感应电机DTC转矩与磁链模糊PI自校正控制

为克服传统感应电机直接转矩控制存在低速转矩脉动和开关频率不固定等问题,设计了基于转矩与磁链模糊PI自校正控制器以降低转矩脉动。该控制器根据转矩与磁链误差和误差变化率,实时在线调整控制参数,改善转矩与磁链控制性能。在此基础上提出12个细分电压矢量DTC空间矢量调制控制方案。该方案利用细分的12个电压空间矢量合成需要的任意电压空间控制矢量。仿真与实验结果表明:该系统获得转矩与磁链更精细的控制,降低了电机低速转矩脉动,提高DTC系统的自适应能力。     

无刷直流电机无位置传感器转子位置闭环校正策略与实验研究

针对石油钻井用无刷直流电机无位置传感器换相误差问题,分析了逆变器高频PWM对无位置传感器检测电路参数设计的影响,构建了无位置传感器不同检测参数下电机换相延时的数学模型,结合换相前后电机相电流的变化,提出了一种基于相电流积分面积相等的无刷直流电机无位置传感器转子位置闭环校正策略。该控制策略以全转速范围内不切换换相表为前提,以换相前后相电流积分等值为控制目标,以电机相电流为检测量,通过PI控制器实时调制转子相位补偿角度,实现无刷直流电机高精度换相。实验表明,所提出的闭环校正策略在全转速范围内都能有效地补偿电机换相误差,减小电流波动,提高电机性能。     

抑制电流畸变的Vienna整流器修正调制策略

Vienna整流器的空间矢量调制策略在相电流与参考电压极性相反的区域会产生输出畸变,降低输出电流品质。在此从矢量合成的角度分析了Vienna整流器调制异常区域的成因,并根据基本电压矢量受到影响的特点将异常区域分为两类,进而提出了使两类异常区域内输出误差最小化的修正调制策略,并讨论了基于矢量合成的修正调制策略的载波实现方法,使得实现过程得以简化。最后,在此通过实验验证了所提修正调制策略的有效性。     

开关磁阻电机直接转矩模糊逻辑控制系统设计

本文提出了一个用于抑制转矩脉动的开关磁阻电动机直接转矩模糊逻辑控制系统模型 ,在系统的设计中同时采用了三种方法使转矩脉动最小化 :(1 )直接转矩线性控制 ,用以获得迅速的直接转矩响应 ;(2 )相电流调制优化算法 ,用以获得最佳的相电流波形 ,保证各相绕组瞬时转矩之和为一恒定值 ;(3 )模糊逻辑控制器 ,对各相电流进行进一步调制 ,用以获得转矩的动态稳定。同时文中还介绍了该智能控制器的设计方法 ,并通过数字仿真证实了该设计不仅有效地抑制了转矩的脉动 ,而且具有期望的瞬态响应特性     

开关磁阻电机直接转矩模糊逻辑控制系统设计

本文提出了一个用于抑制转矩脉动的开关磁阻电动机直接转矩模糊逻辑控制系统模型，在系统的设计中同时采用了三种方法使转矩脉动最小化；（1）直接转矩线性控制，用以获得迅速的直接转矩响应；（2）相电流调制优化算法，用以获得最佳的相电流波形，保证各组绕组瞬时转矩之和为一恒定值；（3）模糊逻辑控制器，对各相电流进行进一步调制，用以获得转矩的动态稳定，同时文中还介绍了该智能控制器的设计方法，并通过数字仿真证实了该设计不仅有效地抑制了转矩的脉动，而且具有期望的瞬态响应特性。     

基于零序电压谐波注入式脉宽调制的五相永磁电机直接转矩控制

五相永磁电机传统直接转矩控制(direct torque control,DTC)方法存在转矩与磁链脉动过大以及相电流谐波畸变率较高的问题,而利用空间电压矢量调制技术的改进型DTC的推导及实现又较为复杂。为解决上述问题,该文提出一种简易的五相永磁电机直接转矩控制策略。该策略引入了与空间电压矢量调制技术等效的基于零序电压谐波注入式脉宽调制技术,可在保持电机良好动态响应性能的同时,有效减小电机的转矩和磁链脉动,并大幅降低相电流的3次谐波含量。此外,该方法可使控制过程中的计算得到很大程度简化,易于在数字控制器中实现。仿真和实验结果证明了理论分析的正确性及所提控制策略的可行性。     

高速磁悬浮无刷直流电机无位置换相误差闭环校正策略

针对基于线反电动势的高速磁悬浮无刷直流电机无位置换相误差问题,分析了PAM调制方式下存在换相误差时非换相相电流的精确表达式。针对PAM调制方式下高速无刷电机的换相过程持续时间极短,提出一种校正无位置换相信号误差的新型闭环控制方法,以换相前后30°范围内非换相相电流积分相等为目标,将换相前后非换相相电流积分差值作为反馈量,通过PI调节来自动校正换相信号的相位,采用基于‘90?α’与‘150?α’最优滞环切换的换向策略保证相位可靠校正。实验验证了该闭环校正策略在32 000r/min范围内能够对换相信号误差进行实时补偿。     

