永磁同步电机优化模型预测双转矩控制

针对永磁同步电机模型预测转矩控制计算量大、权重系数难以确定和转矩脉动大的问题,提出优化模型预测双转矩控制方法。该方法用有功转矩和无功转矩双转矩代替磁链和转矩的代价函数,从而简化系统结构。构建具有预测-校正功能的补偿函数,对补偿函数进行校正,降低延时问题产生的影响。在此基础上,加入扇区判断环节,将待选电压从8个减为3个,大大减少计算量。仿真结果表明:优化模型预测双转矩控制方法转矩脉动更低、计算量更小、动态响应更快。     

基于模型预测算法内置永磁同步电机弱磁控制

针对内置式永磁同步电机(IPMSM)在弱磁控制阶段的不稳定性以及运行时所产生的转矩和电流波动等问题,提出根据电机不同区域运行特点,将其分区域进行预测控制,提高运行效率与稳定性。该方法将有限集模型预测转矩控制与内置式永磁同步电机相结合,分成3个控制区域,根据电机基速阶段最大转矩电流比和高速弱磁阶段最大转矩电压比控制以及逆变器特点在各区域提出不同的成本函数对电机进行有效约束,然后利用特定的转折条件使区域之间平稳过渡,完成电机转速的提升。方法能够实现电机在不同控制区域的稳定运行,有效发挥电机潜能,保证电机高功率输出。通过仿真验证了该方法的正确性与可靠性。     

基于超局部模型的永磁同步电机预测控制

针对工况变化时永磁同步电机参数随之变化引起的传统有限集模型预测电流控制性能下降的问题,提出了一种采用自适应径向基函数神经网络观测器的超局部模型预测控制方法。首先基于超局部模型,建立无电机参数的永磁同步电机模型;其次,设计自适应径向基函数神经网络观测器去逼近所建立的模型中的未知部分,通过李雅普诺夫稳定性定理进行了稳定性分析;最后,对两种方法进行实验比较,结果表明所提出的方法具有更好的动态和稳态性能。     

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。     

一种新型的永磁同步电机电流预测控制方法

针对永磁同步电机控制系统中因参数误差引起系统性能下降的问题,提出一种基于参数辨识的永磁同步电机鲁棒电流预测控制法。通过引入鲁棒电流预测法来提高系统对电感参数的敏感度,但在电机实际运转中,电机电感参数误差主要影响直轴电流响应,而电机磁链参数误差主要影响交轴电流响应,同时电机磁链参数在恒加速过程中对电流稳态值影响较大,甚至会导致电流环的给定与反馈之间出现静差。在鲁棒电流预测控制基础上进一步提高电流控制系统的性能,采用递推最小二乘法,将电机模型中的电感、电阻和磁链3个参数拆分成两部分分别进行在线辨识,以减小辨识算法的复杂度以及对处理器性能的依赖。仿真和实验结果表明:该电流预测控制方法在保证系统稳定的前提下进一步提高电流控制系统的精度。     

一种永磁同步电机模型失配容错控制算法

针对高精度永磁同步电机驱动系统因转动惯量、摩擦系数与磁链参数失配造成其控制精度和稳定性降低的问题,提出了一种基于有限时间收敛扩张状态观测器的无模型滑模容错控制方法。首先,建立了考虑内外不确定性的永磁同步电机转速环超局部模型,并设计了无模型全局积分终端滑模控制器;其次,设计了有限时间收敛扩张状态观测器来降低模型失配带来的影响;最后,通过与其他方法的仿真和实验对比,验证了所提方法能够在不获取精确模型的情况下实现了对多种模型失配与外部扰动工况的容错控制,并提高了电机的控制精度。     

永磁直线同步电机无模型自适应直接推力控制

针对永磁直线同步电机模型参数不确定且时变并且在运行过程中容易受外部扰动影响的特点,首次将无模型自适应控制理论应用到永磁直线同步电机直接推力控制中.采用无模型自适应方法,实时拟合出永磁直线同步电机运行过程中电磁推力和速度之间的时变差分方程,通过控制率函数推算出给定电磁推力,实现永磁直线同步电机无模型自适应直接推力控制.与传统的PI控制相比,无模型自适应直接推力控制算法既不需要调节PI参数,又明显减少了由于电机控制系统参数变化和负载扰动引起的速度和推力脉动,在保证了系统稳定运行情况下提高了电机控制系统对内部和外部干扰的鲁棒性.     

