基于矩角控制的PMSM伺服系统仿真与设计

随着我国经济和工业水平的不断提高与发展,高性能、低功耗的伺服系统备受关注。以永磁同步电机(PMSM)为母机的伺服系统以其高性能比而受到诸多关注。以PMSM为控制对象,对交流步进传动中矩角控制方式应用于伺服系统的情况,进行了动态仿真研究与实际实验平台验证。仿真与实验结果表明,应用矩角控制方式的PMSM伺服系统具有良好的动态特性与定位特性,完全满足现代工业伺服系统中的高性能、低功耗的要求。同时,研究结果也为PMSM在高性能控制场合下的应用打下了坚实的理论与实验基础。     

永磁同步电机伺服系统的RBF神经网络PID控制

永磁同步电机(PMSM)交流伺服系统中含有未知复杂干扰,属于一类复杂的非线性、不确知系统,会影响PID控制算法的控制质量,无法满足伺服系统的高精度指标要求,利用神经网络对未知信息数据的自学习和自适应能力,设计出一种基于RBF神经网络与传统PID控制相结合的智能PID控制器。仿真结果表明,应用了RBF神经网络PID控制的伺服系统,不但结构简单,而且能适应环境变化,干扰被有效抑制,控制精度明显提高,有较强的鲁棒性,达到了理想的控制效果。     

基于鲸鱼算法小波神经网络PID的PMSM转速控制

针对永磁同步电机交流伺服系统的非线性特征和不确定扰动等问题,以及传统PID控制器的线性局限性,提出基于鲸鱼优化算法的小波神经网络PID的转速控制策略。采用小波神经网络与PID控制器结合的方式,构成永磁同步电机的转速控制器,同时利用鲸鱼优化算法对学习速率和惯性系数进行优化,从而达到对神经网络权值的进一步优化。通过实验结果表明,本文所提控制策略得到的电机稳定时间是0.025 s,最大超调量是52 r/min,施加转矩之后的转速误差为0.002,因此本文控制策略的动态性能和抗干扰能力具有一定优势。     

基于模糊PI控制的PMSM位置伺服系统仿真

本文在分析了永磁同步电机(PMSM)数学模型的基础上,在Matlab的Simulink环境下构建了隐极式永磁同步电机位置伺服系统的仿真模型。控制系统采用经典的三闭环结构,其中电流环采用id=0的矢量控制策略,速度环采用PI控制,位置环采用模糊PI自适应控制,自适应控制通过Matlab软件编程。文中给出了系统各模块仿真模型的建立方法,并针对工程系统实际参数,进行了负载突加突卸时位置、速度和转矩瞬态过程仿真与分析。结果表明,该系统抗干扰性好,能快速准确地跟踪位置及转速给定。     

基于改进广义预测控制的PMSM速度控制

在机器人控制领域中,对永磁同步电机(PMSM)响应的快速性及稳定性要求较高,同时还需要其控制方法有较强的适应性。但传统的PID控制参数只适用于特定场合,应用受到限制。本文结合广义预测控制(GPC)理论与Luenberger观测器,形成一种新的控制方法来对PMSM进行速度闭环控制。该算法与传统GPC算法相比计算量更少,并通过负载转矩观测器对负载扰动进行测量反馈,提高了系统控制性能。仿真及试验结果表明,该算法与PID控制比超调量小,响应速度快,适用于要求较高的工程应用。     

基于无差拍控制的PMSM电流预测控制算法

在传统的离散化矢量控制系统中,由于电流采样和PWM占空比更新等数字延时的存在,限制了PMSM控制系统在动态过程中对电机电流的控制能力.为了提高系统电流环性能拓展其带宽,在同步旋转轴系下,基于无差拍控制原理,提出了一种对电机电流的离散化预测控制算法.在理论上消除了矢量控制系统中的各种数字延时,提高了电机电流的控制能力.最后使用1台750 W的永磁同步伺服系统验证了这种算法的性能,实验结果表明永磁同步电机电流预测控制算法有效地提高了伺服系统电流环的动态性能和稳态精度.     

基于神经网络的双闭环伺服系统自适应控制

针对双闭环伺服系统中传统自抗扰控制（ADRC）控制器待整定的参数较多且整定过程较复杂的问题,设计了一种基于径向基函数神经网络的ADRC控制器。考虑到组合控制律的独立性,设计线性状态误差反馈进一步降低参数整定复杂性。径向基函数神经网络将扩张状态观测器中的非线性误差增益作为其权值系数,在线辨识出被控对象的Jacobian信息,利用神经网络的自学习功能实现了ADRC的参数在线自整定。以永磁同步电机(PMSM)作为被控对象,通过MATLAB进行仿真。仿真结果证明,此控制策略有效地优化了伺服系统的静态性能和动态品质,实现了控制系统的高动态和高精度。     

基于频域指标的PMSM伺服系统自适应控制方法

永磁同步电机(PMSM)构成的伺服控制系统在运行过程中,电机参数会随着工作环境的变化而发生改变,导致控制精度受到很大影响。针对此问题,提出了一种基于参数辨识的自适应控制方法,利用带遗忘因子的递推最小二乘算法对电机电阻和电感进行在线辨识,根据系统对相角裕度要求,利用辨识结果实时计算出运行条件下的比例积分(PI)参数值。仿真和实验结果表明系统在电机参数发生变化时具有良好的自适应能力。     

