两相导通型永磁无刷直流电机低速瞬时转矩观测

针对无位置传感器两相导通型永磁无刷直流电机(BLDCM)低速情况下观测瞬时转矩问题,提出一种无位置传感器BLDCM两相导通模式下注入高频电流连续观测瞬时转矩新方法。基于两相导通模式下电机的高频信号模型,构建转子位置角观测器,得到转子位置角观测值;根据瞬时转矩与转子位置角、反电动势系数及定子电流之间的函数关系,连续观测出瞬时转矩。为了消除交轴电感变化对瞬时转矩观测的影响,基于高频信号模型进一步观测出交轴电感,并对瞬时转矩观测模型中电感值进行实时更新。实验结果表明,采用所提瞬时转矩观测器允许驱动系统无位置传感器方式运行于低转速,甚至零转速。     

基于磁链观测的IPMSM MTPA控制系统研究

针对内置式永磁同步电机(IPMSM)的凸极特性,提出一种基于磁链观测的无位置传感器IPMSM最优转矩电流比(MTPA)控制策略,以提高负载转矩时变系统的能效比.根据IPMSM电压方程,分析转子磁链观测器检测转子位置的方法,在传统转子磁链观测器中加入前馈补偿,利用反正切法计算转子位置;分析定子电流与转矩角以及电磁转矩与转...     

基于转子高频脉动电流注入的同步电动机无位置传感器型直接转矩控制

为了实现直接转矩控制电励磁同步电机(electrically excited synchronous motor,ESM)驱动系统零转速及极低转速时无位置传感器运行,提出一种新型转子位置角观测器。首先在转子回路注入高频脉动电流;其次,为了仅在d轴方向产生定子高频脉动电流,利用电磁转矩闭环在电磁转矩中注入同频率的高频脉动分量;最后借助于锁相环原理观测出转子位置角。利用磁链的电流模型和观测位置角,计算出定子磁链及电磁转矩,并构建无位置传感器直接转矩控制系统。实验结果表明所提无位置传感器驱动系统任何负载时均可以稳定运行于零转速及极低转速。     

直接转矩控制永磁同步发电机相位自校正型定子磁链观测器

直接转矩控制永磁同步发电具有电磁转矩和直流电压输出动态响应快等优点,但这些优点的实现需要准确的定子磁链。实际发电机参数在一定范围内随工作点变化而变化,这就要求定子磁链观测器对这些参数变化具有很强的鲁棒抑制特性。该文提出一种新型定子磁链观测器,该观测器借助有效磁链概念计算出转子磁极位置角观测值,基于此将定子磁链电压模型和电流模型联系起来,无需转子速度信息;为了进一步降低观测的定子磁链相位误差,将观测的定子电流矢量与实际定子电流矢量乘积结果送给PI调节器,利用PI输出值对转子位置角观测值进行校正。实验结果表明,采用该文提出的定子磁链观测器在无需转子速度及参数辨识情况下,对电机参数变化及模拟量采样误差具有很强的鲁棒抑制特性,可以获得准确的磁链观测值,实现电磁转矩和直流发电电压的快速而平稳控制。     

无刷直流电机转矩观测与电感自适应辨识

为提高无刷直流电机（brushless DC motor,BLDCM）转矩观测结果的准确性,定量分析了传统的反电势滑模观测器（sliding．mode observer,SMO）及相应的转矩观测结果受定子电感参数偏差的影响程度。分析表明,电感参数偏差会在定子电流变化时引起反电势和转矩观测误差。为消除这一影响,利用李雅普诺夫（Lyapunov）稳定性理论,设计了定子电感自适应辨识率,在线辨识得到电感参数,实时调整SMO的系数矩阵和输入矩阵,构成了新型的自适应滑模观测器,提高了观测精度。最后利用RT-LAB实时控制器进行实验,验证了理论分析的正确性。实验结果表明,所提方法能有效辨识出BLDCM的定子电感值,并正确观测出电机转矩。     

磁通观测改进的无速度传感器DTC系统

针对定子电阻摄动与积分漂移对直接转矩控制(DTC)性能的影响,在分析直接转矩控制特点的基础上,推导了以电机有功功率为基础的定子电阻辨识算法与以反电动势为基础的定子磁链辨识算法,并将坐标系定向于定子电流矢量上推导出转速估计算法.以此建立的直接转矩控制系统,定子电阻辨识算法不依赖电机其他易变参数,转速估计中未使用转子电阻或转子时间常数;通过4kW感应电机无速度传感器DTC系统仿真试验表明,积分漂移得到有效抑制,估计速度与实际速度良好吻合,系统具有较好调速性能.     

