基于SFF-PLL的永磁同步电机无传感器控制北大核心

为了提高表贴式永磁同步电机无传感器控制对转子位置和转速的观测精度,提出了一种基于SFF-PLL的永磁同步电机无传感器控制策略。首先,在传统等速趋近律基础上结合指数函数提出一种新的变速趋近律作为改进型滑模观测器的滑模控制律;其次,考虑到由于逆变器的非线性等原因造成反电动势观测值中存在大量的谐波,提出了一种同步频率滤波器(synchronous frequency filter,SFF)和锁相环(phase-locked loop,PLL)相结合的方法来提取电机转子位置与速度。实验证明基于SFF-PLL的永磁同步电机无传感器控制策略可以有效提高转子位置和转速的观测精度。     

基于算法融合模糊微分积分滑模的无速度传感器永磁同步电机运行研究北大核心

为研究永磁同步电机(PMSM)在无速度传感器工况下的速度跟踪估计,以PMSM的工作原理为基础,建立了内埋式PMSM的数学模型。基于模糊微分积分滑模(FDI-SMC)鲁棒性强的优点,提出了在鱼群-蚁群(AFSA-ACA)融合算法优化滑模控制器参数条件下采用旋转高频电压注入法对电机转速进行估计的无速度传感器控制方案,并分析了电机在高低速运行时特点。仿真结果表明,采用融合算法优化控制器结构参数并结合高频注入法的模糊微分积分滑模控制系统在高、低速工况下运行时稳定可靠,并具有较好的鲁棒性,能够实现速度跟踪估计。     

改进内置式永磁同步电机的无位置控制方法北大核心

为了提高内置式永磁同步电机无位置控制下传统滑模观测器在中高速运行过程中的动态性能,提出了一套基于定子电阻辨识的超螺旋滑模观测器。针对滑模控制本身存在的抖振问题,在内置式永磁同步电机的模型下设计了超螺旋滑膜观测器,推导了新的切换函数引入到观测器中,能够进一步地削弱抖振,减小超调,提高了系统的抗干扰能力;为了提高电机在不同环境下的稳定性,在此基础上对电机定子电阻进行在线辨识,降低了在电机运行过程中定子电阻阻值随温度升高而发生变化所造成的精度误差。实验结果验证了该套无位置传感器系统能够减小抖振、提高控制精度,具有较好的稳定性和动态性能。     

交流伺服系统无速度传感器模糊控制策略研究

永磁电机驱动伺服系统在提高机床加工能力方面表现出较高的潜力,目前工业普遍采用的PID控制系统不能自适应外界大干扰激励,在环境突变情况下控制效果差,影响工件加工质量。为解决这个问题,研究一种永磁电机驱动交流伺服模糊滑模变结构矢量控制系统。该系统采用id=0矢量控制策略,速度环应用等效滑模控制器来提高控制器自适应能力,并利用模糊控制优化滑模切换控制函数来消除滑模抖振;为了降低系统制造成本、减少系统结构复杂性,研究基于模糊观测器的伺服系统无速度传感器控制策略,利用模糊观测器从电机反电动势中提取转子位置和速度信号,从而省掉了传统的速度传感器。通过dSPACE半实物仿真平台对一台永磁同步电机(PMSM)进行实测,结果表明:所设计的交流伺服系统无速度传感器模糊控制策略能够在外界强烈干扰下自适应控制电机稳定运行,速度跟踪准确,鲁棒性好,控制性能比传统PID控制好。     

永磁同步电机驱动器电流传感器容错控制

针对双电流传感器永磁同步电机驱动系统中可能出现的软故障,提出了一种复合型故障诊断与容错控制方案。在故障诊断部分,该方案在电流残差的基础上,结合时间分析法对故障电流传感器进行二次检测,解决了恒定阈值下的误检问题;在电流重构部分,设计了二阶超扭曲滑模观测器重构故障电流,并利用Lyapunov原理证明了观测器的稳定性。经半物理仿真平台验证可知,当任一相电流传感器发生故障时,所提策略可以准确定位出故障传感器位置并稳定的重构故障电流,所设计的容错控制系统仍可以正常的调速、加减负载,具有较强的鲁棒性。     

