基于非线性扩张观测器的永磁同步电机无位置传感器低速控制策略研究

针对永磁同步电机在实际应用中需要安装位置传感器以及在低速、无位置控制系统中由于多种非线性变量相互耦合影响电机动态性能的问题,设计了基于脉振高频电压注入法的永磁同步电机无位置低速控制系统。并将非线性扩张观测器引入控制系统中,实现未知不确定和外加干扰的估计,将其应用于闭环PID控制中,实现无需位置传感器的永磁同步电机低速控制。研究结果表明:基于非线性扩张观测器的永磁同步电机低速控制系统可以按照预定速度给定平稳运行,并且具有良好的抗扰动性能,满足实际应用中的控制需求。     

基于dSPACE的永磁同步电机低速无位置传感器控制系统

在高性能的电气传动系统中,永磁同步电机因其特有的优势而被广泛的应用,传统的机械式传感器已不能满足控制系统的要求,而无位置传感器控制技术能消除机械传感器带来的不足.本文首先对脉振高频信号注入法进行理论分析,设计出PMSM位置与速度估计系统;其次,采用高频信号注入无位置传感器方法,在MATLAB/Simulink中搭建无位置传感器控制系统模型并仿真;最后,在设计的基于dSPACE的永磁同步电机控制系统上验证了零低速无位置传感器方法.仿真及实验结果表明了脉振高频信号注入低速无位置传感器控制系统具有良好的运行效果.     

基于扩展卡尔曼滤波的PMSM无位置传感器控制

在永磁同步电机无位置传感器控制系统中,设计了一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)算法的永磁同步电机(PMSM)转子位置估算算法,代替机械式的位置传感器对电机转子位置及转速进行实时检测,实现无位置传感器控制,给出了算法的递推过程和永磁同步电机模型,并对该算法进行了简化分析。经仿真与实验表明基于扩展卡尔曼滤波的PMSM无位置传感器控制算法具有良好的动静态性能、转速辨识能力,且具有良好的鲁棒性,能够在各种运行情况下正确估算转子位置以及电机转速,控制性能优越。     

扩展卡尔曼滤波的PMSM无传感器低速性能研究

扩展卡尔曼滤波器作为非线性的速度、位置估计器应用在永磁同步电动机无传感器控制系统中已经是一个很成熟的课题.但是,这种控制系统中有一个始终没有解决的问题:虽然在高速区(>5Hz)卡尔曼滤波具有较高的估计精度,但是在低速区(<5Hz),其控制性能较差.针对永磁同步电动机扩展卡尔曼滤波无传感器控制时低速性能不佳的问题,分析了低速性能不佳的原因--电压信噪比较小,并且提出了提高信噪比的方法--调节逆变器的直流母线电压,来改善系统的低速性能.通过调节逆变器的直流母线电压,成功实现了在2Hz左右的低速运行,仿真和实验结果证明了该方法的有效性.     

基于非注入法PMSM无位置传感器控制策略研究

针对永磁同步电机无位置传感器控制在低速起动阶段电机转子位置难以精确获得等问题,提出了利用电流导数在零电压矢量区间对电机转子位置进行估计的方案.对零电压矢量区间d轴电流导数及电机运行状态的研究,估计出电机转子的位置信息,仿真验证表明,该方案能较精确估计出电机转子位置.     

基于并联滑模观测器的PMSM无位置传感器控制

针对永磁同步电机(PMSM)驱动系统,提出了一种新的基于并联滑模观测器(SMO)的无位置传感器有限集模型预测控制(FCS-MPC)策略。相比于传统单一SMO架构,新的并联SMO通过构建多个参数定向优化的子观测器,以实现反电动势、转子角度和转子速度的变量分离与独立观测,解决了稳态观测误差与时间延迟之间的矛盾,避免了多变量观测的相互制约问题。所提算法能够有效降低FCS-MPC对电机参数的依赖性,优化无位置控制算法切入过程中的PMSM暂态性能。实验结果验证了所提算法的有效性与可行性。     

PMSM无位置传感器控制技术研究

为保证永磁同步电机在无位置传感器情况下的闭环特性,提出基于改进滑模观测器的无位置传感器控制技术。为了验证该算法的有效性,在Atuim Designer中设计了包括主电路、隔离与驱动电路、电压与电流检测电路、转速检测电路、电源电路等的硬件实验平台,并利用DSP28335的开发环境CCS对电机无位置传感器控制系统进行软件设计。最后对实验结果进行分析,结果表明该硬件系统简单、实时性好,将改进滑模观测器算法用于永磁同步电机,能够满足实际应用的要求。     

改进型滑模观测器的PMSM无位置传感器控制

基于滑模观测器的永磁同步电机(PMSM)无位置传感器控制中,由于电压谐波与电流误差的存在,使得估算得到的位置中含有大量脉动分量。研究了一种采用准谐振趋近律来代替饱和函数的改进型滑模观测器,进一步设计了谐振频率与增益随电机频率的自适应调节来扩宽运行范围,该方法不需要低通滤波器。在不同工况下的仿真和实验结果验证了改进型方法的有效性。     

