基于自适应PID的永磁同步电机转速控制研究

介绍了一种基于自适应PID算法的永磁同步电机转速控制,提出了一种简化型自适应策略,对PID参数进行在线自校正,与传统PID控制器相比,增强了控制器对电机非线性、时变性及扰动的响应性能。且该自适应策略结构简单,更易于工程实现,具有一定的工程实用价值。系统仿真结果表明,与传统PID控制效果对比,响应过渡时间更短,超调量更小。     

电动汽车中永磁同步电机转速的控制

为了更好地实现对以永磁同步电机为驱动电机的电动汽车车速的控制,设计了一套基于滑模控制的永磁同步电机控制系统,并且在此基础上加入最大转矩电流比控制,对滑模控制和最大电流转矩比控制的数学模型进行了分析.仿真分析表明,加入最大转矩电流比的滑模控制系统不会受到外界变化影响,永磁同步电机能够稳定运行.同时系统响应更快,抗干扰能力大大提高,鲁棒性更强.     

永磁同步电机快速超螺旋滑模控制

为了增加永磁同步电机(PMSM)服控制系统的抗干扰能力,提高控制系统动态响应性能,提出了一种基于全局快速滑模控制和超螺旋算法(STA)的全局快速超螺旋滑模速度控制器并应用于永磁同步电机转速控制。根据经典超螺旋算法提出了改进的新型超螺旋算法,解决了经典超螺旋算法存在的收敛速度慢、参数选取依赖干扰边界信息等缺点,并在提出的新型螺旋算法的基础上证明其稳定性和有限时间收敛的特性。最后,针对不同的扰动与摄动分别验证了该算法的鲁棒性并求出最佳系数。仿真结果表明,与PI控制、终端滑模控制、经典超螺旋终端滑模控制相比,该方法能在电机空载启动时及外加时变干扰等情况下使稳态误差减小和鲁棒性显著提升。     

电动汽车用永磁同步电机控制策略研究

近年来随着节能减排的要求,为了有效地降低汽车燃油消耗量和尾气排放量,越来越多的汽车制造厂商将目光投向了电动汽车.不论是纯电动汽车还是混合动力电动汽车,其主要驱动的核心部件均为电机.该文针对目前市场上电动汽车采用的主流驱动电机,分析了各种电机的优劣性,同时针对目前使用最广泛且控制性能最优的永磁同步电机,介绍了其主要的几种...     

车载永磁同步电机无传感器控制综述

由于传统永磁同步电机(PMSM)系统的精确控制依赖于光电编码器和旋转变压器,而装有这些传感器会增加电机的成本和体积,降低可靠性,为此采用无传感器控制技术具有重要意义。介绍了目前相对成熟的PMSM无位置传感器控制策略;从零低速控制系统、中高速控制系统这2个方面,着重论述了PMSM无位置传感器控制系统。最后,在该系统的发展方向上表达了作者的观点。     

永磁同步电机高效非线性模型预测控制

永磁电机控制器要求电机有很强的转速跟踪能力,并且要保证系统参数变化及负荷扰动下系统的鲁棒性. 永磁电机包含很多不确定因素,是强耦合的非线性系统,传统的线性控制器很难对其进行控制. 针对永磁电机的转速控制构造非线性模型预测控制方法. 非线性永磁电机模型通过输入-输出反馈线性化策略解耦成为新的线性系统. 为保证可行解的收敛性,提出一种迭代二次规划方法来处理由输入-输出反馈线性化导致的非线性约束. 仿真结果表明,控制器能有效降低计算负担,具有很好的动态控制性能,能抑制转矩脉动,并保证在参数变化和负荷扰动下控制系统的鲁棒性.     

用于永磁同步电机周期性转速脉动抑制的重复控制

本文针对电流测量误差、逆变器死区效应等非理想因素造成永磁同步电机转速周期性脉动的问题,在转速外环设计插入式转速自适应重复控制器,实现对电机转速的平滑稳定控制.首先,分析各种非理想因素引起永磁同步电机稳态转速周期性脉动的机理.其次,为保证附加转速自适应重复控制器后的系统稳定性,设计零相位FIR低通滤波器、线性相位补偿器和...     

永磁同步电机伺服系统高精度自适应鲁棒控制

针对具有参数和负载转矩不确定性以及其它不确定项的永磁同步电机(PMSM)伺服系统,利用非线性反步法设计了自适应鲁棒控制器.在系统模型中考虑了包含建模误差和外界干扰的其它不确定项,引入了鲁棒反馈控制,可以有效减小各种不确定性对系统性能的影响,实现了PMSM伺服系统高精度的位置跟踪.理论分析证明了位置跟踪误差按指数收敛.通过仿真验证了该方法比传统的自适应反步控制具有更好的鲁棒性和控制精度.     

