PMSM伺服系统中复合控制器设计及实现

由于永磁同步电机空间磁场分布非正弦和齿槽效应等因素的存在,致使转矩脉动及速度波动问题严重影响了伺服系统的控制精度,限制了永磁同步电机在低速高性能直驱系统的应用。针对该情况,分别使用迭代学习和自适应滑模控制来抑制系统周期性转矩脉动、以及提高系统的鲁棒性及响应的快速性,提出了基于迭代学习补偿的自适应滑模复合控制。利用实验平台对算法的有效性在不同运行条件下进行实验验证,并给出相关分析比较。     

基于SDRE的PMSM调速系统非线性控制

在永磁同步电动机的控制中,传统PI调节器存在动态性能和鲁棒性较差的问题。针对永磁同步电动机控制的电流环和转速环,设计了状态相关黎卡提方程(SDRE)控制方法,并应用泰勒级数法进行了解算。该方案不仅可以减少速度控制稳态误差,还能提高系统的响应速度。利用Matlab分别对PI控制和SDRE控制进行了仿真分析。仿真结果表明,永磁同步电动机的SDRE控制方法具有良好的动态性能和抗干扰能力。     

变频调速控制器的设计

控制器是变频调速系统的核心,可利用单片机实现其硬件配置和软件设计。     

永磁同步电机调速系统二阶滑模控制器的设计

在表贴式永磁同步电机调速系统中,针对经典PI控制中超调大、鲁棒性差、易受负载扰动等问题,设计一种基于二阶滑模算法的控制器,采用积分型滑模面,通过李雅普诺夫函数证明了其在有限时间内收敛,将其应用于转速控制环节,具有对内部参数变化不敏感的优点;并针对负载扰动问题,设计一种负载转矩观测器,将负载转矩观测值补偿到电流中,减小了负载扰动对系统的影响。仿真和实验结果表明,该控制方法能改进永磁同步电机的调速性能,响应速度快且无超调,系统鲁棒性强。     

基于dsPIC的感应电动机调速系统控制器设计

为了节能降耗和调速应用,开发了感应电动机变频调速的控制系统.通过工控机、电位器和外部专用仪表,对电动机控制芯片dsPIC30F4011的MCPWM模块调制出的三相正弦波频率进行设定和改变,实现变频调速控制;通过计量泵流量测试,达到了预期的控制效果.     

滑模观测器PMSM调速系统研究与优化

针对传统滑模观测器(SMO)矢量调速系统存在的运行抖振及实际应用中电流内环比例积分(PI)调节器带宽限制,提出了基于改进型SMO无差拍电流灰色预测控制(DGPCC)。在传统SMO存在抖振及相位延迟问题的基础上,采用了新型饱和函数SMO,针对逆变器的非线性特性及各环节的延迟因素导致PI调节器的带宽限制,借助预测控制良好实时性的同时,设计了DGPCC提高整个调速系统的动态响应能力及系统的鲁棒性,通过Matlab/Simulink仿真及实验验证控制方案的可行性。     

基于带宽的PMSM飞轮储能系统PI控制器参数设计方法

相较于传统的电机控制系统,飞轮储能系统中电机的额定频率较高。PWM调制和采样部分的延时环节在控制系统中的影响不可忽视,已有的基于带宽的PI参数设计方法会使控制系统在频率较高时存在很大的相位滞后。在考虑延时环节的情况下推导了电流环的闭环传递函数、分析了其进行降阶处理的条件,并提出了一种新的基于带宽的电流环PI参数设计方法。同时将该方法应用于转速环和电压环的设计,实验结果证明了所提出方法的正确性和可行性。     

基于SMPTC优化策略的PMSM调速系统研究

针对现有模型预测转矩控制(MPTC)策略应用于永磁同步电机(PMSM)调速系统时存在的权重因子选取困难、系统稳态转矩与磁链脉动大的问题,提出了一种基于顺序模型预测转矩控制(SMPTC)的空间电压矢量细分优化策略.首先利用SMPTC中的分层思想实现无权重控制;其次将其与空间电压矢量细分相结合,增加算法预测步骤中可使用的有效电压矢量数目,并重新构造矢量选取方式,改善系统稳态时磁链及转矩脉动大的问题;同时对预测算法中目标函数评估过程进行简化,提高系统响应速度,降低算法复杂度.通过仿真模型证实了所提优化算法的有效性,最后在实验平台上进一步验证了该方法在实际应用中的可行性.     

