内模控制在电流调节器中的应用

在永磁同步电机(PMSM)的矢量控制中,电机的调速范围很宽时,电阻、电抗等参数对d、q轴电流的控制产生较大的误差,从而影响控制精度和动态响应速度。基于磁场定向的控制原理,提出了永磁同步电机电流调节器的内模控制(IMC)设计。用矩阵奇异值分析了IMC电流调节器的鲁棒性,并将其应用于永磁同步电机转子磁场定向的矢量控制中。对电流调节器的传递函数进行了仿真并用数字信号处理器(DSP)实现电机矢量控制的运行实验,实验表明,用IMC电流调节器实现的电机调速,能够获得良好的跟踪性能和较高的稳态精度。     

六相串联三相双PMSM系统无权重系数MPTC

针对六相串联三相双永磁同步电机(PMSM)系统提出了一种无权重系数的模型预测转矩控制(MPTC)策略,使用基于六相相电压误差的成本函数以消除传统成本函数中的权重系数.基于两台PMSM转矩方程的微分表达式和定子电压方程得到两台PMSM的期望电压矢量,同时由零序电流比例积分(PI)调节器得到期望零序电压,最后通过矩阵T6得到期望六相相电压.为抑制零序电流和缩短控制策略的计算时间,根据期望零序电压的大小,仅预选最多20个电压矢量代入到成本函数中优选出最优电压矢量.实验结果表明,所提控制策略独立解耦控制两台PMSM,同时实现两台PMSM转矩及定子磁链幅值的精确跟踪和零序电流的有效抑制.     

基于自适应内模控制的异步电机电流调节

提 出了异步电机矢量控制中定子电流的自适应内模控制（ＩＭＣ）及调节器的设计方法。首先,根据ＩＭＣ原理设计异步电机电流调节器,用矩阵奇异值分析了ＩＭＣ电流调节器的鲁棒性,然后用最小二乘法对模型参数进行辨识。最后将其应用于异步电机转子磁场定向的矢量控制中。通过对电流调节器传递矩阵函数的仿真及用ＤＳＰ实现的异步电机矢量控制运行实验,验证了自适应ＩＭＣ电流调节器的良好性能。     

一种新型表贴式PMSM参数在线辨识方法研究

针对传统永磁同步电机(PMSM)矢量控制,在分析参数变化带来的影响与电流环PI调节器之间关系的基础上,提出一种在线辨识PMSM电感和永磁体磁链的方法。该方法在同步旋转d,q坐标系下,利用d,q轴电流环PI调节器的输出对所辨识参数进行估算,并建立了基于参数辨识的表贴式PMSM的矢量控制系统,利用所建立的仿真和实验系统进行了仿真和实验研究。结果表明,所辨识参数能够快速准确地收敛到真实值,系统稳定后,电流环PI调节器输出为零,提高了系统的动态性能。     

永磁同步电机改进型双矢量模型预测电流控制

针对永磁同步电机(PMSM)单矢量模型预测电流控制(MPCC)中,电流存在较大波动问题,提出了一种改进型双矢量MPCC(TV-MPCC)算法。每个扇区用零矢量和1个有效电压矢量或者2个有效电压矢量合成1个期望电压矢量,利用价值函数最小值原理,选出最优电压矢量。通过dq轴电流无差拍控制方法来计算电压矢量的作用时间,对电流实现无差拍控制。最后在MATLAB/Simulink环境中搭建模型进行仿真,结果表明与单矢量MPCC相比,优化后的控制策略减小了电流波动,提高了系统稳定性。     

永磁同步电机的内模直接转矩控制

传统的直接转矩控制(DTC)存在转矩脉动大,转速PI调节器的参数整定繁琐等缺点。结合电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)和内模控制的优点,将内模控制器引入永磁同步电机(PMSM)的SVPWM-DTC系统中。通过分析PMSM的数学模型来设计内模控制器,从而推导出参考电压矢量。实验结果表明,该控制策略实现了转速响应快且超调小,转矩脉动小,增强了控制系统的鲁棒性。     

