永磁同步电动机无位置传感器滑模变结构控制

永磁同步电动机矢量控制通常用传感器检测转子转速和位置,优点是测量精度高,但易使系统鲁棒性降低、转子轴转动惯量增大,且硬件成本增加。通过检测电动机相电流,转化到α-β坐标系,根据电动机电磁方程式构造滑模变结构观测器,得到转子转速和位置的估算值。理论分析和仿真实验表明,滑模变结构预估算法具有较快的速度估算收敛性和较好的抗负载扰动能力,系统鲁棒性增强。     

基于滑模变结构控制的内置式永磁同步电机无位置传感器矢量控制

对一种基于滑模变结构控制(SMVSC)的内置式永磁同步电机(IPMSM)无位置传感器矢量控制策略进行了研究。针对SMVSC中固有的抖动问题,对其产生的机理进行了详细的分析与研究,用一种饱和函数代替符号函数进行改进,以降低符号函数的不连续性,同时将饱和函数的边界层厚度参数设置为一变量,进行自适应调节,通过调节边界层厚度函数值,减慢状态变量趋于滑模切换面的速度,以减小抖振。仿真结果表明:所研究的控制策略具有良好的动态响应和稳态响应,获得了精确的转子估算位置和估算转速,系统具有较强的鲁棒性。     

改进滑模变结构的永磁同步电机控制方法

永磁受到多种因素影响,具有复杂变化特性。传统方法存在抗干扰能力弱、系统响应时间长,稳定性差等问题。为了获得更优的磁同步电机控制效果,提出了改进滑模变结构的永磁同步电机控制方法,在Matlab 2014的平台上与其他方法进行了仿真对比实验。结果表明,所提方法可以准确实现磁同步电机进行控制,当负载发突变时,能够在短时间内做出响应,抗负载扰动能力强,提高了系统动态性能。实验结果验证了所提方法对永磁同步电机控制的有效性和优越性。     

全局滑模控制在永磁同步电机位置伺服中的应用

为了简化位置伺服控制中滑模面的设计,将典型的梯形速度波形设计成指数形式,采用速度和位置两段滑模来代替四段滑模.这样既减少了设计的复杂程度又可应用新的全局滑模和变指数趋近率来提高系统的鲁棒性和消除抖振,并且采用线性化设计、积分消除静差等措施来实现精确的位置定位和速度控制.仿真和实验均证明了该方案对系统参数不确定、外部扰动和噪声具有强鲁棒性.系统的动态、静态品质优良,滑模变结构的抖振也得到了明显抑制,所设计的滑模控制方案是可行和优越的.     

永磁同步电机滑模变结构调速系统动态品质控制

为了提高永磁同步电动机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)调速系统的动态品质,提出了一种新型指数趋近律,与常规指数趋近律不同,该趋近律将趋近速度与系统状态量的变化相关联,克服了常规指数趋近律的缺点,有效抑制了滑模的固有抖振问题,并增大了趋近速度.将该趋近律应用于永磁同步电动机调速系统,设计了基于新型指数趋近律的滑模变结构速度控制器,以取代传统PI 调节器.仿真和实验结果表明,该速度控制器能够有效地提高系统的静态、动态特性与鲁棒性.     

永磁同步电机驱动系统模糊滑模控制研究

永磁同步电动机(PMSM)是一个多变量、非线性、强耦合的复杂系统,对外界扰动及内部摄动极为敏感。为提高系统鲁棒性,本文研究模糊滑模变结构控制策略(FSMC)。在滑模控制(SMC)的基础上,采用模糊推理方法对滑模控制器中的切换系数进行在线调整,在不加剧滑动模态抖动的前提下提高系统的抗扰动能力。仿真和实验结果表明,该控制策略能有效克服外界扰动及内部参数摄动的影响,使系统获得优良的动态、稳态性能和鲁棒性。     

永磁同步电机离散准滑模变结构控制

为了提高永磁同步电机调速系统的动态品质,解决传统PI调节器存在的抗干扰能力弱,鲁棒性差等问题,将滑模变结构控制(SMC)应用于PMSM调速系统,探讨了变结构控制在离散线性系统中存在的问题,分析了当常规的趋近律方法应用在调速系统中时存在的不足;基于一种新的离散变结构趋近律对永磁同步电机滑模速度调节器进行了设计,并与常规趋近律分别进行了试验比较。仿真实验结果表明,基于滑模变结构理论设计的调速系统具有良好的动静态特性和抗干扰的能力。将该新型趋近律用于离散系统,验证了在离散系统中同样拥有良好的仿真效果。     

