永磁同步电机调速系统的分数阶积分滑模控制

为了提高永磁同步电机(PMSM)调速系统对负载扰动及参数变化的鲁棒性,采用速度误差的分数阶微积分,设计了非线性积分滑模面,并提出一种基于分数阶积分滑模控制算法(FOISMC)的PMSM速度控制系统。通过Lyapunov定理证明了所设计的控制器的稳定性,并对该控制器进行了性能分析。理论分析和数值仿真结果表明:所提方法比整数阶积分滑模控制以及常规PI控制具有更好的动态性能和抗扰动能力,以及更高的速度跟随精度。     

高空电推进系统用PMSM无速度传感器反演控制策略研究

采用滑模(SM)控制方法估计两相静止坐标系下的反电动势,采用锁相环(PLL)方法估计PMSM实际的速度和转子位置,采用反演法设计速度和电流跟踪控制器,提出了一种基于SM和PLL的高空电推进系统用PMSM无速度传感器的反演控制策略。采用Lyapunov稳定定理证明了滑模观测器的稳定性。仿真和基于dSPACE系统的硬件在回路实验验证了所提出方案的有效性,在负载条件下,所设计的滑模锁相环观测器能够准确估计PMSM中、低速运行时的速度和转子位置,按参考转速变截止频率的方法可以动态补偿由一阶低通滤波器引起的转子相位误差,反演控制器在保证系统渐进稳定的基础上能够实现转速和电流的有效调节。     

永磁同步电机无位置传感器控制策略研究

针对电子水泵用永磁同步电机无传感器控制系统中调速存在超调、抖振和响应慢的问题,采用一种混合滑模变结构的速度环和龙伯格观测器的PMSM无传感器控制算法.在转速环环节设计基于新型趋近律的滑模速度控制器,在传统指数趋近律的基础上,在等速项中加入运动点的运动误差,采取双曲正切函数替代比较切换函数,改善趋近滑模面运动过程中的收敛...     

应用滑模控制的四开关逆变器PMSM系统FCS-MPC策略

为了提高三相四开关逆变器永磁同步电机(PMSM)控制系统的性能,采用滑模控制方法,提出一种有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)策略,并设计可以无抖振、单调收敛的滑模转速调节器.所设计的控制系统能够保证PMSM系统可靠稳定地运行,可抑制PMSM的电磁转矩脉动,改善三相定子电流波形效果,具备良好的转速跟随性能.仿真结果表明,与常规FCS-MPC方法相比,滑模转速调节器可以使电机加载时的转速跌落更小,并且转速能够更快恢复至参考值.所提出的FCS-MPC策略可以明显减小PMSM转矩脉动,降低三相定子电流总谐波失真(THD)值.当系统参数发生变化时,PMSM系统仍可平稳运行,三相定子电流能够保持良好的平衡性.     

基于SVPWM的永磁同步电机调速系统设计

在掌握空间矢量脉宽调制原理(SVPWM)的基础上,建立永磁同步电机(PMSM)的双闭环调速系统,采用电压空间矢量调制获取三相PWM波形的脉冲宽度,进而通过电压源逆变器对电机速度进行调节。搭建系统仿真模型,分析了基于SVPWM的PMSM调速系统的可行性。以单片机STM32F103为控制核心进行实验设计,以实验结果来表明该PMSM调速控制系统在实际应用中的有效性。     

永磁同步电机速度的滑模与哈密顿协调控制研究

针对永磁同步电机速度伺服系统单独使用滑模控制效果不佳的问题,本文设计了基于滑模和端口受控哈密顿协调控制方案。在dq同步旋转坐标系下,建立永磁同步电机的速度系统模型,给出了永磁同步电机速度的协调控制原理,通过定义滑模面设计滑模控制器,利用端口受控哈密顿控制方法的能量成形、互联配置和阻尼注入,设计了哈密顿控制器,同时将滑模控制和PCH控制方法相结合设计了协调控制策略,并用Matlab/Simulink对滑模与哈密顿协调控制的PMSM速度控制系统进行仿真验证。仿真结果表明,永磁同步电机的滑模与哈密顿协调控制系统有效结合了两者的优点,既能快速跟踪信号,又有较好的稳态性能和较强的稳定性。因此,该控制方法具有良好的控制性能和实际应用前景。     

