永磁同步电机无传感器控制研究

设计了带有开关增益自适应率的滑模观测器,采用Lyapunov理论对其稳定性进行分析.研究了当电机参数发生变化时,转子位置角估算值的变化情况,并在基于TMS320LF2808的永磁同步电机(PMsM)的无传感器控制系统上进行验证.实验结果表明,该滑模观测器对参数变化具有很强的鲁棒性,能够实现对转轴位置的检测.     

一种基于DSP的PMSM转子位置及速度估计新方法

在分析永磁同步电机数学模型的基础上,针对永磁电机无位置传感器运行的需要,提出了一种全数字化的基于估计坐标系的永磁同步电动机(PMSM)位置估算方法,并应用这种方法建立了永磁同步电机无位置传感器的矢量控制系统,在DSP芯片TMS320LF2407A上得到了具体验证和实现。该方案将电气稳态操作概念引入电机的状态估计中,有效解决了暂态过程中转子速度、位置估计不精确的问题。在讨论状态估计算法对电机参数依赖性的基础上,给出了估计误差补偿算法。该状态估计算法简单,计算量小,易于数字化实现。实验结果表明,所提出的PMSM无传感器控制方法具有较强的鲁棒性和令人满意的性能。     

基于观测器的无传感器凸装式永磁同步电机的控制

提出了一种基于观测器理论的永磁同步电机无传感器控制方法。文中转子位置通过对磁通的估计而获得，速度反馈信息则通过一个闭环状态观测器进行估计，整个控制策略由一片ＤＳＰ３２０Ｃ２５执行，通过一台２５ｋＷ的电机测试表明，该方法在稳态、暂态条件下均能获得较好的结果。     

一种改进的永磁同步电机无传感器滑模控制

基于滑模控制理论,提出了一种改进的滑模观测器算法,根据李亚普诺夫稳定性理论来判定观测器的收敛性条件,通过收敛条件来确定滑模观测器增益,从而实现了永磁同步电机无位置传感器矢量控制.在理论分析基础上,搭建了基于TMS320F28035的永磁同步电机实验平台,验证了该改进滑模观测器无传感器磁场定向控制算法的有效性,具有很好的抗负载扰动能力.     

基于中心差分滤波算法的PMSM无传感器控制方法

基于永磁同步电机无传感器矢量控制的性能要求,提出了一种基于CDKF算法的非线性系统参数辨识的无传感器控制方法。该方法利用永磁同步电机的电压及电流信号在线实时估计电机的转速和转子角位移,进而得到矢量控制系统转速反馈信号和矢量变换角位移。仿真结果表明,该方法既能获得较高的估计精度,又能有效提高计算速度,满足永磁同步电机无传感器矢量控制的性能要求。     

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。     

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。     

基于自抗扰控制器的内置式永磁同步电机无位置传感器控制

位置传感器故障是内置式永磁同步电机可靠性降低的重要原因之一。针对无位置传感器算法中滑模观测器存在观测角度滞后和系统抖振的缺陷,提出了一种以自抗扰控制器为核心的无速度传感器控制方法。该方法基于内置式永磁同步电机的扩展反电动势模型,重新设计了适用于其电流内环的自抗扰控制器,使之不再依赖于永磁体磁链参数。针对位置和速度估计问题,系统将扩展反电动势纳入未知扰动,采用状态扩张观测器对其进行估计,最后使用锁相环生成转速和转子位置。仿真和实验结果表明,该控制策略能够准确估计电机转子位置,并具有很好的稳态性能。     

基于UKF的永磁直线电机进给系统位置与速度估计

Unscented卡尔曼滤波器(UKF)在许多非线性估计及控制问题中取得了成功的应用.针对永磁直线同步电机(PMLSM)进给系统的特点,将UKF引入PMLSM的位置与速度估计中,建立了基于UKF的无位置传感器PMLSM进给系统.通过迭代搜索分析滤波器参数对UKF估计性能的影响,并对噪声方差阵参数进行了优化.分别对PMLSM有位置传感器进给系统和无位置传感器进给系统进行了仿真研究.仿真结果表明,UKF具有较高的估计性能,基于UKF的的无位置传感器PMLSM闭环控制系统在宽的速度范围内具有较好的速度响应特性,对初始位置误差具有较快的收敛特性.最后通过实验验证了UKF算法在PMLSM的状态估计中的有效性.     

