引入比例谐振调节器的双馈电机转子电流无速度传感器控制

双馈风力发电机转子电流模型参考自适应系统(MRAS)的转速估算方法中,由于定、转子电压、电流采样信号的漂移及AD转换的偏差,致使所估计的双馈电机转速幅值中呈现不同程度的交流脉动。针对此问题,提出了在自适应实时调节机构中,采用PI并联比例谐振(PR)控制器共同作用的控制策略。该方法可消除转速估计中角频率和转差频率的交流脉动,实现转速精确估计,提高双馈电机发电质量。基于10 k W的双馈风力发电模拟平台进行了实验研究,通过与PI控制对比验证了PI并联比例谐振控制的优越性。     

基于转子电流的双馈感应电机无速度传感器控制

提出一种基于转子电流的模型参考自适应系统(MRAS)的双馈感应电机(DFIM)无速度传感器控制方法.首先建立了基于定子磁链定向的DFIM矢量控制模型,实现了电机转速/转矩控制和有功/无功功率解耦控制,然后采用基于MRAS的转速辨识方法,将测量得到的转子电流作为参考模型,通过定子电压和电流估测得到的转子电流作为自适应模型,用PI闭环控制构造转子位置和转速信息.为验证理论分析的正确性,以50 kW的DFIM为例设计了一套控制系统.通过电动机运行工况下的空载变速实验和发电机运行工况下的功率控制实验,估测转子位置和转速在不同转速和功率工况下都能准确跟踪实际值.仿真和实验结果表明系统能实现对DFIM无速度传感器控制,证明了所提出的方案的可行性.     

基于三电平变流器的PMSM无速度传感器控制研究

随着海上风电的快速发展,大功率永磁同步电机的应用越来越多,采用三电平变流器的中压系统因其更低的谐波和更好的控制效果得到了广泛应用。本文介绍了一种基于60°坐标系三电平变流器的SVPWM实现方法,该方法可以省去复杂的三角函数运算,易于工程实现,且控制效果良好;在此基础上介绍了采用模型参考自适应方法实现的永磁同步电机的无速度传感器控制方案,此辨识方法控制原理简单,系统的动态特性好。通过搭建系统的仿真模型,证明了采用60°坐标系的SVPWM方法的正确性和有效性,并验证了基于模型参考自适应的矢量控制方案的控制效果,可以准确获取电机转速和转子位置角信息,并且在突加突减负载的条件下,系统都可以稳定运行,动态特性良好。     

基于SMO的PMSM无位置传感器算法研究

基于滑模变结构观测器(SMO)的基本理论,构造了永磁同步电机(PMSM)矢量控制系统的仿真模型,并对永磁同步电机无位置传感器的转子位置和速度估计算法进行改进,用一个饱和函数代替sign函数,用变截止频率低通滤波器代替固定截止频率低通滤波器,用自适应算法速度观测器代替传统基于电机模型的无位置传感器,实现了无位置传感器对电机转速的准确估算.仿真和实验结果验证了该技术的有效性和合理性.     

基于MRAS和模糊算法的PMSM无传感器控制

基于对模型参考自适应(MRAS)算法估计永磁同步电机(PMSM)转速和位置原理的分析,针对传统的pi自适应律,提出了一种基于模糊自适应律的模型参考自适应复合控制算法.建立了永磁同步电机无速度传感器和带速度传感器的矢量控制仿真模型并进行分析,仿真结果表明与传统的模型参考自适应无速度传感器方法相比,改进算法后的系统具有更好的带负载能力,与带速度传感器控制系统相比也具有较好的控制性能.     