面装式永磁同步电机伺服系统电流控制方法研究

永磁同步电机的电流控制方法有id=0控制、转矩电流比最大控制、功率因数等于1的控制和恒磁链控制等。通过研究这几种电流控制方法的控制效率、输出转矩特性、功率因数特性等因素，由此确定面装式永磁同步电机伺服系统的电流控制方法。同时，还研究了id=0控制的实现途径，对比了电压前馈解耦控制和电压反馈解耦控制实现的简易程度和实现的可能性，选择电压反馈解耦控制实现面装式永磁同步电机伺服系统的电流控制。     

永磁同步电动机直接转矩控制伺服系统分析与仿真研究

介绍了永磁同步电动机(PMSM)直接转矩控制(DTC)基本控制理论,分析了零电压矢量在控制过程中的作用.在理论分析的基础上采用零矢量的控制方案,建立了基于Matlab/Simulink的PMSM直接转矩控制伺服系统模型.仿真结果验证了加入零电压矢量可以有效地抑制转矩脉动,提高系统性能.同时该仿真模型采用位置、转速和电流三闭环控制,模拟了PMSM的恒转矩起动、恒功率运行以及负转矩制动的全过程,实现了位置伺服的精确控制.     

永磁同步电动机伺服系统模糊控制器设计

针对永磁同步电动机伺服系统的模糊控制,分别设计了PI控制器、模糊控制器、模糊自整定PID控制器,并进行仿真研究比较。结果表明,模糊自整定PID控制器兼有PI控制和模糊控制的优点,控制效果理想,是一种高性能的控制器。     

零航速减摇鳍永磁同步电机伺服系统广义预测控制

为提高系统的可靠性,探索了电伺服系统在零航速下减摇鳍上的应用,并根据减摇鳍的负载特性选择了驱动电机的种类。由于零航速减摇鳍的工作环境和负载特性比较复杂,为提高电伺服系统的动态性能和对参数扰动的鲁棒性,建立了永磁同步电机传动系统的受控自回归积分滑动平均 (controlled auto regressive integrated moving average,CARIMA)模型,实现了电伺服系统的广义预测控制。由于浪级较高时电机驱动能量不足,所以对伺服系统输入输出的约束条件进行了分析,在此基础上提出了一种考虑约束的改进控制算法。仿真结果表明,广义预测控制器能够改善伺服系统的动态性能,提高零航速减摇鳍的减摇效果。     

基于转子磁场定向控制的PMSM伺服系统建模仿真

在分析永磁同步电动机（PMSM）数学模型的基础上，建立了的转子磁场定向矢量控制的PMSM伺服系统模型。系统采用位置、转速和电流三闭环控制，其中位置环和速度环采用经典的PI控制，电流环采用转子磁场定向矢量控制，以实现瞬时的转矩调节。仿真模拟了PMSM的恒转矩起动、恒功率运行以及负转矩制动的全过程，实现了位置伺服的精确控制。     

基于矢量控制的PMSM位置伺服系统电流滞环控制仿真分析

深入分析基于矢量控制的永磁同步电动机(PMSM)位置伺服系统电流滞环控制方案。为了实现高性能的位置伺服电流环控制,对比了常规电流滞环控制和三角波载波比较方式的电流滞环控制。在Mat-lab中搭建了两种电流滞环控制方式的仿真模型,通过仿真分析得出采用常规电流滞环控制对系统的整体性能影响比较大,而采用的三角载波比较方式的电流滞环控制容易获得良好的控制效果。采用的三角载波比较方式的电流滞环控制的仿真结果被进一步验证,并且为位置伺服系统的整体设计提供了理论基础。     

基于DSP的永磁同步电机神经网络逆解耦控制

针对永磁同步电机(PMSM)这一非线性多变量的复杂系统,提出了不依赖对象精确数学模型和参数的PMSM神经网络逆系统控制方法,并在以数字信号处理器(DSP)为核心的控制实验平台上得以验证。PMSM的逆系统由静态神经网络加积分器构成并与原系统串联,实现了其转速和磁链的动态解耦。在此基础上,为两个解耦的伪线性子系统设计了线性闭环调节器,使整个系统获得优良的动静态性能。实验结果表明,神经网络逆系统方法可以实现对PMSM的高性能控制,对参数变化和负载扰动具有较强的鲁棒性。     

永磁同步电机伺服系统电流环的仿真

介绍了永磁同步电机伺服系统电流环仿真模型的建立方法。通过数字仿真探讨了伺服系统电流环调节器参数的设计和调整,研究了电流微分反馈对电流环动态过程响应的改善,分析了电流微分反馈强度的设置。考虑到电流环的简化,分析了将电流环近似等效为一阶惯性环节的可行性,并讨论了所设计系统电流环的稳定性。     

SVM-DTC控制的永磁同步伺服系统仿真

矢量控制永磁同步电机伺服系统稳态性能好,但转矩动态性能逊色.而传统直接转矩控制虽然动态响应迅速,但稳态转矩脉动大.因此,文中在永磁伺服系统中引入空间矢量调制的直接转矩控制策略,在保持快速动态响应的同时,利用空间矢量调制方法减小转矩脉动,并利用MATLAB软件对系统进行建模仿真,同时对比于矢量控制的伺服系统.结果证明基于...     

基于DSP的永磁同步电动机伺服系统速度环研究

简述了永磁同步电动机伺服系统的原理与设计,指出矢量控制技术可以实现电机交、直轴之间的解耦,具有线性转矩控制特性,能够获得比较平稳的输出转矩,达到比较宽的调速范围.论述了采用DSP为微处理器的交流伺服控制系统,通过研究速度环的动态结构,选择速度环的调节方式,满足速度环的无误差与抗扰要求.研究适合于中、小功率的交流伺服系统,有较高的动态和静态性能.