基于EL模型的三相永磁同步电动机无源控制

基于三相永磁同步电动机（PMSM）在两相同步旋转坐标系中的数学模型,得到PMSM的欧拉-拉格朗日（EL）模型。利用EL模型研究了PMSM的无源性和耗散性。基于PMSM的无源性,提出了一种新的基于误差状态变量的阻尼注入方法,利用该方法设计了系统无源控制器。该无源控制器可加速系统的响应,使系统具有良好的动、静性能。建立了PMSM的MATLAB／Simulink环境下无源控制系统仿真模型,仿真结果表明提出的利用误差状态变量的阻尼注入方法设计无源控制器是可行的。     

基于Matlab永磁同步电机控制系统建模仿真方法

提出了永磁同步电机(PMSM)控制系统仿真建模的方法，在Matlab/Simulink环境下，通过对独立的PMSM本体、dq坐标系向abc坐标系转换、三相电流源逆变器、速度控制器等功能模块的建立与组合，构建了永磁同步电机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的有效性，验证了其控制算法，为永磁同步电机控制系统设计和调试提供了理论基础.     

模糊滑模控制及其在交流调速中的应用

研制了一套模糊自适应滑模控制及8098单片机的异步机调速系统,设计了模糊滑模控制器并辅以仿真研究。数字仿真结果和初步实验结果表明该系统具有良好的动静态性能。     

永磁同步电动机控制方法研究

根据永磁同步电动机PMSM数学模型结合矢量控制理论设计了滑模观测器,采用了一种饱和函数的算法抑制抖振。以TMS320LF2407A为控制核心,设计了控制系统的硬件,编制了滑模估算算法,并且在额定功率为180 W,额定电压为380 V的PMSM实验装置上进行了实验研究。结果表明,研究的滑模观测器估算方法切实可行,能够实现转子位置跟踪,永磁同步电机具有良好的调速运行指标。     

基于改进型指数趋近率的永磁电机滑模控制研究

永磁电机(PMSM)是典型的非线性、多变量的耦合系统,其对外部干扰及内部定子电感等参数的变化十分敏感。其中,电机定子电感参数的变化情况可通过有限元分析获得。为提高PMSM驱动性能,在控制系统中引入了滑模控制策略,并在分析原趋近率的基础上,提出了一种改进型指数趋近率,对其进行了仿真分析。结果表明:由改进型指数趋近率搭建的速度控制器提升了系统动态响应性能,增强了PMSM驱动系统鲁棒性。     

自适应模糊滑模控制在汽轮机调速系统中的应用

汽轮机调速系统是一个典型的变参数、强扰动的对象,常规的PID控制器难以满足其控制要求.针对此问题,设计了一种自适应模糊滑模控制器.该控制策略基于带积分补偿的变结构控制器,并利用自适应模糊控制方法,把滑模控制器中的不确定项进行模糊逼近.利用李亚普诺夫函数证明了控制器的稳定性.将此控制策略应用到汽轮机调速系统中,仿真结果显示,控制方法具有较强的鲁棒性和良好的跟踪性能.     

基于滑模观测器的永磁同步电机自整定调速系统

针对传统滑模观测器在永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)动态变速与动态加载时调速系统超调过大,并且在估算反电动势中产生较大抖动问题,提出一种基于滑模观测器的永磁同步电机自整定调速方法。首先,采用Sigmoid函数代替常数切换函数,通过滑模观测器估计反电动势;然后,通过锁相环进行位置检测,从估计的反电动势中提取转子位置和速度信号;最后,经过速度观测值与给定值的比较,通过模糊PI实现参数自整定。仿真结果表明,与传统的滑模观测器方法相比,所提方法能够很好地消除抖动,其跟踪性、鲁棒性较大提高。     

基于改进型双幂次组合趋近律的永磁同步电机无模型滑模控制

针对采用PI控制或传统无模型滑模控制（MFSMC）的永磁同步电机（PMSM）实际运行时因内部电磁参数摄动导致系统控制性能下降的问题,提出一种新型无模型滑模控制算法（IMFSMC）。首先,建立参数摄动下PMSM超局部模型;其次,设计改进型双幂次组合趋近律加快系统在趋近滑模面阶段的收敛速率;再次,设计扩展滑模扰动观测器（ESMDO）实时观测系统未知总扰动;同时,利用Lyapunov稳定性判定第二方法证明所设计控制器和观测器的稳定性;最后,将IMFSMC、MFSMC以及PI控制的仿真和实验进行对比,结果证明所提方法可以有效加快转速响应速率,增强系统的鲁棒性。     