永磁同步电机无传感器控制及在线参数辨识

针对传统永磁同步电机闭环控制系统存在体积大、成本高、可靠性低等缺点,提出了一种无转速传感器的闭环控制系统和电机参数在线辨识方法.在建立永磁同步电机两相静止坐标系模型的基础上,设计滑膜电流观测器估算电机的位置和角速度;考虑到电机运行过程中内部环境变化会导致电机参数变化,又设计了一种基于遗传算法的电机参数在线辨识.仿真结果...     

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。     

永磁同步电机无位置传感器混合控制策略

针对内置式永磁同步电机无位置传感器控制系统零速低速运行时有用信号信噪比低,电机的反电势小;中高速运行时电机转子会产生明显的磁链或者反电动势,进而导致难以提取转子的位置及速度信息的问题,提出了一种高频信号注入法与自适应状态观测器相结合的混合观测控制策略.首先,在电机零速低速运行时注入高频电压信号,转子位置误差信号通过对高...     

基于滑模和自适应控制的无位置传感器PMSM换相研究

永磁同步电机(PMSM)无位置传感器控制系统是目前电机控制领域研究热点。针对无霍尔传感器的电机换相控制,提出采用滑模控制检测反电动势过零点,完成电机换相。为了得到精确的反电动势观测值并且减弱滑模控制的抖振现象,构建一种新型切换函数代替传统符号函数。应用李雅普诺夫稳定性理论,对滑模控制中的增益进行计算。为了解决转速计算中,因为求导微分环节影响PMSM转速控制,应用自适应算法计算转速。通过仿真和实验分析,验证所提方案能够准确得到PMSM反电动势和转速,实现PMSM精确换相控制。     

基于新型滑模观测器的永磁同步电机控制

针对传统的滑模观测器(SMO)在永磁同步电机无位置传感器控制系统存在较强抖振问题,设计一种新型混合趋近律滑模观测器.采用正弦型输入函数代替传统的符号函数,设计混合趋近律代替等速趋近率,并通过模糊控制系统实现对正弦型输入函数边界层的自适应调节,有效地抑制了滑模变结构产生的抖振问题,提高了系统对电机转子位置的观测精度;通过...     

基于改进滑模观测器的永磁同步电机无传感器控制

针对永磁同步电机无传感器控制中传统滑模观测器(SMO)在估计转子转速和转子位置时存在严重的抖振现象,提出一种改进的滑模观测器控制系统.采用积分滑模面代替传统的滑模面,以提高电流误差值收敛到零的速度,增强系统的抗干扰能力;采用边界层可变的分段幂函数代替传统的符号函数,并引入随系统自适应变化的滑模增益,结合双幂次趋近律设计...     

永磁同步电机全速域无传感器复合控制策略

为解决单一的永磁同步电机无位置传感器控制策略在特定转速区间控制效果不佳的问题,提出一种新的复合策略以实现全速域高性能控制。在零、低速段,采用改进型脉振高频信号注入法,由两个串联的广义积分器代替数字滤波器,避免影响系统性能;在中高速段,采用模型参考自适应法,通过设计电机参数自适应系统提高系统鲁棒性;最后,通过采用加权平均法,高效实现两种控制策略之间的切换。经过MATLAB/Simulink验证,该复合控制策略使永磁同步电机在各速度区间范围内均具有优良的估算精度和动态响应性能。     

一种永磁同步电机模型预测速度控制

为进一步提高永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)控制系统的稳定性与抗扰性等,设计了一种PMSM模型预测速度控制器。根据PMSM转矩与运动方程,搭建PMSM速度预测模型,并借助二次型性能指标构造评价函数,通过滚动优化得出最终的控制律;同时,采用分数阶积分法进行负载扰动补偿,并利用旗鱼算法优化评价函数中的权值系数。通过MATLAB/Simulink仿真,得到的结果与PI速度控制相比,采用设计的模型预测速度控制器减小了PMSM转速、转矩超调,降低了在外界因素干扰下转速、转矩的波动量,缩小了转速、转矩稳态误差。据此推出,与传统PI控制相比,所设计的模型预测速度控制器可有效改善PMSM系统的稳态精度、抗扰能力与收敛能力。     

