永磁同步电机系统的无速度传感器研究

为了提高永磁同步电机系统的抗干扰能力,提出一种无速度传感器方法,用于速度辨识.将滑模(SM)变结构控制与模型参考自适应系统(MRAS)方法相结合,选取电机本体作为参考模型,利用逆变器输出的电压和电流,构建基于磁链方程的可调模型,利用两模型误差运用SM变结构方法辨识速度.在Matlab仿真平台对无速度传感器方法进行了分析,研究结果表明:所提出的无速度传感器方法具有较好的动静态性能,可以实现对速度的准确辨识.     

无速度传感器永磁同步电动机反推控制

利用永磁同步电动机定子交轴电流和转速方程构造降维线性Luenberger观测器来获得电动机的转速,观测器简单易行,通过特征值的配置可以获得快速的收敛速度.采用新颖的非线性控制策略———Backstepping———来设计速度跟踪和电流控制器,系统具有快速的速度跟踪和转矩响应.给出了系统的稳定性证明,并通过Matlab仿真,验证了系统设计的有效性和可行性.     

基于无速度传感器的PMSM反步终端滑模控制

研究一种带无速度传感器的永磁同步电机PMSM(permanent magnet synchronous motor)反步终端滑模控制策略。为了解决硬传感器可靠性差的问题,设计新型无速度传感器取代硬传感器,能够有效地估计电机的实时转速,提高系统的稳定性。分析反步控制与终端滑模控制的特点,研究一种基于终端滑模负载观测器的反步控制方法,有效地提高系统的的响应速度,增强系统的鲁棒性。并利用李雅普诺夫理论证明系统的稳定性。仿真及实验表明系统具有良好动态性能。     

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．     

基于滑模模型参考自适应观测器的无速度传感器三相永磁同步电机模型预测转矩控制

针对三相永磁同步电机(PMSM)驱动系统,基于滑模变结构模型参考自适应(MRAS)技术,提出了一种新颖的无速度传感器模型预测转矩控制(MPTC)策略.采用滑模变结构模型参考自适应方法构造电机转速观测器,以改善速度估计精度并提高系统鲁棒性;利用模型预测转矩控制策略,以达到减小转矩和磁链纹波并提高系统控制性能的目的.仿真结果表明:就滑模MRAS观测器与MRAS观测器比较而言,基于前者的PMSM无速度传感器MPTC系统比基于后者的PMSM无速度传感器MPTC系统具有较强的鲁棒性和更好的动态性能;就MPTC与直接转矩控制(DTC)和磁场定向控制(FOC)比较而言,采用前者策略的无速度传感器电机驱动系统能够降低逆变器开关频率、减少相电流总谐波失真(THD),从而提高系统可靠性.     

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。     

永磁同步调速电梯无速度传感器控制研究

由于社会发展速度的加快,建筑物的高度不断增加,人们对于电梯的依赖越来越大。电梯运行的安全性和稳定性则主要由曳引机的性能及其控制模式所决定。随着科技的发展,永磁同步电机由于其各种优点,逐渐成为电梯拖动系统的主流。而速度传感器的存在使得其在进行安装和维护等方面存在着很多困难,也增加了成本。因此,在永磁同步调速电梯当中,无速度传感器控制已经成为了其中一项重要的研究内容。     

基于自适应算法的IPMSM无速度传感器研究

针对电动汽车中电机的速度传感器成本高,安装繁琐,受复杂工况影响,提出将电流模型自适应算法应用于内置式永磁同步电机(IPMSM)转速和位置的估算,以替代机械式速度传感器。在传统的模型参考自适应基础上加入滑模变结构控制,以取代PI控制器;设计软开关函数替代符号开关函数,以减小滑模变结构控制造成的系统抖动。仿真试验表明,在加有负载扰动情况下和速度突变情况下,使用新型变结构模型参考自适应(SM-MRAS)估算的转速较传统模型参考自适应的抗干扰性能力更好,系统的鲁棒性更强。     

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...     

永磁同步电动机高动态响应电流控制

永磁同步电动机系统广泛采用矢量控制策略实现转矩控制,电流控制环是其核心部分.电流环一般采用PI型控制,但PI型电流控制动态响应动态特性受到制约,参数整定必须在超调量及响应时间等指标之间折衷选择.为了改进PI型电流控制的动态响应性能,在输入误差较大时,采用滑模变结构控制,输入误差较小时,切换到PI型电流控制.结合滑模变结构和PI型电流控制,可以充分利用滑模变结构控制动态响应快,以及PI型电流控制无稳态误差的特点,并能解决滑模变结构控制的抖颤问题.实验结果表明该电流控制方法响应时间短而且超调量小,同时获得良好的动态响应和控制精度.     