基于混合控制集预测控制的永磁同步电机电流脉动抑制方法

模型预测控制(MPC)技术近年来在高动态性能电机驱动系统中应用广泛。为了克服传统MPC技术中有限控制集(FCS)造成的稳态电流脉动问题,提出了一种基于混合控制集(MCS)预测控制的永磁同步电机(PMSM)电流脉动抑制方法。分析建立PMSM预测控制系统离散数学模型,并分析电压矢量精度与电流脉动之间的关联性;在此基础上,MCS-MPC将电压源型逆变器有限的有效电压矢量数,扩展为多个以占空比形式存在的虚拟电压矢量,并基于上述虚拟电压矢量完成MPC优化问题在线求解;此外,考虑到MCS-MPC系统的参数敏感性问题,对MCS-MPC系统反馈噪声问题进行分析讨论。最后,搭建双15 k W PMSM对拖样机测试平台进行试验分析,分析内容包括MCS方法动态跟踪特性、电流脉动稳态效果。试验结果表明所提出的MCS-MPC方法在保留了传统预测控制技术高动态响应的基础上,可有效降低PMSM稳态电流脉动幅度和运行噪声。     

永磁同步电机矢量控制和直接转矩控制的研究

永磁同步电机(Permanent Magnet Synchmnous Motor,简称PMSM)以其高效率、高功率因数等优点,在工业领域得到了广泛的应用.以PMSM为控制对象.详细分析了矢量控制原理和直接转矩控制原理,并且0利用DSPTMS320F2812.分别针对PMSM的矢量控制和直接转矩控制进行了实验系统的验证.实验结果表明,PMSM的矢量控制响应平滑.具有与直接转矩控制同样迅速的响应,但直接转矩控制的转矩和磁链脉动明显.     

对转永磁同步电机模型预测控制

对转永磁同步电机(Anti-rotary PMSM)在采用矢量控制时,可等效为2个相同的电机串联,在同一个空间坐标系中控制。当负载突变时,两侧转子转速发生变化,由于PI调节速度较慢,两侧转子易发生失步现象,系统将不可控。为解决(Anti-rotary PMSM)的失步问题,选取对转电机在旋转坐标系下的d轴电流增量和q轴电流增量为状态变量,研究了适用于对转电机的模型预测控制,提出了对转电机的模型预测电流控制算法。该控制方法动态响应快,而且可以有效避免超调,具有良好的控制性能。仿真结果表明,模型预测控制比传统的PI调节器动态响应快,可以有效解决对转电机的失步问题。     

一种滑模无差拍PMSM矢量控制策略研究

针对传统比例积分微分(PID)控制下的永磁同步电机(PMSM)矢量控制系统存在抗干扰能力弱、控制精度不足等问题,设计了一种滑模无差拍复合控制策略取代PID控制。电流环调节器采用基于无差拍控制原理的电流预测算法,提高电流环控制性能。速度环调节器引入基于趋近律的滑模变结构控制算法,提高系统鲁棒性。实验结果表明所提策略具有更好的动态性能和鲁棒性,有实际意义。     

Increasing the dynamic torque per ampere capability of inductionmachines

The objective of this paper is to present a novel means of increasing the dynamic torque per ampere capability of induction machines. The method developed is based on use of an indirect field oriented controller (IFOC) for the induction machine. It is well known that IFOC allows the rotor flux amplitude to be controlled by the d-axis component of stator current. It is also well established that the flux-producing component of the stator current may be controlled independent of the torque-producing component of the stator current. The principal constraint, however, is that the amplitude of the peak current (the vector amplitude) is limited by the power electronic switch ratings. This constraint implies that optimal partitioning of the current components should be possible. Previously used methods have optimized steady state efficiency or steady state torque per ampere. This paper identifies a dynamic method which achieves transient torques over 35% greater than the prior methods. The limitations of the method and its sensitivity to detuning is also examined     

一种改进的异步电机矢量控制方法

对异步电机矢量控制方法中的非完全解耦现象进行了定性定量的分析.在传统的转子磁场定向矢量控制的基础上进行改进,使系统不受参数变化影响,仍能保持完全解耦,从而改善了矢量控制方法的性能.MATLAB仿真结果显示,磁链的波动得到了明显改善.该方法适用于高性能的驱动控制场合.     

