基于区域电压矢量表的永磁同步电机新型直接转矩控制策略研究及仿真

建立了永磁同步电机d—q轴数学模型，分析了永磁同步电机直接转矩控制理论及电压矢量表。拓展了一种基于区域电压矢量表的新型控制策略用于永磁同步电机直接转矩控制，并给出了转矩、磁链作用分量协调可控的电压矢量选取调制算法，基于理论分析和MatLab6．5／Simulink仿真实验，结果表明，该方法大大改善了直接转矩控制中低速转矩脉动的问题，提高了控制精度，保持了良好的转矩动态响应。     

永磁同步电机矢量控制解耦方法的研究

永磁同步电机是一个非线性、强耦合、多变量的复杂对象,转子磁场定向的矢量控制方法解决了永磁同步电机控制中励磁与转矩电流之间的耦合问题,但矢量控制无法消除永磁同步电机模型本质上存在d、q轴电压之间的动态耦合造成电流控制精度降低,动态性能变差的问题。对此,提出了电流反馈解耦和偏差解耦两种解耦控制方法,分析了各自的特性,并用Simulink搭建了仿真模型,仿真结果验证了解耦控制方法的有效性。     

基于返步法的永磁同步电机转速控制

为完成伺服电机平稳而准确的转速控制，在深入分析永磁同步电机d、q坐标系数学模型基础上，基于模型和反步法理论设计一种电流环、转速环矢量控制律，该控制律首先根据目标的转速要求设置一个虚拟的q轴输入来控制速度环，其次通过q轴电压输入控制电流环跟踪虚拟q轴输入，同时设定d轴电压输入完成i_d=0控制，该算法在电流环控制设计时通过引入抗扰动补偿项及积分项，彻底消除模型未知扰动带来的影响，因此较以往的经典PI控制方法提高了系统的整体性能，通过仿真验证了该控制律的有效性。     

基于区域电压矢量表的永磁同步电机新型直接转矩控制策略研究及仿真

建立了永磁同步电机d-q轴数学模型,分析了永磁同步电机直接转矩控制理论及电压矢量表.拓展了一种基于区域电压矢量表的新型控制策略用于永磁同步电机直接转矩控制,并给出了转矩、磁链作用分量协调可控的电压矢量选取调制算法,基于理论分析和MatLab6.5/Simulink仿真实验,结果表明,该方法大大改善了直接转矩控制中低速转矩脉动的问题,提高了控制精度,保持了良好的转矩动态响应.     

考虑铁耗时永磁同步电机的数学模型及其仿真研究

为了达到永磁同步电机高性能速度控制，电机铁耗的影响不能忽略。由此，该文提出了考虑铁耗时永磁同步电机（PMSM）的数学模型。在d—q坐标系中假设铁耗由等效涡流绕组产生，在电压方程式中铁耗的效果用一个等效铁耗电阻来代替。由于等效铁耗电阻的存在，从而导致d—q轴的磁通相互影响，电磁转矩也受等效铁耗电阻影响。为了验证所建模型的正确性，在Matlab／Simulink环境下构建了永磁同步电机的仿真模型，并采用转子磁场定向矢量控制。仿真结果证明了该电机数学模型的正确性。     

内模控制在电流调节器中的应用

在永磁同步电机(PMSM)的矢量控制中,电机的调速范围很宽时,电阻、电抗等参数对d、q轴电流的控制产生较大的误差,从而影响控制精度和动态响应速度。基于磁场定向的控制原理,提出了永磁同步电机电流调节器的内模控制(IMC)设计。用矩阵奇异值分析了IMC电流调节器的鲁棒性,并将其应用于永磁同步电机转子磁场定向的矢量控制中。对电流调节器的传递函数进行了仿真并用数字信号处理器(DSP)实现电机矢量控制的运行实验,实验表明,用IMC电流调节器实现的电机调速,能够获得良好的跟踪性能和较高的稳态精度。     

基于内置式位置检测技术的一体型PMSM伺服系统

永磁同步电机需要精确度高,实时性好的位置反馈来支持它的闭环矢量控制。该文针对编码器与控制器位置通讯时容易造成信号干扰、滞后等问题,提出一种内置式位置检测方法,并设计了一套电机、霍尔磁环组合和控制器一体的永磁同步电机系统。对于霍尔磁环组合发生的电压信号,采用新型的基于标定查表信号处理方式,实现了高分辨率、高精度的转子绝对位置检测。提出"吸d轴"方法,成功实现了转子的初始位置确认,为系统的同步矢量控制提供了保证。实验结果表明,一体型永磁同步电机系统的电流环、速度环运行质量和控制精度高,具有良好的动静态性能。     

