低速大转矩永磁同步电机矢量控制研究

低速大转矩永磁同步电机调速系统在负载频变时存在动态响应慢的问题,本文分析了永磁同步电机数学模型、无传感器控制和自抗扰控制原理后,提出了一种基于滑模观测的自抗扰控制方法,并将其应用于矢量控制中,以提高永磁同步电机的运行性能。与传统滑模观测器相比,该方法的观测器是采用饱和函数sat作为开关函数,并引入锁相环得到转子位置估计值的方法,来减小估计误差。此外,再对滑模观测器的输出值进行动态跟踪与实时补偿来设计出适用于永磁电机的自我补偿型自抗扰控制器,并将该方法应用到永磁同步电机矢量控制系统中。仿真结果表明：采用自抗扰控制器的矢量控制系统具有更好的抗扰动能力和跟踪精度,电机满载启动时无超调,负载转矩突然变化时,系统能快速响应。     

永磁同步电机滑模控制研究

永磁同步电机是一种强耦合、时变系统,对外界扰动及内部参数变化较为敏感。为了优化速度控制性能,本文采用了一种基于滑模控制和扰动补偿的速度控制技术,这种方法在有效降低传统滑模控制带来的抖振同时能加快响应速度。实验结果与传统滑模控制进行比较,证明了该方法的有效性。     

永磁同步电机瞬时功率控制

基于对电机输入瞬时有功无功功率的分析，提出一种新的永磁同步电机瞬时功率控制方案。分析表明，输入瞬时有功功率决定了定子侧磁场幅值变化速率，而输入瞬时无功功率则决定了定子侧磁场旋转速率，可以通过控制电机输入瞬时有功无功功率来控制电机磁场和输出转矩，以获得快速的转矩动态响应和稳定的稳态转矩。在Simulink中进行了此永磁同步电机瞬时功率控制方案仿真，包括动态和稳态运行仿真，在仿真结果的基础上，分析了瞬时功率对磁场和输出转矩快速性和稳定性的影响，仿真结果表明瞬时功率控制方案是一种高性能的控制方案。     

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.     

基于矢量控制的永磁同步电机研究

通过对永磁同步电机（PMSM）数学模型的分析,得出了基于矢量控制的永磁同步电机数学表达式,并通过MATLAB／sIMuLINK建立仿真模型。仿真结果表明该方法具有较高的精度,提高了系统的控制性能。     

永磁同步电机的模型预测控制研究

模型预测具有动态响应快速和电流跟踪精确等优点,广泛应用于功率变流器领域。采用模型预测电流控制策略,主要研究永磁同步电机的控制,解决传统PI控制器动态响应慢、有超调等问题。整个实验平台以TMS320F28335为控制器,设计了永磁同步电机控制实验,分析了电动机电流环的稳态和动态响应以及转速的动态跟踪性能。实验验证了模型预测在永磁同步电机控制中的优越性能。     

永磁同步电机最优滑模控制

为了减少永磁同步电机调速中的动态误差,提出了一种积分性能最优的滑模控制方法。该方法以滑模控制中的动态误差为性能指标,在此基础上建立最优切换函数,并采用最优控制理论对滑模控制器进行设计。用该方法设计的滑模控制系统,通过滑模面斜率的连续变化,能够加速系统状态变量到达滑模面的过程,极大地提高对参数摄动和外部干扰的鲁棒性。仿真结果表明,该时变滑模面控制方法使系统具有无超调、快速、稳定等优点,提高了系统的鲁棒性。     

永磁同步电机双环模型预测控制研究

有限控制集模型预测电流控制(FCS-MPCC)算法对永磁同步电机(PMSM)的8个电压矢量进行预测计算,根据建立的成本函数选择出最优电压矢量并应用,计算量较大。针对该问题,提出一种基于先择扇区原则的改进型模型预测电流控制算法。该算法减少了计算的电压矢量数,缩减了计算时间,对微处理器的性能要求降低。将控制外环速度环的PI控制也改为模型预测控制设计了二阶扩展状态观测器,改善了速度控制的动态性能,电机的速度控制响应更快。以PMSM控制的摇臂装置为研究对象,建立仿真模型,并搭建相应的实验平台,仿真和实验验证了该算法的伺服动态响应性与稳定性。通过实验证明了双环MPC算法比双环PI算法对逆变器的损耗更小,温升更低。     

永磁同步电机模糊直接转矩控制研究

直接转矩控制系统具有良好的动态响应,但转矩及磁链的脉动较大.针对这一问题,用模糊控制器代替传统直接转矩控制系统中的滞环比较器,将电机定子磁链误差、电磁转矩误差及定子磁链空间角三个量作为模糊控制器的输入,进行模糊处理,并在模糊控制器中根据预先制定的模糊推理规则进行模糊推理运算,从而最优的选择出电机所需要的电压矢量,作为模糊控制器的输出,直接控制逆变器的开关状态.仿真结果表明,模糊直接转矩控制在很大程度上可以改善传统直接转矩控制的定子磁链和电磁转矩脉动,并有很好的动态特性.     

