基于分数阶自适应转速估计的永磁同步电机无传感器控制研究

对电机转速的精确估计是实现永磁同步电机无传感器控制的一个重要关键。研究根据永磁同步电机数学模型和系统稳定性理论,提出一种基于模型参考的分数阶自适应转速估计方法。研究结果表明,相比整数阶情形,即使在负载跳变、大范围调速和电机参数不准确的情况下,该方法均能获得更为精准的转速估计值,且可进一步提高永磁同步电机无传感器控制系统的速度跟踪控制性能及鲁棒性。     

交流永磁伺服系统控制策略研究

电机控制方法主要有矢量控制和直接转矩控制两种控制方法。在系统控制结构、控制方法对系统硬件的要求、系统的控制性能等方面对两种控制方法做比较分析。结果表明，直接转矩控制方法对系统控制的硬件要求较高、低速性能较差、电机调速范围较窄，适用于速度变动范围不宽的调速系统。而使用矢量控制方法时，系统调速范围较宽，低速性能良好。根据永磁同步电机的自身特点，只有选择矢量控制方法才能满足交流永磁同步伺服系统的控制要求。     

一种永磁同步电机双滑模无传感器控制方法

针对永磁同步电机(PMSM)无速度传感器控制系统的低速稳定运行和宽调速范围问题,提出了一种基于双滑模控制的PMSM无速度传感器控制方法。该方法利用滑模观测器来估计电机的转速及转子位置角,以提高系统的低速带载能力,通过增加低通滤波器和补偿转子角度来消除低速时的抖振问题;利用滑模转速调节器替代传统的比例积分(PI)转速调节器,拓展了电机的调速范围。仿真与实验结果表明,所提方法具有较强的鲁棒性,转速辨识精度高,且系统可在全速度范围内稳定运行。     

基于卡尔曼滤波器的永磁同步电动机转速精确控制

对于高性能调速系统,需要在较宽速度范围内精确地估计和控制电机速度.然而普遍采用的位置传感器不能测出瞬时速度,需要信号处理技术来提高在每个采样瞬间的速度估计值的精度.在设计调速系统速度控制软件及硬件的基础上,采用Kalman滤波器,对噪声环境中的电机转速进行最优估计,在保证电机高速性能的情况下,改善了电机速度控制的动态性能和低速性能.实验结果表明,提出的方法简单有效.     

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。     

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.     

PMSM自适应观测器算法低速稳定性研究

针对基于自适应观测器的永磁同步电机无速度传感器矢量控制系统,根据观测器线性化模型,分析了系统在低速电动状态下由于电机参数变化引起的不稳定问题。据此研究了一种自适应观测器与高频信号注入法相结合的转速估算方法。仿真实验结果表明该方法有效地提高了系统在低速时的参数鲁棒性和速度观测精度,改善了无速度传感器调速系统的低速性能。     

滑模控制器对永磁同步电机的调速性能研究

对永磁同步电机（PMSM）控制系统的数学模型进行了解耦,将系统分为电气和机械两个子系统,并对子系统分别设计了利用时间变化的滑动面进行电机控制的滑模控制器,在此基础上设计了基于滑模控制器的永磁同步电机调速仿真系统。通过与脉冲宽度调制（PWM）的调速仿真系统的实验结果进行对比可知,基于滑模控制器的永磁同步电机控制系统进行调速时转矩脉动更小,电机转速的超调也更小,证明了这种调速控制系统具有更好的动态调速性能。     

车用永磁同步电机拓扑结构比较研究

电动汽车以其低噪声、清洁环保、高能量转换效率等优点逐渐成为汽车工业发展的重要方向。为满足汽车低速启动、高速超车及舒适性等要求,车用驱动电机需要具有低速大转矩、宽调速范围及低转矩脉动等特点。为了达到上述性能,首先简要介绍了永磁同步电机弱磁调速、启动转矩等原理,然后设计和仿真了3种不同转子结构的永磁同步电机,对其额定转矩、高速弱磁、转矩脉动等性能进行比较研究。最后,总结了不同转子拓扑的永磁同步电机各自的性能特点,为各种工况选择结构适合的电机提供了参考。     

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。     

内埋式永磁同步电机永磁磁链的在线辨识

在无速度传感器工作条件下,为了实现永磁同步电机转子位置和转速的精确控制,需要对电机参数进行在线辨识。本文研究了无速度传感器控制条件下,内埋式永磁同步电机永磁磁链的辨识。该调速系统采用转子磁链定向的矢量控制作为基本的控制策略,利用模型参考自适应系统对转子位置和转速进行估算,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波器的永磁同步电机永磁磁链辨识方法。本文基于上述研究,实现了无速度传感器控制条件下,内埋式永磁同步电机永磁磁链的在线辨识,采用上述方法能够很好地避免由于电机的低阶状态方程而引起的辨识问题。仿真和实验结果证明了该辨识方法的可行性与有效性,而且在模型参考自适应中采用辨识得到的磁链参数,能够大幅度降低转子位置的估算误差。     

