基于DSP的无速度传感器直接转矩控制系统

针对传统的直接转矩控制系统．定子磁链受定子电阻及积分计算的影响，辨识不准确及使用速度传感器的不足．通过采用新型磁链观测器．获得全速范围内准确的定转子磁链，并以此为基础，利用转子磁链误差辨识电机转速。通过实验证明系统有较好的性能。     

感应电动机无速度传感器直接转矩控制设计

对磁链调节器与转矩调节器进行计算并结合磁链位置判断,选取合适的定子电压矢量,实现感应电机圆形磁链的直接转矩控制;采用以定子磁链和转子磁链为状态变量的全阶闭环磁链观测器,实现转速的自适应辨识.实验结果表明,定子电流为正弦波且谐波小,电磁转矩稳态和动态性能好,电机的辨识速度能准确跟踪真实转速.     

基于新型纯积分法的定子磁链在线辨识算法

针对气隙转矩法计算异步电机转矩时对定子磁链辨识精度的要求,提出了一种基于新型纯积分法的定子磁链在线辨识算法,采用了精度较高的复化辛普森积分模型。相比传统的梯形积分法,基于新型纯积方法的定子磁链在线辨识算法的磁链辨识精度显著提高;相比新型的基于低通滤波器的定子磁链观测器,该算法模型更简单,操作更便捷。通过MATLAB/Simulink搭建系统仿真平台进行验证,结果表明基于新型纯积分算法消除了传统积分法的主要缺陷,解决了积分饱和问题以及初值问题。基于新型纯积分算法的估计磁链与理论参考磁链基本吻合,表明其可靠性较高。     

基于Luenberger观测器的无速度传感器DTC系统研究

基于模型参考自适应理论,采用自适应全阶磁链观测器观测定子磁链和辨识转速,并结合模糊控制,利用Matlab/Simulink构建了无速度传感器直接转矩控制系统。仿真表明,该系统能够准确地观测定子磁链,对参数变化具有较好的鲁棒性,并在低速下也具有良好的性能。     

基于模糊控制滤波补偿的直接转矩控制系统

电机定子电阻的变化会严重影响直接转矩控制(DTC)系统的低速性能。由于定子电阻的变化与端部绕组温度及其变化率的关系具有非线性、时变性等特点,因此难以建立精确的数学模型。介绍了一种基于模糊控制理论的定子电阻辨识和低通滤波补偿定子磁链的DTC交流电机调速系统,其结构简单,磁链观测准确。实验结果表明,该方法能够精确辨识定子电阻,从而准确观测磁链,有效地改善了DTC系统的低速性能。     

基于UPF的PMSM转子磁链辨识方法

转子磁链的准确辨识是实现永磁同步电机(PMSM)永磁体工作状态监控,确保其驱动系统可靠运行并实现高性能控制的有效方法。综述了现有的转子磁链辨识方法及其技术特点,在基于冻结磁导率方法获取d,q轴实时电感及电机运行温度修正定子电阻的基础上,提出了基于无迹粒子滤波(UPF)的PMSM转子磁链辨识方法,并进行了仿真研究与实验验证,研究结果表明,在高斯与非高斯测量噪声及稳态与动态系统运行工况约束下,所提方法能够在考虑PMSM驱动系统d,q轴电感及定子电阻变化的基础上实现转子磁链的准确辨识,且辨识方差较小。     

基于改进磁链观测器的感应电机转速辨识

感应电机电压模型转子磁链观测器由于其算法简单而得到广泛应用,但低速时由于定子电阻压降明显使得测量误差严重影响观测精度,纯积分的应用还存在直流偏置和初始值问题。本文提出了一种改进电压模型转子磁链观测器,引入定子磁链的电流模型和电压模型之间的误差对定子感应电动势进行补偿,理想积分环节采用新型改进低通滤波器代替,再由定子磁链的电压模型推导出转子磁链的电压模型。在此基础上,通过得到的转子磁链对感应电机的转速进行辨识。仿真和实验表明新算法改善了转速辨识的动静态性能,尤其改善了低速时的转速辨识性能。     