双三相永磁同步电机多参数辨识无传感器控制

双三相永磁同步电机(DTP-PMSM)参数受到负载量、温度等因素的影响而发生变化,降低了传统模型参考自适应系统(MRAS)无传感器控制方法的精度和稳定性.针对这个问题,提出一种基于电阻和磁链辨识分段处理的无传感器控制方法,电机低速运行时加入电阻辨识,高速运行时加入磁链辨识.为此,结合电机数学模型,研究了全速MRAS无传感器控制参数辨识系统,推导多参数辨识的自适应律,并验证参数估计唯一性和收敛性.仿真和实验结果表明,改进后的无传感器控制方法能够准确跟踪转子的速度和位置,具有良好的鲁棒性,降低了对参数的敏感性.     

基于改进型MRAS的PMSM转子位置估计

对于永磁同步电机(PMSM)无位置传感器控制系统中转速和转子位置的估计,采用模型参考自适应法(MRAS)。在数字化系统中,通常数字化积分采用的矩形公式会引入截断误差,影响参考模型计算的精度,进而导致估计的转速和转子位置误差较大。针对该问题,提出基于预测-校正系统的数字积分法,通过预测下一刻积分值来校正矩形公式产生的误差,大大减小了数字化积分误差对算法精度的影响,提高了MRAS估计转速和转子位置的精度,并通过仿真和实验验证了该方法的有效性。     

PMSM中高低速段无位置传感器控制方法综述

文中针对永磁同步电动机无位置传感器控制方法,分别对中高低速度阶段的永磁同步电动机无位置传感器控制技术目前的研究现状作了较详细阐述,指出了各种控制方法的特点及适应性,以提供参考。     

利用EKF实现PMSM无转子位置检测控制

介绍一种采用外推卡尔曼滤波实现对转速与转子位置观测的控制方案,对外推卡尔曼滤波在无转子位置检测磁场定向控制中的应用原理进行了详细的分析,并实现了对转速与转子位置的解耦,最后给出了利用扩展卡尔曼滤波实现永磁同步电动机无转子位置检测磁场定向控制系统的仿真结果,证明了利用外推卡尔曼滤波实现永磁同步电动机无转子位置检测控制的可行性。     

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。     

永磁同步电机模型参考自适应无速度控制研究

提出了一种表贴式永磁同步电机(PMSM)基于定子磁链的模型参考自适应系统(MRAS)无速度控制方法,利用其定子磁链观测器的电压模型和电流模型分别建立了MRAS无速度方法中的参考模型和可调模型;利用正实引理和Popov超稳定理论证明了该控制算法的稳定性并推导了其比例积分(PI)自适应律;在同步旋转坐标系下的小信号模型基础上介绍了PI控制器的参数设计方法。仿真与实验结果表明,所提方法能准确观测电机转速,具有良好的控制性能。     

基于MRAS和SMO相结合的PMSM矢量控制

通过对MRAS和SMO进行分析,提出了一种基于MRAS和SMO相结合的永磁同步电机无速度传感器的控制方法。由SMO算法实现永磁同步电机定子电流的估计,构成MRAS算法的可调模型部分,实现了永磁同步电机转子转速的估计和整个系统的三闭环控制,详细介绍了基于MRAS和SMO相结合的永磁同步电机无速度传感器控制系统的建立并进行了测试。测试结果表明,该控制系统具有良好的低速调速功能、动静态性能和鲁棒性。     

永磁同步电机转子磁位自检测复合方法

针对永磁同步电机转子磁位和速度检测问题,提出了将脉振高频电压信号注入法和模型参考自适应法有机结合的新型无速度传感器的复合方法,建立了无传感器矢量控制系统.通过设计速度切换器,实现了两种方法间的平滑切换.解决了单一方法不能在全速度范围内同时兼顾良好的动态、稳态性能的问题,使系统实现了包括初始磁位在内的转子位置和速度的精确检测和控制.仿真结果表明,该复合方法能可靠的实现永磁同步电机全速度范围内的起动和运行.系统具有优良的动态、稳态性能.     

