永磁同步电机无速度传感器控制

随着电控技术的不断进步,永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）在工业各领域应用广泛,尤其是在新能源领域。在PMSM的传动系统中,通常要在PMSM运行的情况下精确测得电机转子电角度,用于电流从静止坐标系与旋转坐标系之间的转换。大多数传动控制装置采用速度传感器或位置传感器来检测转子速度或位置信息。由于大部分传感器均会受到温度等外界环境的影响,使电机控制系统的稳定性出现波动。文章针对永磁同步电机的工作原理,运用空间矢量控制策略搭建双闭环永磁同步电机控制系统,其中,在反馈检测部分设计一种滑模观测器来实现对永磁同步电机的无速度传感器控制。通过仿真验证了该无速度传感器控制法是可行的。     

速度指定位置跟踪双永磁同步电动机的反推控制

随着工业技术的发展,许多复杂的产品很难利用一台单独的电机进行生产.多电机系统的协调控制已经成为永磁同步电动机控制系统的一项关键技术.首先,将反推控制应用于永磁同步电动机的速度指定位置跟踪控制.速度指定控制方法可以在永磁同步电动机位置控制中增加一个速度控制自由度.其次,利用简化交叉耦合控制方法在双永磁同步电动机同步控制中实现其协调控制.该方法可以在双电机控制中减小由于速度指定控制而导致的异步问题的影响.最后,论文给出的仿真结果证明了设计方法的正确性和有效性.     

基于线性型霍尔元件的伺服定位控制与仿真

永磁同步电机广泛应用在中小容量,高精度传动领域。由于永磁电机的转子为永久磁铁,为了获得较好的同步运转,需要得到转子位置信号。为了解决永磁同步电机转子的初始定位,在分析永磁同步电机工作原理,推导出永磁同步电机数学模型的基础上,提出了一种新的基于线性型霍尔元件的位置及速度检测技术,并以永磁同步电机为被控对象构成伺服控制回路,进行MATLAB平台仿真实验。仿真实验表明,该方法具有较好的稳定性和精确度。     

转盘式测试分选机主电机高精速定位控制研究

针对转盘式测试分选机中主电机进行高精速定位控制技术研究,以雅科贝思的ATR152-138电机为研究对象,电机采用矢量控制策略,对其及其负载建立数学模型,并讨论了伺服控制位置闭环、速度闭环以及电流闭环中3个控制器的工程设计方法。仿真结果证明转盘上主电机调节器设计合理,位置和速度响应非常快,满足测试分选机的要求     

永磁同步电机矢量控制系统的研究

电机控制技术是实现高性能伺服驱动的核心,也是体现先进制造技术的标志技术之一。基于永磁同步电动机矢量控制理论,介绍了永磁同步电动机的数学模型和基于=0的矢量控制方法,建立了基于空间矢量的永磁同步电动机矢量控制系统Matlab仿真模型,并给出了仿真结果和系统软、硬件设计。硬件系统以TMS320F2812为核心,实现了电流、速度双闭环的矢量控制。仿真结果与理论分析一致,表明设计方案和控制策略的正确性。     

基于模糊PI混合控制的自主水下航行器推进系统

对转永磁无刷直流电机驱动对转螺旋桨主要应用在自主水下航行器推进系统中,通过调节对转电机转速就可以实现自主水下航行器速度的无级调节.在研究对转永磁无刷直流电机数学模型的基础上,提出一种外环转速环采用模糊PI混合控制,内环电流环采用PI控制的双闭环调速方法.仿真结果表明,与外环、内环均采用PI控制的双闭环调速方法相比,该方...     

基于LPV观测器的永磁同步电机反推控制

针对永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)无速度传感器转速跟踪控制精度问题,提出了一种基于线性变参数(Lineeo Parameteo Varying,LPV)转速观测器的永磁同步电机反推控制方法。该方法首先根据PMSM的LPV模型,推导出电机的凸胞形顶点方程;然后利用Lyapunov稳定性理论,获得了基于线性矩阵不等式(Lineeo Matrix Inequality,LMI)的观测器设计方法,构造了PMSM的LPV观测器,实现对电机转速及定子交轴电流的重构;最后运用反推控制策略,设计电机闭环系统控制器,实现对电机转速的高精度跟踪控制。仿真结果表明,该方法相较与传统PI矢量控制,跟踪精度高、响应快、抗负载扰动强,对实现PMSM的无速度传感器高精度转速跟踪控制具有重要意义。     

