转速转矩双闭环无刷直流电机滑模调速系统

针对传统无刷直流电机调速系统抗负载扰动能力不强,本文采用反电势观测器和滑模控制,对无刷直流电机的转速转矩双闭环系统进行了研究。转速环采用比例积分(PI)控制器,转矩环采用滑模变结构控制器和反电势观测器相结合的控制方法,通过对反电势的观测来计算系统的电磁转矩,并利用Lyapunov稳定判据分析了系统稳定性,同时为验证该方法对BLDCM调速系统的控制性能,在Matlab/Simulink环境下对BLDCM调速系统进行了仿真实验。仿真结果表明,转速转矩双闭环调速系统比传统的PI调速系统的控制效果更好,而且在系统存在负载时,转速转矩双闭环系统比传统的PI调速系统具有更好的抗干扰性,在负载撤销之后能更快达到稳态。该研究为无刷直流电机调速系统提供了新的控制方案。     

基于扩张状态观测器的永磁同步电机转速环连续螺旋控制

针对传统矢量控制策略在保持系统动态性能的基础上无法消除系统扰动的问题,为进一步提高系统的控制精度及抗扰能力,提出了一种基于扩张状态观测器(Extended State Observer, ESO)的连续螺旋滑模控制(Continuous Twisting Sliding Mode Control, CTSMC)方法。首先,该方法以双闭环矢量控制结构为基础,在转速环部分采用连续螺旋控制方法,与传统控制方法相比,可以将误差收敛到一定的区域,不仅提高了负载扰动的鲁棒性,还有效减少了系统的抖振。其次,在此控制器的基础上加入扩张状态观测器,估计系统的总扰动,并将此信号用于前馈补偿,以进一步提高系统的动态性能。最后,利用Lyapunov稳定性理论进行了闭环稳定性分析。通过仿真和实验,验证了基于扩张状态观测器的连续螺旋滑模控制方法的正确性及可行性。     

基于对象参数辨识的直流双闭环调速系统

该文针对双闭环直流调速系统的性能对直流电机及机械负载对象的参数依赖性大的问题,提出一种基于电机机理模型与驱动器的特点、结合电流闭环等进行参数辨识与调节器参数自整定的方法并采用转速微分负反馈以进一步优化动态性能,仿真验证了该方法的可行性,最后介绍了以高性能嵌入式微处理器为核心的系统技术实现方案.     

有刷直流电机非线性控制系统设计

为了提高有刷直流电机调速的平稳性和快速性,在经典双闭环电机控制系统设计方案的基础上,针对转速环模型中存在非线性及负载扭矩不可测的特点,提出了基于扩张状态观测器的三步法非线性转速控制策略。首先,设计了三步法(TS)非线性速度控制器,该控制器由类稳态控制、参考动态前馈控制及积分误差反馈控制组成,具有工程意义明确、实现方便的优点。然后,设计了扩张状态观测器(ESO)对系统中负载扭矩等干扰进行在线估计并实时补偿,证明了观测器误差系统的有限时间收敛性及有界性;同时将观测器误差考虑成有界的扰动输入,在输入到状态稳定性理论框架下,证明了闭环误差系统的鲁棒性。针对电流响应较快、极易达到稳态的特点,设计了工程中常用的前馈加PI反馈结构的二自由度控制器,同时采用模拟电路实现该控制器,减小了电流环控制周期,从而抑制了电流波动。为了验证整个控制系统的有效性和工程可实现性,通过有刷直流电机阶跃及正弦转速跟踪实验,证明了本文所设计控制系统能够显著提高电机的瞬态性能和稳态性能。     

电传动车辆轮毂电机恒转矩弱磁控制策略

为了实现电传动装甲车用轮毂电机的高性能控制,开展先进的矢量控制方案研究. 为了获得良好的转矩、转速动态性能,采用转矩控制模式,设计基于全阶滑模观测器的电磁转矩估计方法. 基速以下,驱动系统采用最大转矩电流比（MTPA）控制策略,当转速大于基速时,结合轮毂电机的控制需求,提出并设计新颖的恒转矩前馈结合电压反馈的电流补偿弱磁控制方案. 基于90 kW内置式永磁同步电机（IPMSM）开展实验研究. 结果表明,所设计的转矩观测器能够保证较高的观测精度,误差基本小于5 N·m;电机转矩的跟随性能较好,动态误差小于5%;电机能够由MTPA运行模式平滑过渡到弱磁模式,严格按照所规划的弱磁路线运行. 在运行过程中,轮毂电机的转矩控制性能良好,转速响应快,能够满足电传动车辆的控制需求.     

