论上能消除低通滤波器磁链动态跟踪误差。为进一步验证新算法的有效性,建立了感应电动机直接转矩控制系统仿真与实验平台。大量仿真与实验结果验证了该方法的有效性及其优良的动态性能。     

基于低通滤波器的电压模型磁链观测及仿真研究

磁链观测的准确是直接转矩控制应用的前提,电压模型磁链观测法结构简单、电机参数依赖少等特点而备受关注。纯积分器存在直流饱和以及初始值问题,使用纯积分器电压模型磁链观测的直接转矩控制应用在永磁同步电机驱动中常常失效。一种简单有效地解决此问题的方法是采用低通滤波器替代纯积分器,但是低通滤波器会引入幅值和相位误差,对其进行适当的补偿可以有效改善电机的运行性能。     

基于静态补偿电压模型的改进转子磁链观测器

为解决纯电压模型磁链观测器存在的积分漂移和饱和问题,常采用低通滤波器代替纯积分器。针对传统低通滤波器磁链观测方案的不足,本文提出一种改进的转子磁链观测方案,采用串联低通滤波器提取直流偏置得到理想的转子反电势,然后用可编程低通滤波器代替纯积分器,并在反电势低通滤波前补偿磁链误差。所提出的观测器可以有效消除直流偏置的影响,提高磁链观测的动态精度并改善系统的动态性能。在一台2.2kW感应电机无速度传感器矢量控制系统上对本文提出的改进转子磁链观测器方案进行了仿真和实验研究,结果验证了其正确性和有效性。     

单相级联H桥虚拟磁链模型预测功率控制

由于借助交流电压传感器测量电网电压会带来硬件成本高、安装困难及可靠性低等问题,所以为实现无网压传感器,将虚拟磁链引入级联H桥整流器模型预测功率控制中。以单相七电平整流器为例,虚拟磁链空间矢量需通过电压矢量积分获得,这个积分环节通常用一阶低通滤波器,可消除纯积分环节带来的积分初值问题和直流偏置问题,但会存在由一阶低通滤波器带来的相位偏移问题,因此提出一种相位补偿方法并应用于一阶低通滤波器对电网虚拟磁链进行估计;针对H桥整流器模块间电压不均衡问题,采用基于电压反馈的直流电压平衡控制方法,调节占空比实现电压均衡。实验结果证明了所提出的虚拟磁链模型预测功率控制的正确性和有效性。     

基于电压模型改进型定子磁链观测器

为提高直接转矩控制系统在电压电流模型磁链观测器中的磁链观测精度以及动态性能,针对传统一阶低通滤波器造成的初始相位直流偏移问题以及幅值偏移和相位畸变,提出一种新型的磁链观测器算法。对低通滤波器后的输出采用高通滤波器解决直流误差问题,同时对滤波器造成的幅值和相位误差进行实时补偿,以提高磁链观测的精度,在此基础上,通过将补偿函数提前改善磁链观测器的动态性能,特别是低速时的动态性能。为进一步验证新型磁链观测器的有效性,建立了异步电机直接转矩控制系统仿真实验平台,大量的仿真和实验结果论证了新型磁链观测器的有效性。     

低通滤波器观测定子磁链对DTC性能改善研究

对传统的直接转矩控制产生的低速时磁链观测不准确对系统的性能影响进行了详细分析。研究了一种在低速下用基于电压模型的异步电机定子磁链观测的低通滤波器设计,该方法通过检测电机定子电流在低速下对滤波器截止频率进行动态调整和补偿,给出了原理框图和实现方法。利用Matlab/Simulink对探讨改进后的系统进行了仿真。仿真结果表明低速性能得到了提高。     

基于全维观测的模糊直接转矩控制方法研究

此处以永磁同步电机(PMSM)为被控对象,针对其传统直接转矩控制(DTC)系统转矩和磁链脉动大的问题,提出了模糊控制的概念,并将传统DTC系统中的定子磁链积分环节用全维状态观测器代替,有效地减少了直流偏移及积分误差累积等缺点。对传统的带有定子磁链积分器的PMSM DTC系统和设计的基于定子磁链全维状态观测的PMSM模糊DTC系统分别进行实验验证,结果表明,改进后控制系统的控制性能明显优于改进前,即改进后的定子磁链和转矩脉动大幅度减小。     

基于转矩预测的永磁同步电动机模糊直接转矩控制研究

针对IM DTC和PMSM DTC中零电压空间矢量作用效果的不同,提出基于转矩预测的PMSM模糊直接转矩控制方法,模糊控制规则表中使用零电压矢量.根据转矩偏差、定子磁链偏差的符号和大小以及定子磁链所处的扇区经模糊推理得到合适的电压空间矢量,再使用预测控制算法计算该矢量和零电压矢量(如果需要)分别作用的时间,限制电磁转矩在给定环宽范围内.仿真分析表明,零电压矢量的引入和预测控制算法的应用减小了转矩脉动,对传统的永磁同步电动机直接转矩控制系统性能有明显的改善.     

基于变参数PI和模糊控制的直接转矩控制

针对传统永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制系统中存在定子磁链和电磁转矩脉动的缺点,提出一种基于变参数PI和模糊控制的直接转矩控制方法,将传统直接转矩控制系统中PI速度调节器和滞环比较器分别用变参数PI速度控制器和模糊控制器代替.介绍了变参数PI和模糊控制的原理和设计方法,最后构建了改进后系统控制框图,并进行了实验验证...     