High-order sliding mode observers and integral backstepping sensorless control of IPMS motor

This paper presents a robust high-order sliding mode interconnected observer and an integral backstepping controller for a sensorless interior permanent magnet synchronous motor. To limit the chattering phenomenon on the observed state, a super twisting algorithm is combined with an interconnected observer to design a new high-order sliding mode observer which will be used for multiple-input multiple-output systems. The proposed observer is used to estimate in finite time the rotor position, the speed and the stator resistance. Moreover, a robust nonlinear controller based on the backstepping algorithm is designed where integral actions are introduced step by step. This controller allows to track a desired reference which is computed by using a maximum-torque-per-ampere strategy. Simulation results are shown to illustrate the performance of the proposed scheme by using significant trajectories including the zero speed and under parametric uncertainties.     

基于模糊滑模控制器和两级滤波观测器的永磁同步电机无位置传感器混合控制

针对传统带有滑模观测器的永磁同步电机控制系统中的转矩脉动大、抖振明显、反电动势估计精度差等问题,在速度环提出了基于双曲正弦函数的新型趋近率,结合模糊控制思想对趋近率参数实现自整定,设计了一种基于新型趋近率的模糊积分滑模速度环控制器;同时,在滑模观测器中提出基于变截止频率低通滤波器和修正反电动势观测器的两级滤波结构来抑制反电动势中的高频分量和纹波分量,并对转子位置进行合理补偿,设计了两级滤波滑模观测器;通过Lyapunov判据对本文提出的控制策略的稳定性进行了推导证明.仿真结果表明,与传统滑模观测器相比,本文控制器可使电机在启动和受到外部扰动时系统响应良好.     

自适应积分反步法永磁同步电机伺服控制器的设计

针对永磁同步电机(PMSM)绕组相电流和转速强耦合特性以及参数的不确定性,利用非线性积分反步法设计了自适应积分反步控制器,在补偿参数不确定性影响的同时,实现了PMSM高性能位置跟踪控制.基于Matlab建立了系统的仿真模型并实施仿真.仿真结果表明,用该方法设计的PMSM控制系统,滤波跟踪误差能以指数规律迅速收敛到零,并且具有很强的抗负载扰动能力.     

永磁同步电动机无传感器二阶滑模观测器仿真研究

针对永磁同步电动机无传感器控制采用传统滑模观测器引起的"抖振"现象,提出了一种基于二阶滑模控制方法的滑模观测器,并将其用于估算永磁同步电动机的转子位置和速度;采用Matlab/Simulink软件,分别在理想情况及存在参数摄动情况下,对永磁同步电动机采用传统滑模观测器和二阶滑模观测器控制时的转子位置和速度进行估算,结果表明该二阶滑模观测器在没有低通滤波器的情况下即可得到平滑的电动机速度和位置估算曲线,估算误差较传统滑模观测器小,且具有更高的观测精度和更好的鲁棒性。     

An extended observer-based robust nonlinear speed sensorless controller for a PMSM

This work focuses on the problem of observer-based robust speed sensorless control of a 3-phase permanent magnet synchronous motor (PMSM). Nonlinear design techniques are employed for designing robust speed controller and observer that are able to withstand the effects of modelling uncertainties and load variations. A new cascaded observer scheme is proposed comprising a continuous sliding mode observer (SMO) and an extended high-gain observer (EHGO). The proposed cascaded observer reduces chattering, exhibits reasonable insensitivity to modelling inaccuracies and is capable of withstanding errors due to the finite boundary layer of continuous SMO. For the robust speed control, an integral sliding mode controller is designed that yields fast and accurate speed tracking performance even in the presence of bounded uncertainties and external disturbances. The complete scheme has been evaluated using simulations and experiments.     

永磁直线同步电机的自适应Backstepping滑模控制研究

针对永磁直线同步电机(PMLSM)控制系统的不确定性因素,提出了自适应 Backstepping滑模控制器,实现运动跟踪。建立 PMLSM 系统模型,采用 Backstepping 设计,在滑模控制的基础上,基于 Lyapunov 函数设计自适应率,改善控制性能。仿真结果表明,系统具有稳定快速的跟踪性能,考虑实际系统中参数不确定性因素,控制器仍具有较强鲁棒性。     

基于滤波反步法的三相永磁同步电机伺服控制

为解决永磁同步电机的角度伺服控制问题.基于dq轴坐标系建立的电机控制模型,采用滤波反步法设计位置伺服控制器,通过稳定二阶滤波过程逼近虚拟控制量的导数,避免了常规反步法中对虚拟控制量解析求导的繁琐过程.通过设计滤波误差补偿环节,保证了滤波器输出信号对输入信号的跟踪精度.基于李雅普诺夫稳定性理论设计鲁棒项,保证了闭环跟踪误差的稳定性,并采用粒子群算法对控制器参数进行优化.最后,通过仿真实验结果表明了该算法的有效性,且具有较高的跟踪精度.