永磁同步电机新型无差拍直接转矩控制

针对传统无差拍直接转矩控制中电机内部参数摄动对给定电压矢量的影响,提出一种基于滑模扰动观测器补偿的永磁同步电机无差拍直接转矩控制策略。首先,结合滑模控制理论,分别构建了d,q轴滑模扰动观测器,对参数摄动引起的d,q轴电压变化量进行观测,将其补偿至给定d,q轴电压,提高系统对参数摄动的鲁棒性。其次,对q轴滑模扰动观测器进行了重构,在对q轴参考电压扰动补偿的同时对转子磁链进行了有效辨识。试验结果验证了新型控制策略的有效性和实用性。     

隐极式PMSM无电流传感器调速控制系统研究

隐极式永磁同步电机采用正弦波电流控制方案实现速度闭环控制时,一般采用直轴电流指令等于零的控制方法,通过控制交轴电流来实现对转矩和转速的控制,因此需要电流测量传感器,调理电路以及AD转换器,增加了驱动控制系统的硬件成本。该文从隐极式永磁同步电机的数学模型出发,提出了直轴电压指令值等于零的新型控制策略,该控制策略可以实现隐极式永磁同步电机的速度环无电流传感器矢量控制,并在基于TMS320F2808 DSP的电机驱动控制系统中得到了实验验证和应用。使用结果表明,应用该控制策略的隐极式永磁同步电机速度环控制具有运行平稳,电流噪声小,系统实现成本低等优点。     

粘着控制中的交流永磁同步电机调速控制研究

交流永磁同步电机的模型参数辨识精度是影响电机矢量控制方法性能的关键.基于此,在交流永磁同步电机同步旋转坐标系的数学模型下,提出了一种交流永磁同步电机模型参数的辨识方法,采用直轴电流阶跃响应实验同时辨识定子电阻和直轴电感,脉冲电压实验检测交轴电感,速度驱动实验检测转子磁通.在电机模型参数辨识结果的基础上,讨论了基于矢量控制的交流永磁同步电机调速控制系统电流环和速度环的设计方法.在基于TMS320F2812 DSP的电力机车粘着控制实验平台上进行了实验研究.实验结果表明电机模型参数辨识方法的有效性,调速系统具有良好的动态和稳态性能.     

永磁同步电机矢量控制系统仿真与建模研究

分析了永磁同步电机(PMSM)的数学模型,在此基础上提出了PMSM矢量控制系统仿真建模新方法,在matlab6.5/simlink环境下,建立了速度控制模块、坐标变换模块、SPWM控制模块,并与PMSM本体模块和电压逆变模块有机组合,建立了PMSM控制系统的速度和电流双环仿真模型。仿真实验结果表明该方法有效,也适用于验证其他控制算法,为实际PMSM控制系统的设计和调试提供了新的思路.     

基于SVPWM永磁同步电机控制系统的建模与仿真

本文研究永磁同步电机(PMSM)矢量控制系统。采用空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)算法,在Matlab/Simulink环境下,通过对坐标系转换、SVPWM逆变器、速度控制器等功能模块的建立与组合,构建了PMSM控制系统的速度和电流双闭环仿真模型。仿真结果证明了该系统模型具有很好的静态、稳态性能。     

基于自适应模糊PI的PMSM定子电流最优控制

根据永磁同步电动机(Permanent Magnet Synchronous Motor,简称PMSM)的数学模型和转子磁场定向控制策略,建立了采用定子电流最优控制的PMSM驱动系统。利用模糊控制构建自适应模糊PI控制器,实现转速和电流双闭环控制,提高了系统的动态和稳态性能。为使电动机在整个运行速度范围内能输出最大功率,采用交轴电流参考由模糊PI环节给出,直轴电流参考分段,即恒转矩、弱磁扩速及恒功率段,计算给出定子电流最优算法。实验结果表明,基于模糊PI控制的系统模型具有动态响应快、稳态精度高及抗干扰能力强等优点。     

