永磁同步电机直接驱动柔性负载控制方法

针对太阳能帆板驱动系统中,由于步进电机的步进运动与帆板自身的柔性相互耦合而产生的谐振问题,提出使用永磁同步电机(PMSM)直接驱动柔性负载的方法。根据Lagrange原理,得到柔性负载动力学模型,并与PMSM数学模型结合,得到PMSM驱动柔性负载系统的数学模型。采用双闭环矢量控制策略对PMSM驱动柔性负载系统进行控制,得到此时电流环及转速环开环传递函数。通过与传统PMSM驱动刚性负载系统对比,分析负载柔性对电流环和转速环控制特性的影响。在此基础上,分别使用极点配置方法和传统PI调节器参数确定方法,对控制器中PI调节器参数进行了整定。仿真和实验结果验证了上述分析及参数整定方法的有效性。     

基于转速反馈增量补偿的永磁同步电机柔性负载谐振抑制方法

针对电动汽车中永磁同步电机(PMSM)驱动柔性负载产生的振荡现象,提出了一种基于转速反馈的增量补偿式柔性负载谐振抑制方法。首先,通过高通滤波器找出转速中导致系统发生谐振的频率点。然后,将谐振频率点处的转矩增量经过负反馈调节补偿给电磁转矩处进行调整,以增大电磁转矩的垂直分量系数和系统的阻尼系数,在保证系统稳定性的同时达到谐振抑制的效果。在此基础上,引入转速反馈系数提高了系统极点的自由度,进一步提升了系统的控制性能。最后,通过仿真验证了方法的可行性。     

基于终端滑模负载观测器的永磁同步电机位置系统反步控制

针对永磁同步电机位置控制系统存在负载扰动情况下的控制精度低,响应速度慢的问题,提出了一种基于终端滑模负载观测器的反步控制方法.设计了基于非奇异终端滑模的负载观测器,使观测误差在有限时间内收敛,并将观测值动态补偿到控制器中,提高了系统的控制精度;基于非奇异终端滑模和反步法设计位置控制器,提高了系统状态的收敛速度,增强了系统的鲁棒性,通过Lyapunov稳定性判定法证明了系统的稳定性.仿真结果表明,设计的终端滑模负载观测器能够快速、准确地估计出负载转矩,位置控制器能有效实现系统位置的渐近跟踪.     

基于负载观测器的永磁同步电机伺服系统积分终端滑模控制

为了优化永磁同步电机(PMSM)伺服系统控制性能,提出了基于负载观测器和积分终端滑模控制器的复合控制策略。首先,建立了考虑负载扰动的PMSM模型。然后,基于滑模面和趋近律设计了积分终端滑模控制器;为了抑制负载扰动,引入负载转矩观测器,并通过李雅普诺夫定理证明了系统具有稳定性并可在有限时间内收敛。最后,仿真结果表明该控制策略的位置跟踪精度更高,响应速度更快,抗负载能力更强。     

永磁同步电机转子初始位置检测

详细说明使用带U、V、W相的复合式光电编码器检测永磁同步电机磁极初始位置的原理和步骤。     

基于实时负载转矩反馈补偿的永磁同步电机变增益PI控制

为了减小负载转矩扰动对永磁同步电机转速的影响,对负载转矩扰动下永磁同步电机(PMSM)伺服系统数学模型的频域特性进行了研究,总结出负载转矩扰动和速度PI控制器参数之间的关系,提出了基于负载转矩反馈补偿的永磁同步电机变增益PI控制方案。变增益PI(VGPI)控制器根据转速信号中特定频率分量的变化,进行控制器增益的实时调节;同时采用FPGA器件设计并实现了基于Kalman滤波器的负载转矩观测器,能够对负载转矩扰动进行实时观测和补偿,提高了永磁同步电机伺服系统对负载转矩扰动的抑制能力。实验结果验证了控制策略的有效性。     

基于扩展状态观测器的永磁同步电机无位置传感器控制

针对永磁同步电机无位置传感器控制系统,设计了一种带自抗扰功能的基于扩展状态观测器(Extended State Observer,ESO)的转子位置与转速观测器。利用自抗扰技术中ESO能精确估计扰动的能力,将包含转子位置和转速的反电动势项视为扰动,将电压电流信号分别作为ESO的状态和输入,从而估计出反电动势,并在传统PI-QPLL的基础上设计了ESO-QPLL,将负载转矩变化和其他未建模动态视作扰动,提高了PLL的抗负载扰动性能。     

基于dSPACE的永磁同步电机转子位置和速度估计方法

讨论了基于dSPACE实现永磁同步电机转子位置和速度估计的方法。通过测量电机的端电压和流过定子线圈的电流，采用扩展卡尔曼滤波在线估计电机转子的位置和速度，实现了PMSM的无传感器控制。实验结果验证了该方法消除了无传感器控制策略的缺点，具有较好的控制效果。     

大功率永磁同步驱动系统位置反馈分析与设计

介绍了一种大功率永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,简称PMSM）交流驱动系统的位置反馈装置——旋转变压器和解码芯片AD2S80A。简要给出了PMSM驱动系统组成、旋转变压器原理;着重介绍了位置反馈通道组成以及位置信号采样和处理措施。实验证明,该位置反馈通道的结构简单,精度高,可靠性高,抗干扰能力强,软件剔除失真和畸变的方法是有效的,完全能满足控制要求。     

