永磁同步电机系统的无速度传感器研究

为了提高永磁同步电机系统的抗干扰能力,提出一种无速度传感器方法,用于速度辨识.将滑模(SM)变结构控制与模型参考自适应系统(MRAS)方法相结合,选取电机本体作为参考模型,利用逆变器输出的电压和电流,构建基于磁链方程的可调模型,利用两模型误差运用SM变结构方法辨识速度.在Matlab仿真平台对无速度传感器方法进行了分析,研究结果表明:所提出的无速度传感器方法具有较好的动静态性能,可以实现对速度的准确辨识.     

基于滑模模型参考自适应观测器的无速度传感器三相永磁同步电机模型预测转矩控制

针对三相永磁同步电机(PMSM)驱动系统,基于滑模变结构模型参考自适应(MRAS)技术,提出了一种新颖的无速度传感器模型预测转矩控制(MPTC)策略.采用滑模变结构模型参考自适应方法构造电机转速观测器,以改善速度估计精度并提高系统鲁棒性;利用模型预测转矩控制策略,以达到减小转矩和磁链纹波并提高系统控制性能的目的.仿真结果表明:就滑模MRAS观测器与MRAS观测器比较而言,基于前者的PMSM无速度传感器MPTC系统比基于后者的PMSM无速度传感器MPTC系统具有较强的鲁棒性和更好的动态性能;就MPTC与直接转矩控制(DTC)和磁场定向控制(FOC)比较而言,采用前者策略的无速度传感器电机驱动系统能够降低逆变器开关频率、减少相电流总谐波失真(THD),从而提高系统可靠性.     

模型参考自适应方法在无速度传感器中的应用研究

通过多种无速度传感器研究方法的比较,对模型参考自适应方法进行了研究。该方法采用感应电压作状态变量,避免了积分引起的低频问题;同时采用在电压矢量方程两边都叉乘定子矢量电流的方法,显著降低了定子电阻参数变化（尤其是在低速时）的影响。最后给出了MATLAB仿真试验的结果。     

永磁同步电动机无速度传感器矢量调速系统的积分反步控制

基于永磁同步电动机(PMSM)的数学模型, 设计了由积分反步控制和滑模变结构模型参考自适应系统组成的无速度传感器矢量控制系统. 其中带有积分作用的反步控制作为矢量系统的速度和电流控制器, 实现给定速度和电流的无静差跟踪; 而滑模变结构模型参考自适应方法作为速度辨识器估计电机速度, 能够快速准确的跟踪实际速度. 通过Lyapunov定理证明了所设计的速度控制器和辨识器的稳定性. 仿真结果验证了所设计的无速度传感器矢量调速系统良好的速度跟踪性能和抗扰动性能.     

无速度传感器电励磁同步电机模型预测电流控制

为了提高电励磁同步电机控制系统的可靠性,优化电励磁同步电机的调速性能,提出了一种带无速度传感器的电励磁同步电机模型预测电流控制策略.以模型预测电流控制作为电流环,取代传统的PI调节器,有效抑制电流纹波,提高了电流的跟踪性能.基于模型参考自适应理论,设计电励磁同步电机无速度传感器,对电机运行转速进行在线辨识,实现对转速准确估计.仿真结果表明:控制系统具有较好的快速性和可靠性.     

基于双滑模变结构MRAS的PMSM矢量控制研究

永磁同步电机(PMSM)传统的模型参考自适应系统(MRAS)存在负载扰动、响应速度慢、跟踪精度差等问题。针对上述问题,提出了一种双滑模变结构的MRAS方法。通过把传统MRAS观测器中的PI环节和PI速度调节器用滑模变结构控制器代替,提高了系统的抗干扰能力,采用Sigmoid连续函数代替滑模变结构控制中的符号函数,削弱了滑模控制引起的系统震荡。仿真结果表明,双滑模变结构MRAS方法可以改善PMSM控制系统的动静态性能,具有更强的鲁棒性。     

