基于LabVIEW监控的永磁同步电机无差拍矢量控制算法研究

针对在永磁同步电机矢量控制算法中,电流环采用常规PID控制器会造成系统动态性能不足,稳态效果不佳等问题,根据永磁同步电机的电流状态方程推导出无差拍控制模型,取代了常规的电流环PID控制器。在永磁同步电机的调速实验中需要采用模拟信号进行观测,示波器造价昂贵,而且硬件电路系统复杂,增加了系统的不可靠性。在Lab VIEW下设计了永磁同步电机调速上位机监控软件,对数据进行发送和接收,使整个实验过程被上位机监测,降低了实验成本且数据易于保存。实验表明,该监控软件能够精确的观察实验数据,有效的代替示波器,且成功的验证了永磁同步电机无差拍矢量控制算法的有效性和可靠性。     

一种PMSM双预测矢量控制算法的研究

永磁同步电机的矢量控制中,速度环与电流环均采用常规PID控制器易造成动态响应不足,PI参数难以整定等缺点。首先根据永磁同步电机模型推导出离散化的无差拍电流和速度预测模型,并将该模型应用到矢量控制的速度环和电流环,并设计了速度、电流预测控制器。实验表明该预测控制器免去了常规PI控制器繁琐的参数整定过程,响应速度更快,提高了系统的动态响应过程,同时具备一定的鲁棒性,说明提出的方法是有效的、可行的。     

车用PMSM的双闭环分数阶PID控制策略研究

纯电动汽车永磁同步电机(PMSM)控制系统是一种非线性、强耦合的复杂系统,为提高永磁同步电机的整体控制性能以及鲁棒性,文中提出了一种双闭环分数阶PID控制策略,分别对电流内环和速度外环进行相应的分数阶控制.通过建立电机的电流环模型进而得到整体系统的分数阶模型,设计出电流环以及速度环的分数阶PID控制器,并利用粒子群优化...     

永磁同步电机矢量控制仿真分析

永磁同步电机因其体积小、效率和功率因数高等优点被广泛应用于工业系统中,精确的控制系统是永磁同步电机得以广泛应用的关键所在,在对永磁同步电机矢量控制理论分析的基础上,结合经典的PID控制方法,搭建基于MATLAB/Simulink模块的永磁同步电机矢量控制系统仿真模型,采用转速、电流双闭环控制方法,电流环采用PI控制,速度环采用ST函数,通过对仿真结果分析,验证了永磁同步电机矢量控制系统性能的优越性。     

基于电磁转矩反馈补偿的永磁同步电机新型IP速度控制器

为减小永磁同步电机传统PI速度控制器的速度超调,提高转速环的抗负载转矩扰动能力,提出一种基于电磁转矩反馈补偿的永磁同步电机新型IP速度控制器。采用IP速度控制器,减小了速度超调;将电磁转矩引入到电流调节器的输入端,作为IP速度控制器反馈补偿的控制输入,提高了转速环的抗负载转矩扰动能力。仿真和实验验证了该新型永磁同步电机速度控制器可以有效减小速度超调,提高转速环的抗负载转矩扰动能力,获得很好的速度控制性能。     

永磁同步电机伺服系统串级PID矢量控制研究

为实现对永磁同步电机伺服系统的控制,分析基于转子磁链定向矢量控制的伺服电机,建立串级PID控制的伺服系统解耦动态数学模型.依据控制系统工程设计法设计出电流环、速度环、位置环后,研究速度环相对于电流环和位置环的配置对伺服系统性能的影响;进而设计出满足指标要求的伺服控制系统.结果表明:在永磁同步电机伺服系统的串级PID矢量...     