基于转子磁链观测的无速度传感器PMSM DTC

针对常规永磁同步电机（PMSM）直接转矩控制（DTC）系统转矩、磁链脉动大的问题，引入了模糊逻辑思想，根据PMSM DTC的系统特性设计了专门的模糊逻辑控制器，该控制器采用磁链幅值误差、转矩误差以及磁链空间位置作为输入量，选取电压矢量作为输出量对电机进行直接控制.在此基础上根据所提出的PMSM模糊DTC系统的特点研究了基于转子磁链观测的速度估计策略，讨论了无速度传感器PMSM模糊DTC系统的实现方式.仿真和实验结果验证了这种基于转子磁链观测的PMSM模糊DTC系统在动、静态两方面均具有更好的性能，且不增加系统结构和控制的复杂性，是一种具有实用前景的适用于PMSM DTC的无速度传感器控制策略.     

异步电动机的滑模与PCH协调控制研究

针对采用单一信号或能量控制策略对异步电动机调速系统进行控制都难以满足对异步电动机高性能控制的要求,本文采取了滑模控制与端口受控哈密顿控制相结合的协调控制方法来控制异步电动机调速系统。建立了异步电动机数学模型,并利用异步电动机转子磁场定向原理,求取了异步电动机的滑模控制器;根据端口受控哈密顿原理,建立了异步电动机的端口受控哈密顿模型,并求取了端口受控哈密顿控制器;最后利用指数函数将滑模控制器与端口受控哈密顿控制器相协调来控制异步电动机调速系统。同时,考虑到负载转矩可能出现未知的情况,设计了负载转矩观测器,并利用Matlab/Simulink对所设计协调控制系统进行仿真实验。仿真结果表明,所设计的协调控制策略不仅可使异步电动机快速地跟踪给定的转速信号,而且可以显著地降低异步电动机在稳态运行时的能量损耗。这种协调控制方法为研究异步电动机的优化控制提供了一种新的思路。     

基于模糊PID的永磁同步电机矢量控制系统

针对传统PID在永磁同步电机矢量控制系统中存在转矩脉动较大的问题,提出基于模糊PID的永磁同步电机矢量控制方法,实现系统PID参数在线整定。首先,建立PMSM的数学模型;其次,设计参数模糊自整定PID控制器,并进行参数模糊化;最后,在Matlab/Simulink中搭建模型进行仿真。仿真结果表明:在PMSM调速系统中,模糊PID控制器具有更好的鲁棒性。     

基于分段幂次函数滑模观测器的 永磁同步电机速度控制

为了提高永磁同步电机的控制性能,解决传统滑模控制器中存在的抖振和响应速度慢等问题,提出一种采用分段幂次函数的新型滑模观测器。利用Lyapunov稳定判据对系统稳定性进行了证明,并在新型滑模观测器前设计了滑模速度控制器,最后与传统的PI控制器进行仿真比较。Matlab仿真和实验结果表明,新型滑模观测器结合滑模速度控制器的控制方法具有更强的鲁棒性和更快的收敛速度,在抑制系统抖振方面具有更优的性能,所得结果验证了所提出方法的有效性。     

基于扰动补偿和非奇异终端滑模器的永磁同步电机矢量控制

针对永磁同步电机滑模控制中系统的全局渐进稳定性,设计了基于非线性滑模面的非奇异终端滑模速度环控制器,保证了系统有限时间的收敛,同时避免了系统的奇异问题,减小了系统的抖振,提高了系统的稳态精度。为了提高系统的抗干扰能力和控制精度,设计了扰动观测器,并将观测扰动值反馈到速度控制器中。针对位置传感器安全性、可靠性等问题,设计了滑模位置观测器,实现了位置信号的实时快速精确跟踪。仿真结果表明,提出的控制策略能够有效地提高系统的控制精度与响应速度,增强了系统的抗干扰能力。     

滑模变结构控制在三相逆变器中的应用

将负载、滤波器和开关阵一起考虑，建立了三相逆变器的数学模型．依此模型设计了滑模变结构控制器．利用该控制器可以产生优化PWM以满足预期闭环动态性能．仿真结果表明，应用滑模变结构理论控制三相逆变器不仅容易设计和实现，而且具有较好的鲁棒性和动态性能．