无刷直流电机的指数趋近律滑模变结构控制

为了提高无刷直流电机(BLDCM)控制的抗负载扰动和快速响应能力,利用滑模变结构原理设计了一种指数趋近律的滑模变结构控制策略,并对该控制策略的可行性进行理论分析。通过设计BLDCM控制系统的速度环节,使控制性能得到很大改善。仿真试验表明,该控制策略具有响应速度快、无超调、抗负载扰动能力强等优点,提高了BLDCM的鲁棒性,从而验证了指数趋近律的滑模变结构控制策略的有效性。     

无刷直流电机滑模变结构电流控制

为提高无刷直流电机控制的鲁棒性及抑制换相转矩波动,在PWM-ON调制基础上,以保证非换相相电流恒定为控制目标,将换相引起的转矩波动作为系统扰动,设计了滑模变结构电流控制器。利用其响应快速、对扰动不敏感特性来抑制内外干扰的影响,并进行了鲁棒性证明和转矩波动减小分析。仿真与实验表明,所提出的变结构控制策略鲁棒性好,能有效减小换相转矩波动,是无刷直流电机控制中一种新颖的改进控制方式。     

基于前馈控制的BLDCM滑模变结构调速系统

滑模控制能够有效地提高系统的鲁棒性,但为减小滑模控制系统抖振,引入等效控制理论,在滑模控制器输出端串入一个积分器,导致系统的响应速度较慢.为了提高滑模控制器的快速性,本文将滑模控制与前馈控制相结合,构成前馈滑模控制器,不仅补偿了控制器输出端积分环节的影响、提高了系统的快速性和抗扰能力,而且保留了传统滑模控制简单、鲁棒性好等特点.Matlab仿真表明,新型滑模控制器控制下的无刷直流电机调速系统超调量小、鲁棒性好、速度响应较快.文中还利用DSP来搭建实验平台,验证了控制器的有效性.     

基于扩张状态观测器的永磁无刷直流电机滑模变结构控制

根据无刷直流电机的数学模型和滑模变结构控制的特点,把换相引起的相电流变化当作外界对电机的干扰,建立了一个模型。根据此模型,构造了滑模变结构控制器,运用其对各种扰动不敏感的特性来抑制各种干扰对电机的影响。扩张状态观测器是一种性能良好的观测器,它不仅能得到不确定对象的状态,还能获得对象模型中内扰和外扰的实时控制量。电机的负载转矩用扩张状态观测器来准确估计,所以把它当作一个已知扰动来控制,这样提高了系统的控制精度。MATLAB仿真表明,与经典PID控制器相比,用滑模变结构控制器控制无刷直流电机,超调量小,速度响应快,且速度响应受电机参数变化影响小,各种外界干扰也得到了很好的抑制。用TMS320LF2407ADSP来搭建硬件电路,证明本控制器在实时控制中取得了很好的实验性能。     

基于指数趋近律的无刷直流电机滑模控制研究

针对无刷直流电机控制系统容易受负载扰动和参数变化等影响的特点,在推导无刷直流电机数学模型的基础上,利用滑模变结构原理设计了一种指数趋近律的滑模变结构控制策略,并将该控制策略应用于无刷直流电机调速系统;同时利用Matlab/Simulink软件进行仿真验证.仿真实验表明,该控制策略与经典PI控制策略相比,系统基本无超调,动态响应快,跟踪性能好,且系统对外部扰动及参数摄动具有较强的鲁棒性.     

基于优化滑模观测器的无刷直流电机变结构直接转矩控制

本文提出一种由一个优化滑模观测器及一个变结构控制器组成的直接转矩控制系统,应用于永磁无刷直流电机。滑模观测器用来获取绕组反电动势,为减小系统抖振,引入连续光滑的反正切函数,并且证明了观测器的收敛条件及稳定性。然后以转速误差为基准建立滑模切换面,构造出变结构控制器,得到转矩控制的参考值。最终通过转矩误差并参考霍尔位置信号选择合适的空间电压矢量,完成直接转矩控制。该方案的控制效果能够不受制于电机参数变化及干扰影响,具有很强的鲁棒性。实验结果证明了该方案的正确性及有效性。     

基于LS-SVM和滑模变结构的无刷直流电动机混合控制

针对一类不确定离散时间系统,通过分析趋近律中参数对系统到达稳定状态的影响,结合LS-SVM的建模优势,提出了一种基于LS-SVM趋近律的全局滑模变结构控制方法。分别用两个LS-SVM模型自适应调整趋近律中的参数 和 ,克服了常规变结构控制方法中需要预先设定趋近律中参数的限制。通过在无刷直流电机(BLDC)位置伺服系统变结构控制中的应用,结果表明该方案使系统一开始就处于滑平面上,消除了系统抖振,而且具有良好的跟踪能力和较强的鲁棒性。     

基于LS-SVM和滑模变结构的无刷直流电动机混合控制

针对一类不确定离散时间系统,通过分析趋近律中参数对系统到达稳定状态的影响,结合LS-SVM的建模优势,提出了一种基于LS-SVM趋近律的全局滑模变结构控制方法.分别用两个LS-SVM模型自适应调整趋近律中的参数和,克服了常规变结构控制方法中需要预先设定趋近律中参数的限制.通过在无刷直流电机(BLDC)位置伺服系统变结构控制中的应用,结果表明该方案使系统一开始就处于滑平面上,消除了系统抖振,而且具有良好的跟踪能力和较强的鲁棒性.     