PMSM无速度传感器最优转矩系统的复合控制

针对PMSM的数学模型和最优转矩矢量控制方案,提出了一种在同步旋转坐标系下的永磁同步电机滑模变结构速度调节策略结合模型参考自适应无速度传感器速度辨识方案,应用于PMSM最优转矩矢量控制系统中。取代了传统PI调节器,保证了系统对参数摄动和不确定因素有很强的鲁棒性,Popov超稳定性理论保证了系统的稳定性。理论分析和仿真结果表明,所提出的速度调节策略和辨识方案使最优转矩矢量控制系统具有较强的鲁棒性和较好的动静态性能。     

基于无速度传感器技术的PMSM-DTC仿真研究

主要针对于直接转矩控制系统中是否存在传感器进行研究,目的在于验证运用无速度传感器技术能够代替传统PMSM-DTC中的速度传感器。在Matlab/Simulink以及SimPower System环境下,搭建传统PMSM-DTC仿真系统。同时设计并搭建无速度传感器模块,将其应用于PMSM-DTC系统中,对其仿真结果进行对比。最终仿真结果表明,无速度传感器技术能够代替传统PMSM-DTC中的速度传感器。     

基于无速度传感器的PMSM反步终端滑模控制

研究一种带无速度传感器的永磁同步电机PMSM(permanent magnet synchronous motor)反步终端滑模控制策略。为了解决硬传感器可靠性差的问题,设计新型无速度传感器取代硬传感器,能够有效地估计电机的实时转速,提高系统的稳定性。分析反步控制与终端滑模控制的特点,研究一种基于终端滑模负载观测器的反步控制方法,有效地提高系统的的响应速度,增强系统的鲁棒性。并利用李雅普诺夫理论证明系统的稳定性。仿真及实验表明系统具有良好动态性能。     

改进滑模模型参考自适应的PMSM无传感控制

针对MRAS（模型参考自适应）观测器对PMSM（永磁同步电机）参数变化和外部干扰敏感的缺点,设计了一种用于PMSM无传感控制的软开关滑模模型参考自适应观测器。该观测器将滑模控制与MRAS相结合,并构造了边界层可变的正弦饱和函数,以抑制由于滑模控制引起的系统抖动,增强系统鲁棒性。同时引入sigmoid函数,以提高滑模软切换速度控制器的稳定性。实验仿真结果表明,软开关滑模模型参考自适应控制不仅可以实现边界层内的快速收敛、弱化抖动,而且跟踪能力强。     

基于模型参考自适应的速度估计方法

为解决无速度传感器感应电动机矢量控制系统的速度估计问题,以模型参考自适应的理论为基础,利用感应电压矢量进行转速估计并进行仿真,转速估计结果理想,仿真实验所得到的波形与理论分析结果是一致的。并且使相应的无速度传感器矢量控制系统具有良好的静、动态性能。证明了采用模型参考自适应系统,利用感应电压矢量进行转速估计方法的正确性和可行性。     

改进的MRAS无速度传感器VC控制系统仿真研究

针对交流传动系统中异步电机的精确控制和速度辨识等问题,在Simulink软件环境中,对基于模型参考自适应系统(MRAS)无速度传感器的异步电机的矢量控制(VC)系统进行了研究。系统采用按转子磁场定向的VC对异步电机进行控制,通过MRAS辨识算法估算电机转速,由Popov超稳定定理对磁链偏差进行收敛。由于速度辨识算法中电压模型的纯积分环节会引起误差积累和漂移问题,故采用改进积分型转子磁链估算模型来解决这一问题。仿真结果表明,速度辨识方法能够准确推算出电机转速,控制系统动态响应快、稳态静差小、抗负载扰动能力强,具有良好的动静态控制性能。     

无速度传感器PMSM混沌运动的非奇异快速终端滑模控制

针对永磁同步电机调速系统中速度传感器存在安装缺陷及在某些特定的参数下电机会呈现混沌特性,提出了无速度传感器永磁同步电机滑模控制混沌抑制方法．在无速度传感器运行的永磁同步电机矢量控制调速系统基本框架下,采用非奇异快速终端滑模控制方法来抑制电机的混沌运动．首先在永磁同步电机的混沌模型基础上通过仿真验证了混沌现象的存在;然后利用扩张状态观测器（ESO）估计转速,构成无速度传感器永磁同步电机矢量控制系统;在此基础上设计了非奇异快速终端滑模控制器,当电机在某些参数条件下呈现混沌现象,即刻通过控制器的切入来抑制永磁同步电机的混沌运动．最后通过仿真验证该方法的有效性,保证电机运行稳定和可靠.     