基于永磁同步电机的LPV转速观测器设计

针对提高永磁同步电机无位置传感器速度跟踪控制精度问题,提出了一种基于线性变参数(Linear Parameter Varying,LPV)转速观测器设计方法。该方法借助状态估计实现对旋转坐标系下定子电流、转子角转速等状态的重构。首先根据LPV电机模型,推导出观测器的LPV状态模型方程,然后根据Lyapunov稳定性理论,获得闭环系统的稳定性条件,再利用奇异值分解方法,将Lyapunov稳定性条件转化为线性矩阵不等式条件,通过求解不同凸胞形顶点处的观测器增益矩阵,最终合成反馈增益,实现对电机的高精度的速度跟踪控制。仿真结果表明,该观测器能够快速准确的跟踪上电机转速。     

基于LPV观测器的永磁同步电机反推控制

针对永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)无速度传感器转速跟踪控制精度问题,提出了一种基于线性变参数(Lineeo Parameteo Varying,LPV)转速观测器的永磁同步电机反推控制方法。该方法首先根据PMSM的LPV模型,推导出电机的凸胞形顶点方程;然后利用Lyapunov稳定性理论,获得了基于线性矩阵不等式(Lineeo Matrix Inequality,LMI)的观测器设计方法,构造了PMSM的LPV观测器,实现对电机转速及定子交轴电流的重构;最后运用反推控制策略,设计电机闭环系统控制器,实现对电机转速的高精度跟踪控制。仿真结果表明,该方法相较与传统PI矢量控制,跟踪精度高、响应快、抗负载扰动强,对实现PMSM的无速度传感器高精度转速跟踪控制具有重要意义。     

基于无源性的永磁电机无速度传感器控制

针对永磁电机(PMSM)提出了一种无速度传感器的非线性控制策略. 该策略能在已知负载的基础上实现给定转矩的精确跟踪. 电机的速度通过一非线性降阶观测器来实现估计. 在此基础上, 利用电机的无源特性来设计电机的控制策略. 最后通过仿真验证了所提出策略的有效性.     

双永磁同步电机高性能控制系统转速同步研究

针对双永磁同步电机（PMSM）控制中受负载扰动电机转速不同步的问题,从控制策略和耦合结构角度出发,提出了一种积分滑模PMSM电流预测函数控制的转速同步控制结构。在矢量控制基础框架下,设计了积分滑模速度调节器和电流预测函数调节器,使用饱和函数和指数趋近律来抑制滑模的固有抖振现象,利用相邻周期的两个预测模型相减来消除恒定项。为了有效地补偿两电机之间的转速差,通过同步补偿器来对电流环直接进行补偿,从而达到双电机同步协调控制的目的。最后通过仿真验证了本文方法的有效性。     

基于高频信号注入法的永磁同步电机无传感器控制

介绍了一种基于永磁同步电机空间凸极追踪的转子位置无传感器自检测的方法.该方法采用高频电压载波注入法,通过采用外差法的转子位置跟踪观测器完成了转子位置信息的提取,实现无机械位置传感器的电机转子位置的检测.并通过仿真证明了这种方法的可行性.     

一种改进的永磁同步电机分数阶速度控制器

为了实现永磁同步电机伺服系统的高性能速度控制,针对现有分数阶PI(FO-PI)控制器设计中存在的截止频率有效范围有限的问题,在频域设计的基础上,提出一种改进的分数阶控制器,在FO-PI基础上引入校正传递函数,保持分数阶控制性能的同时拓展控制器截止频率的选取范围,并设计三维作图法实现改进控制器的参数整定。最后通过仿真实验来验证改进分数阶速度控制器的有效性。仿真实验结果表明,所提出的改进分数阶速度控制器可以满足更高截止频率的要求,较传统FO-PI及整数阶PI控制器,可以提高速度控制的跟踪性能、动态性能和抗扰动性能。     

Backstepping Control of Speed Sensorless Permanent Magnet Synchronous Motor Based on Slide Model Observer

This paper presents a backstepping control method for speed sensorless permanent magnet synchronous motor based on slide model observer. First, a comprehensive dynamical model of the permanent magnet synchronous motor(PMSM) in d-q frame and its space-state equation are established. The slide model control method is used to estimate the electromotive force of PMSM under static frame, while the position of rotor and its actual speed are estimated by using phase loop lock(PLL) method. Next,using Lyapunov stability theorem, the asymptotical stability condition of the slide model observer is presented. Furthermore, based on the backstepping control theory, the PMSM rotor speed and current tracking backstepping controllers are designed, because such controllers display excellent speed tracking and anti-disturbance performance. Finally, Matlab simulation results show that the slide model observer can not only estimate the rotor position and speed of the PMSM accurately, but also ensure the asymptotical stability of the system and effective adjustment of rotor speed and current.     

基于模糊PID控制的永磁同步电机矢量控制研究

为了提高永磁同步电机的控制性能和抗干扰能力,针对传统PID控制性能效率不高,以及对工作环境变化的适应性差等问题,通过对比研究传统PID控制和模糊PID控制两者的控制性能,提出了一种基于模糊PID控制的智能控制方法。在Matlab/Simulink环境下搭建仿真模型并进行仿真实验,对传统PID控制和模糊PID控制对永磁同步电机控制效果进行对比。实验结果表明,模糊PID控制器相对于传统的PID控制器超调量小、调节时间短,具有更强的可靠性。