无位置传感器永磁同步电机控制系统中参数整定的研究

本文提出了一套无位置传感器永磁同步电动机控制系统的参数整定方法、对电流环、速度环PI调节器的参数整定、无位置传感器位置检测环节的参数整定进行了分析,并针对某一款压缩机用永磁同步电机控制系统进行了仿真及实验验证,控制效果良好,实现了压缩机的调速。     

基于IMC的永磁同步电机PI参数整定研究

针对目前永磁同步电机存在的PI参数整定困难复杂,基于永磁同步电机数学模型,分析矢量控制原理,由数学模型推导永磁同步电机参数测量方法,给出传统的控制算法的PI参数整定方法,结合传统内模控制(IMC)策略的PI参数整定方法,引入新的参数优化控制,采用实际电机参数测量方法,简化永磁同步电机闭环参数设计过程,推导出新的参数整定公式。同时通过Matlab Simulink搭建永磁同步电机矢量控制系统的仿真模型,并搭建STM32硬件平台,实验结果表明电机测量参数与PI参数整定的正确性,设计的PI调节器的参数具有较好的动态性能和抗扰动能力,对实际电机参数调节具有指导意义。     

基于模糊PI的永磁同步电机矢量控制研究

通过对永磁同步电机(PMSM)数学模型的分析,建立了基于SVPWM的永磁同步电机矢量控制系统。针对传统PI速度调节器(ASR)的永磁同步电机矢量控制系统,存在着速度脉动率大、频率响应慢,抗干扰能力较差的问题,提出了一种参数自整定模糊PI速度调节器,并在Matlab/Simulink环境下建立了系统仿真模型。仿真结果表明,采用了参数自整定模糊PI速度调节器的系统,抗干扰性更强,响应速度更快,无超调。     

改进定子磁链估计器及其参数选取

在永磁同步电动机直接转矩控制系统中根据电磁转矩和定子磁链误差选择合适的定子电压矢量,因此必须对定子磁链进行估计。针对传统定子磁链计算中存在的受定子电阻和反电动势积分影响等问题,研究了扩展卡尔曼滤波在永磁同步电动机定子磁链估计中的应用。建立了以定子电流,转子速度和转子位置为状态变量的扩展卡尔曼滤波估计器,进而利用永磁同步电动机的电流模型计算定子磁链。同时,在大量仿真实验基础上,总结协方差矩阵参数对系统性能的影响。实验结果表明所提出的算法不仅能准确估计速度、转子位置和定子磁链,并且对电机参数具有很强的鲁棒性。     

永磁同步电动机控制系统的FPGA设计实现

介绍一种利用FPGA实现的高性能永磁同步电动机矢量控制系统。在分析了永磁同步电动机的数学模型和空间矢量控制方案的基础上,采用分模块化设计思想设计了基于FPGA的永磁同步电动机控制系统。使用VHDL硬件描述语言构建了永磁同步电动机矢量控制系统的空间矢量脉宽调制(SVPWM)、编码器解码模块、PI调节器模块、角度计算模块等硬件逻辑电路。最后在Altera cyclone 4CE115 FPGA中,结合电机功率驱动板和永磁同步电动机对系统整体进行了实验验证。     

永磁直线同步电动机模型参考自适应神经元速度控制的仿真

针对永磁直线同步电动机的矢量控制系统,提出了一种模型参考自适应的增益模糊自整定神经元速度控制器。仿真结果表明当突加负载扰动或参数突变时,模型参考自适应的增益模糊自整定神经元速度控制具有响应快、鲁棒性强、较好的动、静态特性等优点。     

基于S函数的永磁同步电动机模糊控制系统研究

将一种基于模糊推理的PI参数自整定控制器引入永磁同步电动机(PMSM)矢量控制系统中.控制器根据控制量给定值和反馈值的偏差E和偏差变化率EC按照模糊控制规则实时调整PI控制器的两个参数.针对程序具有可移植性的特点,运用Matlab中的M文件实现了对PMSM系统的仿真.仿真结果表明:基于参数自整定模糊控制与常规PI控制的永磁同步电机调速系统相比,具有良好的动态和稳态性能以及较强的鲁棒性,证明这种设计方法的合理性和优越性.     

基于内模控制器的永磁同步发电机并网控制系统研究

研究了一种应用新型PI调节器参数整定方法的永磁同步发电机并网系统,将内模控制器原理应用于电机的矢量控制并网环节,并进行了等效简化,减少了调节器参数整定数量,降低了参数整定环节的难度,从而达到优良的控制性能。同时,给出了对应的参数整定公式,并在MATLAB/Simulink软件中搭建基于内模控制器的PMSG并网控制系统模型,通过仿真实验验证了PMSG具有较强的动态响应能力和抗扰能力,同时电网侧电压和电流能够保持较高正弦度。     

基于参数辨识的PMSM电流环在线自适应控制方法

针对永磁同步电机矢量控制系统中电流控制器性能因电机参数变化而下降的问题,提出了一种基于参数辨识的电流环在线自适应控制方法。利用带遗忘因子的递推最小二乘法对永磁同步电动机定子电阻和永磁体磁链进行在线辨识,然后利用得到的定子电阻和永磁体磁链对电机d-q轴电感进行在线估计,最后利用得到的辨识值计算出实时运行条件下的电流环PI参数值。实验结果表明采用本文方法计算所得的PI参数值能够在电机参数发生变化时快速实现电流的精确控制。     

