基于哈密顿系统原理的PMSM自适应阻尼注入控制

基于能量成形和端口受控哈密顿（PCH）系统原理,针对永磁同步电机（PMSM）参数不确定性所引起的转速误差,利用自适应阻尼注入控制方法,设计了负载转矩恒定已知和未知情况下的控制器。采用最大转矩/电流（MTPA）控制原理确定系统期望平衡点,并分析其稳定性。仿真结果表明,将自适应阻尼注入控制方法应用到PMSM的PCH控制中,对参数不确定性所引起的转速误差具有很好的抑制作用,从而使系统具有较好的转速跟踪性能。     

基于EL模型的Cuk变换器无源控制器

为提高Cuk变换器的性能,提出了一种基于Cuk变换器EL模型的无源控制方法。首先建立Cuk变换器的EL(Euler-Lagrange)模型,根据控制目标,确定Cuk变换器的期望平衡点,基于无源控制理论,采用阻尼注入方法设计Cuk变换器的无源控制器。仿真结果表明,Cuk变换器无源控制器可使Cuk变换器具有良好的动、静性能和对负载变化的鲁棒性。     

一种新型TNPC-UPQC混合无源控制策略

针对传统的统一电能质量调节器(UPQC)控制策略存在控制性能不佳的问题,提出无源控制与非线性PI控制相结合的混合控制策略,建立统一电能质量调节器的欧拉—拉格朗日(EL)模型.为加快误差能量收敛,采用注入阻尼的方法,设计电流内环无源控制器.利用非线性PI控制,设计电压外环控制器来获得较为准确的期望电流,有效地抑制了静态误...     

基于Z源逆变器的永磁同步电动机无源性控制

针对永磁同步电机驱动控制中逆变器升压电路结构及控制复杂的问题,本文设计了基于Z源逆变器的永磁同步电机无源性控制方案。基于能量成形和阻尼注入的无源性控制原理,构造了Z源逆变器和永磁同步电动机的欧拉-拉格朗日模型。为了克服传统永磁同步电机驱动控制系统中电压传输比有限的问题,利用Z源逆变器能够完成电压升降及逆变的功能特点,减小了电源电压波动对电机调速系统的影响,仿真结果验证了该方法的有效性。该方案实现了基于Z源逆变器的PMSM速度跟踪控制,很好地保证了该系统的稳定运行,具有良好的应用前景。     

基于变阻尼的电压型PWM整流器无源控制研究

针对电压型PWM整流器无源控制器设计中恒阻尼注入方法存在阻尼注入太小,导致启动变慢,稳态误差大,输出直流电压稳定性能变差;而阻尼注入过大,则导致输入电流总谐波畸变率(THD)值较大等问题,提出了变阻尼注入的无源控制策略,变阻尼注入采用跟踪微分器予以实现.通过选择合适的跟踪微分器非线性函数及其参数,可使阻尼按照期望值变化,使整流器的动静态性能进一步提高.仿真实验表明基于变阻尼的电压型PWM整流器无源控制策略是可行的.     

两罐液位系统的哈密顿建模与无源性控制

基于端口受控哈密顿（PCH）系统原理,研究了一种两罐液位系统的PCH建模与控制方法。根据流体力学原理及伯努利方程,建立了两罐液位系统的PCH模型;通过互联与阻尼配置,设计了两罐液位系统控制器,确定了期望的平衡点,并应用无源性理论分析了平衡点的稳定性。为了消除稳态误差,引入了积分控制作用。仿真和实验验证表明,所提出的控制方法具有很好的动态和稳态性能。     

基于转子磁链观测的无速度传感器PMSM DTC

针对常规永磁同步电机（PMSM）直接转矩控制（DTC）系统转矩、磁链脉动大的问题，引入了模糊逻辑思想，根据PMSM DTC的系统特性设计了专门的模糊逻辑控制器，该控制器采用磁链幅值误差、转矩误差以及磁链空间位置作为输入量，选取电压矢量作为输出量对电机进行直接控制.在此基础上根据所提出的PMSM模糊DTC系统的特点研究了基于转子磁链观测的速度估计策略，讨论了无速度传感器PMSM模糊DTC系统的实现方式.仿真和实验结果验证了这种基于转子磁链观测的PMSM模糊DTC系统在动、静态两方面均具有更好的性能，且不增加系统结构和控制的复杂性，是一种具有实用前景的适用于PMSM DTC的无速度传感器控制策略.     