永磁同步电机自适应滑模负载观测器研究

为提高同步电机驱动系统抗外部负载突变干扰的能力,基于Popov超稳定理论和滑模变结构控制理论提出一种负载转矩观测器,应用于永磁同步电机转速电流双闭环调速系统中,为转速控制器提供实时的转矩信息.其中选取永磁同步电机自身作为参考模型,选取永磁同步电机转速模型作为可调模型,利用负载转矩的估计误差构造基于积分分离理论的滑模面.系统仿真实验表明:减弱了转矩观测值的抖振;能快速准确检测出负载转矩的初始值和工作过程中常见的突变、冲击、波动这三种类型的转矩变化;通过引入转矩观测器,增强了系统的抗干扰能力.     

A nonlinear adaptive speed tracking control for sensorless permanent magnet step motors with unknown load torque

Assuming that only stator currents and voltages are available for feedback, a nonlinear adaptive speed tracking control algorithm is proposed for a permanent magnet step motor with unknown constant load torque. It relies on three new theoretical results: the ‘s‐alignment’ and ‘c‐alignment’ procedures, in which the motor is forced to reach certain known equilibrium points, and an output feedback controller which guarantees asymptotic speed tracking for every initial condition belonging to an explicitly computed domain of attraction (global exponential convergence is achieved in the case of known constant load torque). Numerical simulation results illustrate the effectiveness of the proposed solution. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

采用非线性观测器的PMLSM无位置传感器控制

为了满足永磁直线同步电机( PMLSM)运动控制系统必须确定电机磁极位置的需求,提出一种利用电机端电压和端电流信号,通过非线性观测器估计定子磁极位置和动子速度的方法.该非线性观测器首先估计出磁极位置角的正弦量和余弦量,再估计出位置角θ,然后利用PI跟踪控制器得到动子速度信号.该算法和Lunberger观测器以及Kalm...     

Stability analysis of sensorless speed control of IPMSM

In the speed control of an interior permanent magnet synchronous motor (IPMSM), for stability reasons, the closed‐loop pole positions should be on the left‐hand side of the S‐plane, and for fast response requirements these poles should have a small time constant. Unfortunately, the motor poles have a very long time constant, which makes the system response very slow. To solve this problem, the zeros of PI controllers are used to compensate the motor poles. As the motor operates, the temperature increases, which changes the parameters of the motor and, accordingly, the motor poles change their position so the PI controller cannot compensate these poles. To solve this problem, many parameter estimation algorithms have been used to detect new parameter values and adapt the PI controller gains so that to compensate the motor poles continually. These parameter estimation algorithms complicate and add cost to the system. This paper demonstrates that, for a temperature up to 70 °C, the system is capable of giving fast response and stable operation by using a good design of the PI controller regardless of the parameter changes.     

SMO在无位置传感器PMSM驱动控制系统的应用

为了开发一种成本低、可靠性好、维护简单的无位置和速度传感器的控制方法,在分析永磁同步电动机PMSM的数学模型和滑模变结构控制基本理论的基础上,建立了基于滑模观测器SMO的PMSM无传感器驱动控制系统模型.以TMS320LF2407A DSP为核心构建了PMSM无传感器驱动控制系统,并进行了仿真和实验研究.结果表明,所提出滑模观测器能够准确地估算出电机的位置信息,并且系统具有较好的静、动态特性,从而验证了滑模观测器在无位置传感器PMSM驱动控制系统中应用的可行性和正确性.     

HEV用开绕组永磁同步电机双逆变器协同控制

针对传统多能源混合动力汽车(HEV),采取了一种可同时使用两种能源的开绕组(OW)永磁同步电机(PMSM)双逆变器驱动系统。利用开绕组系统的结构灵活性,研究了双逆变器在三种不同电压分配方式下的协同控制方法,通过分别控制两逆变器的输出电压,管理两逆变器与电机的功率流向,满足HEV不同运行工况的性能要求。同时采用了结合最大转矩电流比算法的空间矢量调制直接转矩控制策略,以获得系统更好可控性。实验结果验证了所提出的HEV用OW-PMSM双逆变器系统的协同控制策略的可行性和有效性。