三电平异步电机的无速度传感器矢量控制系统研究

为解决在中高压领域无速度传感器矢量控制速度辨识差的缺点,基于三电平电压源型逆变器,提出了一种异步电机无速度传感器矢量控制方案.该方案采用间接矢量控制(IFOC)策略,以模型参考自适应(MRAS)方法构造速度辨识系统,并在新型三电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)简化算法基础上,运用MATLAB/Simulink实现对三电平异步电机无速度传感器矢量控制系统的仿真研究.仿真结果表明,所述控制方法正确有效,该系统具有较好的稳态特性和动态响应能力.     

Slip-frequency detection for indirect field-oriented control drives

This paper presents a new technique to detect the slip angular frequency in induction motor drives with indirect field-oriented control (IFOC). Slip frequency is calculated by processing the effects exerted by an additional high-frequency signal on the zero-sequence stator voltage. By measuring such a zero-sequence voltage, it is possible to evaluate the air-gap flux and detect the slip frequency in order to implement an IFOC algorithm. According to the proposed approach, rotor time constant errors are not influent as in conventional field-oriented control schemes, thus, complex tuning or compensation techniques are not required. Simulations and experimental tests are performed to evaluate the consistency of the proposed approach.     

基于鲁棒内模控制的高性能变频调速系统

从内模控制的鲁棒机理入手,分析了内模控制的性能,其具有良好的抗扰性和鲁棒性。由于电机参数时变会影响矢量控制系统性能,提出具有高性能的新型异步电机变频调速内模控制系统结构,设计了内模控制电流调节器和速度调节器,解决了矢量控制系统参数鲁棒性差的问题,理论分析与实验证明了该方案的有效性。     

基于内模的永磁同步电机滑模电流解耦控制

永磁同步电机(permanent magnet synchronous motors,PMSM)矢量控制的目标是使PMSM具有优良的动态性能和稳态性能,但在同步旋转坐标系下dq轴电流存在耦合,影响转矩响应性能。传统的PI无法实现解耦,而电压前馈解耦策略对参数敏感,因此提出一种基于内模的滑模电流解耦控制策略。该策略使用内模控制策略控制理想电机解耦模型,保证系统动态响应速度;使用积分滑模控制实现dq轴电流解耦,同时提高系统在整个运动过程中对参数摄动和外扰动的鲁棒性。仿真和实验结果表明该策略能有效实现dq轴电流解耦,提高系统动态性能,并且具有优良的鲁棒性。     

异步电机电流内模解耦控制系统分析与仿真

在同步速d-q坐标系下异步感应电机动态模型和解耦控制原理的基础上引入了内模控制方法,详细设计了基于转子磁链定向和内模控制的定子电流调节器。为了计及实际系统中异步感应电机磁场会随着电机负载(转矩)变化而呈不同程度的饱和以致电机参数的非线性,分析了电流内模控制器对这种非线性参数的鲁棒性,建立了整个异步感应电机矢量控制仿真系统,并分别对忽略磁路饱和和考虑磁路饱和两种情况下的系统进行了仿真分析。结果表明电流内模控制调节器在模型匹配和失配下均能提供良好的转矩动和静态解耦效果。     

MMC环流抑制策略的暂态分析

模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)内部存在环流问题,导致功率损耗和系统成本增加.在分析MMC环流产生机理的基础上,阐述了基于二倍频负序坐标变换、基于准比例谐振和基于内模控制的三种环流抑制器的控制原理,提出一种评价环流抑制器性能优劣的指标,即环流谐波占比.通过仿真对比三...     

一种新的三相电压型PWM整流器控制方法

针对采用常规控制方式的PWM整流器存在动静态性能较差的问题,提出了一种PWM整流器的新型控制方法。该方法电压外环采用滑模控制,电流内环采用内模控制,结合了滑模控制和内模控制的优点,即充分利用滑模控制的鲁棒性强、对负载的扰动具有很好适应性的优点,以及内模控制的良好跟踪性能和较高的稳态精度,使系统具有良好的动静态性能。以基于LCL滤波的三相电压型PWM整流器为研究对象,对其电流内环和电压外环进行了设计与分析,仿真和实验结果证明了所提方法的有效性和优越性。