一种基于AT89C51单片机的直流调速控制装置

设计一种基于单尤片机的直流调速控制装置,装置以AT89C51单片机为核心,以小型直流电机为控制对象,实现双闭环PI控制.装置包括转速给定、转速显示、转速检测、电流检测和转速控制的硬件、软件设计,其中转速控制是通过改变三相整流电路中可控硅的移相触发脉冲来改变整流电压,进而实现调速的目的.     

直流伺服系统转速和转矩参数的辨识

在双闭环直流伺服系统中,需要传感器检测电流和转速的反馈值。运用状态观测器理论,设计出一种能够估计转速和负载转矩参数的二维观测器,从而简化了电路,通过软件仿真,达到了设计要求。     

永磁同步电机无位置传感器宽转速范围自抗扰控制研究

为克服永磁同步电机在运行过程中受负载转矩扰动和电机参数变化的影响，提高永磁同步电机在无位置传感器条件下的抗干扰能力，提出了一种宽转速范围自抗扰动控制策略.首先，设计了一种滑模位置观测器，结合电压闭环弱磁扩速，实现了永磁同步电机在无位置传感器条件下的宽转速范围运行.其次，通过合理配置龙贝格观测器极点，在线估算负载转矩变化，在宽转速范围采用电流前馈补偿负载转矩扰动.接着利用内模控制整定电流环PI控制器参数，采用带遗忘因子递推最小二乘算法，设计了一种根据不同工况下切换的多电机参数分步辨识算法，解决了辨识方程数少于待辨参数的“欠秩”问题，进而实现电流控制器跟随电机参数自适应调节.仿真结果表明，所提出的控制策略能够实现无位置传感器宽转速范围对外部负载转矩扰动和电机参数变化的自抗干扰控制.     

新型泵用永磁无刷直流电动机驱动器的设计

介绍了一种基于DSP的泵用永磁无刷直流电动机驱动器设计方案，目的在于提高水泵系统的效率和功率因数.提出了一种新的低成本控制器主电路结构，并根据水泵节能原理设计了系统控制软件.在转速、电流双闭环控制中，电流环采用传统PI控制，转速环中应用Fuzzy PI开关控制.转速环根据转速误差的大小选择PI控制或Fuzzy控制，提高了系统的响应速度和转速的控制精度.该系统与感应电机变频调速系统成本接近，但是具有高效率、高功率因数的特点.实践证明该种方案可以作为水泵系统的节能方案加以推广.     

面向电子机械助力制动的永磁同步电机位置伺服控制

为了满足电子机械助力制动系统中的永磁同步电机(PMSM)位置伺服控制的高精度要求,提出了一种基于改进的滑模变结构控制和线性矩阵不等式的双闭环控制策略。针对机械层,设计了位置-转速一体化的滑模变结构控制和基于指数收敛的干扰观测器;针对电流层,设计了基于线性矩阵不等式的控制策略。最后,通过仿真和快速原型(RCP)试验,与传统的三闭环比例-积分-微分(PID)控制策略进行对比,证明了本文控制策略能显著提高永磁同步电机位置伺服系统的跟踪性能。     

MW级异步电机无速度传感器矢量控制研究

速度辨识是无速度传感器矢量控制系统中的关键,速度估计的精度将直接决定矢量控制系统的控制效果。设计采用了不存在纯积分的反电动势MRAS方法辨识速度,介绍了矢量控制的基本原理和速度估计方法。首先基于Matlab软件进行了仿真研究,然后在电机实验站的实验电源系统中实现了无速度传感器矢量控制的工程化实践,为了增强系统对自身参数的鲁棒性,电机参数均使用热态参数。仿真和工程化实践结果证明了异步电机基于MRAS的速度估计方法的可行性,矢量控制系统能较好的估计转速,并具有较好的稳定性。     

一种新型的HESM控制系统设计

混合励磁同步电机是一种具有低速大转矩和宽调速能力的新型电机.根据电机的特点,设计了一种基于矢量控制的调速系统,采用速度分区控制方法进行励磁电流和电枢电流的分配并给出了详细的系统框图,搭建了基于TMS320F2812＋AT89C55WD架构的控制电路,进行了有关的调速实验,验证了所设计控制系统的有效性.     

