无轴承开关磁阻电机滑模观测器间接位置检测研究

针对无轴承开关磁阻电机中引用位置传感器所带来的结构复杂、成本高等问题,以12/8极三相双绕组电机为例,采用一种基于滑模观测器的无轴承开关磁阻电机间接位置检测的控制策略.该控制策略以转子位置和转速作为状态变量,以实测主绕组电流和悬浮绕组电流与估算电流的偏差作为滑模面,构建滑模观测器进行转子位置辨识和转速估计.在Matlab/Simulink中搭建无轴承开关磁阻电机的滑模观测器模型并进行仿真分析.仿真表明:所采用的间接位置检测方法可有效估算出电机的转速及转子位置,并具有较好的跟随性及鲁棒性.     

基于无位置传感的开关磁阻电机试验系统研究

提出一种基于最小二乘支持向量机的开关磁阻电机转子位置估计的新方法,形成一个理想的支持向量机结构来实现电机电流、磁链与转子位置之间的非线性映射,实现开关磁阻电机的转子位置估计。完成以DSP TMS320F28335作为控制核心的开关磁阻电机试验系统硬件设计,给出电流斩波、转子位置估算、相切换程序的流程图和转速估算的算法,并利用Matlab对开关磁阻电机调速系统实现仿真。     

同步磁阻电机的无速度传感器矢量控制技术研究

针对电机无速度传感器控制中,需要设计稳定、准确的观测器以实现系统全速范围内可控的问题,对同步磁阻电机的控制结构、控制器、考虑转速估算的磁链观测器等方面进行了研究,开展了一套基于转子位置定向的系统的控制方案的分析。根据同步磁阻电机的数学模型,建立了电压-电流型磁链观测器的小信号模型,分析了观测器的稳定性,给出了系统在低速反转模式下固有的不稳定特性;利用Matlab/Simulink搭建了系统仿真模型,并利用基于d SPACE的半实物仿真实验平台,对控制方案、低速反转模式进行了实验研究。研究结果表明:使用电压-电流模型观测器在正转区能实现无速度传感器矢量控制,证明了方案的可行性;当系统处于低速反转区时观测器不稳定,证明了小信号模型分析的正确性。     

开关磁阻电机全速范围无位置传感器转矩优化

考虑到目前开关磁阻电机无位置传感器都有其转速应用的限制范围,具有不能覆盖电机起动阶段全部速度范围的缺点,提出了基于滑模观测器和相电流梯度法相结合的全速范围无位置传感器技术,以滑模观测器为基础建立了转子位置估计误差校正模块。误差超过阈值时采用相电流梯度法估计转子位置,误差处在允许范围内采用滑模观测器法估计转子位置。仿真结果验证了方法的可行性,其能有效地减小因滑模观测器法估计转子初始位置误差较大引起的转矩波动,能够实现起动阶段转子位置的精确检测,确保了在全速范围内位置估计的精度。     

基于滑模观测器的无速度传感器技术在PMSM中的应用

针对传统速度传感技术在工程应用中存在的安装精度、应用环境、成本等问题,提出了滑模观测器的无速度传感器技术,设计了基于电机模型的滑模观测器用于估算电机的转子位置和速度,针对传统的滑模变结构中采用切换开关引入的抖振问题,提出了使用饱和函数消弱抖振。在Simulink中进行了建模和仿真,并在基于TMS320F2812的实验平台上进行了算法实现。研究结果表明:基于滑模观测器的无传感器技术可精确地估算出电机转速,替代传统传感器进行双闭环矢量控制,从而提高系统的可靠性。     

一种改进的四相开关磁阻电机直接转矩控制策略研究

针对开关磁阻电机转矩脉动大、启动时转子震荡的问题,将改进磁链估算模型和PWM技术应用到开关磁阻电机的直接转矩控制策略中。对四相开关磁阻电机的直接转矩控制策略进行了研究,设计了合适的磁链模型和开关表,分析了电机启动时转子震荡的原因,设计了参考转速变化的磁链估算模型;将PWM技术和直接转矩控制策略结合起来,提出了通过占空比调节控制周期内等效电压的大小,进而控制转矩改变量大小的方法;在Matlab/Simulink平台上,对优化前后电机的启动性能和转矩脉动抑制效果进行了仿真分析。研究结果表明:加入改进磁链估算模型后,有效解决了启动时转子震荡的问题,提高了启动转矩;引入PWM的开关磁阻电机直接转矩控制策略具有更好的转矩脉动抑制效果。     