永磁同步电机无速度传感器控制研究北大核心

针对传统滑模算法永磁同步电机无速度传感器存在转速抖振和鲁棒性差的问题,提出超螺旋控制算法与模糊控制相结合的永磁同步电机转速观测方法。首先,利用超螺旋滑模收敛速度快,模糊控制可以解决超螺旋算法中边界函数上界获取困难的问题;其次,通过模糊算法输出增益,提高了系统的动态特性和鲁棒性;最后,对所提出的算法进行验证。应用该算法,转速误差不超过1%,控制系统的超调量为4%,滞后时间不超过0.003 ms。     

永磁同步电机鲁棒双矢量模型预测电流控制北大核心

为了降低参数失配对永磁同步电机双矢量模型预测电流控制的影响,提出了一种永磁同步电机鲁棒双矢量模型预测电流控制。针对双矢量模型预测电流控制的预测电流值和电压矢量作用时间的参数敏感性进行分析,采用超局部模型的思想重构电流预测模型,设计扩展滑模观测器对超局部预测模型中的未知扰动项进行观测,并用Lyapunov函数证明其稳定性。仿真实验结果表明,所提方法消除了参数失配导致的电流预测值和电压矢量作用时间的误差,使PMSM系统在参数失配的情况下具有良好的性能,提高了PMSM系统的参数鲁棒性。     

基于人工鱼群算法的永磁同步电机模型预测控制研究

针对基于模型预测控制算法的永磁同步电动机的控制问题,提出了一种基于人工鱼群算法的改进型PID-模型预测控制算法。首先构建了基于矩阵变换器的永磁同步电机系统模型,并采用了新的输入滤波器。然后利用人工鱼群算法完成PID-模型预测控制中的参数整定,从而解决了原有算法参数优化精度不高的问题,能够迅速地获得全局最优解。永磁同步电动机的力矩控制性能仿真实验结果表明:相比原有PID-模型预测控制算法,提出算法具有更快的收敛速度和控制效果。     

基于FPGA的永磁同步电机速度控制

针对永磁同步电机(PMSM)速度控制器中采用传统PI控制存在响应速度慢、超调量大以及容易出现积分饱和等问题,设计了采取Anti-Windup策略的速度控制器,并在现场可编辑逻辑门阵列(FPGA)中实现对PMSM的控制。首先采用高层次综合技术(HLS)对PMSM伺服控制关键模块完成建模,其次封装成IP核导入到工程中,最后下载到FPGA芯片上完成对PMSM的控制。经过与传统PI控制器实验比较,使用该速度控制方法超调量减小到4.3%,在负载处转速下降了14 r/min,调节时间为0.01 s,具有良好的动态性能和抗干扰性能,满足永磁同步电机伺服控制系统的应用需求。     

基于改进IBAS-PSO的永磁同步电机控制研究

为解决传统PI控制精度低、抗干扰能力差,无法满足永磁同步电机对调速系统的精确控制等问题,提出一种改进的天牛须粒子群(IBAS-PSO)算法对PMSM转速环控制。首先,基于永磁同步电机控制原理建立PI控制模型;其次,将PSO算法与BAS算法结合,提高融合算法的整体寻优速度,改进融入贪心机制的非线性惯性权重,增强算法自适应能力,引入Levy飞行策略改进动态步长系数,避免算法陷入局部最优,并通过基准测试函数验证了所提算法具有良好的收敛速度和精度;最后,在MATALB/Simulink建模仿真并对比。结果表明,IBAS-PSO对于PI控制的各类性能指标最优,能快速控制永磁同步电机运转,增强系统鲁棒性。     