基于IMM的永磁电机无速度传感器技术

提出一种新颖的基于IMM算法的电机转速、转子位置观测器,用于永磁电机无速度传感器矢量控制系统的转速等参数辨识。以期削弱滑模观测器的抖动,提高模型参考自适应观测器的动态性能。该方法基于交互式多模型算法的核心思想,在永磁同步电机Id=0的双闭环电压矢量控制系统运行时缺少直接速度测量手段的情况下,用滑模观测器（SMO）和模型参考自适应观测器（MARS）对电机的即时转速、转子位置进行并行估测,计算出两组不同的SVPWM电压输入uα、uβ值,再赋予权值进行交互输出电压值。通过分析和仿真结果表明,所提出的永磁电机无速度传感器矢量控制系统的转速辨识方法具有较强的鲁棒性和令人满意的动静态性能。     

表贴式永磁同步电机无位置传感器控制

位置传感器会增加系统成本和测量噪声,且无法应用在一些恶劣环境.论文在研究表贴式采磁同步电机无位置传感器的控制策略的基础上,提出一种基于反电动势的位置估计方法.利用两相旋转坐标系下电机方程的反电势形式,结合前馈控制,计算出转子位置的偏差角度,再采用锁相环结构对电机的相位和速度进行估计.在电机的低速运行阶段改进锁相环结构,保证速度估计精度,并进一步改善系统动态性能.建立了永磁同步电机的仿真模型,验证了该控制方法的可行性.在STM32F103X(ARM)为主控制器的实验平台上实现了所提出的表贴式永磁同步电机无位置传感器控制方法,实验结果表明该控制方法能够准确估计出电机的转速和转子位置,估计算法简单,系统稳态精度高、响应速度快.     

基于双闭环系统的起重机位置控制技术研究

传统的起重机位置控制技术大多是以位移或速度为反馈量构成的单闭环控制,只能对系统的一个状态量进行控制,易造成系统的超调、振荡,难以实现真正意义上的位置控制;研究采用位移和速度的双闭环位置控制技术[1],以位移环为外环、速度环为内环,位移环根据位移的当前值与给定值的差,通过位移调节器给速度环提供给定速度,速度环通过速度调节器控制系统的运动速度,最终实现对系统的位置控制;通过对单闭环控制和双闭环控制的仿真结果对比分析,双闭环系统的位置和速度的控制精度均比单闭环精度高,最后通过实验,证明了双闭环系统在实践上的可行性。     

表贴式永磁同步电机全速度范围无传感器控制

在永磁电机控制系统中编码器等位置传感器的使用增加了系统的复杂性,降低了系统的可靠性和适应性,因而无位置传感器控制方法被提出并得到了广泛的研究.现有的永磁同步电机无传感器控制方法主要进行零低速或中高速条件下转速的估计,缺少零低速向中高速平滑切换的方法研究,存在着适用转速范围有限等问题.利用脉振高频电压信号注入法进行零低速时转子的位置估计,利用模型参考自适应法进行中高速时的转速估计;提出了一种加权法在某一速度范围内将不同控制方法估计的转速进行平滑切换,得出切换区间内平滑的合成估计速度,从而实现表贴式永磁同步电机全速度范围的无传感器控制.对于某一表贴式永磁电机,应用Matlab/Simulink进行了永磁电机无传感器控制系统的仿真分析,仿真结果验证了所提出方法的有效性.     

永磁同步电机无位置传感器控制研究

位置传感器会增加电机控制系统的成本,降低系统的可靠性和性能,在无法安装位置传感器的电机调速场合或在恶劣环境中难以应用.论文针对永磁同步电机给出一种转子位置实时估计方法,利用反电势得到的位置特征点对转子位置进行估计,实现了无位置传感器永磁同步电机的空间矢量控制.实验结果表明,本文提出的估计算法可以实时估计转子位置和转速,采取该算法对无位置传感器永磁同步电机进行矢量控制,算法易于实现,实时性好,电机控制系统调速范围广、运行稳定.     