直接转矩控制永磁同步发电机相位自校正型定子磁链观测器

直接转矩控制永磁同步发电具有电磁转矩和直流电压输出动态响应快等优点,但这些优点的实现需要准确的定子磁链。实际发电机参数在一定范围内随工作点变化而变化,这就要求定子磁链观测器对这些参数变化具有很强的鲁棒抑制特性。该文提出一种新型定子磁链观测器,该观测器借助有效磁链概念计算出转子磁极位置角观测值,基于此将定子磁链电压模型和电流模型联系起来,无需转子速度信息;为了进一步降低观测的定子磁链相位误差,将观测的定子电流矢量与实际定子电流矢量乘积结果送给PI调节器,利用PI输出值对转子位置角观测值进行校正。实验结果表明,采用该文提出的定子磁链观测器在无需转子速度及参数辨识情况下,对电机参数变化及模拟量采样误差具有很强的鲁棒抑制特性,可以获得准确的磁链观测值,实现电磁转矩和直流发电电压的快速而平稳控制。     

感应电机DTC自适应磁链闭环辨识

感应电机DTC采用电压模型对电机反电动势进行积分获取定子磁链辨识值,但纯积分器积分项的直流偏置会造成积分器饱和。为了克服这一问题,研究了一种自适应定子磁链闭环辨识器,在该辨识器中设计一种均值补偿算法消去积分累积误差。在Matlab/Simulink仿真环境下对这种辨识器进行仿真研究,并在由dsPIC30F6010A数字信号处理器构成的DTC控制平台上进行实验研究。仿真与实验结果表明,这种基于自适应定子磁链闭环辨识器DTC系统不仅有效地消除了积分器直流偏置累积误差,获得了高精度定子磁链辨识,而且DTC系统具有较好的定子磁链参数自适应能力。     

表贴式永磁同步电机的多参数在线辨识

针对表贴式永磁同步电机的多参数辨识,提出一种基于模型参考自适应理论的在线辨识方法,可在同一模型中对定子电阻、交直轴电感和永磁体磁链进行辨识。该方法借助Popov超稳定理论设计自适应律,保证了特定条件下辨识的收敛性,同时采用分步辨识,克服多参数辨识的欠秩问题,保证了辨识结果的唯一性,从而实现多参数辨识。分步辨识首先利用电机q轴电流方程估算出交直轴电感,之后对d轴注入一个小电流值,利用已获得的电感值辨识出定子电阻和转子磁链,同时所辨识出的磁链可进一步用来在线估算定子电阻值的变化。仿真和实验结果表明,该方法可以在同一模型中准确辨识出电机的多个参数,且无需考虑电机的运行状态,具有实用性。     

磁链微分反馈的双馈风力发电机无速度传感器控制

针对双馈风力发电机无速度传感器模型参考自适应算法中纯积分环节造成的直流偏置和定子磁链振荡问题,提出磁链振荡改进控制策略。以分析双馈电机定子磁链振荡产生的因素为基础,建立定子磁链振荡模型,并通过对双馈电机定子磁链定向矢量控制原理的分析,提出将模型参考自适应算法中的定子磁链观测与双馈电机矢量控制结合起来考虑,利用定子磁链微分反馈和有功电流共同作用来抑制观测定子磁链振荡的控制策略。实验分析表明,该方法能有效抑制定子磁链的振荡和过冲,准确观测双馈电机转速,在亚同步速、同步速、超同步速3种状态下具有良好的动静态性能。     

