基于MRAS的永磁同步电机无传感器矢量控制研究

提出了一种基于模型参考自适应理论(MRAS)的速度与位置估算方法。以PMSM本身作为参考模型,以含有转速变量的定子电流方程作为可调模型,以Popov超稳定性理论为基础设计自适应律,当可调模型等效于参考模型时,输出的估计转速收敛于真实值,实现了无速度传感器的电机控制。利用MATLAB/Simulink搭建了仿真模型,仿真结果表明基于MRAS的无传感器控制对转速和转子位置角有很好的辨识效果。     

基于MRAS和FNN的异步电动机无速度传感器直接转矩控制

针对传统直接转矩控制系统中磁链和转矩存在较大的脉动,采用基于模糊神经网络(FNN)控制器的预期电压矢量调制方案.速度传感器安装不方便、成本高,磁链观测对电阻的依赖性强,尤其是在电机低速运行时,应用模型参考自适应控制策略(MRAS)设计速度、电阻自适应定子磁链观测器,以定子电流和定子磁链为状态变量,利用Popov超稳定性理论得到转子转速和转子电阻的自适应律.建立了异步电动机无速度传感器直接转矩控制系统的Matlab/Simulink仿真模型,仿真结果表明系统脉动较小,提高了定子磁链和转速的观测精度.     

双馈感应电机无速度传感器控制策略

提出了一种双馈感应电机(Doubly Fed Induction Machine,简称DFIM)无速度传感器控制策略.构建了一种以TMS320F2808为主控芯片的DFIM无速度传感器数字控制系统.该系统可根据实测定子电压和定、转子电流,应用坐标变换方式和简单乘除运算直接获得转子位置角度和转速,因此控制算法简便,易于实现.实验结果表明,该方法能够准确观测出转子位置角度和速度,使系统获得了良好的控制性能.     

基于MRAS的永磁同步电机无传感器控制研究

针对在永磁同步电机(PMSM)中安装传感器带的高成本、体积增大、可靠性降低、易受环境干扰等缺陷,提出了一种基于模型参考自适应理论(MRAS)的转速和转子位置的估算方法.以PMSM本体作为参考模型,电机的定子电流作为可调模型,以超稳定性与正性动态系统理论(Popov)为基础,设计了自适应律PI调节器参数,达到了可调模型稳定追踪参考模型的目的,实现了无速度传感器的转速和转子位置的准确估计.仿真结果表明,所提出的电机无位置传感器的控制方法能在转速突变、负载转矩扰动的情况下,快速、准确估算转速和转子位置,具有较强的动静态性能和鲁棒性.     

基于q轴电流的模糊MRAS观测器PMSM无速度传感器控制

针对永磁同步电机的模型参考自适应系统（MRAS）无速度传感器技术对电机参数变化敏感、转速及负载突变后转速及位置估计值不精确等缺点,提出一种基于q轴电流分量的模糊PI模型参考自适应观测方法。在传统的MRAS观测器方法基础上,通过实时检测q轴电流分量,结合模糊算法实时调整MRAS中的PI参数,形成模糊MRAS观测器,以修正由转速、负载及电机参数发生改变带来的速度及位置检测误差。同时,针对观测器内部电机参数敏感的特点,通过对电机d轴注入阶梯电压信号,从而得到稳态d轴电流,并利用欧姆定律对电机定子电阻进行预辨识,使模糊MRAS观测器得到的转速及位置估计值更准确。最后,以400W表贴式永磁同步电机为实验研究对象进行了仿真以及实验分析,验证了该方法的有效性。     

模糊MRAS方法在永磁同步电机无速度传感器控制系统中的应用

模型参考自适应系统(MRAS)由于结构简单,因而在无速度传感器永磁同步电机控制中被广泛采用,用来估算转子位置和转速,但是在周期性脉动负载工况时,MRAS中恒定单一的比例积分(PI)控制器不能很好地满足控制性能的要求。为了避免在不同转速和负载条件下复杂的PI参数调整,研究了基于模糊控制技术的永磁同步电机无速度传感器系统。该调速系统采用转子磁链定向的矢量控制作为其基本的控制策略,利用MRAS对转子位置和转速进行估算,提出了一种基于模糊控制的MRAS。该系统中应用模糊控制器替代PI控制器,省去了需要调整PI参数的麻烦。通过仿真证明了该方法的有效性和可行性,仿真结果表明,基于模糊控制的MRAS能够很好地实现周期性脉动负载工况下电机转子位置和转速的估算,具有较好的鲁棒性。     

