基于自抗扰控制器的PMSM伺服控制系统研究

将自抗扰控制器(ADRC)应用在交流永磁同步电机(PMSM)伺服控制系统中,针对永磁同步电机伺服系统的高精度、快速响应等要求,对伺服控制系统三个闭环分别设计自抗扰控制器。在电流环设计一阶自抗扰控制器来取代常用的PID控制器,将位置环、速度环整合为一个统一的闭环并设计二阶自抗扰控制器进行控制;针对不同环节的控制要求和目的,采用不同的函数组合形式设计相应的控制器,充分利用自抗扰控制器的优良控制特性来满足高精度伺服控制系统的要求。通过搭建Simulink仿真模型进行验证,该伺服控制系统具有跟踪速度快、无超调、控制精度高、对负载及参数变化鲁棒性强等特点。     

基于二阶线性自抗扰的光储协同发电系统低电压穿越控制

针对光伏电站低电压穿越过程中存在的直流电压波动和系统频率特性恶化的问题,提出了一种基于二阶线性自抗扰的光储协同低电压穿越控制策略,该方法通过在光伏电站交/直流侧并联储能装置实现低电压穿越。直流侧储能装置在电压跌落时吸收直流母线冗余的能量,维持直流电压的平衡,并且储能装置采用二阶线性自抗扰控制,保证直流电压在故障瞬间的稳定;交流侧储能装置采用功率补偿控制和一次调频控制,实现频率支撑。所提出的方法能够保持直流电压恒定,维持系统频率平衡,减少了系统能量损失,有效增强了高渗透率分布式光伏发电系统在低电压穿越期间的主动调节能力。     

基于自抗扰控制的PMSM系统仿真分析

针对于永磁同步电机(PMSM)的直接转矩调速系统相对复杂、难以控制的特点,加之传统自抗扰D控制器参数鲁棒性差,对自抗扰策略问题进行研究,该控制策略因减少整定参数而提高系统的误差估计补偿、抗干扰能力以及响应速度。该系统的转矩和磁链脉动明显降低,通过仿真分析,对比空载和带载的不同情况,结果表明基于自抗扰控制的PMSM控制系统具有良好的动态性能,该控制策略的有效性得以验证。     

基于神经网络的水轮机调节系统自抗扰控制

本文针对水轮机调节系统的特点,提出基于神经网络的自抗扰控制策略,并应用于水轮机调节系统的控制;文中对神经网络的训练样本、方法及其与自抗扰控制器结合的方式进行了分析和讨论,并得出了有益的结论;仿真结果表明:基于神经网络的自抗扰控制器对具有强非线性和不确定强扰动的水轮机调节系统有较强的鲁棒性。     

基于自抗扰控制的PMSM转速调节系统

经典PI调节的永磁同步电动机转速控制,存在快速性与超调量之间的矛盾.将自抗扰控制技术应用于永磁同步电动机转速控制中,设计跟踪微分器对输入安排过渡过程,使系统有良好的转速适应性;扩张状态观测器通过对综合扰动项的观测和实时补偿,增强了系统的鲁棒性.仿真实验结果表明,基于ADRC的PMSM转速调节系统,可实现对输入信号的快速无超调跟踪.     

基于改进自抗扰控制的三电机同步系统研究

为了实现三电机系统的速度与张力精确解耦和扰动补偿,提出了一种基于改进的自抗扰控制器在三电机同步系统中的控制方法,该控制器在非线性状态误差反馈中引入类似积分增益环节,进一步提高了系统的动、稳态性能。通过设计三个自抗扰控制器,分别对速度环和两个张力环进行控制,实现了速度与张力之间的精确解耦,并且将系统的内扰、外扰以及速度张力之间的耦合影响当作系统的总扰动,对总扰动进行实时观测和补偿。仿真结果验证了本文所提出的改进自抗扰控制方法比传统的自抗扰控制方法在三电机同步系统中具有更好的动、稳态性能和鲁棒性。     

基于自抗扰控制的双馈风力发电系统功率控制

基于扩张状态观测器的自抗扰控制器具有不依赖于被控对象的具体数学模型,并对内外扰动有较强的抗干扰能力的特点,通过非线性配置构成的非线性状态误差反馈控制律.本文将自抗扰控制方法引入双馈风力发电功率控制系统中有功与无功的解耦控制,并对自抗扰控制器进行了详细设计及参数整定,使控制系统具有良好的适应性和鲁棒性,且具有无超调、无静差的控制效果.仿真结果展现了基于自抗扰控制的双馈风力发电系统功率控制的优良特性,验证了该控制策略的有效性.     