永磁同步电机滑模变结构直接转矩控制研究

为了克服传统永磁同步电机直接转矩控制中存在的磁链和转矩脉动较大、逆变器开关频率不恒定等问题,引入了滑模变结构控制策略。详述了滑模变结构的基本原理、永磁同步电动机滑模变结构模型,分析了抖振产生原因及其对策,推导了滑模变结构控制律。仿真结果表明该控制策略极大地改善了系统的动、静态性能,对系统参数和外部干扰表现出较强的鲁棒性。     

永磁同步电机变指数趋近律滑模控制

为取得系统对负载和参数扰动的高稳定性,同时避免滑模控制(SMC)具有的抖振现象,将一种新的滑模变结构控制策略应用于永磁同步电机(PMSM)驱动系统中。采用最大转矩电流比(MTPA)控制分配定子d、q轴电流,并将它们与转矩的关系拟合为低阶多项式,有效地提高了该方法的工程实用性;阐述了在系统存在性条件下改进的变指数趋近律控制策略,通过恰当地选取积分滑模面和切换增益,并将控制律连续化,有效地削弱了滑模控制方法的抖振问题。仿真与实验结果表明,该方法可以有效抑制系统抖振,改善系统鲁棒性,同时具有良好的动、静态性能。     

双绕组永磁同步电机滑模变结构控制

双绕组永磁同步电机通过绕组串、并联重构能有效提升系统的运行范围。然而绕组不同模式下的参数变化造成传统PI控制器无法满足系统高品质运行要求。该文针对此类电机的运行特点,研究了一种集转速环控制和抗扰观测的复合滑模变结构控制器,有效抑制了电机参数变化及绕组重构引起的转速动态波动问题。首先,分析了双绕组永磁同步电机不同模式下的工作机理、绕组重构时转速波动产生的原因。其次,设计了滑模变结构控制器以实现控制参数的自适应,快速满足重构瞬间电流关系以抑制动态波动。最后,利用小型原理样机,对采用PI控制器和滑模变结构控制器方案进行了典型工况下的对比实验,验证了所提控制策略的有效性和可行性。     

永磁同步电机无位置传感器双滑模鲁棒控制

基于表面式永磁同步电机在二相坐标下的数学模型,采用滑模变结构方法设计了由滑模控制器和扩展滑模观测器组成的鲁棒控制系统。针对电机参数摄动和负载扰动对驱动性能的影响,以转速误差为参量建立滑模面,构造滑模速度控制器以取代目前在大多数控制方案中使用的PI控制器,利用Lyapunov理论推导出自适应速度控制律,得出速度控制的参考电流和参考电压表达式。由扩展滑模观测器估算转子速度和位置,分析得到观测器的收敛条件及自适应率,证明了其稳定性。理论分析表明该方案的控制器和观测器性能不依赖于电机参数和负载干扰,具有较强的鲁棒性。仿真结果验证了控制方案的有效性与正确性。     

改进滑模观测器的永磁同步电机SVM-DTC系统

对一种基于改进滑模观测器的永磁同步电机SVM-DTC(Direct Torque Control)系统进行了设计研究。针对传统直接转矩控制转矩与磁链脉动较大的问题,采用生成预期电压矢量的SVM-DTC控制方式抑制转矩与磁链脉动;同时,利用Sigmoid函数实现滑模速度观测器的准滑动模态控制,改进了传统滑模观测器的不足,实现了SVM-DTC系统的无位置传感器控制。仿真结果表明,能够有效抑制转矩与磁链脉动,并能实现良好的转速观测效果。     

PMSM伺服系统的控制

永磁同步电动机(PMSM)是一个复杂耦合的非线性系统,本文应用一种非线性控制方法--直接反馈线性化理论,通过对输出变量进行李微分,得到所需的坐标变换和非线性系统状态反馈,实现PMSM系统的输入输出线性化,同时也实现了系统的解耦.Matlab仿真结果表明,该控制方法对PMSM伺服系统具有良好的位置跟踪性能,而且能够有效降低转矩变化对位置跟踪性能的影响.     

