基于线性自抗扰控制器的异步电机调速系统

针对异步电机难以建立精确的数学模型和矢量控制系统参数鲁棒性差的问题,提出了用线性自抗扰控制器控制异步电机调速系统.线性自抗扰控制器不需要电机的精确数学模型,通过线性扩张状态观测器估计出电机模型中的耦合项及参数摄动等引起的总扰动并加以补偿,能够实现磁链和转矩的完全解耦,从而提高系统性能.为了验证上述方案,对空载起动,突加负载,给定转速变化、转子电阻变化、转动惯量变化等情况进行了仿真,并与自抗扰控制器控制的异步电机调速系统进行了比较.仿真结果表明线性自抗扰控制器和自抗扰控制器一样,无超调、响应速度快、动态速降小、静态无误差,且对负载扰动、电机参数变化等具有很强的鲁棒性,但线性自抗扰控制器需要整定的参数大大减少了.     

基于RBF神经网络的永磁同步电机速度PI-IP控制

针对PMSM伺服系统速度环PI和IP两种控制方式控制效果不佳的问题,提出一种基于RBF神经网络的伺服系统速度PI-IP控制参数自整定方法。该方法结合RBF神经网和PI-IP复合控制二者的优点,构造了基于RBF神经网络的速度PI-IP控制器,对速度环控制参数进行整定,改善常规PI和IP两种控制器的控制效果,最后通过仿真实验进行了验证。仿真结果表明:与常规PI和IP两种控制方法相比,该方法能有效减小速度超调,抑制扰动,用该方法设计的伺服系统具有良好的跟踪给定性能和较强的抗负载转矩扰动能力。     

一种机床异步电机转子时间常数在线辨识方法

异步电机广泛应用于各种机床,其转子时间常数的变化会降低其转子磁场定向精度,进而降低其转矩控制精度。以某型机床上用异步电机为研究对象,详细分析转子时间常数变化对异步电机间接磁场定向控制的影响,包括对转子磁链和定子电压的影响。基于该分析结果,采用李雅普诺夫稳定性理论设计了一种基于d轴定子电压的异步电机转子时间常数辨识方法。建立仿真和实验系统,对所提方法进行详细的仿真实验研究。仿真与实验结果表明:所设计的方法不仅可以实现转子时间常数在线辨识,而且具有较好的动态响应速度和抗扰性能,能为机床及相同使用领域提供更好的动力输入。     

基于模型参考自适应的异步电机转速辨识新方法研究

针对三相异步伺服电机无速度传感器矢量控制下转速辨识问题,提出一种基于无功功率模型参考自适应的异步电机转速辨识新方法。该方法采用了基于反电动势模型参考自适应的定子电阻辨识方法来实时追踪定子电阻参数值的变化情况,并将定子电阻估计值作用于转子磁链观测器,以消除定子电阻设定值和实际值的偏差对转子磁链的影响,最后把观测出的转子磁链传递至无功功率模型参考自适应的可调模型,解决了三相异步伺服电机无速度传感器转速辨识精度低问题,提高了系统转速动态辨识能力。仿真结果证明了该方法的有效性和可行性。     

基于无速度传感器矢量控制技术的传动系统优化及其仿真

在分析考虑铁损时异步电机在同步旋转坐标系统下数学模型的基础上,利用扩展卡尔曼滤波器(EKF)算法对电机转速和磁链进行实时估计,通过研究不同运行条件下电机损耗与转子磁通的关系,实现无速度传感器矢量控制变频调速异步电机的优化控制.在Matlab/Simnlink中,提出了交流异步电机控制系统仿真建模的新方法.建立独立的功能模块,如考虑铁损的电机模块、电机转速和磁链估算模块、优化控制模块、SVPWM模块等,再进行功能模块的有机整合,搭建基于扩展卡尔曼滤波器(EKF)考虑铁损的无速度传感器矢量控制系统.仿真结果分析验证了系统能平稳运行,具有较好的静、动态特性,说明了该电机模型更接近实际电机.     

基于ADRC的异步电机矢量控制系统研究

针对一般的异步电机矢量控制系统中存在的对电机参数时变的鲁棒性差,转矩子系统与磁场子系统耦合,没有实现全局解耦等问题,采用了不同于常规PI的新型控制策略一将自抗扰控制器(ADRC)应用于交流变频调速系统.仿真及实验结果均表明基于ADRC的矢量控制系统较基于PI调节器的矢量控制系统,在负载扰动、被控电机参数变化、以及建模误差等情况下,前者在动静态性能和鲁棒性等方面均优于后者.     