永磁耦合调速电机多模式调速控制策略

永磁耦合调速电机在低速状态下速度调节性能较差。分析了永磁耦合调速电机结构及其调速工作原理,设计了一种根据转速条件选择合适的控制参数的多模式调速控制策略,在宽范围内提高调速性能。搭建5.5kW永磁耦合调速电机的调速试验系统,试验结果表明,多模式调速控制策略可以根据输出转速选择合适的控制参数,快速准确地跟踪宽范围给定转速,具有较强的鲁棒性。     

电动汽车驱动用永磁同步电机结构分析

针对一款100k W新能源汽车驱动用永磁同步电机低速大扭矩和高速恒功率区弱磁调速范围宽的要求,采用"V"型转子磁路结构。考虑电机实际控制策略在转折转速以内为最大转矩电流比(MTPA)控制,转折转速以上为弱磁控制,结合ANSYS Maxwell对电机主要性能进行了电磁场仿真分析,确定永磁同步电机各主要参数。并对样机进行了空载试验、负载试验。将样机试验测试结果与电磁场仿真计算结果进行对比分析。     

一种变增益宽速度范围的永磁同步电机无位置传感器控制

针对永磁同步电机宽速度范围的运行需求,提出一种变滑模增益参考自适应(MRAS)无位置控制技术。采用模糊控制器对PI参数的调整作用,可在电机高、中低速时都有良好的动稳态性能,抑制了角度的低速振荡并减小了高速延迟,提高了高速永磁同步电机宽速度域内的转子位置检测精确度。与传统PI模型参考自适应观测器相比,此方法更适合转速高、调速范围宽、反电动势系数小的高速永磁同步电机转子位置检测。     

减小变频空调单转子压缩机低频转速波动的方法

针对变频空调系统中单转子压缩机永磁同步电机不易安装位置传感器这一问题,采用旋转坐标系下的电压误差对压缩机电机转子位置和转速进行估算,实现了永磁同步电机的矢量控制。同时,对单转子压缩机系统低速范围内的转速波动原因进行了分析,在估算电机转子位置的基础上,提出了一种自动估算当前负载状况的有效方法,根据当前估算的负载自动进行转矩电流前馈补偿,显著降低了压缩机低速时的转速波动,降低了压缩机的噪声及振动。仿真和实验结果验证了方法的有效性。     

表贴式永磁同步电机转速环复合PI无位置传感器控制

针对传统永磁同步电机转速环PI控制下转速跟踪性能差的问题,设计一种复合PI无位置传感器应用于表贴式永磁同步电机转速环控制系统。在传统PI控制的基础上,转速环采用积分钳位型抗积分饱和方法,增加给定输入微分前馈环节和控制增益环节,增强转速环系统跟踪响应性能。分析无阻尼自然频率和阻尼比两者参数选取对系统转矩扰动和角速度测量噪声抑制能力的影响,证明系统抗转矩扰动性能与抑制噪声性能之间存在矛盾。针对该问题,设计以电机转子角速度为状态变量的新型滑模观测器对角速度进行观测,将其直接引入至转速闭环系统反馈,避免角速度反馈噪声对转速跟踪性能造成影响。实验结果验证了该理论分析的正确性与控制策略的可行性。     

低频信号注入法的永磁同步电机无速度传感器控制

针对永磁同步电机（PMSM）无速度传感器矢量控制方法中低速时反电动势过小,无法获得准确的估计转速的问题,采用在d轴注入低频定子电流的方法来估计电机转速。仿真结果证明了该无速度传感器估算方法在永磁同步电机低速运行中的正确性和有效性,并且具有控制结构简单且对参数误差不敏感的特点。     

基于高频注入法的内置式永磁同步电机无传感器控制

针对零低速下内置式永磁同步电机的无位置传感器控制方法存在精度低、稳定性差等问题,提出了一种滑膜控制下的基于脉振高频注入法的无位置传感器控制方法。基于电机的固有或人为的凸极效应,脉振高频注入法对电机的基波方程和参数没有依赖性,可有效估算出包括零速在内的电机转子位置和速度,实现永磁同步电机的无速度传感器控制。仿真结果表明,内置式永磁同步电机在滑模控制下能在低转速突变、负载转矩扰动的情况下,快速、准确估算转速和转子位置,动态性能好,鲁棒性强。     

扩展Kalman滤波在永磁同步电机无速度传感器调速系统中的应用

提出了一种将Ｋａｌｍａｎ最优估计原理应用于永磁同步电机(ＰＭＳＭ)无速度传感器调速系统的方案。采用α－β坐标系,对电机非线性方程进行线性化,并利用扩展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,对电机ｄ－ｑ轴电流进行控制,很容易实现电机调速,不断修正估计转速ω,使其始终与实际转速保持一致。     

基于精确线性化解耦的永磁同步电机空间矢量调制系统

从永磁同步电机的定子磁链模型出发，应用精确线性化理论，实现永磁同步电机输入输出线性化与解耦。将永磁同步电机动态解耦成二阶线性转速子系统和一阶线性磁链子系统，结合磁链扇区判断方法和线性化解耦后的实际系统输入来确定目标空间电压矢量，实现了永磁同步电机调速系统的转速和磁链动态解耦控制。仿真和实验结果表明，基于精确线性化解耦的永磁同步电机空间矢量调制系统具有理想的速度跟踪性、良好的鲁棒性和低速性。