基于模糊空间矢量调制的直接转矩控制

针对传统的直接转矩控制(DTC)转矩脉动大、开关频率不固定及低速性能差等问题,提出了一种基于模糊空间矢量调制(SVM)技术的新型直接转矩控制系统,并利用Matlab软件建立了系统仿真模型.在SVM-DTC系统中使用了两个模糊控制器,可以得到能够准确补偿定子磁链与转矩误差的参考电压矢量,通过SVM技术将参考电压信号转换为PWM开关信号.仿真结果表明,模糊SVM-DTC可有效提高系统的控制性能,尤其是低速性能.     

具有模糊检测器的模糊直接转矩控制系统

本文建立了模糊电阻检测器以检测感应电动机定子电阻在线值,傅明利用在线电阻控制定子磁链,提高了磁链的幅值。通过合理选择各控制变量的模糊子集论域,得到了模糊直接转矩控制器的控制规则,为提高系统性能,将在线电阻用于模糊控制器各类计算。仿真结果表明了该控制器可有效改善电机低速运行时的动态和态性能。     

采用定子电阻辨识和无速度传感器的异步电机直接转矩控制模糊系统

为解决异步电动机直接转矩控制(direct torque control,DTC)中低速运行时定子电阻变化对系统性能影响较大的问题,提出了一种基于定子电阻辨识和无速度传感器的异步电机直接转矩控制模糊系统。其中定子电阻采用模糊神经网络进行辨识;电机转速采用基于转子磁链的模型参考自适应系统(model reference adaptive sys-tem,MRAS)法进行估计;同时采用三输入单输出的模糊控制器调节脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)信号占空比的异步电动机直接转矩控制的策略,三输入变量为转矩误差、磁链幅值误差和磁通角。此策略即在传统异步电动机直接转矩控制的基础上,用模糊控制器代替传统DTC中的滞环比较器和空间电压矢量状态选择器来细分控制规则,最后控制逆变器的开关,以减小低速时转矩和磁链脉动,提高系统转矩响应速度。仿真结果表明该系统可减小转矩和磁链脉动,提高系统的鲁棒性和自适应性,改善系统的动、静态品质。     

一种内嵌式永磁同步电机启动策略

针对基于高频电压信号注入法的内嵌式永磁同步电机低速无位置传感器控制系统无法估计转子初始位置导致电机启动运行困难的问题,提出了一种内嵌式永磁同步电机启动策略.该策略通过向d,q轴注入高频脉振三角波电压信号,利用连续信号的解调思想傅里叶分解高频响应电流进行信号调制,获取角度误差信息,采用Luenberger观测器代替单PI...     

线电压调制的PWM逆变器相电流重构策略

为了实现脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)逆变器驱动系统在相电流传感器故障情况下的容错运行,提出了一种基于线电压调制的相电流重构策略。首先根据线电压调制的原理得到电机三相占空比;然后,从占空比合理分布的角度对三相占空比进行调整;最后,依据伏秒原则,根据一个开关周期内总占空比不变的原则计算出补偿占空比。分析了母线电流成分并指出了缓冲电路与母线寄生参数对电流重构性能的影响,在此基础上提出的π型缓冲电路,能够在保证电路性能的前提下,最大限度地减少缓冲电路对相电流重构性能的影响。最后进行了实验研究,证明了所提出的相电流容错控制方法的正确性和可靠性。     

无刷直流电机滑模变结构电流控制

为提高无刷直流电机控制的鲁棒性及抑制换相转矩波动,在PWM-ON调制基础上,以保证非换相相电流恒定为控制目标,将换相引起的转矩波动作为系统扰动,设计了滑模变结构电流控制器。利用其响应快速、对扰动不敏感特性来抑制内外干扰的影响,并进行了鲁棒性证明和转矩波动减小分析。仿真与实验表明,所提出的变结构控制策略鲁棒性好,能有效减小换相转矩波动,是无刷直流电机控制中一种新颖的改进控制方式。     

开关磁阻电机神经网络自适应PWM转速控制

开关磁阻电机调速系统(SRD)作为1种交流无级调速系统以其宽广的调速范围和优越的调速性能而倍受关注。但由于开关磁阻电机高度的非线性和多变量的特点,很难建立其精确的数学模型,使得SRD的控制存在较大难度。针对这一问题,提出1种基于径向基函数(radial basis function, RBF)神经网络的开关磁阻电机自适应PWM转速控制方法。该方法利用RBF神经网络极强的逼近能力和快速的收敛性,将离线训练好的网络构成转速控制器,并结合网络的在线训练,让控制器在电机运行中自适应地调节网络参数,使之适应环境的变化。同时构造另一个RBF网络对控制对象进行在线辨识,为控制网络的在线学习提供所需的梯度参数。通过实验,证明了该方法具有响应速度快、控制精度高、适应性强等优点。     