基于DSP的永磁同步电机无位置传感器控制方法

机械制造、医疗设备、信息和军事装备等行业都需要应用到数控技术,而数控技术的核心问题在于如何提高电机运行速度和转子位置的控制精度。为了进一步提高对电机速度和位置的控制精度,并且便于系统的数字化实现,给出了一种改进的永磁同步电机速度与位置的计算方法,并在此方法的基础上,给出了一种能够使电机在低速运行时仍然能够具有良好的速度与位置响应的策略。为了解决电机在低速运行时速度与位置估算不准确的问题,在应用了永磁同步电机无位置传感器状态估计方法的基础上,引入了适用于转子磁场定向矢量控制系统的PI调节器控制环节。当电机在低速状态运行时(系统规定低速运行范围在5~20 r/min),系统自动切换至低速运行模式,PI调节器对转矩电流的误差项进行采样,来获得电机的转速信息。通过仿真实验,可以很清晰地看出,系统引入PI调节环节以后,电机无论是在高速运行还是在低速运行时都具有较为理想的运行效果。     

低分辨率位置传感器永磁同步电机精确位置估计方法综述

伺服电机在装备制造、新能源和家电等领域有着广阔的应用,为得到高精度转子位置信息,通常采用旋转变压器或光电编码器等高分辨率位置码盘,但其价格普遍较高,增加了系统设计成本。而无传感器技术当前还很难全面满足工业及家电等领域的应用要求。低分辨率位置传感器永磁同步电机驱动技术是一种能够保证电机运行性能,同时能有效控制系统成本、提高系统可靠性的转子位置检测技术,受到国内外产业界的广泛关注。介绍开关型霍尔位置传感器的使用方法与工作原理,总结原始霍尔位置信息误差的来源与校正方法;重点讨论基于插值法、同步坐标系滤波器法和观测器法的转子位置/转速估算策略,从提高低分辨率位置传感器电机系统低速性能等方面分析和比较不同估算策略的原理、优缺点、适用范围及应用情况;最后,总结现有研究成果及有待解决的问题。     

基于霍尔位置传感器的PMSM转速观测器状态估算误差抑制方法

霍尔位置传感器成本低,同时能够提供相对精确的位置信息,但其存在位置信息分辨率低、转速测算连续性差及滞后严重等缺点。龙伯格全阶转速观测器是一种闭环调节器,有效地利用了电机系统模型,能够为矢量控制提供较好的转速和角度反馈信号。但在数字控制系统的应用中,受霍尔信号采样周期远大于控制周期的影响,常规观测器的参数和结构设计方法在实际应用中仍无法得到理想的观测结果。该文在分析转速观测器在实际应用中存在问题的基础上,通过结合降阶观测器和多采样理论,提出了一种可有效从低分辨率霍尔位置信号中估算转速、转角的方法。多采样降阶观测器在最大程度上利用了霍尔信号的真实信息,在每个数字控制周期内都能产生转速和转角的估计值,具有理想的估算效果。通过仿真和实验验证了所提方法的有效性,控制效果能够很好地满足中低端伺服应用需求。     

基于谐波注入算法的变频器驱动下PMSM损耗抑制方法

永磁同步电机(PMSM)在变频器驱动下运行时,受变频器所产生的含量较高的时间电流谐波影响,电机的损耗会大幅增加,这将严重影响到电机运行的安全性与稳定性,而通过对电机本体结构进行优化的传统方法所带来的损耗抑制效果有限,不足以解决问题。针对此,从电机的控制策略出发,提出了一种基于谐波注入算法的PMSM损耗抑制方法,通过对成分含量最高的5次、7次时间电流谐波进行抑制,来降低变频器驱动下电机的损耗。以场路耦合联合仿真模型为计算工具来验证算法的有效性,结果表明在加入谐波注入算法后电机的损耗降低了24.9%,所达到的效果较好,为电机的损耗抑制提供了一种参考。     

反馈线性化解耦的PMSM新型滑模控制方法

针对传统控制策略不能将永磁同步电机（PMSM）完全解耦的问题,介绍了一种以反馈线性化解耦为基础的新型滑模控制方法。首先运用微分运算和反馈线性化原理,把PMSM控制系统划分成两个相互独立的线性子系统,即转速子系统和电流子系统。其次考虑到系统鲁棒性差的问题,提出加入终端吸引子模型的新型滑模控制器。最后仿真结果表明,采用上述两种方法相结合的控制策略,可以提升系统控制精度、快速性和鲁棒性。     

基于模糊PI控制的PMSM位置伺服系统仿真

本文在分析了永磁同步电机(PMSM)数学模型的基础上,在Matlab的Simulink环境下构建了隐极式永磁同步电机位置伺服系统的仿真模型。控制系统采用经典的三闭环结构,其中电流环采用id=0的矢量控制策略,速度环采用PI控制,位置环采用模糊PI自适应控制,自适应控制通过Matlab软件编程。文中给出了系统各模块仿真模型的建立方法,并针对工程系统实际参数,进行了负载突加突卸时位置、速度和转矩瞬态过程仿真与分析。结果表明,该系统抗干扰性好,能快速准确地跟踪位置及转速给定。     

基于低分辨率传感器的PMSM伺服系统

为降低永磁同步电动机(PMSM)伺服系统成本,提高系统可靠性,本文采用一个低分辨率的霍尔元件作为PMSM伺服系统的传感器,提出一种基于磁链观测法的低分辨率传感器控制技术估计电动机转子的实时位置,实现电流的正弦换向.理论分析表明,这种控制策略可以很大程度上减小电动机的转矩脉动,提高电动机的控制性能.试验结果证明了该控制策略的有效性和可行性.