改进滑模模型参考自适应的PMSM无传感控制

针对MRAS（模型参考自适应）观测器对PMSM（永磁同步电机）参数变化和外部干扰敏感的缺点,设计了一种用于PMSM无传感控制的软开关滑模模型参考自适应观测器。该观测器将滑模控制与MRAS相结合,并构造了边界层可变的正弦饱和函数,以抑制由于滑模控制引起的系统抖动,增强系统鲁棒性。同时引入sigmoid函数,以提高滑模软切换速度控制器的稳定性。实验仿真结果表明,软开关滑模模型参考自适应控制不仅可以实现边界层内的快速收敛、弱化抖动,而且跟踪能力强。     

基于改进的滑模控制器和观测器的SPMSM控制北大核心CSCD

针对永磁同步电机(PMSM)滑模控制系统具有的系统抖振和相位延迟等问题,提出在速度环设计全局快速终端滑模控制器(GFTSMC)。其中,滑模面结合了线性滑动模态和快速终端模态,并且设计了不含有切换项的连续控制律,能够在一定程度上削弱抖振,提高系统鲁棒性,通过Lyapunov函数证明了其稳定性。采用模糊滑模观测器实现了PMSM无位置传感器控制,利用双曲正切函数替换符号函数进行滑模观测,通过模糊控制规则自适应调节滑模增益大小,省掉低通滤波器,简化了系统,可削弱抖振,提高系统稳定性及跟踪准确性。通过MATLAB仿真验证了所提方法的可行性。     

基于改进的滑模控制器和观测器的SPMSM控制

针对永磁同步电机(PMSM)滑模控制系统具有的系统抖振和相位延迟等问题,提出在速度环设计全局快速终端滑模控制器(GFTSMC)。其中,滑模面结合了线性滑动模态和快速终端模态,并且设计了不含有切换项的连续控制律,能够在一定程度上削弱抖振,提高系统鲁棒性,通过Lyapunov函数证明了其稳定性。采用模糊滑模观测器实现了PMSM无位置传感器控制,利用双曲正切函数替换符号函数进行滑模观测,通过模糊控制规则自适应调节滑模增益大小,省掉低通滤波器,简化了系统,可削弱抖振,提高系统稳定性及跟踪准确性。通过MATLAB仿真验证了所提方法的可行性。     

动力定位船舶自适应滑模无源观测器设计

针对带有模型参数不确定性的动力定位船舶,提出一种动力定位船全速域自适应滑模无源观测器,解决了现有观测器只能应用于低速作业动力定位系统的问题.采用速度估计误差作为滑模面,设计切换自适应律估计模型不确定项上界,保证了观测器增益的有界性和系统鲁棒性.对速度估计回路的无源性进行了分析,并证明了观测器的稳定性.最后利用船舶动力定位系统半实物仿真平台,验证了算法的有效性.     

基于高阶滑模观测器的自适应时变滑模再入姿态控制

针对再入飞行器鲁棒姿态控制问题, 提出一种基于高阶滑模观测器的自适应时变滑模控制器设计方法. 首先, 设计了一种时变滑模面, 并在此基础上推导了相应的时变滑模控制律, 其中滑模控制中切换增益通过一种自适应算法获得, 消除了控制器设计过程中对系统不确定性上界已知的要求; 然后, 利用高阶滑模观测器对控制器设计过程中用到的姿态角导数信息进行观测, 同时能够获得系统扰动估计值, 从而构造一种基于观测器的控制器形式; 最后, 通过仿真验证了所提出的控制算法在提高再入飞行器姿态控制精度以及系统鲁棒性方面的有效性.     

基于ESO的无速度传感器PMSM系统自适应滑模FCS-MPC

为了提高三相永磁同步电机(PMSM)控制系统的性能,基于反双曲正弦函数的扩张状态观测器(ESO)技术,提出一种新颖的无速度传感器自适应滑模有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)策略,采用ESO技术构造PMSM系统转速和反电动势的观测器,实现对电机转速和反电动势快速准确估计.用带有负载ESO的自适应滑模控制作为系统的转速调节器,以提高系统的鲁棒性;利用基于快速矢量选择的FCS-MPC策略,达到减少转矩脉动、降低系统算法计算量的目的.仿真结果表明,基于ESO的无速度传感器自适应滑模FCS-MPC策略能够使PMSM系统可靠稳定运行,达到满意的转矩和转速控制效果.与基于积分型滑模面的自适应滑模FCS-MPC策略相比,所提出的控制策略能使系统具有良好的动态性能和抗负载干扰能力.     