高速永磁同步电机无速度传感器矢量控制研究

针对普通无速度传感器矢量控制算法无法满足永磁同步电机(PMSM)高速运行问题,设计了一种基于模型参考自适应系统(MRAS)的矢量控制方案。该方案由I/F控制器和MRAS控制器组成。低转速采用I/F控制器控制电机转速,高转速采用MRAS控制电机转速,特殊处理后使切换过程中电流平滑过渡,以达到高低转速均可正常运行的目的。以磁悬浮PMSM作为驱动对象,电机转子联接风机实现带载。试验结果表明,与传统的无传感器矢量控制相比,所提出的控制方案更有效地驱动PMSM,满足高速运行工况。     

一种永磁同步电机无速度传感器的矢量控制

研究了一种基于MRAS的永磁同步电机速度辨识方案:将永磁同步电机的电流模型作为参考模型,估算的定子磁链模型作为可调模型,设计了自适应律同时辨识电机转速和定子电阻.利用该方案建立了永磁同步电机的无速度传感器矢量控制系统.仿真和实验结果表明,该方案在高、低速以及转速突变时均能准确检测转子的速度以及在线辨识定子电阻,系统具有良好的静、动态调速性能.     

基于改进型MRAS的永磁同步电机无位置传感器控制方法研究

为提高电传动装甲车辆的运行稳定性,提出将模型参考自适应（MRAS）用于永磁同步轮毂电机无位置传感器控制,同时考虑到传统MRAS法的辨识精度易受电机参数变化的影响,提出一种能够对定子电阻进行实时辨识的改进方法。基于改进型MRAS法,构建了轮毂电机无位置传感器控制系统,基于Matlab/Simulink仿真对比了加入电阻辨识环节前后转速及转子位置的辨识效果,仿真结果验证了改进设计的优越性能,有效提高了电阻动态变化过程中转速及转子位置的辨识精度,避免了因参数变化引起的误差过大问题。     

一种改进的内埋式永磁同步电机-脉动负载调速系统转子转速估算方法

在采用无速度传感器控制的内埋式永磁同步电机(IPMSM)驱动周期性脉动负载调速系统中,为了精确地估算转子转速的脉动,提出了一种改进的转子转速估算方法。驱动系统采用转子磁场定向矢量控制和基于模型参考自适应系统(MRAS)的转子位置估算作为其基本的控制策略。通过JMAG软件对电机进行电磁场分析,得到了基于有限元方法的变参数电机模型,进而确定了随电机相电流和转子位置变化的电机参数值,将这些变化的参数嵌入到模型参考自适应系统(MRAS)中以提高转速估算的精度。同时,本文对电机输出转矩还采用了前馈补偿策略以匹配周期性脉动负载来减小转速脉动。通过实验验证了所提出方法的可行性与有效性,实验结果表明,在脉动负载条件下该改进方法能够大幅降低转子实际转速与估算转速之间的误差。     

定子磁场定向无速度传感器异步电机控制系统研究

提出一种改进的MRAS(模型参考自适应)磁链转速观测器,同时辨识了定子磁链和转子转速,并在此基础上实现了定子电阻的在线调整和定子电阻压降的补偿。在异步电机按定子磁场定向控制中,采用定子电阻压降补偿和电流转矩分量的闭环控制,实现了定子磁链的控制,系统具有较好的鲁棒性。     

一种改进的模型参考自适应定子磁链观测器

分析了几种常用磁链观测方法,提出一种改进的MRAS(模型参考自适应)磁链转速观测器,同时辨识了定子磁链和转子转速。在异步电机按定子磁场定向控制系统中,采用定子电阻压降补偿和电流转矩分量的闭环控制,实现了定子磁链的控制,系统具有较好的鲁棒性。     

Design and implementation of a closed-loop observer and adaptivecontroller for induction motor drives

This paper discusses the implementation and experimental results of a closed-loop rotor flux observer and model reference adaptive system (MRAS) of a direct field-oriented control (FOC) of an induction motor drive. The motor was supplied from a high-frequency (20 kHz) AC resonant link via a MOS-controlled-thyristor (MCT)-based bidirectional converter. Hardware and software implementations of the various motor control functions are presented. The closed-loop observer combines the current and voltage models via a speed-dependent gain (SDG). The current model was formulated to operate in the rotor reference frame and requires only an encoder angle and not the actual rotor speed for implementation. The closed-loop observer permits the use of a pure analog integrator to calculate an adequate stator flux. The use of an AC resonant link further complicated an all-digital calculation of the stator flux. The observer and adaptive controller were tested on a 400-Hz 2-hp induction motor for low and high speeds. The closed-loop observer showed sensitivity at low speeds to the rotor circuit time constant which attributed to the current model rotor flux estimation. At high speed, the closed-loop observer followed the voltage model rotor flux estimation attributes. The MRAS was able to improve the complete speed response by correcting the current model rotor flux observer for errors in estimation of its parameters     