永磁同步电机伺服系统的变增益自抗扰控制器设计

针对传统的线性自抗扰控制技术中存在的初始峰值问题,设计了一种变增益自抗扰控制器,并应用到永磁同步电机伺服控制方案设计中,分别对永磁同步电机的转速环和电流环设计转速和电流控制器。采用变增益自抗扰控制器的永磁同步电机伺服控制方案,削弱了传统方法系统初始峰值问题以及抗负载扰动能力得到较大的改善,提高了系统的动态性能。仿真和实验结果表明,变增益自抗扰控制器解决了传统方法的峰值问题,且与传统的PID控制器比较,系统在负载转矩变化时响应速度快、超调小、控制精度高,具备较强的鲁棒性。     

基于STM32F103VET6单片机的永磁同步电机控制器设计

设计了一种基于STM32F103VET6单片机的永磁同步电机控制器。介绍了空间矢量控制算法的控制原理,在STM32F103VET6硬件平台上实现矢量控制算法和空间矢量脉宽调制的控制,通过速度环和电流环的PID调节可对永磁同步电机做出精确的控制。给出了整个控制系统的软硬件设计方案及软件架构。实验结果表明该控制器的设计方案可行,可广泛应用于各种数控系统。     

小转动惯量PMSM电流环二自由度内模控制

为改进小转动惯量永磁同步电机电流动态响应性能,建立考虑旋转反电动势和逆变器环节的永磁同步电机电流环三阶数学模型,以该数学模型为基础,设计小转动惯量永磁同步电机电流环二自由度内模控制器.并针对该电流控制系统的鲁棒性能与内模控制器参数、反馈滤波器参数都相关的问题,引入新的反馈滤波器,使两参数分别调节系统的动态跟踪性能和鲁棒...     

基于模糊控制策略的位置伺服系统研究

文中针对经典PID调节器控制PMSM的缺点,基于Matlab/Simulink给出了采用模糊控制策略控制PMSM的完整设计方法。首先在建立永磁同步电机数学模型的基础上,确定了随动系统的电流环、速度环、位置环三闭环控制方案。其中电流环和速度环采用经典PID控制,由于位置环关系到系统的稳定和高性能运行,因而是伺服控制系统设计的关键,此环采用模糊控制器来实现。通过仿真验证了基于模糊控制策略控制PMSM的控制效果,系统仿真表明,相对于经典PID控制策略,此控制策略具有快速跟踪性和较好的控制精度等优点。     

永磁同步电机无传感器启动过程研究

永磁同步电机(PMSM)无感控制启动过程中的转子位置的准确估算,对于电机控制有着重要影响.为此,提出了一种基于双预测控制的永磁同步电机无传感器控制方法.该方法通过使用二阶广义积分器代替带通滤波器作为高频电流提取器,并且通过模型速度预测控制与无差拍电流控制分别代替转速环与电流环中的PI控制器来补偿反馈信号的滞后影响.仿真...     

永磁同步电机传动系统电流环非线性自抗扰控制器的设计与稳定性分析

高性能永磁同步电机伺服系统要求有快速响应的电流内环以保证系统的高动态性能,传统PI调节器容易出现超调及振荡调整过程。为实现对高性能永磁同步电机伺服系统电流环的精确控制,采用自抗扰控制器代替传统PI调节器,将电流环中电动势项和定子电阻压降项作为内部扰动量,其他未知扰动作为外部扰动量,设计了电流环非线性自抗扰控制器。与传统PI调节器相比,自抗扰控制器可以对系统内外部扰动量进行实时观测补偿,具有更好的系统抗扰动能力,可以更迅速、精确地跟随电流指令;为避免因控制器参数选取不合适而引起的电流环周期振荡,采用描述函数法对非线性自抗扰控制器取不同参数时电流环的稳定性进行了分析。通过仿真和实验验证了控制器设计的有效性。     

基于最优开环截止频率学习的永磁伺服系统PI控制器参数整定方法

提出一种基于最优开环截止频率学习的永磁伺服系统PI控制器参数整定方法。针对永磁同步电机转速/电流级联的双PI控制系统,基于同步旋转坐标系下电机频域数学模型,推导出电流环和速度环PI控制器参数的解析表达式。根据期望的系统要求,从时域分析入手,对电流环和速度环分别构建性能评价函数,通过迭代给定激励信号下的最小评价函数值,学习性能最优的开环截止频率,从而实现电流环和速度环PI控制器参数整定。对拖伺服平台上的实验结果验证了所提方法的正确性和可行性。     