基于矢量控制的异步电机自抗扰控制

针对异步电机矢量控制系统在负载变化和电机参数变化时转速易受较大影响的问题,研究了采用自抗扰控制器(ADRC)对负载扰动和电机参数变化进行估计和补偿的方法。根据自抗扰控制器的数学特征和异步电机的数学模型,采用扩张状态观测器(ESO)对电机模型的参数摄动和变量耦合项进行观测并补偿,确定了矢量控制系统中自抗扰转速环控制器、自抗扰磁链环控制器、自抗扰d轴电流环控制器和自抗扰q轴电流环控制器的形式。仿真和实验结果表明,与传统的比例积分控制器(PI)相比,ADRC控制器对系统负载扰动和电机参数变化具有较好的鲁棒性和动态性能。     

车载充电机单相PWM整流器自抗扰预测电流控制

单相脉宽调制(PWM)整流器作为车载充电机交直流变换的重要模块,在传统无差拍预测电流控制(DPCC)时存在的参数不匹配、控制时延等诸多问题。此处提出一种自抗扰控制器预测电流控制(ADRC-PCC)方法。在电压回路中,设计ADRC降低二倍频功率波动及电网谐波影响,提高系统动态响应能力。在电流回路中,通过二阶广义积分锁相环(SOGI-PLL)预测k+1时刻电网电压,进而构建逐步逼近调节电网电压补偿系数,减少参数失配和控制延迟影响,提高系统稳定性。最后,依托2 kW单相PWM整流器测试平台对所提ADRC-PCC方法进行测试,实验结果表明,该方法可在负载突变、容性补偿等多模式下实现单相PWM整流器高性能调节,与传统DPCC方法相比动稳态特征和鲁棒性更优。     

基于自抗扰控制的双环伺服系统

为提高永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)伺服系统的抗负载扰动和参数摄动能力,提出一种基于自抗扰控制的位置–电流双环控制策略。分析伺服系统的扰动机理,构建基于离散最速控制综合函数的跟踪微分器进行位移规划,通过引入三阶扩张状态观测器,得到位置和转速复合控制的非线性自抗扰控制器,优化了系统结构,降低了参数整定难度。为进一步提高系统刚度和对突变负载扰动的响应能力,设计电流环自抗扰控制器,引入二阶观测器估计扰动量并进行扰动补偿,给出电流环线性自抗扰控制器参数的确定方法。仿真和实验结果表明,该控制策略能够减小外部转矩干扰和电机参数摄动对系统性能的影响,验证了基于自抗扰控制的双环控制方法的有效性。     

基于自抗扰控制技术的PMSM-DTC控制

针对传统的永磁同步电机直接转矩控制(DTC)系统抗干扰性差、开关频率不稳定以及磁链脉动大的问题,在基于开关表的直接转矩控制方法上进行改进,引进空间电压矢量脉宽调制技术(SVPWM)和自抗扰控制技术(ADRC)。仿真结果显示:加入了自抗扰控制器以及空间电压矢量脉宽调制技术的永磁同步电机直接转矩控制系统转矩脉动明显减小,系统抗干扰性增强,开关频率更加稳定。     

基于自抗扰的微电网下垂控制

针对由分布式能源发电组成的微电网中进行负荷投切、分布式电源的波动性、电力电子器件参数变化等引起的谐波问题,提出一种基于自抗扰控制器的抗扰控制策略。通过将自抗扰控制器与微电网的下垂控制相结合,由内扰和外扰引起的输出电压波动,通过前馈补偿消除干扰,提高电能质量。仿真结果表明,当负荷变化时,直流侧电源突加扰动时,该控制策略具有较好的抗扰性能和鲁棒性。     

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。     

基于自抗扰控制的PMSM直接转矩控制研究

针对传统的永磁同步电机(PMSM)空间矢量调制-直接转矩控制(SVM-DTC)存在转矩脉动大以及PID参数整定繁琐等缺点,介绍了一种基于自抗扰控制(ADRC)的PMSM直接转矩控制方法。通过设计ADRC控制器,对电机运行过程中的扰动进行观测和补偿,提高了电机转速的控制精度,降低了转矩脉动。仿真和实验结果验证了方法的可行性和有效性。     