基于EL模型的Boost型DC/DC变换器无源控制器

根据boost型DC/DC变换器的EL(EL,Euler-Lagrange)模型和无源控制理论,设计了无源控制器。由于无源控制理论是基于能量控制,属系统的本质控制,则无源控制器具有简单、鲁棒性好及工程易于实现的特点。计算机仿真结果表明boost型DC/DC变换器无源控制器是可行的。     

基于改进型双幂次组合趋近律的永磁同步电机无模型滑模控制

针对采用PI控制或传统无模型滑模控制（MFSMC）的永磁同步电机（PMSM）实际运行时因内部电磁参数摄动导致系统控制性能下降的问题,提出一种新型无模型滑模控制算法（IMFSMC）。首先,建立参数摄动下PMSM超局部模型;其次,设计改进型双幂次组合趋近律加快系统在趋近滑模面阶段的收敛速率;再次,设计扩展滑模扰动观测器（ESMDO）实时观测系统未知总扰动;同时,利用Lyapunov稳定性判定第二方法证明所设计控制器和观测器的稳定性;最后,将IMFSMC、MFSMC以及PI控制的仿真和实验进行对比,结果证明所提方法可以有效加快转速响应速率,增强系统的鲁棒性。     

PMSM风电系统最大功率点跟踪的无源控制

分析直驱永磁风力发电系统各组成部分的关系,建立永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)风力发电系统各组成部分的数学模型;基于最佳叶尖速比的最大功率点跟踪策略和非线性无源控制理论,设计基于无源控制的最大功率点跟踪方案;在Simulink中搭建PMSM风电系统各组成部分和控制系统的仿真模型并进行仿真试验。结果表明:非线性无源控制控制器能够实现最大风能功率的跟踪;控制效果良好,风能利用系数C_p稳定运行在0.48左右。这验证了所提方案的可行性和有效性。     

基于自适应逆控制的永磁同步电动机控制系统

为进一步提高交流永磁同步电动机控制性能,本文提出了基于自适应逆控制的永磁同步电动机控制系统,采用基于递推最小二乘BP（RLS-BP）算法,对永磁同步电动机系统的进行建模、逆建模和自适应控制器的设计。提高了永磁同步电动机系统建模和逆建模的辨识收敛速度以及辨识精度和系统控制精度。仿真结果表明,基于本文提出的自适应逆控制方法的永磁同步电动机系统,具有良好的动态响应,并且在电机参数摄动情况下具有较强的鲁棒性。     

永磁同步电机自抗扰控制研究

将自抗扰控制引入永磁同步电机的速度环控制中,为减少算法计算量和降低参数调整难度,对非线性自抗扰控制进行结构优化和线性化处理,完成永磁同步电机的线性自抗扰控制器设计和仿真分析.仿真结果表明,自抗扰控制较常规PI控制抗负载扰动能力强,对不同转速的运行具有较强适应性.     

基于模糊RBF神经网络的永磁同步电机位置控制

针对比例-积分-微分(PID)控制器参数固定而引起永磁同步电机位置伺服系统控制效果不佳问题,设计了基于平滑切换的模糊PI控制和径向基函数(RBF)神经网络PID控制的位置控制器。暂态时,采用模糊PI控制;稳态时,采用RBF神经网络PID控制,两者中间采用模糊PI-RBF神经网络PID复合控制。该位置控制器既结合了模糊PI控制和RBF神经网络PID控制的优点又克服了各自的缺点。仿真结果表明,当永磁同步电机受到外部扰动时,采用模糊RBF神经网络控制器的永磁同步电机位置系统具有良好的动态性能,能够实现快速响应,做到精确定位,而且当负载变化时具有很强的抗干扰性。     