无速度传感器三电平逆变器异步电动机直接转矩控制系统(II)——基于全阶定子磁链观测器的参数和速度辨识

在固定合成矢量的控制算法基础上,提出了一种基于定子磁链的自适应全阶观测器的三电平逆变器供电异步电动机直接转矩控制(DTC)方法,在准确观测磁链的同时能够进行电动机定子电阻和转子转速辨识。实验结果证明本文提出的方法实现了三电平逆变器供电异步电动机高性能无速度传感器直接转矩控制系统运行。     

无速度传感器三电平逆变器异步电动机直接转矩控制系统(Ⅱ)--基于全阶定子磁链观测器的参数和速度辨识

在固定合成矢量的控制算法基础上,提出了一种基于定子磁链的自适应全阶观测器的三电平逆变器供电异步电动机直接转矩控制(DTC)方法,在准确观测磁链的同时能够进行电动机定子电阻和转子转速辨识.实验结果证明本文提出的方法实现了三电平逆变器供电异步电动机高性能无速度传感器直接转矩控制系统运行.     

异步电机无速度传感器直接转矩控制系统

论文基于模型参考自适应控制系统原理(MRAS)设计了一种新型的速度磁链自适应观测器，它以定子电流和定子磁链为状态变量，把磁链观测和速度辨识结合在一起，可以将定子磁链观测值直接应用于直接转矩控制算法中，并实现了异步电机无速度传感器直接转矩控制系统。定义了李亚普诺夫函数，根据其稳定性理论确定了速度自适应律。利用SIMULINK中的库元件和S-function构建了异步电机无速度传感器直接转矩控制系统仿真模型，仿真实验结果表明提出的速度磁链自适应观测器对速度辨识快速而准确，算法比较简单，计算量小，便于在线实现。该系统具有较好的定子磁链和转速观测精度以及对定子电阻变化的鲁棒性，能改善低速时磁链畸变的程度和运行特性。     

基于滑模观测器的无轴承永磁同步电机无速度传感器矢量控制

为解决无轴承永磁同步电机矢量控制系统中传统机械式传感器带来的成本及可靠性等问题,将滑模观测器技术应用到其控制系统中。该系统采用滑模面及滑模等效控制方法,并基于转矩绕组观测电流和其实测电流差值构建滑模面,观测电机反电动势,从而实现转子位置角及转速的精确估算。利用MATLAB仿真软件构建了无速度传感器运行仿真系统,对电机转速、转角信号进行辨识。仿真结果表明:滑模观测器的转角、转速信号辨识精度较高,并能满足无轴承永磁同步电机无速度传感方式的稳定悬浮运行要求。     

感应电动机无速度传感器直接转矩控制设计

对磁链调节器与转矩调节器进行计算并结合磁链位置判断,选取合适的定子电压矢量,实现感应电机圆形磁链的直接转矩控制;采用以定子磁链和转子磁链为状态变量的全阶闭环磁链观测器,实现转速的自适应辨识.实验结果表明,定子电流为正弦波且谐波小,电磁转矩稳态和动态性能好,电机的辨识速度能准确跟踪真实转速.     

永磁同步发电机转子磁极初始位置辨识研究

直接转矩控制(DTC)永磁同步发电机(PMSG)直流发电系统需在发电机转子旋转情况下准确获取转子磁极初始位置,实现定子磁链准确观测。为减小发电初期定子电流冲击,需要初始建压。针对PMSG转子旋转情况下转子发电需要,提出一种转子旋转情况下辨识转子磁极初始位置新方法。实验结果表明,转子磁极初始位置电角度辨识误差在±12°范围内,满足发电建压需要;发电系统建压迅速,负载情况下运行平稳。     

绕组分段永磁直线同步电机无传感器控制

绕组分段永磁同步直线电机(WS-PMLSM)定子特殊的分段结构导致动子在跨段过程中各关键电磁参数将随动子位置改变而剧烈变化,从而将给实施无位置传感器控制带来巨大的挑战与困难。为解决这一问题,首先利用有限元分析及实验测试的方法对动子跨段过程中关键电磁参数的非线性变化规律进行分析,从而构建WS-PMLSM的精确数学模型;然后针对相邻两段定子观测反电动势信号幅值变化的规律,提出基于反馈自适应滑模观测器的段间观测反电动势同步合成法,以取得段间磁极位置的精确辨识,最终实现其在宽调速范围内全行程无传感器电流-速度双闭环运行;最后对所提算法进行仿真分析和实验测试,结果证明该方法有效可行。     

基于DSP异步电机无速度传感器直接转矩控制

基于模型参考自适应系统原理(Model Reference Self-Adapt System,简称MRAS)设计了一种新型的速度磁链自适应观测器,它以定子电流和定子磁链为状态变量,把磁链观测和速度辨识结合在一起,可以将定子磁链观测值直接应用于直接转矩控制算法中.定义了李亚普诺夫函数,根据其稳定性理论确定了速度自适应律.以TMS320F2812为核心构成控制器,实现异步电机无速度传感器直接转矩控制系统.实验结果证明,该系统具有较好的定子磁链和转速观测精度,能改善低速时磁链畸变程度和运行特性.     

