永磁同步电机新型无差拍直接转矩控制

针对传统无差拍直接转矩控制中电机内部参数摄动对给定电压矢量的影响,提出一种基于滑模扰动观测器补偿的永磁同步电机无差拍直接转矩控制策略。首先,结合滑模控制理论,分别构建了d,q轴滑模扰动观测器,对参数摄动引起的d,q轴电压变化量进行观测,将其补偿至给定d,q轴电压,提高系统对参数摄动的鲁棒性。其次,对q轴滑模扰动观测器进行了重构,在对q轴参考电压扰动补偿的同时对转子磁链进行了有效辨识。试验结果验证了新型控制策略的有效性和实用性。     

无传感器永磁同步电机控制系统设计

针对永磁同步电机无传感器控制问题,设计了一种滑模观测器用于估算电机转子位置和速度.该滑模观测器采用参数可调的曲线函数作为开关函数进行连续控制,有效削弱系统"抖动",改善了系统结构,对参数摄动和不确定因素有很强的鲁棒性.     

扩展状态二阶非奇异终端转子磁链滑模观测器

针对传统线性滑模观测器存在的固有抖振和收敛速度缓慢问题,提出一种永磁同步电机扩展状态二阶非奇异终端转子磁链滑模观测器。首先,通过引入非奇异终端滑模面提高滑模观测器的收敛速度,利用高阶滑模抑制系统抖振。其次,定量分析电机转子电角速度误差和定子电阻滑模观测器参数摄动对预估磁链幅值和相位的影响。最后,通过实验验证滑模观测器参数摄动对预估磁链幅值和相位影响分析的正确性,实验结果表明电机定子电阻摄动对预估磁链的影响甚小。     

永磁同步电机无位置传感器双滑模鲁棒控制

基于表面式永磁同步电机在二相坐标下的数学模型,采用滑模变结构方法设计了由滑模控制器和扩展滑模观测器组成的鲁棒控制系统。针对电机参数摄动和负载扰动对驱动性能的影响,以转速误差为参量建立滑模面,构造滑模速度控制器以取代目前在大多数控制方案中使用的PI控制器,利用Lyapunov理论推导出自适应速度控制律,得出速度控制的参考电流和参考电压表达式。由扩展滑模观测器估算转子速度和位置,分析得到观测器的收敛条件及自适应率,证明了其稳定性。理论分析表明该方案的控制器和观测器性能不依赖于电机参数和负载干扰,具有较强的鲁棒性。仿真结果验证了控制方案的有效性与正确性。     

一种永磁同步电机无模型高阶滑模控制算法

针对城市轨道交通高转矩永磁同步牵引电机因参数摄动和未知扰动等不确定因素造成控制性能下降的现象，提出一种基于扩展非奇异终端滑模扰动观测器的转速环新型无模型非奇异快速终端滑模控制方法。首先，依据永磁同步牵引电机在参数摄动和未知扰动下的数学模型，使用转速环的输入输出建立新型超局部模型。其次，基于新型超局部模型设计转速环的无模型非奇异快速终端滑模控制器；同时结合高阶滑模和非奇异终端滑模设计观测器来实时精准估计新型超局部模型的未知部分，通过对控制器进行前馈补偿，增强了系统的鲁棒性，提高了转速的控制精度，并减少了系统抖振。最后，通过与PI控制、无模型滑模控制进行仿真和实验综合比较，验证了所提出的控制算法对电机参数摄动和未知扰动具有较强的容错性和抗干扰性，能降低对电机精准数学模型的依赖。     

一种用于异步电机无速度传感器控制的自适应滑模观测器

针对异步电机无速度传感器中存在的对参数变化鲁棒性差的问题,研究了一种基于自适应滑模观测器的异步电机无速度传感器的矢量控制方案。自适应滑模观测器根据电机静止坐标系下的数学模型构造了转子磁链观测器,定子电流观测值与实际值的误差构成观测器的滑模面,在滑模运动下该观测器的观测值最终趋近于实际值,从而实现转子磁链的估计。电机转速由自适应方法估算得到,滑模观测器的稳定性可由李雅普诺夫稳定性证明。与其他方案相比,该方法的优点在于实现简单,对参数变化具有鲁棒性。仿真和实验对控制方案的正确性和可行性给出了验证,该观测器可以实现对转子磁链和转速的观测,且在负载扰动和给定转速变化的情况下该滑模观测器具有鲁棒性。     

基于新型趋近律的PMSM无模型滑模控制研究

针对传统建模方式下电机控制性能易受参数摄动影响的问题，提出一种改进型无模型滑模控制方法。建立超局部模型降低控制系统对电机参数的依赖，并结合新型趋近律设计改进型无模型滑模控制器，利用扩展滑模扰动观测器补偿系统未知部分。实验结果表明，该方法响应速度更快，鲁棒性更强。     

