基于矢量控制的交流永磁电动机伺服系统研究

永磁同步电动机伺服系统具有较高的性能指标,被广泛应用于智能机器人、风力发电等运动伺服系统中.重点研究了永磁同步电动机的电流环设计,通过建立永磁同步电动机的数学模型,分析电磁转矩与电流的关系,对逆变器采用一种基于反馈解耦的间接电流控制,对id、iq解耦,引入PI控制器,通过控制逆变器的输出电压来调节逆变器的输出电流.为提高直流电压利用率,逆变器采用SVPWM调制方法.最后,在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,通过观测永磁同步电动机在负载启动、负载增大时的转矩、转速等波形可知,本文提出的电流环设计,可以使得伺服系统具有较好的抗扰动性能和跟随性能,同时,在负载发生变化时,具有较快的响应速度.     

永磁直线同步电动机直接推力控制系统研究

分析了永磁同步电动机直接转矩控制原理，在此基础上建立永磁直线同步电动机的直接推力控制系统的数学模型，对系统的推力控制和磁链控制进行了理论研究.根据电磁推力及初级绕组磁链的实际值与各自参考值之差，选择合适的电压矢量，实现直线电机直接推力控制.针对整个控制系统中的一些关键环节的实现方法进行了详细介绍，从理论上对直线电机直接推力控制系统的可行性进行了研究.用MATLAB/SIMULINK对整个直接推力控制系统进行仿真，验证所设计的控制系统的正确可行.     

步进电动机自同步运行超前角的控制

本文结合旋转电势换向自同步闭环系统的研究,提出了基于自适应原理的步进电动机自同步闭环系统超前角的控制方式。通过超前角控制,使电磁力矩达到最大值。     

低速直驱永磁同步电动机及其起动性能研究

利用低速直驱永磁同步电动机（PMSM）的一些电磁设计公式,结合低速电机的设计特点,完成了电机结构设计、参数计算以及工作特性和起动特性的分析,最终确定了方案.采用Ansoft电磁分析软件,通过场路耦合的计算方法,计算了电机瞬态性能参数,并通过不断地调整设计值,得到电磁设计方案.实验结果表明,低速直驱低速大转矩永磁同步电动机实验所得数据和应用程序设计结果基本一致,证明了程序的正确可行、简单方便.该研究对于进一步完善永磁同步电动机的设计具有重要理论意义和工程价值.     

低速直驱永磁同步电动机及其起动性能研究

利用低速直驱永磁同步电动机(PMSM)的一些电磁设计公式,结合低速电机的设计特点,完成了电机结构设计、参数计算以及工作特性和起动特性的分析,最终确定了方案.采用Ansoft电磁分析软件,通过场路耦合的计算方法,计算了电机瞬态性能参数,并通过不断地调整设计值,得到电磁设计方案.实验结果表明,低速直驱低速大转矩永磁同步电动机实验所得数据和应用程序设计结果基本一致,证明了程序的正确可行、简单方便.该研究对于进一步完善永磁同步电动机的设计具有重要理论意义和工程价值.     

永磁同步电机直接转矩模糊控制技术

针对同步电机控制系统非线性、强耦合以及模型不确定等特点,提出了基于模糊控制策略的直接转矩控制方法.利用MATLAB/SIMULINK软件对永磁同步电动机直接转矩模糊控制系统进行仿真分析,建立了定子坐标系下永磁同步电动机控制系统的数学模型.对永磁同步电动机直接转矩控制进行了理论分析,并将模糊控制技术应用于控制系统中.给出了同步电机直接转矩控制的仿真结果,分析结果表明,该系统采取的模糊控制策略有效地改善了系统的控制性能.     

异步起动永磁同步电动机的负载性能

以1台18.5 kW,6极切向式三相异步起动永磁同步电动机为例,建立永磁电动机负载磁场的数学模型,给出求解域和假定条件下的有限元方程,采用内外双迭代有限元法求解负载电磁场,更准确地计算负载转矩和负载电流,分析了隔磁磁桥尺寸变化和永磁体尺寸变化对负载参数的影响.     

