基于模糊自整定PI的PMSM伺服系统的仿真研究

为了解决永磁同步电机(PMSM)速度控制问题,提出了一种模糊自整定PI的控制方案,并用MATLAB对系统进行了建模仿真验证。仿真实验结果表明,该种新型控制算法与传统的PI控制相比较,具有很强的适应性、鲁棒性和抗干扰性,能快速跟踪设定速度,三相电流与转矩波动较小,并且在改变负载时,能快速恢复到额定状态。     

基于继电自整定的模糊PI永磁同步电机速度控制器

由于常规PI控制器参数整定困难,且对永磁同步电机非线性补偿有限.针对永磁同步电机的特点,提出了基于模糊决策和继电自整定的模糊PI控制方法.先利用分段继电自整定、Z-N公式和修正计算,离线得到不同给定速度和负载转矩下系统的PI参数,再对系统当前给定速度和负载转矩进行模糊化处理,根据模糊规则表推理得到当前PI参数.仿真表明,该方法对系统不同工作状况具有良好的适应性,性能优于单个工作状态整定得到的常规PI控制器.     

PMSM伺服系统速度环PI控制器参数自整定及优化

针对PMSM伺服系统PI参数自整定方法依赖系统数学模型精确度或优化时间长、整定效率低的问题,提出一种将基于模型和规则的参数自整定思想相结合的参数自整定及优化策略。首先以伺服系统的数学模型为基础,利用速度环开环截止频率和相角裕度等频域性能指标来设计出一个较为适当的速度环PI参数;然后以ITAE为系统阶跃响应的评价函数,并在理论设计的PI参数附近利用二自由度迭代整定法搜索使评价函数获得最小值的速度环PI参数,从而得到使伺服系统工作在最优控制性能的PI参数。实验结果证明,通过该方法优化后的速度环PI参数能使伺服系统具有良好的动态跟踪性能和较强的负载抗扰性。     

永磁同步电机的继电自整定模糊PI速度控制器研究

针对常规PI调节器不能在线进行参数自整定的问题,根据永磁同步电机的特点,提出了基于模糊决策和继电自整定的模糊PI控制方法。先利用分段继电自整定、Z-N公式和修正计算,离线得到不同给定速度和负载转矩下系统的PI参数,再对系统当前给定速度和负载转矩进行模糊化处理,根据模糊规则表推理得到当前PI参数。仿真表明,该方法对系统不同工作状况具有良好的适应性。     

永磁同步调速系统自整定PI速度控制器设计

针对不同的速度给定,采用了一种增益自整定PI速度控制器。传统的PI控制器在参数不准确的情况下控制效果不理想,尤其是在速度给定频繁变化的情况下,控制效果不能很好地满足要求。此处采用的控制器克服了传统控制器的这个缺点。通过对期望速度与实际速度之间差值的运算,使比例增益和积分增益成为差值的函数,可以在一定范围内变化,从而实现增益的自整定。通过仿真和实验可知,该方法的控制效果较好,能够满足一般要求,从而验证了该方法理论的正确性和实际的可行性。     

基于模糊逻辑的参数自整定PI控制在有源滤波器中的应用

有源滤波器（APF）中误差信号的特性和PI控制时变性差限制了常规PI控制在APF中的应用．模糊逻辑控制具有理想的动态特性．对过程参数的变化不敏感的优点。对常规PI控制进行了改进．将误差信号各个频率下的正弦分量表示成相量形式．把传统PI控制中对每个采样点积分变为对相量进行叠加．构成了基于相量叠加的PI控制策略。并在此基础上将模糊逻辑控制与改进的PI控制相结合．用模糊控制策略控制比例、积分参数,实现了PI控制参数的自整定。设计了一种基于相量叠加的Fuzzy—PI控制器并将其应用于APF中．仿真实验验证了该方法的可行性。     