永磁同步电机抗扰高阶滑模观测器设计

永磁同步电机高精度矢量控制需要准确的电机转速与转子位置信息。考虑到传统观测器中的参数摄动和抖振现象,在保持算法简单、易实现的基础上,将一种基于高阶滑模的超螺旋方法引入到永磁电机观测器的设计中。通过非线性方法证明了电机在一定条件下的可观测性,充分考虑实际系统中参数变化的影响,在静止两相坐标系上建立相应的数学模型,设计超螺旋算法观测电机反电动势值,并采用软件锁相环结构估算电机的速度。理论上验证了该算法的稳定性和有限时间收敛性。实验结果表明,所提出的观测器具有良好的跟踪性能,对电机参数摄动有很强的鲁棒性。     

基于二阶滑模观测器的永磁同步电动机无传感器控制

针对永磁同步电动机无位置传感器滑模控制中存在滑模抖振现象,利用李雅普诺夫函数提出了一种新型二阶滑模观测器,用来估算电机转速和转子位置。在分析传统滑模观测器为削弱抖振现象而引入低通滤波所产生的相位滞后问题后,设计了新型二阶滑模观测器,并通过Lyapunov函数证明新型二阶滑模观测器的稳定性。仿真实验结果表明,该新型滑模观测器无需低通滤波器便能有效避免滑模抖振现象,电机速度和位置估算曲线较平滑,且相对于传统滑模观测器该二阶滑模观测器提高了观测精度和系统鲁棒性。     

用于PMSM无位置传感器控制的滑模观测器的设计与仿真

根据永磁同步电机的数学模型,设计出一个滑模状态观测器,用于估算电机转子位置和速度并推导其状态方程,对其稳定性进行了分析。并且对此系统进行了Matlab仿真,仿真结果表明,该方法对电机参数变化不敏感,具有较强的鲁棒性。滑模变结构状态观测器能够在较广速度范围内追踪转子实际位置,实现对转轴位置的观测,从而实现了永磁同步电机的无传感器的控制。     

基于超螺旋滑模观测器的永磁同步直线电机无模型控制

针对永磁同步直线电机(permanent magnet linear synchronous motor, PMLSM)在运行过程中因参数失配和外部扰动导致控制性能下降的问题,提出一种基于超螺旋滑模观测器的永磁同步直线电机无模型控制策略。根据PMLSM在dq旋转坐标系下参数摄动时的数学模型建立电机对应的新型超局部模型,以避免参数失配。基于该新型超局部模型,结合滑模控制设计了无模型滑模速度控制器,通过Lyapunov稳定性理论证明该控制器的稳定性。同时,为削弱传统扩展滑模观测器对新型超局部模型中未知量观测的抖振,提高控制精度,设计超螺旋滑模观测器(super-twisting sliding mode observer, STSMO)对未知量进行在线辨识并实现前馈补偿。最后,将传统滑模控制、基于传统扩展滑模观测器的无模型控制算法与所提方法进行仿真和硬件在环实验对比,结果表明所提方法改善了PMLSM控制系统的动态响应性能,具有较强的鲁棒性。     

一种异步电机无速度传感器间接磁场定向控制策略

针对无速度传感器异步电机,提出了一种新的滑模磁通和速度观测方法。实际电流和观测电流之间的误差收敛到零,保证磁通观测器的精确性。根据估计的定子电流和转子磁链来估计转子的转速和转子时间常数。估计的转子时间常数用于滑模计算和观测器结构中,估计的转速用来作为转速调节的反馈。仿真结果证明所提出的速度估算方法有效以及所提出的观测器结构具有鲁棒性。     

基于滑模观测器的单绕组多相无轴承电机无位置传感器控制

针对单绕组多相无轴承电机的特点,讨论了此类电机中悬浮平面电流对电机转子位置带来的扰动,建立了基于滑模观测器的检测模型和控制算法,实现了单绕组多相无轴承电机的无转子位置传感器运行。文中采用饱和函数代替开关函数,并设计了随转速变化的低通滤波器,取得了良好的观测效果。该方法克服了传统基于电机模型的无位置传感器控制方法对电机参数的依赖性,抑制了由无轴承电机悬浮平面耦合带来的固有扰动,提升了无轴承系统的鲁棒性。实验结果表明系统采用该观测器进行转子位置及速度观测后,具有较好的静、动态性能,验证了滑模观测器在单绕组多相无轴承驱动系统无位置传感器中应用的正确性和可行性。     

基于滑模观测器的永磁同步电机控制系统研究

在永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,简称PMSM)矢量控制系统中,需要利用转子位置信息来实现转子磁场定向控制.基于滑模变结构理论,设计了一个用于PMSM无传感器矢量控制系统的滑模观测器,以估算电机的转子位置.深入分析了实际运行中当电机参数,如电阻R、电感L发生变化时,转子位置角估算值的变化情况.仿真和实验结果均表明,滑模观测器对电机参数变化具有很强的鲁棒性,能够实现对转轴位置的观测,从而实现了无传感器矢量控制.     