基于PMSM的二阶滑模无位置传感器控制

在永磁同步电机传统滑模观测器(SMO)无位置传感器控制方案中,针对其因符号函数带来的抖振现象以及因一阶低通滤波器带来的相位滞后问题。根据Super-twisting算法设计了二阶滑模观测器(STASMO)无位置传感器控制方案,该方案不仅有效地抑制了抖振现象,而且取消了一阶低通滤波器的使用。当电机运行时,定子电阻会随着电机内部温度的升高而改变,故设计了合理的定子电阻观测器来实时观测定子电阻,从而避免了定子电阻对无位置传感器控制方案估计精度的影响。最后通过对所提方案进行系统模型搭建与仿真分析,从而证明了所提方案对电机位置和转速具有较高的估计精度。     

基于扰动转矩观测器PMSM无位置传感器控制系统

使用控制算法实现永磁同步电机(PMSM)无位置传感器控制是目前电机控制领域研究热点.提出一种基于低速脉冲高频定子磁链注入的PMSM无位置传感器控制系统,并对传统定子磁链估计器进行改进,将高频信号引入低通滤波器中以提高电机低转速运行时定子磁链估计器的精度.针对PMSM中低速运行时无位置传感器控制系统易受转矩脉动影响的情况...     

优化I/F起动的PMSM改进型SMO无位置传感器控制

为了削弱滑模控制中的抖振现象,提高永磁同步电机的无位置传感器矢量控制性能,提出了一种改进型滑模观测器.使用Sigmoid函数代替sign函数进行削弱抖振,使用PLL锁相环代替反正切估算转子位置,提高了转子位置的估算精度.传统的电流闭环I/F起动策略中电流矢量幅值恒定,将会导致起动加速阶段转矩失衡,且切换过程转矩不稳,速...     

基于改进广义预测控制的PMSM速度控制

在机器人控制领域中,对永磁同步电机(PMSM)响应的快速性及稳定性要求较高,同时还需要其控制方法有较强的适应性。但传统的PID控制参数只适用于特定场合,应用受到限制。本文结合广义预测控制(GPC)理论与Luenberger观测器,形成一种新的控制方法来对PMSM进行速度闭环控制。该算法与传统GPC算法相比计算量更少,并通过负载转矩观测器对负载扰动进行测量反馈,提高了系统控制性能。仿真及试验结果表明,该算法与PID控制比超调量小,响应速度快,适用于要求较高的工程应用。     

永磁同步电机无速度传感器调速系统设计

介绍了一种永磁同步电机无速度传感器调速系统的方案及硬件组成。系统采用α-β坐标系，对非线性电机方程进行线性化，用扩展Kalman滤波原理，对永磁电机的转角θ和转速ω进行实时在线最优估计，不断修正估计转速面，使其始终与实际转速保持一致，并对电机d—q轴电流进行实时控制。仿真与实验结果证明，该方法在电机模型不准确和参数时变情况下，实现电机平稳调速。     

基于遗传算法与模糊PID复合控制的电机调速研究

为了加强永磁同步电机调速系统的智能控制,提出了一种基于遗传算法与模糊PID智能控制的永磁同步电机调速控制策略。首先建立永磁同步电机的基本模型,利用遗传算法对模糊PID控制器进行改进,优化其参数选择和提高控制效率,并搭建Simulink仿真模型和实验验证模型。其结果得到:利用遗传算法能够迅速得到模糊PID控制器的最佳匹配初始参数,且在电机启动阶段和突加干扰阶段,遗传改进模糊PID控制系统相比于传统的PID控制系统其转速、转矩以及三相电流输出均表现出更加稳定以及波动更小。系统出现干扰后,在该组合智能控制作用下系统在极短时间内恢复稳定,其动态响应速度显著快于传统PID控制方法。结果表明该基于遗传算法与模糊PID控制系统能够对永磁同步调速系统进行有效控制,进而使系统具有较优异的启动特性和动态稳定。     

永磁同步电机速度预测电流解耦控制

在高性能永磁同步电机(PMSM)控制系统中,要求有好的动、静态性能。但是传统的永磁同步电机矢量控制系统速度和电流环采用PI调节器,参数鲁棒性差,在调速范围要求很宽的情况下,无法同时满足响应速度快和稳态精度高的要求。为了获得好的动、静态性能,引入预测控制到速度控制外环,而电流内环采用在传统PI控制基础上增加电压前馈补偿的电流解耦控制。搭建了实验平台,进行了实验研究,验证了设计的控制系统具有动态响应快、静态误差小、受负载扰动影响小的特点。     

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.     

基于DSP控制的永磁同步电机变频调速系统的设计

分析了永磁同步电机系统的研究现状,设计了一种以TMS320F2407为控制核心的变频调速系统。首先对系统的硬件及软件结构进行介绍,接下来分析了永磁同步电机磁场定向矢量控制的工作原理及控制方法,并对永磁同步电机伺服系统进行了数学建模。在此基础上设计了PI控制器,将该控制器用于永磁同步电机变频调速系统。最后用 MATLAB仿真工具进行了仿真,仿真结果表明：对于具有非线性、耦合性强及参数漂移较大等特点的永磁同步电机来说,系统既可适应对象参数的变化,又能很好的消除稳态误差,获得了较高的控制精度。     

车用PMSM的双闭环分数阶PID控制策略研究

纯电动汽车永磁同步电机(PMSM)控制系统是一种非线性、强耦合的复杂系统,为提高永磁同步电机的整体控制性能以及鲁棒性,文中提出了一种双闭环分数阶PID控制策略,分别对电流内环和速度外环进行相应的分数阶控制.通过建立电机的电流环模型进而得到整体系统的分数阶模型,设计出电流环以及速度环的分数阶PID控制器,并利用粒子群优化...     

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。