线性-滑模变结构的IPMSM直接转矩控制研究

为了提高内置式永磁同步电机(IPMSM)直接转矩控制系统的动态品质及鲁棒性,使系统在暂态、稳态过程中具有更优良的特性,提出了将直接转矩控制与线性-滑模变结构控制相结合的策略,分别采用转矩、磁链线性(PI)-滑模控制器取代了传统直接转矩控制中的滞环或PI控制器,该控制器分别根据转矩、磁链给定量与反馈量的误差动态调节平衡增益,使其实现线性控制与滑模开关控制的平衡关系,满足系统的控制需求。理论分析及实验结果表明,这种控制策略可极大地减小了磁链及转矩脉动,增大了调速范围,同时仍保持直接转矩控制固有的转矩快速响应特征,在负载恒定或突变条件下系统具有快速跟踪、鲁棒性强的优点,有效改善了系统的动、静态运行性能。     

基于EKF的永磁同步电机的无传感器控制研究

基于位置传感器永磁同步电机控制,一方面提高了设计成本,另一方面降低了系统可靠性。对扩展卡尔曼滤波（extended Kalman filter,EKF）原理进行分析研究,将 EKF 优化算法应用到永磁同步电机控制中,对永磁同步电机转子转速、转子位置进行预测估计。最后,基于MATLAB仿真平台,构建扩展卡尔曼滤波( EKF)仿真模型。仿真结果表明,永磁同步电机转子位置、转子转速能够被准确预测估计,表明了基于扩展卡尔曼滤波( EKF)算法仿真模型是有效的,为永磁同步电机控制系统研究提供了坚实理论基础。     

Backstepping Control of Speed Sensorless Permanent Magnet Synchronous Motor Based on Slide Model Observer

This paper presents a backstepping control method for speed sensorless permanent magnet synchronous motor based on slide model observer. First, a comprehensive dynamical model of the permanent magnet synchronous motor(PMSM) in d-q frame and its space-state equation are established. The slide model control method is used to estimate the electromotive force of PMSM under static frame, while the position of rotor and its actual speed are estimated by using phase loop lock(PLL) method. Next,using Lyapunov stability theorem, the asymptotical stability condition of the slide model observer is presented. Furthermore, based on the backstepping control theory, the PMSM rotor speed and current tracking backstepping controllers are designed, because such controllers display excellent speed tracking and anti-disturbance performance. Finally, Matlab simulation results show that the slide model observer can not only estimate the rotor position and speed of the PMSM accurately, but also ensure the asymptotical stability of the system and effective adjustment of rotor speed and current.     

Sensorless speed control of PMSM via adaptive interconnected observer

In this article, a robust sensorless speed observer–controller scheme for a surface permanent magnet synchronous motor (PMSM) is proposed. First-of-all, following preliminary results in the framework of the induction motor that is less sensible to the position estimation error, an adaptive high gain interconnected observer is designed. It is only supplied by the electrical measurement: the motor currents and voltages. This observer estimates the rotor speed and position, the stator resistance and the load torque. A nonlinear backstepping controller is developed. The above observer is associated with this controller and the complete scheme practical stability proof is given. The overall system is tested by simulation in the framework of an industrial benchmark with a trajectory that particularly checks the motor unobservability condition. Some robustness tests have been carried out. The controller–observer scheme shows good performances in spite of the uncertainties and the unknown load torque.     

基于电感变化的永磁同步电机新型启动方法

通过分析内埋式永磁同步电机(IPMsM)磁饱和特性,建立永磁同步电机数学模型.根据在施加不通电压矢量时电流瞬间特行不同,采用无位置传感技术,提出了一种检测永磁同步电机在停止状态时转子位置的方法.在此基础上,通过设定直轴电流值为零、交轴电流为常数,设计了一种控制定子交直轴电流的新型永磁同步电机变频启动方法.最后,在以ST...