基于改进型滑模观测器的PMSM矢量控制

在无传感器矢量控制条件下,设计了基于滑模观测器的永磁同步电机的矢量控制,通过估算出转子位置和转速从而省去了硬件传感器。针对滑模观测器中"抖振"的这一问题提出了将双曲正切函数替换原有的开关函数形成改进,同时结合归一化处理的锁相环节,进而提高了系统的估计精度。最后通过仿真证明了改进型滑模观测器的良好动态性能,并且得出滑模观测器更适用于高转速的环境中。     

基于滑模观测器的PMSM无速度传感器研究

为解决传统机械传感器应用存在的诸多缺陷,针对永磁同步电机矢量控制系统,采用一种滑模观测器的无速度控制方法.该方法是通过测量永磁同步电机定子侧电流和端电压来计算出转子的实际位置,系统成本低、可靠性较高.根据滑模观测器原理,建立了基于滑模观测器的PMSM无速度传感器控制的系统模型.同时利用Matlab仿真工具建立无位置传感器的永磁同步电机仿真平台,仿真结果验证了滑模观测器法的有效性.     

基于滑模观测器的无传感器永磁同步电机矢量控制系统

本文在深入分析永磁同步电机数学模型的基础上,将滑模变结构控制应用于永磁同步电机控制系统中,根据永磁同步电机的数学模型,设计了一个滑模变结构控制器,用于估算电机转子位置和速度;根据磁场定向控制理论,利用估算的转子角度实现了无传感器矢量控制.实验结果表明,滑模变结构控制器对系统参数变化、外界环境的扰动以及内部的摄动具有很强的鲁棒性,能够在全频率范围内追踪实际信号,实现对转轴位置的观测.     

带离线参数辨识的降阶观测器PMSM无位置传感器控制

提出了一种带有离线参数辨识的永磁同步电机(PMSM)无位置传感器控制方案。使用改进的基于解耦PMSM模型降阶反电动势观测器来估计转子位置与速度,提出一种极点配置方案,简化了降阶观测器的结构,同时分析了模型参数变化对位置估计误差的影响并且基于稳定性分析推导出交轴电流允许的极限值。在电机静止状态下,使用递推最小二乘方法将需要的电气参数离线辨识出来以供观测器使用,定子电阻和直交轴电感三个参数的辨识误差均在6%以内,能够满足应用需求。最后,通过实验验证了整个方案的可行性,电机转子位置估计误差在4°以内,速度估计误差在20 r/min以内,所使用的无传算法具有良好的动态性能。     

永磁同步牵引电机无速度传感器转矩精确控制

为了改善轨道交通矢量控制系统永磁同步电动机转矩控制的性能,采用有效磁链和等效反电动势的概念,设计了基于等效反电动势的扩展非奇异快速终端滑模观测器实现了无速度传感器控制,基于有效磁链实现了精确转矩闭环控制。首先,建立了基于等效反电动势的内置式永磁同步电动机模型;其次,构建了基于等效反电动势的自适应扩展非奇异快速终端滑模观测器,推导并建立了估算转速的自适应率,并利用李亚普诺夫理论证明了算法的收敛性;最后,基于滑模等值控制方法实现了等效反电动势和有效磁链的观测以及转矩的估算,以此和转矩给定值构成精确转矩闭环控制。该方法不仅适用于内置式永磁同步电机(IPMSM),而且适用于表贴式永磁同步电机(SPMSM)。该方法提高了轨道交通矢量控制系统PMSM转矩控制的精度,改善轨道交通控制系统的性能,通过仿真实例验证了方法的可行性和有效性。     

基于精确反馈线性化的Buck开关变换器定频PWM滑模控制

基于非线性微分几何理论,提出了一种基于精确反馈线性化的定频PWM滑模变结构控制策略.应用脉冲波形积分法建立电感电流连续(CCM)开关变换器的仿射非线性系统模型;在满足精确反馈线性化条件下,采用状态反馈精确线性化方法,推导了非线性坐标变换矩阵和状态反馈表达式,实现了变换器的线性化.以线性化后的布鲁诺标准型为新被控对象,采用指数趋近律设计了滑模控制器.仿真结果表明:该方法不但比传统PI控制具有更好的稳态特性、更快的响应速度、更强的抗干扰能力,而且优于基于微分几何的最优控制策略.     

永磁同步电机无位置传感器控制系统

针对传统永磁同步电机无位置传感器控制系统在低速段不能正常实施的问题,提出了一种简单但有效的永磁同步电机无位置传感器控制方法.通过在电机定子绕组中注入高频电压,利用电机的凸极效应,及对电机绕组端电流的处理计算,准确地计算出电机的转子位置和转速,实现无位置传感器控制.为了解决永磁同步电机的启动问题,提出了在电机静止状态下检测转子初始位置的新方法.仿真结果显示了所用方法的有效性和可行性.