新型无转速传感器矢量控制交流调速系统

采用了基于静止坐标系的速度观测器,并根据电流型逆变器的特点提出一种只需电压传感器即可实现转速估算的方案．同时,为增强整个系统的鲁棒性,提出了一种基于新型遗传算法的自适应PI控制器．最后通过对整个系统的仿真研究,得到了一些有益的结论,为整个系统的设计提供了必要的依据．     

基于模型参考自适应的异步电机矢量控制系统

以异步电动机矢量控制的基本方程式为基础,构建了一个无速度传感器矢量控制系统。该系统的转速估计采用模型参考自适应控制理论,并对自适应机构以分段变参数方式进行改进,以提高估计速度和精度;转速调节器利用模糊自适应PI进行改进,以提高异步电机的可靠性和鲁棒性。仿真结果表明,该控制系统动态性能良好,转速估计能快速准确地跟踪,系统具有较强的鲁棒性和稳定性。     

基于端口哈密顿系统与PI控制原理的异步电动机转速调节

针对功率变换器和异步电动机构成的传动系统,利用能量成形与端口受控哈密顿（PCH）系统理论,研究其速度控制问题。建立了异步电动机的PCH系统模型,并构建了期望的闭环状态误差PCH系统。根据转子磁场定向原理,确定了期望的平衡点,并用Lyapunou稳定性定理分了平衡点的稳定性。利用互联和阻尼配置方法,设计了负载恒定已知和有扰动情况下的速度控制器。负载扰动通过速度误差的比例积分控制来估计。利用电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）信号变换控制功率变换器各开关器件的导通占空比,实现异步电动机的速度调节。仿真结果表明,系统具有很好的负载扰动抑制能力和转速跟踪性能。     

基于89C2051单片机控制的可控硅调速电路设计

为了改善传统电机调速系统成本高、灵活性差、系统复杂的缺点,设计了一种用89C2051单片机控制可控硅进行电机调速的电路,达到了灵活控制并显示转速的目的.可控硅采用过零检测触发方式,主回路由软硬件协调完成,简化了系统,便于检测和维护.     

基于现场可编程门阵列的步进电机控制系统

介绍一种基于现场可编程门阵列器件的步进电机控制系统.利用VHDL语言编程,通过控制步进电机的输入脉冲实现其常速和加减速转动.系统采用有限状态机设计脉冲分配并利用脉宽调制方法实现步距角的细分控制.现场可编程门阵列大大提高了系统的集成度和可靠性.仿真结果表明该系统对电机的控制平稳、精确、迅速.     

感应电机单神经元微分积分比例调节器

运用常规的控制方法很难使普通感应电机转子的速度或位置在任何时候自动、连续、准确地复现给定信号的变化规律。讨论了一种采用单神经元ＰＩＤ（比例－积分－微分）调节器来实现感应电机速度跟踪的方法。首先介绍了单神经元ＰＩＤ调节器的基本工作原理,然后构造了采用单神经元ＰＩＤ控制的感应电机调速系统的仿真模型,最后通过计算机仿真,对此种调节器在应电机调速系统中的应用进行了分析,仿真结果难了此调节器可使感应电机具有     

带软启动的单相感应电机调速系统设计

针对单相感应电机启动电流大的特点,设计了一种带有软启动的单相感应电机调速控制系统,该系统以dsPIC30F3010芯片为控制核心,通过传感器对电机的电压、电流及转速进行采样,实现变频调速及空载时降低转速的目的.实验结果表明,该系统具有平滑启停、调速节能等特点.     

带负载力矩补偿观测器的直流调速系统

提出一种带负载力矩干扰补偿的直流调速系统.利用系统中可测量到的电枢电流和转速信号,通过线性网络获得系统中不可直接测量的负载力矩的等效信号,并使此信号参与系统的控制作用,从而克服负载力矩对电机转速的影响.仿真实验结果表明系统不仅具有良好的静、动态性能,而且具有较强的抗负载力矩干扰能力.