基于滑模变结构控制算法的无刷直流电机力矩平衡控制系统研究

针对多台无刷直流电机力矩平衡的控制问题,指出了传统的PI控制算法存在的不足;建立了无刷直流电机的数学模型,并给出了其状态方程;设计了2台无刷直流电机力矩平衡控制的滑模变结构控制模型,选取了滑模面,计算了控制律,并进行了系统稳定性分析;最后进行了系统仿真,与传统的PI控制进行比较,得到了理想的控制效果。     

基于模糊控制的对转永磁无刷直流电动机调速系统

在分析对转永磁无刷直流电动机的基本原理和数学模型基础上,提出外环转速环采用分离积分项的双输入模糊控制器,内环电流环采用PI调节器的双闭环调速系统.仿真结果表明,与外环、内环均采用PI调节器的双闭环调速系统相比,该系统在恒速运行突加负载的情况下,具有转速变化小、稳定性好的优点,是一种比较优越的控制方法.     

有位置和无位置传感器对转电动机调速控制系统

从对转无刷直流电动机的基本原理出发,利用其数学模型建立Matlab仿真模型。采用传统双闭环的控制策略,位置检测方法分别采用无位置传感器和有位置传感器的检测方法,并进行仿真分析比较。无位置传感器检测方法简单易行,节约了成本,转速超调量较小,但电磁转矩在起动过程中脉动较大、调整时间较长,转速调整时间较长及起动运行速度较慢;有位置传感器检测,电磁转矩在起动过程中脉动较小、调整时间较短,转速调整时间较短及起动运行速度较快,但转速超调量较大,在实际应用中增大了系统体积,增加了成本。两种方法各有利弊,为以后针对不同对象采取合适的位置检测方法奠定了基础。     

永磁直线同步电机滑模控制系统

设计了一种基于滑模变结构的永磁直线同步电机(PMLSM)矢量控制系统。从直线电机的基本工作原理出发,通过坐标变换,建立PMLSM在两相同步旋转正交坐标系上的数学模型。基于滑模变结构和李雅普诺夫稳定性理论设计转速调节器,组成PMLSM滑模控制系统。为了验证该控制系统的有效性,在MATLAB/Simulink平台下搭建系统的模型并进行仿真。仿真表明,该控制系统具有很强的鲁棒性。     

风力永磁同步发电机串级滑模变结构控制

交流永磁同步发电机（permanent magnet synchronous generator）实现风力发电,具有非线性和多干扰等特点。基于滑模变结构控制理论,提出风力永磁同步发电机组的速度控制环和位置控制环采用串级滑模变结构的控制策略,仿真和模拟试验结果表明该策略能使系统快速、平稳且无抖动地进入滑动模态面,保证风力发电机组良好的动态特性,有效抑制系统的扰动,兼顾最大功率系数和良好的发电质量。     

永磁无刷直流电机直接转矩控制

永磁无刷直流电机以其效率高、噪音低、易维护等优点在工业控制的各个领域得到了越来越广泛的应用。但是,永磁无刷直流电机存在较大的转矩波动,这就限制了它在高精度系统中的应用。直接转矩控制具有瞬时转矩控制的特点。它直接在定子坐标系下观测电机的磁链、转矩,并将此观测值和给定值进行比较,差值经滞环控制器得到相应的控制信号,再综合当前的磁链状态来选择相应的电压空间矢量,实现对电机转矩的直接控制。该文尝试将直接转矩控制方法用于永磁无刷直流电机的控制,以期达到抑制转矩波动的目的。仿真及实验结果表明,该文提出的方法能够较好地抑制永磁无刷直流电机的转矩波动,并且具有很高的动态响应速度。     

基于趋近率的永磁同步电动机滑模变结构抖振

针对趋近率变结构控制应用于永磁同步电机(PMSM)矢量控制系统存在的实际问题,设计了一种新型的趋近率滑模控制器。该方法有别于传统的趋近率控制,对其中的指数项采用加权积分增益,既消除了一般趋近率滑动阶段抖动切换增益严重的情况,又解决了变指数趋近率中起动阶段切换增益比较大的问题。仿真和试验均证明了该方案对系统参数不确定、外部扰动和噪声具有强鲁棒性,系统的动、静态品质优良,滑模变结构的抖振也得到了明显抑制,所设计的滑模控制方案是可行和优越的。     

基于改进滑模观测器的永磁同步电动机无位置传感器控制

针对永磁同步电动机的无位置传感器矢量控制问题,借助于滑模变结构控制理论,通过构造滑模观测器的方法,实现了永磁同步电动机连续转子位置的观测。针对滑模控制固有的抖振问题,通过采用饱和函数替代切换函数的方法,有效抑制了抖振问题对转子位置观测性能的影响。最后通过仿真和实验验证了所实现的改进滑模观测器的有效性。     

无刷直流电机的变采样离散滑模控制器设计

针对较低分辨率位置传感器的无刷直流电机(BLDCM)调速控制问题,以离散滑模控制器为基础,提出了一种变采样的离散滑模控制器。该控制器将通过位置传感器获得的采样时间、速度误差以及负加速度值输入到离散滑模控制器,离散滑模控制器根据输入信息输出电流参考值,并通过电流环地提高无刷直流电机的动态响应能力,而且可以抑制固定采样离散滑模控制器的抖振现象。通过实验验证了所提方法的正确性和可行性。     

基于遗传算法的永磁无刷直流电动机优化设计

利用遗传算法对一台4相7对极外转子永磁无刷直流电动机的永磁体尺寸、气隙高度、电枢长径比、极弧系数以及槽口宽度进行了优化设计,并用有限元电磁场分析软件Maxwell 2D分析了优化前后电机磁力线、气隙磁密、电机转矩和转速随时间变化过程.仿真结果表明,优化的电机转矩脉动明显削弱,证明了遗传算法与有限元数值计算相结合对无刷直流电动机优化设计有较好的效果.