船舶电力推进六相同步电动机控制研究

针对六相电励磁同步电动机的控制问题,结合六相电励磁同步电动机的特点,依据三相电励磁同步电动机控制理论,实现了六相电励磁同步电动机气隙磁场定向矢量控制,设计了适用于六相同步电动机的磁链观测器.结合船舶螺旋桨负载,研究了船舶电力推进六相电励磁同步电动机控制系统的运行.得到结论:采用基于气隙磁场定向矢量控制作为船舶电力推进六相同步电动机的控制策略,具有响应速度快、功率因数高的优点;采用电力推进的方式时要注意直接起停存在的转矩冲击以及能量回馈.     

基于随机激扰的某轨道车辆电机控制仿真研究

阐述了两轴轨道车辆的运行及结构特点,采用永磁同步电机驱动;深入研究了矢量控制的原理,搭建了一个基于矢量控制的转速、电流双闭环调速系统PI控制器;同步电机矢量控制系统进行了在不同运用状态下的电机转速控制仿真研究．仿真结果表明：在裁荷（扭转载荷）、运行速度同时变动以及叠加随机激扰的情况下,电机调速控制性能优良,电机电磁转矩能很好的跟随负载的变化而变化,控制系统能够达到稳定性、快速性的要求．     

永磁同步电机SVPWM仿真研究

介绍了永磁同步电动机的数学模型和基于i^＊d=0的空间矢量控制（SVPWM）原理,并在Simulink环境下构建了基于SVPWM的永磁同步电机控制系统的仿真模型,最后对整个系统进行了仿真实验研究．仿真结果表明,单位定子电流可实现d-q轴解耦,并可获得最大的电磁转矩,控制系统简单,转矩特性好,可以获得很宽的调速范围．     

永磁同步电机直接转矩和矢量控制运行稳定性对比研究

目前永磁同步电机的主流控制方式主要有直接转矩控制和矢量控制,而系统能否稳定运行是这些电机控制算法的基础. 分别基于两种控制算法的基本原理,从实际运行工作点出发,结合转矩角、磁链、电流角限幅和系统的单调性等理论,分析了永磁同步电机直接转矩控制和矢量控制的稳定运行区间,并运用仿真实验对理论分析进行了验证,对比分析了两种控制算法稳定运行规律的异同点.     

电机控制中混合空间矢量脉冲宽度调制的分析与仿真

直接转矩控制利用选择电压矢量达到磁链和转矩的控制,而参考矢量的变化导致各个矢量的等效作用时间发生变化.传统的直接转矩控制在电机磁链脉动和电流脉动方面存在一定的缺陷.SVPWM电压型逆变器换向序列与定子磁链脉动有一定关系,本研究在混合空间矢量脉宽调制方法的基础上研究了不同换向序列的定子磁链均方根脉动大小,并根据脉动量最小的原则将每个磁链扇区分成5个不同的区域,每个不同区域通过采用不同的换向序列,从而极大的减少了磁链的脉动.通过逆变器仿真和快速傅立叶变换分析了交流电机在改进混合SVPWM下的电流仿真结果,并与常规方法进行比较,验证了上述方法的有效性,为进一步研究直接转矩的性能改善奠定了基础.     

基于空间电压矢量脉宽调制技术的永磁同步电动机DTC系统的仿真研究

在分析永磁同步电动机数学模型的基础上,提出了基于空间电压矢量脉宽调制（SVPWM）的永磁同步电动机直接转矩控制（DTC）系统,同时采用Matlab/Simulink建立了系统的仿真模型,并给出了仿真结果。仿真结果表明,该系统具有对电动机定子磁链的观测精度高、超调小和响应快的特点。     

空调风机单相永磁同步电动机起动过程仿真研究

针对空调室外机风机叶片惯量导致单相永磁同步电动机起动困难的问题,在建立永磁单相同步电动机数学模型和仿真模型的基础上进行仿真分析,研究了不同参数对单相永磁同步电动机起动过程的影响,为空调风机单相永磁同步电动机电磁设计提供了依据.     