直接转矩控制磁链低频脉动分析及抑制

本文用计算机仿真的方法,详细分析了直接转矩控制系统低频脉动的产生原因,解析了电机温升引起的定子电阻变化对定子磁链的估计精度的影响,提出用改进型磁链观测器替代传统的积分观测器;同时针对低频时逆变器开关频率过低导致转矩脉动增加的问题,细化磁链位置判别,降低传统的直接转矩控制系统的低频磁链脉动,使控制系统有更高的响应速度和更强的鲁棒性.并用Matlab/Simulink软件建立了该直接转矩系统的仿真模型,仿真结果表明了改进方案的有效性.     

永磁同步电动机的直接转矩控制

针对凸极转子结构的钕铁硼永磁同步电动机(PMSM)提出了直接转矩控制(DTC)方法,由于实现电机转矩和定子磁链的分别控制,并采用定子磁链滞环比较的电压矢量PWM逆变技术,提高了系统动态响应,并且算法也比较简单。     

永磁同步发电系统中转矩和磁链精确线性化解耦控制

为了实现直接转矩控制(direct torque control,DTC)永磁同步发电系统直流输出电压的快速而平稳控制,需要电磁转矩与定子磁链控制之间的解耦。该文首先根据定子静止坐标系中定子电流和定子磁链状态方程,推导出以电磁转矩和定子磁链幅值平方为状态变量的永磁同步发电机仿射非线性模型。然后以该非线性模型为基础,结合输入输出线性化理论推导出以电磁转矩和定子磁链幅值平方为输出变量的定子电压矢量给定数学模型。根据定子磁链幅值平方和电磁转矩跟踪控制要求,设计出线性化后系统输入控制变量形式,并据此进一步计算出定子电压参考矢量。最后利用空间电压矢量调制(space voltage vector modulation,SVVM),实现永磁同步发电机定子磁链幅值和电磁转矩控制的动态解耦。实验结果表明,采用该文提出的新型控制策略发电系统具有理想的电磁转矩和定子磁链幅值跟踪性能,转矩及电流脉动较小,直流输出电压控制迅速而平稳。     

直接转矩控制永磁同步发电机相位自校正型定子磁链观测器

直接转矩控制永磁同步发电具有电磁转矩和直流电压输出动态响应快等优点,但这些优点的实现需要准确的定子磁链。实际发电机参数在一定范围内随工作点变化而变化,这就要求定子磁链观测器对这些参数变化具有很强的鲁棒抑制特性。该文提出一种新型定子磁链观测器,该观测器借助有效磁链概念计算出转子磁极位置角观测值,基于此将定子磁链电压模型和电流模型联系起来,无需转子速度信息;为了进一步降低观测的定子磁链相位误差,将观测的定子电流矢量与实际定子电流矢量乘积结果送给PI调节器,利用PI输出值对转子位置角观测值进行校正。实验结果表明,采用该文提出的定子磁链观测器在无需转子速度及参数辨识情况下,对电机参数变化及模拟量采样误差具有很强的鲁棒抑制特性,可以获得准确的磁链观测值,实现电磁转矩和直流发电电压的快速而平稳控制。     

基于模糊控制的永磁同步电动机直接转矩控制

提出了一种基于模糊控制的永磁同步电机直接转矩控制系统。系统将定子磁链偏差、转矩偏差和定子磁链矢量的位置角模糊化并作为模糊控制器的输入量,根据所制定的模糊控制规则综合选择控制逆变器开关状态的电压矢量。并且,零电压矢量被引入以保证在一定的情况下保持当前的转矩和磁链状态,减少逆变器开关次数。仿真实验结果表明该系统能有效抑制转矩脉动,提高系统的起动响应速度。     

模糊直接转矩控制的永磁同步电机在测功机中的应用

阐述了永磁同步电机直接转矩控制的基本原理。介绍了一种基于模糊直接转矩控制的永磁同步电机测功机设计方案。为减小转矩脉动而引入了模糊逻辑的思想,将转矩误差、定子磁链误差和磁链角度进行合理的模糊分级,作为模糊控制器的输入以合理选择电压空间矢量。为减小模糊控制规则、缩短控制计算时间和加快响应速度,将定子磁链角度进行映射处理。仿真结果表明,这种应用模糊逻辑的永磁同步电机直接转矩控制系统的测功机能获得比较好的运行性能,具有良好的工程应用价值。     

基于电压矢量分析的模糊PMSM DTC研究

分析了永磁同步电机（PMSM）直接转矩控制（DTC）系统中电压矢量对磁链和转矩的影响,指出将磁链角度分区细化,可更好地发挥电压矢量的作用。根据电压矢量这一特性,以及PMSM DTC自身的特点,设计了一模糊逻辑控制器（FLC）,将定子磁链误差、转矩误差和用于分区的磁链角度进行了合理的模糊分级,将其作为FLC的输入,通过模糊推理,以准确选择电压矢量,直接对电机进行控制。实验研究表明,这种基于电压矢量分析及PMSM本身特性建立的模糊DTC策略能获得优越的运行性能。