基于滑模观测器的PMSM改进无差拍电流预测控制

针对永磁同步电机因参数扰动、采样延迟、模型失配导致电流控制误差问题,提出基于滑模干扰观测器的改进无差拍电流预测控制。通过将模型参数不匹配引起的扰动引入到电机的电压方程中,构建滑模扰动观测器观测系统扰动;针对滑模控制的抖振问题设计了以sgn为基础的二阶趋近律消除固有抖振问题,并证明了控制器的稳定性;将滑模观测器中的预测电流代替采样电流解决控制延时的问题;将观测估计的系统扰动通过前馈补偿的方式与无差拍电流预测控制相结合,进而提高无差拍电流控制的参数鲁棒性。结果表明：在参数扰动和模型失配时,提出的控制方法可以有效补偿系统扰动,系统稳态误差减小,有效提高了系统鲁棒性。     

永磁同步电机模型的分支分析

本文讨论了永磁同步电机（ＰＭＳＭ）的动态特性。在推导出永磁同步电机数学模型的基础上，应用中心流形定理，得到了其简化的中心流形方程；并在此基础上讨论了其稳定性及其分支情形。     

基于DRNN的直线永磁同步电机精密位置控制

对直线永磁同步电机伺服系统提出了一种基于动态对角递归网络补偿器的IP位置控制方案.在对比干扰观测器前馈IP位置控制器的基础上,利用动态对角递归网络(DRNN)具有内部反馈结构和动态映射能力对系统参数变化和扰动具有较强鲁棒性的特点,设计出DRNN非线性补偿器,并提出一种改进的RPE学习算法加快权值调整速度、节约在线训练时间.仿真表明该方案能明显改善位置跟踪精度并增强系统鲁棒性.     

基于LESO的永磁伺服系统无模型无差拍电流预测控制

受工况及运行环境的影响,永磁同步电机的参数会在运行过程中发生一定程度的变化。为解决电机参数变化导致的模型失配问题和数字控制系统中的一拍延迟问题,将无差拍电流预测控制与无模型控制结合。针对传统无模型控制中扰动估计的复杂和耗时问题,引入线性扩张状态观测器对系统扰动进行估计并进行前馈补偿。将基于传统PI控制的永磁伺服系统模型与文中所提模型进行仿真对比实验,仿真结果证明文中所提方法改善了永磁同步电机控制系统的动态响应性能且具有更强的鲁棒性。     

永磁同步电机快速在线建模以及实验分析

应用于永磁同步电机的大多数先进控制算法都依赖于电机的数学模型,模型的质量直接影响着电机的控制性能。针对伺服电机模型不匹配的问题,从运动学和动力学两方面分析永磁同步电机的机制,得到相应的机制模型。结合实验数据,基于给定性能指标,采用迭代算法实时在线计算出电机的相关参数,得到对应的数学模型。分析了迭代算法的收敛性。仿真和实验证明:所提出的建模方法简单、易于实现,而且能在线快速地获得较为准确的电机模型。     

基于直线电机非参数模型闭环预测控制的研究

文章通过分析直线永磁同步电机的数学模型,为消除电机系统机电方面各种不确定性因素的影响,提出了基于直线电机非参数模型的闭环预测控制,使被控对象能在最短时间内准确回到目标位置,仿真结果表明,这种控制算法具有响应快、超调小、适应性好、鲁棒性强等优点,较好地满足了控制要求。     

永磁同步电机有限时间转速控制

为了提高永磁同步电机的动态性能,提出一种基于永磁同步电机电流环有限时间的控制方法,即电机速度环采用传统PI调速控制、电流环基于有限时间控制的策略.MATLAB仿真结果表明:相较于传统的双PI控制电流环、速度环的策略,调整后基于有限时间的策略引入二阶扩张状态观测器,削弱不确定性扰动对系统的负面影响,使系统动态动态性能更佳...     

基于改进超螺旋算法的永磁同步电机快速积分终端滑模速度控制

针对永磁同步电机伺服系统的滑模速度控制存在抖振和鲁棒性不强问题,采用改进积分终端滑模面与广义超螺旋相结合的方法设计转速控制环。提出分段滑模面的方法设计改进的快速积分终端滑模面,可以使得抖振问题得到明显改善;设计改进的广义超螺旋控制器作为切换控制,能够更好地改善系统的动态特性,并证明了此算法的稳定性。仿真结果表明：该方法具有抑制抖振性能强、收敛速度快和跟踪性能好等优点。