永磁直流伺服电动机换向火花的改善

永磁直流伺服电动机广泛应用于各种军工及民用工业自动控制系统中作执行元件,永磁直流伺服电动机一般为有刷直流电机,运行中会产生换向火花,对系统的使用带来不利影响;文中就如何改善永磁直流伺服电动机的换向火花问题进行探讨,提出了多种有效措施和方法,得出了有益的结论.     

永磁同步电机无位置传感器宽转速范围自抗扰控制研究

为克服永磁同步电机在运行过程中受负载转矩扰动和电机参数变化的影响，提高永磁同步电机在无位置传感器条件下的抗干扰能力，提出了一种宽转速范围自抗扰动控制策略.首先，设计了一种滑模位置观测器，结合电压闭环弱磁扩速，实现了永磁同步电机在无位置传感器条件下的宽转速范围运行.其次，通过合理配置龙贝格观测器极点，在线估算负载转矩变化，在宽转速范围采用电流前馈补偿负载转矩扰动.接着利用内模控制整定电流环PI控制器参数，采用带遗忘因子递推最小二乘算法，设计了一种根据不同工况下切换的多电机参数分步辨识算法，解决了辨识方程数少于待辨参数的“欠秩”问题，进而实现电流控制器跟随电机参数自适应调节.仿真结果表明，所提出的控制策略能够实现无位置传感器宽转速范围对外部负载转矩扰动和电机参数变化的自抗干扰控制.     

自控式永磁同步电动机的调速分析

从矢量控制理论出发,建立了永磁同步电动机的数学模型,在此基础上分析了永磁同步电动机的自控式变频调速方法.     

2.935MW永磁同步风力发电机电磁设计与仿真

分析了表面式与内置式永磁同步发电机转子结构上的差异,选定电机的转子结构型式.对永磁同步风力发电机的性能特点进行了分析和研究,计算了2.935 MW高速永磁同步风力发电机的电磁方案.对上述确定的电磁计算方案,利用有限元软件进行仿真,分析了发电机的空载、负载、短路特性.研究了电压波形正弦性畸变率、齿槽转矩、功率因数、短路电流的计算.经验证,各项性能满足设计要求.     

基于永磁同步电机模型的滑模矢量控制策略研究

针对传统矢量控制方式永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)存在的低速时启动电流及转速超调量过大等问题,本文利用指数趋近率,设计了一种基于滑模变结构的矢量控制策略。首先利用矢量控制(field oriented control,FOC)方式进行分析,结合选取的矢量控制方式进行滑模趋近率的选取,并采用Matlab/Simulink软件对永磁同步电机及所提出的控制策略进行建模,对所设计的永磁同步电机控制系统进行仿真分析。仿真结果表明,在所设计的滑模矢量控制模式下,加速过程中,系统会出现小幅度的超调,但能在0.05s内使电机达到指定转速;负载转矩抗干扰能力较强,稳态性能良好;电流控制效果良好,且在允许范围内逐步减弱至平衡态。本文设计的滑模控制具有良好的转速控制性能。该研究为后期实物验证提供了理论支持。     

精确线性化多输入多输出PMSM非交互式控制

针对永磁同步电动机的强耦合特性,提出利用状态反馈精确线性化实现多输入多输出永磁同步电动机非交互式控制方法.根据永磁同步电动机的数学模型,运用微分几何理论讨论了永磁同步电动机在多输入多输出情况下可以进行精确线性化的条件,并在此基础上实现了永磁同步电动机的精确线性化.运用状态坐标变换和状态反馈变换完成了非交互式控制设计,对精确线性化的永磁同步电动机设计了比例 积分控制器,并对控制的结果进行了仿真研究.仿真结果表明,利用状态反馈精确线性化方法对永磁同步电动机的多输入多输出线性化能够获得满意的结果.