基于磁通观察器的感应电动机无速度传感器矢量控制系统的参数在线辨识

提出了一个基于磁通观察器的感应电动机无速度传感器矢量控制系统的参数在线辨识方案 ,包括利用d轴磁通误差实现定子电阻在线辨识法和利用励磁电流指令上叠加交流信号实现转子电阻在线辨识法。该方案的优点是系统简单 ,解决了电机参数变化对调速精度和系统稳定性影响的问题。数字仿真和实验结果验证了方案的有效性。     

异步电动机低速时无速度传感器控制的一种新方案

介绍了一种新的简单的用于高性能异步电动机控制的定子电阻估算方法.利用旋转坐标沿定子电流矢量方向定向,可使定子电阻直接从异步电动机的数学模型中获得.通过电机在低速范围的运行,用无速度传感器直接磁场定向控制系统来检测提出的方法.控制系统用了两个观测器:一个是用于估计转子磁链的卡尔曼滤波观测器,另一个是用于辨识速度的模型参考自适应观测器.仿真结果表明了该方法的有效性.     

基于单元串联的无速度传感器矢量控制算法研究

基于功率单元串联的高压变频器有着节约能源和高功率因数等优点,在高耗能行业中广泛应用,但这类变频器普遍存在低速性能不佳等问题。将基于定子电流的模型参考自适应(MRAS)算法应用到单元串联高压变频器无速度传感器矢量控制系统当中,通过仿真和硬件平台上的实验验证了这种算法的电机转速估测精度较高,使高压变频器控制系统有了良好的低速性能和动静态性能。     

基于滑模MRAS速度估计的感应电机无传感器控制

滑模模型参考自适应控制系统是基于传统的模型参考自适应控制思想，利用滑模控制器的良好特性而形成的一种新的控制方法。在矢量控制算法的基础上，结合感应电机这一非线性控制对象，设计了滑模MRAS速度观测器。该观测器具有传统的MRAS构架，将反馈机制采用滑模控制器代替，针对MRAS速度估计精度受定子阻抗影响的不足，设计了定子阻抗自整定算法，以达到快速响应对象参数和状态变化的目的，仿真结果表明：该控制系统运行平稳，具有良好的动、静态性能。     

基于MRAS的异步电机无速度传感器应用研究

针对异步电机基于转子磁链模型参考自适应(MRAS)速度观测器中的积分直流偏置和PI自适应率参数不能在线修正的问题,将转子磁链的电压模型进行改进,并提出一种自适应线性神经元(ADALINE)速度观测器。通过一阶惯性环节代替了电压模型中的纯积分环节,消除了积分直流偏置和误差积累,利用ADALINE算法对MRAS观测器中的自适应率进行改进,实现了在中高速情况下对电机转速的准确观测。仿真结果表明,改进后的MRAS速度观测器对速度的辨识度较高,动态性能良好,验证了该控制策略的正确性与可行性。     

基于转子电流偏差角的双馈感应电机速度观测

提出一种基于转子电流偏差角的双馈感应电机（DFIG）闭环速度观测方案。相比基于定子磁链或基于转子电流的模型参考自适应系统（MRAS）速度观测方案,该方案所构造的速度观测器不仅具有较好的线性化控制特性,而且其前向控制增益不受双馈感应电机转子电流量值的影响,从而使得所设计的DFIG无速度传感器控制系统具有较好的动态响应特性。2 MW双馈感应电机的仿真试验,不仅验证了该无速度传感器控制策略的正确性,而且通过与基于转子电流MRAS无速度传感器控制策略的对比表明,该控制策略具有较好的动态响应特性。     

一种基于MRAS的异步电机速度辨识方法

本文提出了一种在静止坐标系下实现的模型参考自适应系统,以辨识异步电机的转速.该方法的参考模型和可调模型分别由电机定子侧和转子侧的方程构成.参考模型中不含定子电阻,并且避免了纯积分运算,因而在宽速度范围内具有较好的鲁棒性.可调模型包含电机转速的信息和一个电流模型转子磁链观测器.当电机转速的估计值收敛于转速的真实值时,观测的转子磁链也收敛于其真实值,可将其用于直接磁场定向控制中.另外,为避免对定子电流的纯微分,本文应用微分跟踪器以提取高质量的微分信号.数值仿真和实验结果验证了该方法的有效性.