压缩机用永磁同步电机转速脉动的抑制

随着永磁同步电机在压缩制冷系统中的广泛应用, 如何抑制其低速范围内转速脉动成为了研究的重点. 本文从转速脉动产生的机理出发, 针对转速脉动周期性的特点, 提出了一种新的自适应控制算法. 该控制算法在传统的PI控制器上并联一个可变频率谐振控制器, 构成自适应比例谐振控制器. 从而使得参考转矩电流是由PI控制器产生的主要参考电流与谐振控制器产生的补偿电流一起构成的. 由于补偿转矩电流的作用, 使得电磁转矩能够更好地跟踪负载转矩, 以此达到对转速脉动的抑制. 最后对使用传统PI控制器和比例谐振(PI-resonance, PI–RES)控制器的两种算法进行了对比实验分析, 实验结果验证了该控制算法的有效性.     

IPMSM弱磁优化控制仿真研究

在内置式永磁同步电机(IPMSM)单位电流最大转矩控制(MTPA)以及弱磁控制的分析基础上,针对其常规PID控制器控制精度有限,转矩脉动大的问题,提出了基于单神经元自适应PID控制器的弱磁调速优化控制策略.利用神经元的自我调节,在线整定转速环PID参数;同时结合单神经元自适应PID控制器与电压反馈弱磁控制,优化弱磁控制效果.MAT-LAB/Simulink仿真结果表明,永磁同步电机(IPMSM)弱磁优化控制策略,提高了系统在低速区的动态响应能力,以及在高速区的稳定性.     

基于重复控制的位置伺服系统

提出了一种控制交流伺服系统的新方法。在永磁同步电机矢量控制的基础上,利用重复控制策略对位置伺服系统进行了控制。根据重复控制理论设计重复控制器,使系统响应输出跟踪周期性输入的参考信号,从而达到跟踪控制的目的。介绍了重复控制的原理、算法以及永磁同步电机数学模型的建立,并给出了重复控制器设计的思路。最后,在输入为周期性位置给定的前提下,进行了仿真实验。仿真结果表明,整个控制系统设计简单、可行、有效。     

基于非线性自抗扰控制器的PMSM直接转矩控制

针对传统的永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制中转矩脉动和磁链脉动较大及转速超调等问题,研究一种基于非线性自抗扰控制的PMSM直接转矩控制策略.将传统的PI控制器替换成非线性的自抗扰控制器,设计转速环自抗扰控制器.自抗扰控制器中的扩张状态观测器将外部扰动和未知系统的参数的变化进行估计,并通过补偿手段加以控制,提高系统的...     

基于重复控制的六自由度转台控制系统

在分析六自由度电动转台控制系统工作原理的基础上,针对驱动电动台的永磁同步电机采用传统PID控制电动台速度时,会产生周期性的速度偏差,致使其控制精度大大降低这一问题,通过对永磁同步电机的转速环进行数学建模,提出利用重复控制理论来设计电动台的速度补偿系统的思想,然后对传统PID和重复控制补偿系统2种控制器进行了设计与仿真.仿真结果表明,经过几个周期后,具有重复补偿的控制系统的跟踪误差逐渐减小,而传统的PID控制器则一直保持较大的跟踪误差.在Matlab/Simulink xPC Target实时开发环境下建立电动台速度实时控制系统,采用快速原型控制方式具有系统组建方便、成本低、开发周期短等特点.试验表明重复控制补偿系统对转台的速度控制具有很大的改进,从而为电动台的精确控制奠定了基础.     