无速度传感器的永磁同步电机矢量控制

为了解决传统滑模观测器在永磁同步电机转子位置估计时存在的颤振问题,提出了一种基于离散系统的自适应模糊滑模观测器的永磁同步电机矢量控制方法,通过模糊控制调节滑模观测器的滑模增益,从而达到减小系统颤振的目的.同时引入自适应律,设计了 一种自切换的自适应低通滤波器,解决了 一般自适应低通滤波器在电机启动时产生的严重相位滞后问...     

非线性系统的反演自适应动态滑模控制

为削弱非线性系统中由滑模控制引起的抖振现象,提出自适应动态滑模控制方案.动态滑模方法是通过设计新的切换函数或将常规滑模变结构控制中的切换函数s通过微分环节构成新的切换函数,该切换函数与系统控制输入的一阶或高阶导数有关,可将不连续项转移到控制的一阶或高阶导数中去,得到在时间上本质连续的动态滑模控制律.该方案利用自适应技术和反演法,设计动态滑模控制器,有效地削弱了系统的抖振.最后仿真结果证明了该方案是正确的.     

基于双滑模变结构MRAS的PMSM矢量控制研究

永磁同步电机(PMSM)传统的模型参考自适应系统(MRAS)存在负载扰动、响应速度慢、跟踪精度差等问题。针对上述问题,提出了一种双滑模变结构的MRAS方法。通过把传统MRAS观测器中的PI环节和PI速度调节器用滑模变结构控制器代替,提高了系统的抗干扰能力,采用Sigmoid连续函数代替滑模变结构控制中的符号函数,削弱了滑模控制引起的系统震荡。仿真结果表明,双滑模变结构MRAS方法可以改善PMSM控制系统的动静态性能,具有更强的鲁棒性。     

永磁同步电动机无速度传感器矢量调速系统的积分反步控制

基于永磁同步电动机(PMSM)的数学模型, 设计了由积分反步控制和滑模变结构模型参考自适应系统组成的无速度传感器矢量控制系统. 其中带有积分作用的反步控制作为矢量系统的速度和电流控制器, 实现给定速度和电流的无静差跟踪; 而滑模变结构模型参考自适应方法作为速度辨识器估计电机速度, 能够快速准确的跟踪实际速度. 通过Lyapunov定理证明了所设计的速度控制器和辨识器的稳定性. 仿真结果验证了所设计的无速度传感器矢量调速系统良好的速度跟踪性能和抗扰动性能.     

基于滑模变结构的PMSM控制系统的研究

针对永磁同步电机(PMSM)矢量控制系统中易受机械式传感器影响的问题,设计了一套基于滑模变结构控制(SMC)的永磁同步电机控制系统.由于永磁同步电机在运动时受到负载突变和系统参数变化会影响整个控制系统的稳定性,提出了具有开关结构的非线性滑模变结构控制的系统.首先分析了永磁同步电机在旋转坐标系下的数学模型,在此基础引入双闭环一阶滑模变结构控制系统,实现对PMSM的转速和转矩控制.仿真实验表明,滑模变结构控制系统不会受到外界变化的影响,永磁同步电机的转速和转矩都能稳定运行.滑模变结构控制系统响应更快,抗干扰能力大大提高,鲁棒性更强.     

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。     

永磁同步电动机新型自适应滑模控制

永磁同步电动机(PMSM)是多变量、强耦合、非线性时变系统, 对外界干扰及内部参数摄动较为敏感, 为提高系统的鲁棒性, 本文提出一种基于非线性滑模面的自适应滑模变结构控制方法. 根据复合非线性反馈控制理论, 为PMSM滑模控制系统设计非线性滑模面, 通过实时改变控制系统的阻尼系数来提高PMSM伺服系统的瞬态响应性能. 在PMSM伺服系统外界扰动及内部参数摄动的上下界未知的情况下, 采用自适应参数校正律来调节控制增益的大小, 改善了系统的抖振现象. 此外, 对电机的电流及转速进行了饱和限制, 使得所设计的伺服控制系统可用于大范围的位移跟踪. 仿真结果表明, 与基于线性滑模面的控制器相比较, 本文所设计的基于非线性滑模面的自适应滑模控制器使得电机转子位移能够更快且无超调的到达给定值, 且系统的抖振现象明显减弱.     

