多相永磁同步电动机调速系统建模与工程实现

在分析多相永磁同步电动机(PMSM)调速系统特性的基础上,对其建模过程进行了详细阐述.在此基础上,搭建了六相PMSM基于磁场定向控制的双闭环调速系统仿真模型.探讨了多相PMSM调速系统工程实现的一些问题,设计了采样、保护、故障处理等硬件电路和中断处理、故障诊断等软件部分.仿真结果证明了该系统建模和算法的准确性,并对工程实现上的硬件电路进行了设计.     

基于MRAS的永磁同步电机无位置传感器控制策略研究

针对机械式传感器的使用会增加调速系统成本、故障率等问题,基于模型参考自适应系统(MRAS)设计了永磁同步电机(PMSM)无位置传感器矢量控制系统。推导了MRAS算法获取PMSM矢量调速系统转速与位置过程,给出了系统的自适应律选择,并证明了该系统满足Popov超稳定性条件,保证了系统渐进稳定。最后通过MATLAB/Simulink仿真软件搭建了仿真模型,仿真结果表明所设计的无位置传感器调速系统在负载突变以及转速动态变化等工况下具有良好的控制性能。     

基于SVPWM的五相永磁同步电机 两相开路故障容错控制策略

针对五相永磁同步电机(PMSM)发生两相开路故障的情况,提出一种基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术的容错控制策略。该控制策略通过对六个扇区的划分和六个非零电压矢量的重构来实现参考矢量的合成,同三相PMSM在正常工况下的SVPWM方法相似,计算简单,易于实现。利用该容错控制策略,可以在保证平均转矩的同时,大幅减小由定子绕组开路故障引起的转矩脉动,使五相PMSM在故障状态下的运行性能得到明显改善,有效提高调速系统的可靠性。仿真和实验结果表明采用该容错控制策略能够实现五相PMSM驱动系统在两相开路故障下的高品质运行。     

混合励磁同步电机调速系统的控制策略

为了研究混合励磁同步电机(HESM)调速系统的有效控制策略,推导出HESM在dq0坐标系统下的数学模型,设计了基于矢量控制的HESM调速系统,提出了HESM调速系统的分区控制策略及其实现方法.采用MATLAB软件下的Simulink/PSB工具箱,建立了HESM调速系统的仿真模型,并根据不同目的要求,设计了不同的仿真方法,分析了HESM调速系统在低速标准调速区、低速增磁调速区及高速弱磁调速区的调速特性,并与PMSM调速系统进行了仿真比较.结果表明,HESM调速系统比PMSM调速系统具有更高的恒转矩输出和更宽的恒功率运行范围,且增磁励磁电流给定通道的调节能提高电机动态响应速度.     

永磁同步电机变频调速系统建模与仿真

在分析永磁同步电机(PMSM)数学模型的基础上,利用Matlab/Simulink设计出一种基于SVPWM PMSM的变频调速(VVVF)系统的新仿真模型,给出了各子模块的具体设计模型,提出了一种"积分斜率法"产生三角波脉冲的方法。由仿真结果可见,系统在高、低速情况下都能平稳运行。在该仿真模型基础上,采用XC164CM芯片作为控制核心,设计了一套SVPWM的PMSM变频调速控制系统。实验结果表明,该控制系统具有良好的动、静态控制特性,它为分析和设计PMSM控制系统提供了有效的手段和工具,也为实际电机控制系统的设计和调试提供了新的思路。     

永磁同步电机的模糊神经网络控制方法

在分析永磁同步电机(PMSM)数学模型的基础上,建立了控制系统的仿真模型,并提出了一种新型模糊神经网络控制方法:以基本样条函数实现PMSM模糊神经网络速度控制器的设计。基于MATLAB/Simulink的PMSM控制系统仿真平台,实现了基本样条模糊神经网络调速控制的仿真。仿真结果表明:该方法响应快、超调小、鲁棒性强,具有较优的动、静态特性。     