基于改进滑模观测器的无刷直流电机无位置传感器矢量控制

本文针对正弦波反电动势的无刷直流电机(BLDCM),提出了一种基于改进滑模观测器的无位置传感器控制方法,实现了无刷直流电机在无位置传感器下的速度和电流双闭环矢量控制。改进的滑模观测器采用变滑模增益的符号函数构建电流观测器,反电势观测器提取反电动势估计值,并通过锁相环方式计算转速和位置。利用Matlab/Simulink搭建了BLDCM无位置传感器矢量控制系统仿真模型,仿真结果表明,该方案能够更好地实现BLDCM在中高速范围内的转子位置和转速估计。     

基于波波夫超稳定性的无刷双馈电机直接转矩控制

在无刷双馈电机直接转矩控制系统中,定子参数变化会引起电机特性不稳定。基于模型参考自适应控制策略(model reference adoptive strategy,MRAS)设计了一种新型的磁链、速度自适应观测器,以无刷双馈电机的定子电流及磁链为状态变量,将磁链观测和速度辨识结合在一起,定子磁链观测值直接应用于直接转矩控制算法中,构建了无速度传感器无刷双馈电机直接转矩控制系统。采用波波夫超稳定性理论确定速度自适应律,建立了Matlab/Simulink环境下直接转矩控制系统的仿真模型。仿真研究结果表明,所提出的磁链、速度自适应观测器可实现定子磁链、速度的精确辨识,磁链轨迹可以保持容差范围内的圆形,有效减少无刷双馈电机定子电阻变化对系统运行特性的影响,提高了系统的稳定性和鲁棒性。     

凸极式永磁无刷直流电机直接转矩控制研究

提出并分析研究了一种凸极式永磁无刷直流电机定子磁链幅值不控型直接转矩控制策略。结合凸极式永磁无刷直流电机及其两相导通工作特点,全面建立起两相导通时电压矢量对电磁转矩控制理论。采用转矩单环控制,根据转矩滞环比较输出和定子磁链位置给出所施加的电压矢量,实现转矩的快速控制。推导出两相静止坐标系下电磁转矩计算模型,并针对实际无刷电机转子反电势既非理想梯形波,又非正弦波的情况,提出采用查表方式获得转矩观测所必需的转子反电势和转子磁链方法。实验结果表明,所提控制方案具有快速的动态响应和良好的稳态性能。     

基于自适应滑模观测器的感应电动机直接转矩控制

将滑模变结构控制方法应用于感应电动机直接转矩控制系统,介绍了一种自适应滑模状态观测器.以定子电流和转子磁链为状态变量,利用定子电流的测量值与观测值的误差构成滑模面,设计滑模观测器,对转子磁链进行估计.采用李雅普诺夫稳定性理论证明了观测器是渐近稳定的,导出了转速自适应律.将转速观测值用于感应电动机的无速度传感器直接转矩控制系统,实验结果表明驱动系统具有优良的动、静态控制性能.     

无刷直流电机无位置传感器转子位置自检测复合方法

基于对定子铁心饱和法和滑动模态观测器法转子位置自检测原理和特性的讨论,提出了一种能在全速范围内(包含零速在内)实现转子位置准确检测和控制的复合方法.零速时采用定子铁心饱和法判断转子初始位置并起动,低高速时设计了一种新的准滑动模态观测器控制算法,它将反电动势估算值反馈到定子电流的观测计算中,相比传统的滑模观测器算法,它可以通过选择合适的反馈值提高转子位置角的估算精度和系统的稳定性,并且切换函数采用饱和函数代替开关函数,可以通过选择合理的边界层厚度有效地削弱抖振.以一台表面式无刷直流电机为对象进行实验,实验结果表明该转子位置自检测复合方法能够在全速范围内有效地估算转子位置信息,是实现无刷直流电机无位置传感器运行的一种实用方法.     

基于MRAS和FNN的异步电动机无速度传感器直接转矩控制

针对传统直接转矩控制系统中磁链和转矩存在较大的脉动,采用基于模糊神经网络(FNN)控制器的预期电压矢量调制方案.速度传感器安装不方便、成本高,磁链观测对电阻的依赖性强,尤其是在电机低速运行时,应用模型参考自适应控制策略(MRAS)设计速度、电阻自适应定子磁链观测器,以定子电流和定子磁链为状态变量,利用Popov超稳定性理论得到转子转速和转子电阻的自适应律.建立了异步电动机无速度传感器直接转矩控制系统的Matlab/Simulink仿真模型,仿真结果表明系统脉动较小,提高了定子磁链和转速的观测精度.