基于波波夫超稳定性的无刷双馈电机直接转矩控制

在无刷双馈电机直接转矩控制系统中,定子参数变化会引起电机特性不稳定。基于模型参考自适应控制策略(model reference adoptive strategy,MRAS)设计了一种新型的磁链、速度自适应观测器,以无刷双馈电机的定子电流及磁链为状态变量,将磁链观测和速度辨识结合在一起,定子磁链观测值直接应用于直接转矩控制算法中,构建了无速度传感器无刷双馈电机直接转矩控制系统。采用波波夫超稳定性理论确定速度自适应律,建立了Matlab/Simulink环境下直接转矩控制系统的仿真模型。仿真研究结果表明,所提出的磁链、速度自适应观测器可实现定子磁链、速度的精确辨识,磁链轨迹可以保持容差范围内的圆形,有效减少无刷双馈电机定子电阻变化对系统运行特性的影响,提高了系统的稳定性和鲁棒性。     

基于扩展卡尔曼滤波器的永磁同步电机转速估计方法研究

研究了利用扩展卡尔曼滤波器(extended kalman filter, EKF)对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)矢量控制系统进行参数精确估计的方法。通过引入定子电流和电压,在线估计电机的定子磁链、电机转速和转子位置,进而实现永磁同步电机的无传感器控制。仿真结果表明EKF准确地观测了电机转速和磁链,所构建的无速度传感器矢量控制系统具有良好的控制性能。     

非线性正交磁链观测器在异步电机直接转矩控制中的研究

提出一种适合异步电机直接转矩控制的非线性正交反馈补偿定子磁链观测器,该观测器从确保磁链和反电势正交的角度出发,保证了电机在宽运行范围内定子磁链观测的准确性.试验表明:该观测器能在较宽的速度范围内精确估算电机定子磁链,实现异步电机直接转矩控制系统的高性能控制.     

一种改进的电压型转子磁链估计模型

为了实现高性能异步电机矢量控制,必需解决转子磁链的准确估计,本文介绍一种改进电压型转子磁链估计模型,它是针对传统的电压型磁链估计模型在低速时磁链估计不准确而提出的．文中详细介绍了这种改进的磁链估计模型的原理与框图。通过仿真结果与控制系统实验结果表明,这种改进电压型转子磁链估计模型能够准确辨识转子磁链,而且低速时动态性能良好。     

一种适合DTC应用的非线性正交反馈补偿磁链观测器

提出一种适合永磁同步电机直接转矩控制的非线性正交反馈补偿定子磁链观测器，从确保磁链和反电势正交的角度出发，保证电机在宽运行范围定子磁链观测的准确性，能有效解决传统磁链观测器存在的直流漂移、磁场饱和及电机极低速运行时磁链观测不准等问题。新型观测器结构简单，无需PI调节，没有非线性饱和限幅环节，对电机参数鲁棒性好，且易于工程实现。针对一台2 kW永磁同步电机，采用数字信号处理器DSP对所提出的观测器进行了数字化实现。实验表明，该观测器能在宽速度范围内精确地估算电机定子磁链，实现永磁同步电机直接转矩控制系统的高性能控制。     

电励磁同步电动机磁链观测模型

在对电励磁同步电动机磁链的观测时,电流模型易受电动机参数变化的影响,并且为开环控制,观测不准确;传统电压模型存在直流偏置和积分误差,新电压模型解决了上述两个问题,但低速启动时,定子电阻压降影响较大.针对上述问题,结合电流模型与新电压模型各自的优点,通过仿真分析,得到了适合全程观测的综合磁链模型.使低速时的电流模型和高速时的新电压模型能平稳过渡,从而提高了整个运行范围内磁链观测的准确度.     

定子电阻对无速度传感器系统的影响及其在线调整

分析了定子电阻对无速度传感器系统的影响,指出定子电阻变化引起的定子磁链稳态误差与电阻误差值、电流幅值、同步角速度和初始误差值有关,最终影响磁场定向和转速估算的准确性.基于定子磁链处于稳态时,转子电流矢量应与转子磁链矢量垂直的原则,提出了一种闭环形式的定子电阻在线调整方法.该方法使用比例(P)调节器以控制目标量为零,调整定子电阻值.仿真结果表明在转速给定10 r/min,定子电阻线性增加和减小50%的情况下,转速波动不超过10%,定子磁链幅值偏差在0.02～0.05 Wb之间,定子磁链的相位偏差不超过0.2 rad.