基于滑模观测器的永磁同步电机模型预测电流控制研究

针对永磁同步电机无位置传感器高动态性能控制问题,对传统矢量控制存在电流内环PI控制器对系统性能的影响以及传统滑模观测器中动态转子位置角估计不准、稳态转速估计不精确等观测器性能进行了改进,提出了一种基于改进滑模观测器的永磁同步电机模型预测电流控制方法。根据永磁同步电机在同步旋转坐标系下的数学模型,选择了电机d、q电流作为状态变量,利用前向欧拉法推导出永磁同步电机d、q轴电流的预测模型。通过实时评估价值函数选出使得下一时刻电流跟踪效果最好的电压矢量,将其对应的开关状态作用于逆变器。同时,推导表贴式永磁同步电机的滑模观测器模型并对其观测出的转子位置角和转速进行补偿,得到较为精确的估算值。最后将算法在Matlab/Simulink进行了仿真试验。研究结果表明:所提出的控制方法动态性能好、稳态精度高。     

一种改进的MRAS观测器及异步电机转速估计方法的研究

为了提高异步电机无速度传感器矢量控制系统的低速性能以及降低对电机参数变化的敏感性,提出了一种改进的转子磁链估算方法,基于模型参考自适应(MRAS)观测转速。仿真研究表明,该方法对电机参数变化的鲁棒性好,磁链观测精度高,收敛速度快,低速性能稳定。基于该改进的磁链观测器作为参考模型,可实现异步电机无速度传感器矢量控制系统的高性能运行。     

永磁同步电机新型降阶磁链观测器设计

为了提高永磁同步电机无传感器控制系统的动态品质和控制性能,提出了一种基于降阶磁链观测器算法的转子位置和转速信息估计方法。该算法基于α-β静止坐标系的数学表达,利用使用降阶状态观测器的基本控制原理实现了在线实时估计转子磁链的数值,并基于锁相环技术实现转子位置和转速的估计。最后采用Matlab仿真软件搭建了系统的仿真模型,通过大量仿真结果验证了该算法具有较好的在线估计性能和动态性能,能够快速跟踪实际转速和转子位置信息。     

基于滑模观测器的永磁同步电机无传感器矢量控制

为解决永磁同步电机（PMSM）控制中机械式位置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PMSM矢量控制系统中。该系统采用滑模面及滑模等效控制方法,通过选择足够大的滑模增益,在观测电流和实测电流之间的误差上构建滑模面,对电机反电势进行观测以得到转子位置角,并基于Lyapunov稳定性判据对滑模观测器的收敛性进行了分析;建立了应用滑模观测器的PMSM无传感器矢量控制实验系统,设计了位置及速度滑模控制器。进行了1500r／min稳态及正负转速切换的角度估算实验,实验结果验证了该方法的有效性。研究结果表明,基于滑模观测器的无传感器控制策略能准确估计出PMSM的转子位置角,从而得到转子速度,且系统具有较好的动、静态特性。     

基于负载观测器的直线开关磁阻电机滑模位置控制

基于负载观测器补偿的滑模变结构控制算法,设计了一个直线开关磁阻电机位置控制器。论文对该位置控制系统进行了仿真分析和实验验证,结果表明,采用负载观测器补偿后的滑模控制算法实现直线开关磁阻电机的位置控制比传统的PD控制和传统的滑模控制具有更好的控制性能。     

Sensorless control for switched reluctance motor based on special position detection

This paper proposes a new sensorless control approach for switched reluctance motor (SRM) in the single pulse control mode in high speed operation. The sensorless method uses the cross point position of transformer electromotive force (EMF) and motional back electromotive force (BEMF) to estimate the rotor position. The cross point position can be derived from the inductance model of SRM, and it is regarded as reference position. The rotor position can be calculated by detecting the special position for each electrical cycle. The proposed position estimation method is not affected by the magnetic saturation of SRM. Importantly, no additional hardware and no complicated computation or memory storage are required with the proposed method. Finally, the simulation and experimental results on a three-phase 12/8-pole SRM demonstrate the validity of the proposed sensorless scheme.     