平面二级倒立摆自适应滑模控制器设计

研究平面二级倒立摆系统稳定性和速度特性优化问题,由于倒立摆系统的外界扰动的不确定性,建立平面二级倒立摆的数学模型,应用变结构控制理论(SMC)和模糊逻辑系统设计了自适应滑模控制器,把趋近律和切换控制的模糊化相结合,采用模糊系统调整趋近速率的大小,在加快趋近速度的同时用模糊逼近切换控制,为减少控制量的抖振和优化控制系统,同时倒立摆控制具有了滑模控制对外界扰动和参数摄动的不变性。进行仿真的结果验证了控制器的稳定性,表明控制器系统能保证在不同的运行条件下具有快速性和鲁棒性。     

工程无PG式永磁同步电动机DTC系统

针对目前永磁交流同步电动机(PMSM)的直接转矩控制(DTC)系统中存在的低速平稳性差、转矩脉动大,及无速度传感器(PG)式系统精度低等问题,提出采用滑模变结构调节器取代现有的转矩与磁链调节器以提高转矩与磁链的控制性能,并提出一种在电机轴侧用一只接近开关(IP/R)取代PG,利用电机自学习阶段接近开关输出的脉冲频率信号...     

PMSM无速度传感器最优转矩系统的复合控制

针对PMSM的数学模型和最优转矩矢量控制方案,提出了一种在同步旋转坐标系下的永磁同步电机滑模变结构速度调节策略结合模型参考自适应无速度传感器速度辨识方案,应用于PMSM最优转矩矢量控制系统中。取代了传统PI调节器,保证了系统对参数摄动和不确定因素有很强的鲁棒性,Popov超稳定性理论保证了系统的稳定性。理论分析和仿真结果表明,所提出的速度调节策略和辨识方案使最优转矩矢量控制系统具有较强的鲁棒性和较好的动静态性能。     

FPGA‐based adaptive dynamic sliding‐mode neural control for a brushless DC motor

In the adaptive neural control design, since the number of hidden neurons is finite for real‐time applications, the approximation errors introduced by the neural network cannot be inevitable. To ensure the stability of the adaptive neural control system, a switching compensator is designed to dispel the approximation error. However, it will lead to substantial chattering in the control effort. In this paper, an adaptive dynamic sliding‐mode neural control (ADSNC) system composed of a neural controller and a fuzzy compensator is proposed to tackle this problem. The neural controller, using a radial basis function neural network, is the main controller and the fuzzy compensator is designed to eliminate the approximation error introduced by the neural controller. Moreover, a proportional‐integral‐type adaptation learning algorithm is developed based on the Lyapunov function; thus not only the system stability can be guaranteed but also the convergence of the tracking error and controller parameters can speed up. Finally, the proposed ADSNC system is implemented based on a field programmable gate array chip for low‐cost and high‐performance industrial applications and is applied to control a brushless DC (BLDC) motor to show its effectiveness. The experimental results demonstrate the proposed ADSNC scheme can achieve favorable control performance without encountering chattering phenomena. Copyright © 2010 John Wiley and Sons Asia Pte Ltd and Chinese Automatic Control Society     

A New Full‐Order Sliding Mode Observer Based Rotor Speed and Stator Resistance Estimation for Sensorless Vector Controlled Pmsm Drives

Sensorless control of a permanent magnetsynchronous motor (PMSM) at low speed remains a challenging task. In this paper, a sensorless vector control of PMSM using a new structure of a sliding mode observer (SMO) is proposed. To remove the mechanical sensors, a full‐order (FO‐SMO) is built to estimate the rotor position and speed of PMSM drives. The FO‐SMO, which replaces a sign function by a sigmoid function, can reduce the chattering phenomenon. In order to overcome time delay, we cancel the low pass filter. This sensorless speed control shows great sensitivity to stator resistance and system noise. To improve the robustness of sensorless vector control, a full‐order SMO technique has been used for stator resistance estimation. A novel stator resistance estimator is incorporated into the sensorless drive to compensate for the effects of stator resistance variation. The validity of the proposed FO‐SMO with a 1.1 kw low‐speed PMSM sensorless vector control is demonstrated by experiments. In this paper, experimental results for FO‐SMO, back‐EMF SMO and MRAS techniques were obtained with fixed point DSP‐based (TMS320F240).