基于自抗扰控制器的无刷直流电机控制系统

自抗扰控制器(ADRC)是在继承经典PID不依赖于对象模型优点的基础上，通过改进经典PID固有缺陷而形成的新型控制器，性能优良并且算法简单。无刷直流电机作为一个非线性系统，采用经典PID控制难以得到满意的控制效果。为了提高控制系统的动态性能和鲁棒性，文中给出了无刷直流电机的自抗扰控制方案。该控制方案不需要精确电机参数就可以实现干扰补偿，控制器的设计也不需要建立电机的精确数学模型。自抗扰控制器利用其内部的扩张状态观测器可以估计出系统的内外扰动，据此将电机等效为由两个非线性系统构成的串联对象，然后设计两个一阶自抗扰控制器实现对电机的内外环控制，内环控制电流，外环控制转速。实验结果表明，自抗扰控制器对电机模型的不确定性和外部扰动变化具有较强的适应性和鲁棒性，控制系统具有优良的动态性能。     

基于改进自抗扰的风力发电系统最大功率控制

针对永磁同步风力发电系统(PMWS)存在的非线性、参数摄动、不确定性、多干扰等问题,采用一种基于最佳叶尖速比的最大功率跟踪控制方法,将最大功率捕获问题转换为最佳速度跟踪问题,分别针对速度环和电流环进行自抗扰控制器的设计;考虑到大干扰环境中,系统受内、外扰动的影响,转速跟踪精度有所下降,为提高控制精度和鲁棒性,针对速度环设计了一种基于扰动观测的降阶自抗扰控制器。通过扰动观测器对系统的总干扰进行在线观测,然后利用自抗扰控制器进行干扰补偿,从而提高转速的跟踪能力。仿真结果验证了所设计的复合控制器能有效地抑制系统扰动对转速的影响,提高了系统的鲁棒性和抗干扰性能。     

基于改进自抗扰控制的永磁同步电机无传感器系统研究

针对永磁同步电机(PMSM)矢量控制无速度传感器系统的速度辨识问题,分别在系统的速度环、电流环设计自抗扰控制器替代传统的PI调节器。通过自抗扰控制(ADRC)中的扩张状态观测器(ESO)对扰动的准确估计进行速度辨识,实现系统的无传感器运行;对典型自抗扰控制器进行改进,简化模型结构并引入模糊控制算法对控制器参数进行优化。仿真结果表明:改进ADRC比PI调节更能满足PMSM系统的高性能控制要求;与模型参考自适应相比,采用ESO观测方法在电机低速运行时的转速估计效果更好,且对电机参数变化不敏感,鲁棒性更强。     

水轮发电机组励磁系统的自抗扰控制

为了进一步提高电力系统的稳定性，应用自抗扰控制（ADRC）理论对水轮发电机组励磁系统进行设计，将模型的外部扰动和不确定参数的变化作为系统的扩张状态进行实时观测并加以补偿，将输出量与给定信号的误差进行非线性组合，形成外环控制率。通过对三相短路故障状态的动态仿真，并与传统PID控制效果进行对比，结果表明ADRC系统响应快、超调小，对模型的不确定性及外部扰动具有更强的适应性和鲁棒性，进一步提高了系统的阻尼。     

永磁同步电机调速系统的自抗扰控制

针对永磁同步电机具有强耦合和强非线性特性的特点,在分析永磁同步电机数学模型和自抗扰控制原理的基础上,将自抗扰控制器应用于永磁同步电机的控制中,实现了永磁同步电机调速系统的自抗扰控制.仿真结果表明,这种自抗扰控制比PI控制有着更优的动态和稳态性能,并且使闭环系统在抗干扰性和鲁棒性上有了提高.     

SMPMSM驱动系统的自抗扰协同控制

基于面装式永磁同步电机(SMPMSM)驱动系统的电流内环协同控制器和速度外环自抗扰控制器的设计,架构了一种新颖的集成自抗扰控制和协同控制的双闭环SMPMSM矢量控制系统,旨在提升SMPMSM驱动系统的动态、静态性能及其鲁棒性。在理论分析的基础上,对SMPMSM驱动系统架构及其控制性能进行了数字仿真和性能测试,并与经典的PI控制的SMPMSM驱动系统进行了比较研究,最后给出了结论。