基于蜻蜓算法分数阶 PI 的 PMSM 矢量控制优化

针对永磁同步电机双闭环矢量控制系统中整数阶 PI 控制器存在动态响应速度慢、鲁棒性不强的问题,提出一种采用蜻 蜓算法与分数阶 PI 控制相结合,对系统的转速外环和电流内环进行参数离线整定的方法。 将待优化参数看作是蜻蜓在搜索空 间中搜寻食物源的最优个体所处的空间位置,并利用误差性能指标 ITAE 作为其目标适应度函数。 分别对传统工程经验整定 整数阶 PI、蜻蜓算法整定整数阶 PI、蜻蜓算法整定分数阶 PI 和粒子群算法整定分数阶 PI 的电机调速性能进行仿真和实验对 比。 结果表明,蜻蜓算法优化的分数阶 PI 控制器具有提高系统的动态响应性能,减小超调量和增强鲁棒性的优势,证明了优化 策略的优越性。     

基于遗传算法的永磁同步电动机PI参数自整定

永磁同步电机伺服系统是一个非线性、干扰多、参数时变的复杂系统,传统的PI控制器已经不能满足高性能的控制要求。针对这该问题,设计了一种利用遗传算法实时整定速度环PI参数方案,方案简单且适合多目标寻优,因此可以省去大量的人工调试PI参数时间。实验结果表明,遗传算法适用于PMSM伺服系统PI参数自整定问题,PI参数整定结果能较好地满足系统动静态性能的要求。     

基于模糊PI参数自整定的永磁同步电动机矢量控制系统

将一种基于模糊推理的参数自整定 PI 控制器引入到永磁同步电动机(PMSM)矢 量控制系统中,该控制器可以根据控制量给定值和反馈值的偏差 E 和偏差变化率 EC 按照模糊控 制规则实时自整定 PI 控制器的两个参数。仿真结果表明,运用该控制方法的系统响应快、超调 小、鲁棒性好,较常规 PI 控制具有更好的动静态性能。     

基于模糊PI控制的永磁同步电机转速脉动抑制

高精度宽调速范围伺服系统研究的内容之一是转速脉动抑制问题.在给出了含有脉动量的转矩模型基础上,针对该脉动量的不确定性,提出了在系统速度环上利用参数自整定PI模糊控制器实现减小转速脉动的方法,经与常规PI控制器仿真比较,该控制器性能良好,并使系统具有较强的鲁棒性.     

基于无权重DMPTC优化策略的永磁同步电机调速系统

针对永磁同步电机(PMSM)模型预测转矩控制(MPTC)系统中存在的权重系数设计困难,以及稳态转矩、磁链脉动大的问题,提出了一种基于占空比优化的无权重模型预测转矩控制方法。首先建立PMSM无权重MPTC,每一控制周期内根据所定义的评估项计算交互误差,最小交互误差对应的电压矢量即为最优矢量,从而取消了权重系数设计。然后在无权重MPTC的基础上,引入占空比优化环节,所采用的占空比计算方法综合考虑了磁链和转矩因素,可有效抑制转矩、磁链脉动。仿真分析表明所提基于占空比优化的无权重模型预测转矩控制系统性能良好。     

基于混合控制集预测控制的永磁同步电机电流脉动抑制方法

模型预测控制(MPC)技术近年来在高动态性能电机驱动系统中应用广泛。为了克服传统MPC技术中有限控制集(FCS)造成的稳态电流脉动问题,提出了一种基于混合控制集(MCS)预测控制的永磁同步电机(PMSM)电流脉动抑制方法。分析建立PMSM预测控制系统离散数学模型,并分析电压矢量精度与电流脉动之间的关联性;在此基础上,MCS-MPC将电压源型逆变器有限的有效电压矢量数,扩展为多个以占空比形式存在的虚拟电压矢量,并基于上述虚拟电压矢量完成MPC优化问题在线求解;此外,考虑到MCS-MPC系统的参数敏感性问题,对MCS-MPC系统反馈噪声问题进行分析讨论。最后,搭建双15 k W PMSM对拖样机测试平台进行试验分析,分析内容包括MCS方法动态跟踪特性、电流脉动稳态效果。试验结果表明所提出的MCS-MPC方法在保留了传统预测控制技术高动态响应的基础上,可有效降低PMSM稳态电流脉动幅度和运行噪声。     