基于自适应神经模糊推理系统的永磁同步电机直接转矩控制

为减小永磁同步电机直接转矩控制系统的转矩脉动,提高系统的稳态精度和动态响应,设计了一种自适应神经模糊推理系统速度控制器,使电动机转子速度快速跟随给定值,并给出了详细的实现方法。仿真实验结果表明,具有ANFIS速度控制器的永磁同步电机直接转矩控制系统不仅动态和稳态性能都得到提高,而且具有较强的鲁棒性。     

无速度传感器PMSM混沌运动的非奇异快速终端滑模控制

针对永磁同步电机调速系统中速度传感器存在安装缺陷及在某些特定的参数下电机会呈现混沌特性,提出了无速度传感器永磁同步电机滑模控制混沌抑制方法．在无速度传感器运行的永磁同步电机矢量控制调速系统基本框架下,采用非奇异快速终端滑模控制方法来抑制电机的混沌运动．首先在永磁同步电机的混沌模型基础上通过仿真验证了混沌现象的存在;然后利用扩张状态观测器（ESO）估计转速,构成无速度传感器永磁同步电机矢量控制系统;在此基础上设计了非奇异快速终端滑模控制器,当电机在某些参数条件下呈现混沌现象,即刻通过控制器的切入来抑制永磁同步电机的混沌运动．最后通过仿真验证该方法的有效性,保证电机运行稳定和可靠.     

基于迭代学习控制的PMSM周期性转矩脉动抑制

由于受逆变器固有非线性特性和气隙磁通谐波等因素影响,永磁同步电机定子电流中含有5、7次等高次谐波分量,与转子永磁体磁场作用下,使得电机产生6、12次周期性转矩脉动.针对这一问题,提出一种基于迭代学习控制的转矩脉动抑制方法,通过在线迭代学习补偿电机的控制电流来抑制周期性转矩脉动,同时采用改进的粒子群算法对迭代学习控制器中的关键参数进行寻优整定.仿真实验结果表明:系统转矩脉动系数由0.1240减小为0.0636.在实验平台上进一步验证了该方法可有效抑制转矩脉动.     

基于MPC的无传感器永磁同步电机NFTSMC仿真研究

为了提高注塑机中永磁同步电机控制系统的运行可靠性,优化永磁同步电机的调速系统动态性能,提出了一种基于模型预测电流控制的无速度传感器永磁同步电机非奇异快速终端滑模控制策略.以模型预测电流控制作为电流控制内环,取代传统的PI调节器,能够有效地抑制电流纹波,提高电流的动态跟踪性能.根据非奇异终端滑模的设计原理,构造外环速度控制器,从而生成期望的q轴电流,提高了系统的稳定性.设计无速度传感器对电机运行转速进行在线辨识,实现对转速和转子位置准确地估计.并与传统的PI调节器进行对比,仿真与实验结果表明该控制策略具有较高的可靠性和快速性.     

基于自适应负载观测器的PMSM滑模控制

根据永磁同步电机的矢量控制模型,设计一个滑模转速控制器,并设计一个自适应观测器估计负载转矩扰动值,进而对扰动进行在线补偿。滑模控制器与传统PID控制相比具有超调量小、响应快的优点．负载观测器的补偿提高了系统的性能。MATLAB仿真结果证明该设计方法的有效性。     

永磁同步电机高效非线性模型预测控制

永磁电机控制器要求电机有很强的转速跟踪能力,并且要保证系统参数变化及负荷扰动下系统的鲁棒性. 永磁电机包含很多不确定因素,是强耦合的非线性系统,传统的线性控制器很难对其进行控制. 针对永磁电机的转速控制构造非线性模型预测控制方法. 非线性永磁电机模型通过输入-输出反馈线性化策略解耦成为新的线性系统. 为保证可行解的收敛性,提出一种迭代二次规划方法来处理由输入-输出反馈线性化导致的非线性约束. 仿真结果表明,控制器能有效降低计算负担,具有很好的动态控制性能,能抑制转矩脉动,并保证在参数变化和负荷扰动下控制系统的鲁棒性.     