基于ESO的感应电机磁链观测与转子时间常数辨识

为进一步提高感应电机矢量控制系统磁场定向和速度跟踪的精度,需要准确的转子时间常数在线辨识。本文在传统模型参考自适应的基础上进行优化,用扩展状态观测器(ESO)作为参考模型替代电压型磁链观测器,解决了电压型磁链观测器的积分饱和及直流偏置问题,并将带有转子时间常数变量的电流模型作为可调模型,用Popov超稳定理论选取合适的自适应律对转子时间常数进行估算。仿真和实验结果表明,基于ESO的感应电机磁链观测与转子时间常数辨识方法可行,转子时间常数辨识准确,且对电机负载扰动鲁棒性强,电机转速跟踪精度高。     

感应电机模糊滑模控制器的新型设计方法

针对感应电机定子电阻和转子时间常数受外界因素干扰影响其矢量控制系统稳定性和精确度的问题,提出了一种感应电机模糊滑模矢量控制方法。根据感应电机的模型,设计了滑模速度控制器和转子时间常数观测器。利用模糊控制方法改进了滑模切换函数,从而实现切换函数的连续化实时整定,削弱了符号切换函数的高频抖动效果。仿真和dSPACE实验结果表明,控制系统能够稳定运行,动、静态性能良好,抗参数变化和负载突变能力强。     

基于新型滑模观测器的永磁直驱风机控制

针对永磁同步电机高速运行的无传感器控制,结合滑模观测器对电机参数变化和测量具有很强鲁棒性且响应迅速的优点,引入连续的饱和函数,设计了防高频抖动的新型滑模观测器,并详细分析了基于转子磁场定向的矢量控制策略,建立了基于新型滑模观测器的永磁直驱风力发电机的无速度传感器矢量控制模型,并进行实验验证。实验结果表明,该控制系统不仅能准确估算风机转子的角度和位置信息,实现高性能的无传感器矢量控制,而且能够实现有功、无功功率的独立调节,具有良好的动静态性能。     

一种自适应同步滤波器和正交锁相环相结合的滑模观测器

为了提高表贴式永磁同步电动机的速度和位置观测性能,提出一种自适应同步滤波器和正交锁相环相结合的滑模观测器。首先,基于电机数学模型,构造滑模电流观测器,得到反电动势;其次,滤波器以锁相环计算的位置信号为参考,自适应调节带通截止频率,滤除反电动势中的大量抖振和谐波,并同步输出基波反电动势;之后,锁相环根据基波反电动势计算出转子速度和位置;最后,搭建Matlab/Simulink仿真模型和基于d SPACE半实物仿真实验平台。仿真和实验结果表明所提出的方法跟踪性能好并且对电机参数摄动具有很强的鲁棒性。     

开关磁阻电机模糊滑模观测器间接位置检测

研究开关磁阻电机滑模观测器间接位置检测方法,针对传统滑模观测器存在抖振影响系统动态性能的问题,引入模糊控制,用模糊控制器调节开关函数的输出幅值,以抑制抖振并快速到达滑模面。详细分析了基于电磁转矩的误差函数构造方法及其选取过程,该误差函数能反映电机转子位置误差与转速误差,讨论了滑模观测器稳定运行条件及参数选取,在此基础上推导了模糊控制规则,设计了模糊滑模观测器。通过仿真和实验分析,验证了模糊滑模观测器能柔化控制器的输出信号,使响应速度更快,且鲁棒性强,可以实现转子位置的精确估算。     

用于PMSM无位置传感器控制的改进滑模观测器的设计与仿真

根据永磁同步电机两相坐标系下的数学模型,建立一种以电流和反电动势为观测对象的四阶滑模观测器。根据定子电流误差构造滑模面,最终由改进的滑模观测器估算转子速度和位置,加以分析得到观测器的收敛条件及自适应律,证明了改进滑模观测器的稳定性。理论分析表明该方法的滑模观测器性能不依赖于电机参数等,具有较强的鲁棒性。同时对永磁同步电机系统进行了Matlab/Simulink仿真,仿真结果表明,该方法不依赖于电机参数,能够快速跟随速度的变化,实现对永磁同步电机的无位置传感器控制。