基于PI观测器的永磁同步电机自抗扰电流解耦控制

为了提高永磁同步电机(PMSM)电流环的电流解耦效果,提出一种基于PI观测器(PIO)的自抗扰电流解耦方法。该方法将PIO和扩张状态观测器相结合,实时准确地估计系统中的扰动,并将观测出的扰动量作为补偿值反馈到输入端,从而实现d、q轴间电流解耦、抑制扰动。对改进前后自抗扰控制器(ADRC)的扰动跟踪性能,闭环控制系统的抗扰性及稳定性做了理论分析。仿真和试验结果表明,引入PIO后,ADRC的扰动观测能力和电流解耦效果得到了提高,验证了所提方法的可行性和有效性。     

永磁同步电动机双闭环参数辨识自适应控制

针对永磁同步电动机伺服系统,其电阻、转动惯量等参数会发生变化,使系统控制环性能变差的情况,介绍了一种对电阻、电感与转动惯量进行辨识的自适应控制方法。该方法首先辨识电机的电感与电阻,设计电流环;然后采用改进的朗道离散时间递推,提出模型参考自适应算法,辨识转动惯量,设计电压环。仿真与实验结果表明,系统可以快速地跟踪参数的变化,并较之于传统的PID控制,系统的超调量小,速度响应快,具有良好的鲁棒性与稳定性。     

基于全阶状态滑模观测器的永磁同步电机模型预测电流控制策略

传统模型预测控制(MPC)需要对永磁同步电机(PMSM)的所有电压矢量进行动态预测,存在计算量大,计算周期长的问题。因此,提出一种改进型模型预测电流控制(MPCC)方案,该方案采用一种缩减电压矢量选择的方式,降低了算法的冗余度和计算量,提高了控制效率。在此基础上,采用全阶滑模观测器对PMSM的转子位置和转速进行精准估测,在设计全阶滑模观测器的过程中,将模糊控制的思想融入传统滑模观测器中,有效解决了转子位置和转速在观测过程中存在抖振的问题。最后,通过仿真验证了该方案的正确性和实用性。     

基于变论域模糊PI的永磁同步电机无传感控制

受到带通滤波器的影响,永磁同步电机(PMSM)脉振注入法中转子位置估算精度较低。为此,提出了一种基于变论域模糊PI的PMSM无传感控制法。利用变论域模糊的方法对转速环上固定的PI参数进行动态调节,达到减少系统延时、提高转子位置估算精度的目的。仿真的结果表明,变论域模糊PI能够用于转子位置估算,并且比传统PI无传感控制法减少了0.331°平均误差。     

基于无差拍电流预测控制的PMSM电感失配研究

永磁同步电机（PMSM）双闭环调速控制系统中,作为内环的电流环直接制约着控制系统的动态响应性能。无差拍电流预测控制(DPCC)具有算法简单、动态响应快等优势,但DPCC需要精准的电机模型,参数不匹配会引起电流静差和畸变,尤其是电感失配,甚至会导致控制系统不稳定。为解决上述问题,提出改进型DPCC算法。首先,推导了传统DPCC的离散传递函数,分析了其参数敏感性影响。其次,改进DPCC算法,改善其电感参数敏感性,有效扩展电感适用范围,减小电流畸变。最后,通过MATLAB/Simulink仿真和试验验证了在电感失配下改进型DPCC的有效性。     

基于反步控制的PMSM转速跟踪研究

针对永磁同步电机(PMSM)数学模型中的非线性耦合,采用反步设计方法设计一个非线性控制器。该控制器能使伺服系统的转速、电流能够完全跟踪给定而不受非线性因素的影响。然后,利用Lyapunov稳定性理论和Barbalat引理证明了反步控制器的稳定性。最后,根据所设计的控制器搭建实验平台,实验结果显示伺服系统的转速和电流具有很好的跟踪性能和抗干扰性能。