PMSM两自由度鲁棒转速控制器设计

为了提升永磁同步电机(PMSM)转速控制性能,设计了一种用于PMSM的两自由度(TDOF)鲁棒转速控制器。控制器中电流内环沿用了传统PI调节器,而转速调节使用了TDOF控制。在考虑了PMSM数学模型中非线性因素的基础上完成了闭环系统的全局指数稳定性证明,所得到的稳定条件可作为参数整定依据。TDOF鲁棒转速控制器对表贴式和内嵌式PMSM均适用,并对参数不确定性和外部转矩扰动具有非常好的鲁棒性。利用PMSM驱动测试平台开展了TDOF鲁棒转速控制器与传统PI转速控制器的对比实验,实验结果显示出新方案在控制性能和调试简便性等方面具有显著优势。     

开关磁阻电机调速系统控制器的设计和保护

开关磁阻电动机系统是典型的机电一体化电机控制系统。该文以四相8/6极、5．5kW开关磁阻电动机(SRM)为研究对象,设计了基于TMS320F240的调速系统控制器和外围电路。针对常用的几种控制方法,给出了硬件电路的具体结构。结果证明,采用该控制器电机能可靠稳定地运行。     

直流调速系统的模糊／PID速度控制器设计

采用模糊控制/PID策略对直流调速系统的转速环进行了设计,根据转速误差的阀值由模糊控制切换到PID控制,给出了模糊控制规则和PID控制器各参数确定的方法,并利用Matlab进行了仿真验证,结果表明模糊/PID控制器具有较好的控制性能。     

户式中央空调系统的复合控制器设计

针对空调系统纯滞后、多干扰的特性,提出了一种复合控制方案。首先,建立了被控对象的数学模型,并基于此模型初步设计了一个常规PID控制器;然后,针对对象的滞后环节对系统产生大超调量问题,加入了Smith补偿器,有效地减小了超调量;最后,通过引入前馈控制,有效地消除了干扰对系统产生的不良影响。通过仿真实验结果,不仅验证了各设计方案的正确性和有效性,也充分展示出该复合控制器的优良特性。     

永磁同步电机调速系统自抗扰控制器的设计

将自抗扰控制器(ADRC)运用到永磁同步电机(PMSM)调速系统控制中。电流环采用一阶非线性自抗扰控制器(NLADRC)抵消电流环反电势的影响,减小电流跟踪误差和相电流总谐波畸变(THD);转速环采用一阶线性自抗扰控制器(LADRC)对负载转矩和黏滞摩擦进行补偿,提高系统转速稳定性;最后利用基于带宽的参数整定公式整定控制器参数。仿真和实验结果表明系统具有良好的转速稳定及抗负载扰动能力,验证了控制器设计的有效性。     

永磁同步电机调速系统的自抗扰控制器设计

针对典型自抗扰控制器(ADRC)参数较多,意义不明确,难以整定的问题,研究了一种改进的自抗扰控制器。该控制器去除了微分跟踪器(TD)模块,并采用直接误差替代扩张状态观测器(ESO)和非线性状态误差反馈控制律(NLSEF)模块中的非线性函数。将其应用于永磁同步电机转速控制,仿真结果表明,本文设计的自抗扰控制器性能优于常规的PI控制器,与典型的自抗扰控制器相比较,具有结构更简单,可调参数少等优点。     

变频调速系统中数字控制器的设计与实现

利用单片机设计一数字控制器,输出电压0～ 5V可调,并可通过按键改变电压大小。调压精度高,精度达毫伏级,用LED数码管同步显示电压大小,且与上位机能通过RS485或RS232接口方便地实现通信功能。     

树障清理空中机器人刀具调速系统控制器设计

树障清理空中机器人的刀具系统在进行切割作业时存在负载扰动,且刀具电机的电机参数会有摄动情况的发生,若使用常规的双闭环PI控制,会存在动态性能欠佳、超调大、适应性差等不足,而且在给定转速突变的情况下可能会导致Windup现象。针对以上问题,为防止给定突变时产生Windup现象,电流环控制器采用了一种在反计算Anti-Windup方法基础上改进的变结构Anti-Windup-PI控制方法。为提高系统的自适应能力,将模糊控制思想与PID控制思想相结合,设计了转速环的模糊-PID自适应控制器。最后通过仿真与实物实验对提出的控制器的可行性进行验证。结果表明,控制器对系统参数变化有很强的自适应能力,且对负载的扰动有很强的抑制能力,给定转速突变时系统有较快的动态响应且超调较小。     

基于dSPACE PMSM伺服控制器自适应反步法设计

针对永磁同步电机(Permanent Mmagnet Synchronous Motor，PMSM)绕组相电流和转速强耦合特性和参数的不确定性，利用非线性Backstepping方法设计了自适应积分反步控制器，在补偿参数不确定性影响的同时实现PMSM高性能位置跟踪控制。借助于dSPACE平台，将系统模型下载到实时硬件中进行在线仿真。实时在线仿真结果表明，设计的PMSM控制系统可以获得满意的跟踪效果，其滤波跟踪误差迅速以指数特性收敛到零，具有较好的位置伺服控制特性。     

定量给料系统的智能调速控制器

介绍了用智能采样、模糊控制来实现自适应无波纹控制的方法。     

空调压缩机用无位置传感器PMSM控制器设计

针对直流变频空调压缩机用永磁同步电动机(PMSM),设计了以dsPIC30F6010为核心处理器的PMSM控制器,采用基于滑模观测器的无位置传感器控制方案,实现了PMSM的SVPWM控制。实验结果表明,控制器设计合理,能够满足空调的工作要求。