变工况下的车用永磁同步电机非奇异终端模糊滑模速度控制方法

由于传统方法在实际应用中控制误差较大,且车用永磁同步电机转子速度恢复稳态时间较长,速度控制效果不佳,提出变工况下的车用永磁同步电机非奇异终端模糊滑模速度控制方法。利用机械运动方程建立永磁同步电机数学模型,描述电机转子运动状态,以模糊数学理论为理论依据,设定模糊滑模速度控制规则,计算电机非奇异终端模糊滑模速度控制输出量,由控制器对输出量执行,实现对电机非奇异终端模糊滑模速度控制。经实验证明,设计方法控制误差较小,并且电机转子速度恢复稳态时间较短,具有良好的控制效果。     

基于永磁同步电机的LPV转速观测器设计

针对提高永磁同步电机无位置传感器速度跟踪控制精度问题,提出了一种基于线性变参数(Linear Parameter Varying,LPV)转速观测器设计方法。该方法借助状态估计实现对旋转坐标系下定子电流、转子角转速等状态的重构。首先根据LPV电机模型,推导出观测器的LPV状态模型方程,然后根据Lyapunov稳定性理论,获得闭环系统的稳定性条件,再利用奇异值分解方法,将Lyapunov稳定性条件转化为线性矩阵不等式条件,通过求解不同凸胞形顶点处的观测器增益矩阵,最终合成反馈增益,实现对电机的高精度的速度跟踪控制。仿真结果表明,该观测器能够快速准确的跟踪上电机转速。     

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.     

基于扰动观测器的PMSM同步协调滑模控制

针对在负载扰动情况下多永磁同步电机控制系统出现电机转速不同步的问题,提出了基于扰动观测器的永磁同步电机同步协调滑模控制策略。从单电机高性能控制策略和三电机耦合结构角度出发,首先,在矢量控制基础框架下,设计了基于非线性负载转矩观测器的积分型滑模速度控制器,构成了单电机高性能矢量控制调速系统;其次,提出了一种基于PI速度补偿器的偏差耦合控制结构,相比传统的偏差耦合控制结构能较好地实现在负载扰动下三电机的转速同步协调运行。最后通过仿真验证了方法的有效性。     

8098单片机控制的稀土永磁方波电机系统

本文介绍单片机控制的新型稀土永磁方波电机调速系统的硬件构成及软件设计，讨论了８０９８单片机实现逆变器的ＰＷＭ控制方波电机位置信号检测及处理、电机三相电流的分时反馈处理、转速信号的检测、电流和转速的数字ＰＩ调节等方法。本文的工作对于数字控制的交流电机调速系统的开发和研究具有重要意义。     

步进电机对测量角度的定位与控制

根据步进电机的驱动方式及工作原理,将步进电机与倾角传感器有效结合,采用控制计算机作为终端设备,构成了一个闭环可控系统。系统以XILINX公司sparten2系列的XC2S50芯片为主控单元,以ROB100型数字式双轴倾角传感器和24BYJ48-5V永磁式减速型步进电机作为系统功能实现的重要组成部分,最终实现了-90°～+90°之间任意角度的测量与定位。     

基于Simulink仿真的步进电机闭环控制系统分析

步进电机通常以开环方式应用于精度要求不高的位置伺服系统中.通过位置反馈,可以实现步进电机的高精度闭环定位控制.建立的步进电机数学模型,显示了其高度非线性的特点,为此设计了应用于步进电机闭环控制的参数模糊自整定PID控制器.通过Simulink仿真,分别分析了PID控制、模糊PID控制在步进电机跟踪给定位置时系统的响应情况.并通过分析转速输出曲线,提出了加入模糊速度前馈控制环的系统改进方案,系统稳定性得到较大提高.     

基于MRAS的永磁超环面电机无位置传感器控制

在研究永磁超环面电机结构与驱动机理的基础上,分析计算了该电机的电感,并建立了该电机的数学模型。基于无位置传感器控制的优点,设计了基于模型参考自适应(MRAS)的永磁超环面电机无位置传感器控制系统,并进行了该控制系统的仿真。仿真结果表明,基于MRAS的永磁超环面电机转速估计误差较小,模型参考自适应控制系统能实现对行星架转子角速度的高精度辨识,该控制系统控制效果良好。