一种基于MRAS模型的转速估算方法的改进

异步电机无传感器矢量控制的核心问题是对电机磁链的观测和转子速度的估算。文章分析了基于MRAS模型的转速估算原理,针对其中电压模型纯积分带来的直流偏移和积分初值问题,提出了一种用可变截止频率的低通滤波器替代纯积分的方法,并采用饱和反馈环节补偿低通滤波器带来的磁链观测误差。通过搭建仿真模型验证了所提出的改进电压模型方法的有效性,并降低了转速估算的误差。     

基于Matlab/Simulink的精密流量控制系统仿真研究

与传统液压调速系统相比,交流变频调速技术为液压系统提供了一种全新的流量控制方法,有诸多优点。设计矢量控制变频调速异步电机驱动的变频液压调速系统,基于Matlab/Simulink模型库,对系统流量控制方法建模,重点对异步电机矢量控制变频调速方法进行仿真。仿真结果表明:基于带转矩内环的转速、磁链闭环异步电动机矢量控制方法具有更好的动态特性和调速精度,使系统流量控制具有较好的快速性和较高的控制精度。     

定子磁链观测器设计

定子磁链观测器是磁场定向矢量控制的关键部分,在定子磁链定向的旋转坐标系下,采用低通滤波建立定子磁链观测器.用Psim软件对该模型进行仿真,用数字信号处理器进行硬件实现.仿真波形和实验结果表明该定子磁链观测器模型具有较高的系统稳定性和鲁棒性,具有一定的理论和实际应用意义.     

基于二阶滑模算法的永磁同步电机直接转矩控制研究

针对传统永磁同步电机直接转矩控制中存在转矩以及磁链脉动较大,开关频率不恒定以及电机在处于低速时,电压磁链估算存在误差比较大等缺点,提出了一种基于二阶滑模的方法来对永磁同步电机的直接转矩控制进行优化。该方法利用SVPWM空间电压矢量脉宽调制技术取代滞环控制以及传统的开关表,同时在转矩以及磁链的调节中引入二阶滑模控制器代替传统直接转矩控制中的PI调节器来减少磁链以及转矩误差造成的影响,加强转矩和磁链在控制上的精度,抑制转矩以及磁链的脉动。仿真结果显示与传统的直接转矩相比较,新的控制方法可以有效的降低磁链和转矩脉动,提高系统的鲁棒性,改善系统动态性能。     

数控机床主轴电机矢量变频调速控制系统仿真

根据矢量控制方法,建立了异步电机定子坐标系下的数学模型,利用matlab／simulink模型库建立了按转子磁场定向的矢量控制系统仿真模型,对控制系统在负载条件下进行了动态仿真。仿真结果表明该系统具有很好的动静态响应特性,在外界负载的干扰下,系统能够快速恢复稳定。仿真结果符合电机实际运行特性,为数控机床主轴变频调速的硬件及软件的实现提供了理论依据。     

基于转矩估计与磁链补偿的SRM转矩脉动控制北大核心

由于开关磁阻电机强非线性、强耦合等特点,导致传统磁链控制过程中转矩脉动过大。针对该问题,提出了一种基于SRM转矩特性神经网络的瞬时转矩估计与磁链前馈补偿相结合的控制策略。利用神经网络构建了SRM的瞬时转矩估计器,在该网络结构中设计了能够体现SRM转矩变化规律的激励函数,对神经网络的输入进行预处理,通过自适应学习率训练,实现对瞬时转矩的实时估计。根据转矩估计得到的转矩偏差求得磁链偏差,在磁链模型基础上实现对磁链的前馈补偿,通过磁链滞环控制配合下实现对SRM转矩脉动的抑制。仿真实验表明,基于瞬时转矩估计和磁链前馈补偿的控制方案相较于传统控制策略可以有效地抑制转矩脉动,改善了系统的动态性能。     

滑模直接转矩控制磁阻同步电机的仿真

本文为解决ALA转子磁阻同步电机直接转矩控制存在磁链和转矩脉动,逆变器开关频率不恒定,高频噪声等问题。速度误差PI调节器采用了具有快速响应,对参数变化及扰动不灵敏,无需系统在线辨识的滑模变结构控制,仿真结果表明有很好的效果。     