基于滑模观测器的无传感PMSM驱动控制系统的研究

为了研发一种可以取代传统有位置传感器的无传感器PMSM驱动控制系统,在分析滑模变结构控制理论(SMC)及永磁同步电机(PMSM)数学模型的基础上,建立起基于滑模观测器(SMO)的无传感PMSM矢量控制系统的数学模型,并搭建了采用id=0矢量控制策略的无传感PMSM矢量控制系统的仿真模型并进行仿真研究.结果表明,应用滑模...     

异步电机混合型滑模磁链观测器分析与验证

在异步电机直接转矩控制中,磁链的观测是精确控制电机的一个重要环节。针对两类无速度传感器滑模观测器,从收敛性和参数敏感性两方面进行了深入的分析,并比较各自的优缺点。结合工程实际需要提出了一种混合型滑模磁链观测器算法。所提出的磁链观测器在控制中能消除初始磁链误差,又具有较好的鲁棒性。MATLAB仿真和实验结果论证了该方法的正确性和有效性。     

基于动态滑模的起重机位置控制系统设计

给出了起重机电机负载系统的数学模型,以此模型为基础,采用动态滑模控制理论,分别设计了系统的磁链动态滑模控制器和位置动态滑模控制器,考虑到系统转子磁链无法直接测量,设计了转子磁链观测器;为保证动态滑模面的物理可实现性,对系统的不确定干扰设计了自适应律,进行自适应估计。仿真结果表明系统具有较好的动态性能,较高的位置控制精度及对干扰具有良好的鲁棒性。     

电动汽车永磁同步电机无位置传感器控制的研究

针对电动汽车永磁同步电机无位置传感器控制系统,在两相静止坐标系（d—B）内将滑模观测器法与MRAS结合,提出了基于模型参考自适应的滑模观测器,并利用自适应律估计永磁同步电机的转子速度。仿真和试验表明无位置传感器控制方法是切实可行的。     

Adaptive super-twisting sliding mode observer based robust backstepping sensorless speed control for IPMSM

This paper proposes a higher-order sliding mode observer based robust backstepping control to realize high-performance sensorless speed regulation for the interior permanent magnet synchronous motor (IPMSM). A new robust adaptive super-twisting higher-order sliding mode based observer is proposed to estimate the rotor position. The proposed observer has advantages of sliding chattering reduction and robustness against uncertainties. And, a new robust integral adaptive backstepping control with sliding mode actions is designed to achieve precise speed regulation. The uncertainties with unknown bounds can be stabilized by the sliding mode actions. And both transient and steady performance can be achieved by using the sliding mode and integral actions simultaneously. Then, a sensorless scheme is put forward to by combining the presented observer and the proposed controller. The stability of the observer and controller are verified. Simulation and experiment results validate the proposed approach.     

基于全速域混合控制的同步磁阻电机无传感器矢量控制系统

针织大圆机的特殊运动状态要求其驱动电机具有较大的启动和带载能力以及较高的稳态运行精度,同步磁阻电机是一种应用于针织大圆机的理想电机,但现有同步磁阻电机无传感器控制,存在转子位置估计误差大、速度切换不平滑等问题。对此,提出一种基于全速域混合控制的同步磁阻电机无传感器矢量控制系统,零速和低速时采用脉振高频电流注入法,通过在估计坐标系的d轴注入一个幅值恰当的高频电流信号,使用估计q轴的高频电压信号估计转子位置;中速和高速时采用模型参考自适应法,通过建立数学模型并对其进行稳定性分析来估计转子位置;为了实现零速和低速到中高速的速度切换,提出一种改进的过渡区域融合观测方案,采用正弦型饱和函数代替传统的线性切换函数进行位置融合。为了验证方案的有效性,搭建了平台进行测试。由结果表明,该方案启动过程带载能力强,切换过程平滑且稳定,稳态运行过程波动小,是一种较适合大圆机电机驱动的无传感器矢量控制方法。