抑制无刷直流电机换相转矩脉动的新型电流控制

针对无刷直流电机换相转矩脉动问题,提出一种考虑电枢电阻的换相时刻三相电流配合调制控制方法。该方法在电机全速段换相时刻采用"导通相全开、关断相脉宽调制、非换相相保持"的三相电流控制策略;通过建立换相时刻相电流数学模型,对换相时刻每一相电流变化过程进行理论分析,确定关断相占空比与电机运行参数关系,使导通相和关断相变化速率一致,保证非换相相电流无脉动。该方法在有效抑制换相电流脉动基础上实现了高速区和低速区统一控制,避免了分区不清问题。实验结果表明:与传统换相脉动控制方法相比换相电流有明显抑制效果,全速段电机转矩脉动系数在0.1左右。     

基于高频信号注入法的电流测量增益误差补偿

针对永磁同步电动机相电流采样增益误差引起的电流测量精度降低的问题,采用了一种周期性注入高频电压补偿电流增益误差的方法。高频电流响应中的正相序分量和负相序分量用于平衡和补偿相电流测量增益误差。这种方法可以用于电动机的初步调试或者起动阶段,也可以周期性的用于电动机常规运行阶段。仿真结果表明,这种补偿算法可以有效的消除相电流测量增益误差,抑制误差所引起的转矩和转速脉动,提高交流调速系统的稳态和动态性能。     

基于二阶滑模算法的永磁电机直接转矩控制

针对传统直接转矩控制(DTC)方法低速控制精度差、转矩脉动大、开关频率不稳定等问题,提出了一种基于二阶滑模控制的永磁电机DTC方法。该控制方法基于二阶滑模控制原理,将传统磁链控制器与转矩控制器以滑模控制器替代,对空间电压进行矢量调制,提高了开关频率的稳定性,获得了良好的动态稳定性,改善了电机输出性能。仿真与试验结果表明,该控制方法能够有效减小电流脉动与转矩脉动,同时提高了控制系统的抗干扰能力,实现了电机的快速动态响应,具有较强的鲁棒性能。     

PWM变换器在矢量旋转坐标系下比例谐振控制策略及其鲁棒性设计

提出基于矢量旋转坐标系选取合理的电感电压矢量进行脉宽调制(pulse width modulation,PWM)变换器调制的方法,建立扇区位置计算和最优开关状态判定规则,从而取代传统空间矢量调制中派克变换及dq坐标系下非线性、强耦合特性,省去锁相环(digital phase-locked loop,PLL)相角实时检测与前馈解耦等环节,并给出对此调制方式的实现方法。针对产生的电流误差矢量消除,提出优化的内环电流矢量旋转比例谐振控制器,利用零极点匹配与抵消法对控制器进行配置,探讨控制器各参数与系统鲁棒性的关联规律,借助零极点簇云图和频域响应特性提供系统稳定性判据,明确变换器控制系统参数整定和鲁棒性设计的一般方法,并采用脉冲响应周期延拓映射法离散化实现。通过仿真和实验验证所提出基于内环电流比例谐振控制器的矢量旋转坐标系调制方式的有效性及正确性,电流环基本实现零稳态误差快速跟踪,电能质量得到明显改善。     

基于分层控制的模块化多电平变流器模型预测控制方法

为了解决传统模块化多电平变流器(MMC)控制器参数过多,参数整定复杂且对控制参数敏感,以及已有MMC模型预测控制(MPC)方法计算量过大、实用性不强等问题,提出一种新型MMC模型预测控制方法,通过建立相应代价函数对MMC相电流、桥臂环流和子模块电压进行分层控制,从而大幅度减少计算量。对相电流模型预测控制的误差进行理论分析并提出补偿措施,提高了相电流控制精度。在Matlab/Simulink平台搭建了11电平MMC仿真系统进行仿真验证。结果表明,新型MMC模型预测控制方法单次运算耗时仅为已有模型预测控制方法的0.24%,相电流误差得到有效校正补偿,功率响应时间短且无超调,验证了新型MMC模型预测控制方法具有计算量低、动态响应快、稳态精度高的特性。     

无刷直流电机神经元变结构PID调速系统研究

针对传统PID控制的BLDCM调速系统存在响应速度慢、抗干扰能力及自适应能力差的问题,提出了一种基于神经元变结构PID的BLDCM调速系统控制策略。该控制策略用一个神经元控制算法实现变结构PID控制,同时用另一个神经元控制算法实现变结构PID控制器参数的在线调整。MATLAB仿真结果表明,所提出的控制策略能有效改善BLDCM调速系统的性能,其转速响应快,稳定性好,抗干扰能力和自适应能力强。