双向准Z源逆变器驱动永磁同步电机的快速有限集模型预测控制

双向准Z源逆变器驱动永磁同步电机(PMSM)系统在兼具Z源逆变器和PMSM优点的同时,还可实现能量的双向流动。针对双向准Z源逆变器驱动PMSM系统的特点,提出一种快速矢量选择有限集模型预测电流控制(FCS\|MPCC)策略。由双向准Z源网络直流链电压闭环与PMSM电磁功率前馈生成电感电流参考值,由电机转速闭环生成电机电流参考值。通过预测直通(ST)及非直通(NST)状态下的电感电流值并引入电感电流子代价函数以确定是否选择ST状态,进而实现对直流链电压的控制。在NST状态下,结合空间电压矢量脉宽调制策略,仅使目标电压矢量所在扇区的4个矢量参与PMSM定子电流预测和代价函数计算,以选择最优的开关状态,在实现对PMSM转速控制的同时减小在线计算量。仿真结果表明,所提控制策略可实现对双向准Z源逆变器的升压及PMSM牵引或制动工况下的转速控制,系统具有良好的稳态及动态性能。     

麻雀搜索算法的PMSM固定时间无模型滑模控制

针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motors, PMSM)调速系统的易受外部负载扰动的影响,提出了一种基于改进麻雀搜索算法的PMSM固定时间无模型滑模控制策略。在转速环输入输出超局部模型的基础上构建了固定时间滑模速度控制器,设计了固定时间扰动观测器估计超局部模型的未知扰动,并通过前馈补偿的方式削弱未知扰动对调速系统带来的不利影响,提高调速系统的抗干扰能力,利用李雅普诺夫函数证明了速度控制器和观测器的固定时间收敛性。由于控制器参数较多且会影响系统性能,为了准确获取参数,提出了改进的麻雀搜索算法对控制器的参数进行优化。实验结果显示,本文提出的控制方案与PI控制相比较,有效解决了超调问题,稳定时间加快了22.8%,加载时转速变化减少了75%,表明本文提出控制方案的有效性。     

永磁同步电机自抗扰控制调速系统

在永磁同步电机(PMSM)调速系统中,提出采用自抗扰控制(ADRC)设计PMSM调速系统速度环,针对调速系统控制特性和ADRC策略特点,改进ADRC中的扩张状态观测器。同时,采用非线性扩张状态观测器(NESO)观测系统负载转矩并进行前馈补偿,以降低系统负载转矩扰动影响。综合以上两点改进措施,设计出速度环改进型自抗扰控制器(IADRC)。通过仿真和试验验证了IADRC在PMSM调速系统中的有效性。     

改进遗传算法在PMSM矢量控制系统优化设计中的应用

在永磁同步电机（PMSM）的矢量控制策略中,PI控制器参数的优劣直接影响到系统的性能。若采用普通遗传算法整定PI控制器参数,常会存在早熟收敛及收敛速度慢的现象。现介绍一种改进遗传算法,该算法在普通遗传算法的基础上,改进了交叉概率及变异概率,通过仿真实验,验证了改进遗传算法能有效解决PI控制器参数寻优过程中全局收敛性与收敛速度之间的矛盾。     

基于自抗扰控制技术的永磁同步电机矢量控制策略

论文研究了一种基于自抗扰控制（Active Disturbance Rejection control, ADRC）技术的永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM）矢量控制策略。即根据矢量控制方法,分别为永磁同步电机的转速环、电流环设计了自抗扰控制器。同时,考虑到设...     

包含零矢量的永磁同步电机直接转矩控制

提出了一种基于包含零矢量模糊逻辑的永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制(DTC)系统的实现技术.通过分析零矢量的作用,阐述了将零矢量合理地包含在模糊控制器(FLC)中的方法,使零矢量能够充分发挥在PMSM DTC中保持电磁转矩的特点.通过与以往的包含零矢量的PMSM模糊DTC控制技术进行理论分析和仿真对比,表明本文提出的技术可以有效抑制电磁转矩脉动,取得更优越的运行性能.     

一种非线性自抗扰控制的PMSM速度控制策略研究

针对永磁同步电机伺服系统中存在的抗负载扰动能力差和转速超调等问题,提出一种基于非线性自抗扰控制的新型PMSM速度控制策略。通过分析伺服系统的扰动机理,在速度环将传统的PI控制器替换为非线性自抗扰控制器。通过跟踪-微分器将给定转速平滑化,克服了响应快速性和超调之间的矛盾,提升系统响应能力;通过引入二阶扩张状态观测器,对外部扰动进行估计并补偿,提高系统的抗干扰能力;通过非线性状态误差反馈控制律,利用“小误差大增益,大误差小增益”的非线性控制,提高系统的控制精度。仿真结果表明,系统具有响应快、无超调、抗负载扰动能力强的特点,对负载变化、转速变化具有较强的鲁棒性,验证了该策略的有效性。