基于强跟踪EKF的永磁同步电机矢量控制系统研究北大核心

针对永磁同步电机在一些高要求的应用场合,如恶劣环境对电机的大小有要求和抗干扰等需要采用无传感器控制,在没有传感器的情形下仍然要高精度估算出转子的位置和速度,传统的扩展卡尔曼滤波在电机刚启动和负载发生变化时会存在跟踪误差,这个误差会影响下一次的估计,单纯依靠对Q、R矩阵的取值不能根本解决问题。因此,采用对扩展卡尔曼滤波器的校正环节进行改进,以及采用龙伯格负载转矩观测器进行前馈补偿,使电流调节器可以快速做出反应进行前馈补偿,进而提高扩展卡尔曼滤波器的跟踪能力和抗扰动能力。     

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。     

全速度域永磁同步电主轴无传感器控制策略北大核心

为解决目前无传感器控制在永磁同步电主轴上的局限性,设计了一种脉振高频电压注入法和模型参考自适应法(MRAS)相结合的复合观测器。在低速段采用脉振高频电压注入法,中高速段采用模型参考自适应法,并在过渡区间内设计出新的切换方法以此来满足低速段向中高速段的平滑过渡,从而实现永磁同步电主轴全速度范围无传感器控制。系统在10 N阶跃负载的冲击下,转子位置误差仅为0.004 rad/s,调整时间仅为0.2 s。仿真实验结果表明,所设计的复合观测器在全速度范围内追踪精度高,动态响应速度快,鲁棒性强,从而提高了永磁同步电主轴的动态性能及稳定性。     

改进滑模观测器的永磁同步电动机无传感器控制

针对传统滑模观测器的反电动势估计值中的抖振和低次谐波问题,提出基于频率自适应复系数滤波器的超扭曲滑模观测器.超扭曲滑模观测器中的超扭曲函数代替了传统滑模观测器中的不连续切换函数,削弱了传统滑模观测器中的抖振问题.为滤除反电动势中的低次谐波,在超扭曲滑模观测器的基础上加入自适应复系数滤波器,利用其在中心频率处没有相移和幅...     

永磁同步电机直接转矩控制系统优化北大核心

为改善传统直接转矩控制低速时的控制性能,分析了传统直接转矩控制系统产生磁链和转矩脉动大、响应速度慢、抗干扰性差的原因,利用空间矢量脉宽调制技术可合成任意空间电压矢量的优点结合定子磁链的观测值与定子电流的比值和定子电阻变化相反的特点,设计了能在线实现定子电阻跟踪的空间矢量脉宽调制直接转矩控制系统。在MATLAB/Simulink上建模仿真对比,结果表明该控制系统确实能改善由于定子电阻值变化而带来磁链估计和转矩估计不准确的问题,提升系统响应速度,改善磁链和转矩脉动,优化直接转矩控制系统的性能。     

基于滑模和重复控制的永磁直线同步电机控制

考虑到永磁直线同步电动机(PMLSM)在重复运行过程中会受到由端部效应引起的周期性推力波动和周期性摩擦力以及其他非周期扰动,为提高跟踪精度,文章提出了一种重复控制和滑模变结构控制相结合的PMLSM跟踪控制策略.设计了二阶滑模速度、电流控制器,用于抑制非周期性扰动.滑模控制率采用超螺旋算法,该算法简单易实现,并且能够有效抑制抖动现象.设计PD+重复位置控制器,用于抑制跟踪过程中的周期性扰动.仿真结果表明该策略具有较高跟踪精度,同时具有响应速度快、鲁棒性强的特点.     

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。