永磁同步电机瞬时功率预测控制

在对永磁同步电机瞬时有功功率和瞬时无功功率研究基础上,分析矢量控制和直接转矩控制两种高性能控制思想,提出永磁同步电机瞬时功率预测控制策略。借鉴id=0的矢量控制解耦思想,利用坐标变换得到以定子磁链为基准的两相旋转坐标系上电机定子电流分量指令值。建立瞬时功率表达式并离散化,利用瞬时功率跟踪误差构造价值函数,以满足价值函数最小为目标计算下一时刻瞬时功率指令值。根据电机定子电流不能突变的思想获得开关电压矢量期望值,实现电机高性能控制。通过仿真及实验验证,结果显示瞬时功率预测控制策略下永磁同步电机定子电流具有较好的动静态特性,转矩和转速能实现快速跟踪,定子磁链脉动较小,最终表明永磁同步电机瞬时功率预测控制策略的有效性和可行性。     

永磁同步电机单位功率因数控制

为了实现永磁同步电机调速系统的高性能控制,提出了一种基于定子磁场定向的内埋式永磁同步电机单位功率因数控制方法.在对内埋式永磁同步电机数学模型进行分析的基础上,推导得到单位功率因数控制的电机功角表达式.设定定子电流矢量与定子电压矢量相位相同,通过计算得到的功角和转子位置角进行坐标变换,保证电机按照单位功率因数运行.稳态分析表明该控制方法具有效率高,动态性能好等特点.利用Matlab/Simulink仿真软件搭建系统仿真模型,仿真实验结果验证了该控制方法的有效性与可行性.     

永磁同步电机二阶滑模控制

针对受参数不确定性和负载扰动影响的永磁同步电机速度控制问题,采用二阶滑模控制的螺旋算法来设计速度控制器,并利用实时鲁棒微分器来估算控制器所需要的转速微分信号。这种二阶滑模控制方法将不连续控制作用滑模量的高阶微分上,理论上可以消除抖振。仿真和实验结果表明,该方法对于负载扰动和参数的变化具有较强的鲁棒性,同时也有效地削弱了抖振现象。     

永磁同步电机无速度传感器控制研究

介绍了在估算的两相旋转坐标系下的永磁同步电机模型,推导出了反电动势方程的扩展形式。针对凸极永磁同步电机提出了在电动机低速时,利用凸极跟踪法和在高速时利用反电动势相结合来获得转子转速和转子位置的方法。仿真结果表明两者相结合的估算方法的有效性。     

永磁同步电机位置伺服系统滑模控制研究

针对永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)位置伺服系统中存在摩擦甚至机械传动间隙等问题,传统PID控制已无法满足性能要求,故采用全局快速终端滑模控制(Global Fast Terminal Sliding Mode Control,GFTSMC)技术,设计了滑模控制器,提高PMSM位置跟踪性能,并使用Lyapunov理论证明其稳定性;同时针对系统存在外部干扰的问题,设计了干扰观测器(disturbance observer,DOB),提高系统的抗扰动能力。数字仿真结果显示,算法提高了PMSM控制系统的快速响应、高精度跟踪、鲁棒性等性能,证明了方法的有效性。     

永磁同步电机改进模糊PI控制研究

研究了一种用遗传算法优化的模糊PI控制方法,优化后模糊规则更加合理。实验结果表明,经遗传算法改进的模糊PI控制算法对永磁同步电机的转速具有优良的控制性能,相比于经典的模糊PI控制算法,有更快的速度响应及更稳定的控制性能,对于突加的载荷,具有更好的动态性能及更强的抗干扰能力。     

无轴承永磁同步电机启动控制研究

无轴承永磁同步电机良好的启动是实现电机稳定运行的基础.首先给出了无轴承永磁同步电机转矩绕组数学模型,通过转子初始位置粗测和二分搜索法完成对无轴承永磁同步电机转子的精确定位后,提出了基于转子磁场定向控制的启动方法.然后以数字信号处理芯片TMS320LF2812为核心,采用霍耳位置传感器与增量式光电编码器等主要器件,构建了...     

永磁同步电机混合LQ-H∞控制研究

为了抑制永磁同步电机存在的参数摄动、负载扰动等不确定因素对系统性能的影响,该文提出了一种将线性二次型（LQ）最优控制同H∞鲁棒控制相结合的鲁棒跟踪控制策略。H∞控制作为抗扰调节器,保证系统的鲁棒性能,克服系统中存在的模型不确定性与外部干扰对系统性能的影响;LQ最优控制作为跟随调节器可以保证系统的跟踪性能。仿真结果表明,设计的LQ—H∞混合控制器对参数摄动和负载扰动具有较强的鲁棒性,而且系统具有较强的跟踪性能。     

永磁同步电机矢量控制及其仿真研究

通过对永磁同步电机数学模型和矢量控制原理的研究,采用MATLAB/SIMULINK搭建了永磁同步电机矢量控制仿真模型,并对模型进行了仿真研究,仿真结果验证了模型和理论分析的正确性.