基于间接自适应鲁棒的永磁同步电机电流控制器设计

针对永磁同步电机(PMSM)电流环非理想反电势的抑制问题,本文提出一种基于鲁棒最小二乘(RRLS)自适应律的间接自适应鲁棒控制(IARC)方法.该控制方法基于自适应鲁棒控制(ARC)理论,根据电机状态方程构造最小二乘型自适应律,加入修正因子增强自适应律对系统中扰动的鲁棒性.本文理论证明了该方法的稳定性.通过建立含有非理想反电势的电机模型,设计IARC电流控制器,并分析说明IARC具有比直接ARC更好的输出跟踪性能和扰动抑制能力.最后,通过仿真和实验验证了该方法的有效性.     

基于径向基函数网络的永磁同步电机直接转矩控制

对永磁同步电机直接转矩控制系统特性进行了深入研究,提出一种新的径向基函数神经网络控制器,给出了神经网络控制器的结构设计、样本选取及训练方法.利用系统中的开关表作为导师对径向基函数神经网络控制器进行训练,实现了永磁同步电机直接转矩控制的径向基函数神经元网络输出矢量选择.该控制器可以简化获得输出电压矢量的过程,并具有并行计算速度快、转矩响应迅速的性能.仿真结果验证了该控制器的有效性.     

永磁同步电机的级联自适应扰动观测器控制策略

受电压源逆变器非线性特性的影响,转速控制通常不能精确抑制齿槽转矩。为精确补偿齿槽转矩,提高永磁同步电机转速控制精度,提出一种级联自适应扰动观测器控制策略。首先,采用参考电流指令建立了同步旋转坐标系下逆变器死区电压模型,并通过自适应扰动观测器对其进行补偿。然后,针对齿槽转矩为转子位置的周期函数的特点,设计了速度环自适应扰动观测器,实现了对齿槽转矩的有效补偿,所提控制策略只需已知电机参数的界。仿真结果表明,所提出的控制策略能够有效抑制电机齿槽转矩、提高转速控制精度。     

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。     

自适应模糊滑模软切换的PMSM无速度传感器鲁棒无源控制

针对永磁同步电机(PMSM)转速调节和估计问题,提出一种无速度传感器的PMSM调速系统.利用双曲正切函数代替符号函数,设计了自适应模糊滑模软切换控制器,实现了软切换连续控制,削弱了抖动现象.通过设计鲁棒无源控制器,得到了旋转坐标系下的u_d和u_q.建立了自适应滑模观测器,并给出了速度辨识律,观测器的增益通过求解线性矩阵不等式得到.仿真结果表明了该控制策略与观测器配合的有效性,且控制系统具有良好的动、稳态性能.     

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.     

基于参数优化的永磁同步电动机直接转矩控制系统自抗扰控制器研究

针对基于PI控制器的永磁同步电动机直接转矩控制系统存在转矩波动大、易受负载变化影响的问题,设计了一种基于转速外环的自抗扰控制器,代替PI控制器以改善永磁同步电动机直接转矩控制系统的性能;采用粒子群优化算法对自抗扰控制器的相关参数进行了优化计算,改进了控制器的调节性能。仿真和实验结果表明,基于参数优化自抗扰控制器的永磁同步电动机直接转矩控制系统具有较高的抗负载扰动能力,更快的响应速度和良好的动、静态性能。     

Sensorless speed control of PMSM via adaptive interconnected observer

In this article, a robust sensorless speed observer–controller scheme for a surface permanent magnet synchronous motor (PMSM) is proposed. First-of-all, following preliminary results in the framework of the induction motor that is less sensible to the position estimation error, an adaptive high gain interconnected observer is designed. It is only supplied by the electrical measurement: the motor currents and voltages. This observer estimates the rotor speed and position, the stator resistance and the load torque. A nonlinear backstepping controller is developed. The above observer is associated with this controller and the complete scheme practical stability proof is given. The overall system is tested by simulation in the framework of an industrial benchmark with a trajectory that particularly checks the motor unobservability condition. Some robustness tests have been carried out. The controller–observer scheme shows good performances in spite of the uncertainties and the unknown load torque.