PMSM转速和转子位置的滚动时域估计器设计

围绕永磁同步电机(PMSM)驱动控制系统的无位置传感器实现,设计了一种基于系统模型的PMSM滚动时域估计器(MHE),以实现PMSM转速和转子位置估计.MHE算法可视为适当假设下一种含等式约束的二次规划类最优问题迭代求解.针对不同的时域尺度,评估了MHE的稳态和暂态性能,并探明了估计误差、计算负担和时域尺度之间的关系....     

凸极永磁同步风力发电机无速度传感器控制

基于全阶滑模观测器的凸极永磁同步风力发电机无速度传感器控制可以通过提高滑模增益来提高系统的鲁棒性,但提高滑模增益会放大滑模噪声.为了解决这个矛盾,文中提出了有效反电动势的概念,并基于有效反电动势的概念设计了一种全阶状态滑模观测器,分析了该全阶状态滑模观测器的滑模抖振抑制特性和转子位置估计对转速估计误差的鲁棒性.与全阶滑模观测器相比,所建立的全阶状态滑模观测器在不放大滑模噪声的前提下,可进一步提高转子位置估计对转速估计误差的鲁棒性.实验结果表明,该方法可实现稳定的无速度传感器控制,具有良好的动稳态特性,转子位置估计对转速估计误差具有更强的鲁棒性.     

无传感器内置式永磁同步电机低速运行转子位置鲁棒观测器

低速运行控制是无位置传感器内置式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor,IPMSM)控制系统的关键技术。为了改善无传感器IPMSM矢量控制系统的低速性能,研究了一种基于高频信号注入的转子位置鲁棒观测器,以使位置观测环节具有较强的抗负载扰动能力。在分析扰动转矩可能导致观测器收敛到磁极相反位置问题基础上,针对扰动转矩特性对转子位置鲁棒观测器的结构进行设计。根据阶跃式和斜坡式扰动转矩特性及位置观测误差期望指标,采用极点配置的方法对观测器反馈增益矩阵参数设计进行分析。通过IPMSM无传感器矢量控制系统验证了该转子位置鲁棒观测器的有效性。     

电动汽车用永磁同步电机模型预测MRAS无速度传感器控制

针对电动汽车机械式传感器在复杂工作环境下易失效的问题,将基于模型参考自适应(MRAS)的无速度传感器技术应用于电动汽车中。针对传统MRAS无速度传感器控制存在的转子位置估计相位延迟较大、转速估计误差较大等问题,将模型预测控制算法应用到MRAS中。参考模型选用永磁同步电机(PMSM)电流磁链方程,可调模型选取电压磁链方程,代价函数是磁链的差值,待估计参数选择转子位置。与传统MRAS无速度传感器控制算法相比,转速、转子位置估计结果更加精确,估计误差较小,动态性能和稳态性能优良。通过仿真和试验验证了算法的可行性和有效性。     

永磁同步电机无位置传感器混合控制策略

转子位置混合观测策略对于实现无传感器内置式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor,IPMSM)全速域运行非常关键。针对IPMSM无传感器矢量控制系统,提出一种由高频信号注入法与反电动势模型法的位置误差信息相融合的混合观测方法。低速运行时注入脉振高频电压信号,通过对高频电流幅值处理获得转子位置误差信号,中高速运行则通过反电动势模型滑模观测器获得位置误差信息,对两种方法所得位置误差信号进行归一化处理,并根据运行转速对归一化后的位置误差信号以加权的方式进行信息融合。通过一个软件锁相环获取混合位置观测值,并分析混合观测器的稳定性及参数设计。最后通过2.2kW IPMSM无传感器矢量控制系统验证了控制策略的有效性。     