基于观测器的永磁同步电机模糊自适应混沌控制

针对混沌现象能够影响永磁同步电动机驱动系统稳定性的问题,本文根据模糊自适应控制和反步设计法的原理,研究了具有不确定参数的永磁同步电动机混沌系统位置跟踪控制,设计了一种新型的降维观测器来估计系统的转子角速度,并利用模糊逻辑系统对永磁同步电动机混沌系统中的非线性函数进行逼近,同时采用反步设计方法,构造了模糊自适应控制器,并在Matlab环境下进行仿真。仿真结果表明,该控制方法能够避免永磁同步电动机出现混沌现象,确保系统可以快速跟踪期望的信号,并对永磁同步电动机混沌系统进行有效控制,该控制策略能够克服永磁同步电动机参数不确定性的影响,实现了对永磁同步电动机的位置跟踪控制。该研究具有实际应用价值。     

基于粒子群优化的PID伺服控制器设计

针对耦合和非线性永磁同步电机（PMSM）控制器优化设计的难题,提出了基于粒子群优化（PSO）算法的比例、积分和微分(PID)控制器的优化设计方法.结合PSO的基本原理和PMSM伺服系统的控制策略,给出了优化PID控制器设计的步骤.考虑到综合评价系统的各项性能指标,在优化过程中引入了新的模糊汉明距离的评价策略.同时对遗传算法（GA）和PSO算法优化结果进行对比研究.仿真和实验结果表明,该方法能搜寻到最优或次最优的参数空间,并能取得比GA更好的空间解.优化得到的PID控制器速度响应快、超调量小,有效地提高了伺服系统的动态性能.     

基于SVPWM控制策略的PMSM驱动系统

在详细研究空间矢量脉宽调制（Space Vector Pulse Width Modlulation,SVPWM）基本原理和实现方法的基础上,分析了永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）的矢量控制策略,在Matlab/Simulink环境下建立基于SVPWM控制策略的转速和电流双闭环永磁同步电机调速系统仿真模型,并进行实验仿真;以英飞凌单片机XC2267为硬件驱动进行永磁同步电机SVPWM控制策略的实验验证,利用CAN总线分析仪对电机运行状态进行检测。仿真和实验结果表明了SVPWM控制策略在永磁同步电机驱动系统应用中的有效性,为相关电机控制系统的设计和调试提供了相应思路。     

永磁同步电机新型矢量控制

为消除交流伺服系统运行易受电机参数变化和负载扰动等不确定性的影响,使其动态响应和抗扰能力能很好地兼顾,提出了一种基于预测控制的新型矢量控制方案．该方案引入自动微分法,使预测控制中泰勒级数计算变成简单的数值运算．选择系统误差为二次型性能指标,并对性能指标和永磁同步电机数学模型进行泰勒展开,把求解雅克比矩阵问题转化为求解泰勒级数的灵敏度．结合Levenberg-Marquardt算法对永磁同步电机进行速度控制,运用德斯拜思实时仿真系统进行半实物仿真实验验证．实验结果表明,所设计的控制器提高了系统鲁棒性,整个控制系统具有较好的动、静态特性．     

永磁同步电机最大输出功率伺服系统的能量成形控制

应用能量成形方法,将永磁同步电机控制系统看作二端口能量转换装置,建立了位置伺服控制模型,求取了满足最大输出功率原理的系统平衡点。选择了期望的哈密顿函数,配置了期望的互联和阻尼矩阵,设计了位置控制器,并针对负载转矩存在未知扰动的情形,设计了负载转矩观测器。仿真结果表明,所设计的控制系统得到令人满意的位置跟踪特性,响应快速准确,对负载转矩扰动具有很好的抑制作用。     

永磁同步电机的哈密顿系统建模与控制

针对永磁同步电机（PMSM）负载转矩已知、未知和定子电阻不确定情况,采用一种新的能量成形和端口受控哈密顿（PCH）系统方法,研究了PMSM的建模与速度控制问题,并建立了PMSM的PCH模型,给出了闭环系统期望的哈密顿函数,设计了系统的控制器和负载转矩观测器,分析了系统平衡点的稳定性。仿真结果表明,所提出的方案对负载扰动和定子电阻变化具有很强的鲁棒性。