基于MRAS的永磁同步电机无传感器矢量控制

对于机械传感器的使用增加了系统的成本、故障率等问题,本文是基于模型参考自适应系统(MRAS)设计了永磁同步电机(PMSM)无传感器矢量控制系统。介绍了MRAS算法,推导出在该算法中PMSM转速与转角的计算公式,给出了矢量控制系统的自适应律选择,并验证了其满足Popov超稳定性条件。最后通过MATLAB/Simulink仿真软件搭建了仿真模型,仿真结果表明所设计的基于MRAS无传感器调速系统在负载突变以及转速动态变化等工况下,动态性能良好,具用较强的鲁棒性。     

永磁同步电机自抗扰控制调速系统

在永磁同步电机(PMSM)调速系统中,提出采用自抗扰控制(ADRC)设计PMSM调速系统速度环,针对调速系统控制特性和ADRC策略特点,改进ADRC中的扩张状态观测器。同时,采用非线性扩张状态观测器(NESO)观测系统负载转矩并进行前馈补偿,以降低系统负载转矩扰动影响。综合以上两点改进措施,设计出速度环改进型自抗扰控制器(IADRC)。通过仿真和试验验证了IADRC在PMSM调速系统中的有效性。     

基于改进型趋近律与负载观测器的永磁同步电机滑模速度控制器设计

为了提高三相永磁同步电机(PMSM)调速系统的动态品质,改善传统滑模速度控制器的控制性能,抑制系统抖振,提高控制精度,设计了基于新型趋近律与负载观测器的改进型滑模速度控制器。利用MATLAB/Simulink仿真软件,搭建控制系统模型并进行仿真分析。仿真验证了所设计的改进型PMSM速度控制器的有效性。该控制器可获得较好的速度跟踪精度和抗负载扰动能力,提高系统的稳定性和鲁棒性。     

永磁同步电动机调速系统积分切换增益滑模变结构控制

研究了永磁同步电动机(PMSM)调速系统的滑模控制问题。为了提高PMSM调速系统的动态品质,提出了一种基于积分切换增益的趋近率,设计了滑模控制器,并将这种控制策略应用于PMSM的速度调速器设计中,获得了速度调节滑模控制律。仿真结果表明:与等速趋近律、PI调节器比较,该新型趋近律能有效抑制滑模控制抖振,提高滑模趋近速率;基于该控制策略的PMSM速度调节器能够有效提高系统的动、静态特性与鲁棒性。     

基于旋转高频电压注入的对转PMSM无传感器控制

为了使对转永磁同步推进电动机结构简单,性能可靠,建立了该电机的无传感器控制系统。介绍了对转永磁同步推进电动机的结构,建立了电机的数学模型,设计了基于锁相环技术的转速跟踪观测器,提出了一种基于旋转高频电压注入的速度检测方法,可实现对转永磁同步推进电动机全速域内无传感器控制。仿真结果证明该方法能完成对转永磁同步推进电动机的调速控制,并实现扰动下的双转子转速跟随,且响应迅速,鲁棒性强。     

基于Quasi-Z源间接矩阵变换器的永磁同步电机驱动系统

将Quasi-Z源间接矩阵变换器与永磁同步电机的矢量控制相结合,提出了一种新型的变频调速系统,克服了传统变频调速系统电压传输比低的限制,能够满足永磁同步电机在不同运行状态下的电压等级,扩展了电机的调速范围。同时在小信号模型的基础上,提出了Quasi-Z源间接矩阵变换器直流母线电压的闭环控制策略。仿真结果表明,可有效提高永磁同步电机的运行性能,抵抗电网电压跌落。     

基于电磁转矩的永磁同步电机新型变结构PI控制方法

针对永磁同步电机(PMSM),在传统PI控制时易出现转速超调、冲击电流大、转速环抗负载扰动能力差等现象,通过对PMSM数学模型的推导分析以及基于PI控制理论,提出了一种基于电磁转矩的新型变结构PI(VSPI)控制方法。该方法是在传统PI控制VSPI的基础上,通过融合微分前馈控制以及引入转矩反馈量等闭环控制策略,较好地解决了转速超调以及系统的抗干扰性等问题,并给出了电磁转矩的电压电流混合观测模型结构以及计算方法,同时分析了开环增益变化给予系统稳定性的影响情况,最后通过仿真试验验证了该新型方法的可行性和有效性。     