永磁同步电机的模型预测控制研究

模型预测具有动态响应快速和电流跟踪精确等优点,广泛应用于功率变流器领域。采用模型预测电流控制策略,主要研究永磁同步电机的控制,解决传统PI控制器动态响应慢、有超调等问题。整个实验平台以TMS320F28335为控制器,设计了永磁同步电机控制实验,分析了电动机电流环的稳态和动态响应以及转速的动态跟踪性能。实验验证了模型预测在永磁同步电机控制中的优越性能。     

小惯量永磁同步电机电流环内模动态解耦

针对小惯量永磁同步电机控制系统,电机机械时间常数小于电磁时间常数,电流环模型不能进行降阶处理以及无法动态解耦电流等问题,依据内模原理设计了考虑反电动势在内的小惯量永磁同步电机电流环内模控制器.该控制器调整参数简单,易于实现,且鲁棒性强,可以有效的实现转矩轴和励磁轴的电流解耦控制,能够克服反电动势带来的影响,尤其在加减速运动过程中,比传统的PID电流环控制具有更好的动态响应和跟踪性能,通过Matlab/Simulink仿真实验证明该方法的正确性和有效性.     

基于空间矢量脉宽调制的新型永磁同步电机矢量控制调速系统

针对采用空间矢量脉宽调制的永磁同步电动机的转子磁场定向矢量控制系统,介绍了一种新型的矢量控制策略,对传统的电流环、速度环控制器做了改进。在电流环中引入了一组电流交叉乘积项计算出准确的轴电压控制值,实现控制系统在较宽的速度范围内满足较高的控制精度。速度环采用参数自整定模糊控制器,通过模糊控制规则自动整定控制器参数,改善了系统的性能。仿真结果表明,与常规矢量控制的永磁同步电机调速系统相比,新型矢量控制策略具有良好的动态、稳态性能以及较强的鲁棒性,从而证明了这种设计方法的合理性和优越性。     

基于空间矢量脉宽调制的新型永磁同步电机矢量控制调速系统

针对采用空间矢量脉宽调制的永磁同步电动机的转子磁场定向矢量控制系统,介绍了一种新型的矢量控制策略,对传统的电流环、速度环控制器做了改进。在电流环中引入了一组电流交叉乘积项计算出准确的轴电压控制值,实现控制系统在较宽的速度范围内满足较高的控制精度。速度环采用参数自整定模糊控制器,通过模糊控制规则自动整定控制器参数,改善了系统的性能。仿真结果表明,与常规矢量控制的永磁同步电机调速系统相比,新型矢量控制策略具有良好的动态、稳态性能以及较强的鲁棒性,从而证明了这种设计方法的合理性和优越性。     

基于卡尔曼滤波滑模变结构转子位置观测器的 PMSM 无差拍控制

针对永磁同步电机(表贴式永磁同步电机)无转速传感器矢量控制系统,设计了新的滑模观测器进行转子位置和转速的观测。在通常滑模电流观测器基础上,采用sigmoid函数代替常数切换函数在一定程度上减小了抖振,采用扩展卡尔曼滤波器代替常用低通滤波器,用锁相环技术完成了转速的提取。用李亚普诺夫稳定性定理证明了设计的滑模变结构观测器的渐进稳定性。提出在同步旋转轴系下的一种基于无差拍算法的永磁同步电机离散化电流预测控制方法以提高电机电流环的性能。通过实验验证了设计的滑模观测器和无差拍控制器有效性和可行性。     

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。     

基于小波神经网络PID的永磁同步电机转速控制

提出了基于小波神经网络PID的永磁同步电机(PMSM)转速控制策略。根据系统运行参数的变化,采用三层前馈式人工神经网络,基于梯度下降纠正误差法在线训练实时更新PID参数值。采用小波神经网络和增量式PID共同构成转速环控制器。建立PMSM数学模型,设计PMSM速度环控制器,构建S函数,对控制算法进行仿真试验,验证了该控制算法的先进性。试验结果表明,所提控制策略比传统PID转速控制具有更好的动态性能和抗干扰能力。