一种新型模糊神经网络滑模控制器设计北大核心

针对基于PID算法的永磁同步电机矢量控制系统易受系统不确定性影响(负载扰动、模型参数变化)的问题,提出一种新型模糊神经网络滑模控制器。首先,在传统滑模控制的基础上,利用模糊神经网络控制器(FNN)构成滑模控制器(SMC)的切换控制项来完成对系统不确定性因素进行逼近以及对滑模控制切换增益的调节;其次,利用麻雀搜索算法来实时更新模糊神经网络滑模控制器参数,为了加快SSA的收敛速度以及防止其陷入局部最优,利用分数阶微积分对传统麻雀算法进行改进;最后,进行了仿真验证,表明所设计的新型模糊神经网络滑模控制器具有较强的鲁棒性和动态性能。     

机床磁悬浮主轴的变结构控制——Backstepping方法

本文基于机床磁悬浮主轴的非线性模型,采用反演设计的方法,提出了一种非线性的控制策略,电磁机械系统的反演变结构控制。在对主轴转子位置、速度及电流进行测量的基础上,控制器解决了主动磁主轴控制中存在的非匹配不确定性问题,实现了鲁棒镇定,仿真实例证明了控制器的有效性     

异步电机调速系统的自抗扰控制研究

针对矢量控制系统存在的参数鲁棒性差的这一难点,基于自抗扰控制原理,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.利用扩张状态观测器,自抗扰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,上述控制方案不需要精确电机参数就可以实现干扰补偿,这使得自抗扰控制器的设计能够独立于异步电机的精确数学模型.仿真和实验结果表明,相对于经典PID控制器,自抗扰控制器在较宽的调速范围内具有更好的动态性能.     

模糊神经网络定子电阻辨识器在直接转矩控制系统应用研究

文章以直接转矩控制系统为研究对象,由于异步电机定子电阻的变化会影响控制系统的动态性能,因此提出了基于模糊神经网络控制的定子电阻辨识观测器,通过定子电流的观测来对定子电阻进行在线识别,实时检测,计算出准确的定子磁链,减小转矩脉动和提高系统响应速度,以提高低速性能.并在MATLAB/Simulink中建立了对系统的仿真测试模型,仿真结果表明该系统能够精确检测定子电阻,对定子磁链进行很好的补偿,减小了转矩脉动,提高了系统的响应速度.     

基于扩展电压矢量的永磁同步电机模型预测转矩控制

基于永磁同步电机直接转矩控制方法电压矢量选择区域,结合不同幅值和相位的电压矢量变化时对磁链和转矩的影响规律,在电压矢量的4个选择区域扩展多个电压矢量。同时根据不同转矩磁链增减要求,选择合适的电压矢量组。最后使用可变权重系数的模型预测控制选择最优矢量。仿真结果表明:通过使用扩展的电压矢量,PMSM直接转矩控制运行良好,磁链和转矩控制均符合要求,转矩波动较小,转速曲线响应迅速且波动较小,定子磁链为理想圆。     

基于模糊PI控制器的异步电机DTC系统研究

传统的异步电机直接转矩控制系统采用滞环控制器,依据转矩误差、定子磁链幅值误差来选择逆变器的开关状态,属Band-Band控制,无法区分转矩误差、定子磁链误差的等级,开关频率不恒定,过扇区时电流与磁链畸变,导致低速时转矩脉动大,影响了系统的控制效果。针对这一问题,提出了一种基于模糊PI控制的异步电机直接转矩控制方案,介绍了系统的原理,应用模糊理论设计了控制器的参数,用TMS320F2812作为主控芯片,PM30CSJ060作为逆变器主电路搭建了全数字实验系统。实验结果表明系统控制动、静态性能好,低速时系统运行平稳,达到了预想的控制效果。     

超精密加工伺服系统滑模控制技术研究

为实现超精密加工伺服系统高精度跟踪控制，建立了交流水磁同步电机伺服系统模型，研究了带扰动观测器补偿的滑模变结构控制方法，仿真结果表明，该控制策略有效地抑制了负载扰动引起的抖振，对参数波动也有较强的适应能力，可以有效地提高系统的跟踪特性。