基于TR-BFGS的PMSM变参数识别及优化控制

永磁同步电机参数会随着运行工况的变化而改变,为实现高精度控制,提高系统稳定性,工程上可采用PMSM变参数控制技术。针对目前PMSM在线参数辨识方法对噪音等非电气因素的鲁棒性差、辨识精度不高的问题,本文介绍了基于TR-BFGS算法的变参数识别方法及优化控制技术。建立PMSM在dq坐标系下的等效数学模型,以实际电机电流和模型输出电流为基准,设计合适的目标函数,去除辨识中的系统扰动和固有误差,通过求解目标函数最小值获取PMSM参数预测值,并以此更新电流、转速双闭环控制系统中电机参数值。试验结果表明,本文所提参数辨识方法辨识精度高,可实现PMSM变参数高性能控制。     

基于实时负载转矩反馈补偿的永磁同步电机变增益PI控制

为了减小负载转矩扰动对永磁同步电机转速的影响,对负载转矩扰动下永磁同步电机(PMSM)伺服系统数学模型的频域特性进行了研究,总结出负载转矩扰动和速度PI控制器参数之间的关系,提出了基于负载转矩反馈补偿的永磁同步电机变增益PI控制方案。变增益PI(VGPI)控制器根据转速信号中特定频率分量的变化,进行控制器增益的实时调节;同时采用FPGA器件设计并实现了基于Kalman滤波器的负载转矩观测器,能够对负载转矩扰动进行实时观测和补偿,提高了永磁同步电机伺服系统对负载转矩扰动的抑制能力。实验结果验证了控制策略的有效性。     

电力推进船舶中永磁电机直接转矩控制

随着交流电机变频调速技术的发展,大功率永磁电机已成功应用于船舶电力推进系统中.通过对变频调速系统中直接转矩控制理论的分析,建立了基于传统开关表的直接转矩控制仿真模型.仿真结果表明,采用该技术的变频调速系统中,推进永磁电机的加速时间较快,同时能够满足船用大功率永磁电机在动态转矩响应方面的要求.     

永磁同步电机模型自适应补偿速度控制

针对参数变化、负载扰动带来的永磁同步电机速度控制问题,提出基于投影算法的永磁同步电机模型自适应补偿速度控制.依据永磁同步电机速度环模型自适应补偿的充分条件,设计满足该条件的参数、负载估计投影算法,并以计算出的前馈控制量补偿到速度控制系统中,使实际速度系统等效于无参数变化、无负载扰动的标称模型,并对该标称模型设计速度跟踪...     

无速度传感器的永磁同步电机滑模控制

基于模型参考自适应系统(MRAS)方法,完成了永磁同步电机(PMSM)无传感器控制中的速度估计,节约了成本,并提高了驱动系统的可靠性。在此基础上应用滑模控制理论,采用积分滑模面及滑模等效控制,对PMSM驱动系统速度跟踪控制进行了研究,提高了系统的鲁棒性和快速性。建立了PMSM驱动无传感器矢量控制系统的仿真模型,设计了速度滑模控制器。仿真结果验证了该方法的有效性,系统具有较好的动、静态特性。     

灰色预测法PMSM无传感器控制系统

为了满足永磁电机无位置传感器运行对转子位置和速度估算的需要,在分析永磁同步电机(PMSM)数学模型的基础上,提出基于灰色理论的估算新方法,建立了永磁同步电机无位置传感器矢量控制系统,并在DSP芯片TMS320LF2407A上得到实现.实验结果表明,所提出的控制方法很好地解决了控制过程中转子速度、位置的估计问题,提高了系统的参数鲁棒性,具有很好的静态和动态性能.