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。     

永磁同步电机自抗扰控制技术研究

将非线性自抗扰控制理论与无位置传感技术相结合,在永磁同步电动机矢量控制系统中设计了自抗扰速度调节器,采用模型参考自适应策略估算转子速度和转子位置。以隐极式永磁同步电机为实例进行仿真实验,实验结果表明,与PI调节器相比,采用自抗扰控制策略,在转速从低速到高速范围内,具有参数调节少、响应速度快、系统稳定性好、抗干扰能力强的优点。     

基于参数变化估计的PMSM自抗扰内模控制

基于d-q坐标系下的永磁同步电动机数学模型及矢量控制的基本原理,针对永磁同步电动机的非线性和参数的不确定性,对于电流环设计了基于参数变化估计的内模控制器,克服传统的内模控制对电机参数敏感的问题,速度控制器采用了自抗扰控制器,提高了系统对外部负载扰动抑制能力。仿真结果表明,所提出的基于参数变化估计的永磁同步电动机自抗扰内模控制器在电动机参数变化和负载扰动情况下均能提供良好的控制效果,验证了所设计控制方法的有效性。     

改进自抗扰的永磁同步电机直接转矩控制无传感系统研究

针对永磁同步电机直接转矩控制系统低速时传统电压模型对定子磁链估计不准确的问题,采用自抗扰控制技术中的扩张状态观测器对定子磁链和转速进行估计,提高观测精度并实现直接转矩控制系统的无传感器运行;对自抗扰调节器进行改进,简化调节器的结构并引入模糊控制对调节器参数进行优化,减少待整定参数并实现参数的自动调节。将改进的自抗扰调节器替代PI调节器用于速度调节,以提高系统的抗扰性;采用空间电压矢量调制替代传统的开关表和滞环比较器,使功率器件开关频率恒定,减小系统的磁链和转矩的脉动。仿真结果验证了算法的有效性。     

永磁同步电动机起动问题的分析与解决

永磁同步电动机的矢量控制要求控制器在电机开始运行之前能获知转子的大概位置以便电机正常起动。在研究基于DSP的永磁同步电动机调速系统过程中,针对上述问题进行了理论与仿真分析,并对永磁同步电动机起动时定子绕组通直流电的方法进行了实验验证,该方法解决了永磁同步电动机转子位置初始化及起动的问题并实现了最大转矩起动。     

基于环路统一设计的永磁同步电动机四象限矢量控制系统

永磁同步电动机(PMSM)控制系统直流侧大多由不控整流提供,不能实现电机的四象限运行,且不控整流会对电网造成污染.将PWM整流器应用到永磁同步电动机控制系统中.PWM整流器采用基于电网电压前馈的矢量控制,永磁同步电动机控制系统采用基于转子磁场定向的矢量控制,构成了永磁同步电动机四象限矢量控制系统.分析了PWM整流器和永磁同步电动机的数学模型,总结其相似性,并以此为基础对环路进行设计.最后将该控制方法应用于系统中,实现了电机的四象限运行.     

基于自适应Luenberger观测器的永磁同步直线电机无位置传感器控制

传统无位置传感器控制系统的位置信息处理一般采用PI调节器。针对PI调节器存在参数整定、跟踪性能差和抑制干扰能力弱等问题,提出了一种新型的自适应Luenberger观测器。利用脉振高频电流注入法(HFI)获得高频位置信号,根据电机的动力学方程建立Luenberger观测器并对速度、负载扰动进行观测,采用神经网络建立参数自整定的控制器取代观测器中的PID控制,实现了永磁同步直线电机(PMLSM)的无位置传感器控制。仿真结果表明,在速度变化与负载扰动同时存在的情况下,基于自适应Luenberger观测器的PMLSM控制系统的速度估算误差最大值为2×10^-3 m/s,位置估算误差最大值为-3×10^-5 rad,具有良好的跟踪性能和抗干扰性能。     

电动车轮毂永磁电机SPWM矢量控制系统研究

对轮毂永磁电机矢量控制系统展开了研究。电机控制系统采用霍尔位置传感器跟踪永磁电机磁链,经矢量坐标变换后应用SPWM技术对电流进行控制。针对传统SPWM技术直流电压利用率低的缺点,采用了一种注入3次谐波为三角波的SPWM控制技术,以提高直流电压的利用率,从而提高电机的输出效率;采用该方法,也容易实现控制算法的设计。     

基于Popov超稳定理论的PMSM转速辨识

针对永磁同步电动机参数变化导致转速不准的问题,提出一种基于观测q轴电流的模型参考自适应(MRAS)转速估计策略。该方法在基于i_q=0转子定向控制永磁同步电机的基础上,将实际电流和估算电流的偏差作为自适应PI调节器输入,借助Popov超稳定性理论设计了一种简化的MRAS估算模型,从而得到估计转速,同时辨识定子电阻。通过Matlab软件对算法进行仿真,并根据仿真模型设计了基于STM32的永磁同步控制系统,结果表明采用自适应模型进行转速估计同传统的PID控制方法相比,具有较高的转速估计精度,鲁棒性强。     

基于扩展卡尔曼滤波的永磁同步电动机参数辨识

针对永磁同步电动机在运行中电机的电磁参数的改变,通过对永磁同步电动机稳态数学模型的推导,利用扩展卡尔曼滤波对电机的电阻、电感进行在线辨识。在MATLAB/Simulink中搭建辨识模型进行分析比较,验证该方法可以准确地辨识出电阻、电感的值。仿真结果表明,扩展卡尔曼滤波具有快速的收敛性,能够很好地跟随电机参数的变化,应用参数辨识技术可以有效地改善永磁同步电动机控制性能。