永磁同步电机无速度传感器控制系统研究

介绍了一种基于TMS320LF2808型DSP芯片实现的无位置传感器永磁同步电机全数字控制系统。该系统采用滑模变结构观测器来获得转速和转子位置,与传统的观测算法相比,该方法低速时的转角估计误差显著减少。该系统充分利用了DSP片内资源丰富、运算速度快的特点。实验结果表明系统获得了良好的控制性能。     

基于改进ASMO的永磁同步电机无传感器控制策略

针对永磁同步电机(PMSM)无传感器控制系统中存在滑模高频抖动,转子位置估算误差较大等问题,在传统滑模观测器(SMO)的基础上,提出了一种改进自适应滑模观测器(ASMO),并使用Lyapunov定理证明了该观测器的稳定性。通过采用分段指数函数代替传统开关函数,结合锁相环(PLL)技术从反电动势中提取转子位置和转速信号,可以有效抑制抖振,减小观测误差。MATLAB仿真结果表明:与传统SMO相比,改进后的ASMO受转速变化影响较小,具有更高的精度和良好的动态性能。     

永磁同步电机无位置估计误差的滑模观测器无速度传感器控制方法

传统滑模观测器(SMO)无速度传感器控制方法在电机的运行速度出现较大变化时,对位置的估计会出现稳态误差。为了消除位置的估计误差,提出了一种带有反动电势修正的SMO无速度传感器控制方法。反电动势的修正律基于永磁同步电机(PMSM)的d-q轴电流模型。即使电机运行在速度大幅波动的情况下,也能保持位置估计误差为零,且该方法计算增量较小,易于实现。将所提出的方法在1台1.5 kW的PMSM上进行了仿真和试验,结果验证了位置估计误差能有效地收敛至零。     

一种基于脉振高频电压注入法的转子位置检测方法

在基于脉振高频电压注入法的内置式永磁同步电机(IPMSM)无位置传感器控制中,使用滤波器提取转子位置信息影响了系统动态性能。提出一种基于二阶广义积分器(SOGI)的转子位置检测方法。利用SOGI构建位置观测器,简化系统参数整定过程,动态过程中可以更加准确地提取转子位置信息,有效地减小了转子位置动态估计误差,最后仿真结果表明该方法改善了系统的控制性能。     

在线建模的开关磁阻电机四象限运行无位置传感器控制

基于在线建模提出了一种开关磁阻电机无位置传感器控制方法。建立了以相电流和磁链为输入、转子位置角度为输出的径向基神经网络模型,以轴编码器实时获得的转子位置角度为学习样本,对开关磁阻电机进行了在线建模。提出了静止状态下激励脉冲法与运行状态下滑模观测器相结合的四象限运行无位置传感器控制策略,实现了电机无传感器运行。实验结果表明,电机转子位置估计误差小于2,象限间切换可靠,具有良好的动态和静态性能,为大功率开关磁阻电机无传感器控制提供了一种易于实现的方案。     

城轨牵引内置式永磁同步电机转速及转子位置检测

针对城轨牵引无传感器内置式永磁同步电机的运行要求,设计了一种基于新型滑模观测器的内置式永磁同步电机转速及转子位置观测器,通过电机电流的滑模观测模块对扩展反电动势进行观测,使用S型函数取代传统的离散控制律,以削弱系统“抖振”;采用转速参数辨识和转子位置角度的锁相环将转速与位置分开观测,以提高转速和转子位置的观测精度;采用变参数PI控制器替代传统的内置式永磁同步电机速度控制环中恒参数PI控制器,以改善系统动态性能.证明了该新型滑模观测器的控制系统的稳定性,开发了基于STM32F103嵌入式微控制器的滑模观测矢量控制系统,实验结果验证了该控制策略的有效性与可行性.