基于PID代价函数的鲁棒型永磁同步电机模型预测控制

当有限集模型预测控制(Finite Control Set Model Predictive Control, FCS-MPC)应用在永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Machine, PMSM)弱磁控制时,系统存在参数鲁棒性较差的问题。为了解决此问题,本文提出一种基于比例-积分-微分(Proportional-Integral-Derivative, PID)型代价函数的FCS-MPC永磁同步电机弱磁控制策略。在该策略中,PID型代价函数由3部分组成：跟踪电流的比例误差代价、削弱稳态控制误差的积分误差代价和降低纹波误差的微分误差代价。本文依据永磁同步电机的数学模型建立了预测模型,详细描述了PID型代价函数的FCS-MPC在永磁同步电机弱磁控制中的实现过程。同时,为了保证预测的准确性,对系统采用了延时补偿策略。仿真结果证明,当永磁同步电机在弱磁控制中参数失配时,本文提出的基于PID型代价函数的FCS-MPC,不仅可提高控制系统对电机参数和负载转矩扰动的鲁棒性,还保留了FCS-MPC良好的动态性能。     

永磁容错电机解耦控制研究

多相永磁容错电机是一个多变量、强耦合、非线性的高阶电磁系统,其控制的关键是实现转矩的解耦控制。以六相八极永磁容错电机作为研究背景,通过六相静止坐标系到二相旋转坐标系的变换,在保持电机磁势和功率恒定的条件下,研究变换矩阵的计算方法,实现了永磁容错电机电流、磁链、转矩的解耦控制,为这种结构电机高性能的转矩控制和进一步的容错控制提供了一种新方法。     

永磁直线电机自适应滑模变结构直接推力速度控制研究

针对永磁直线电机参数变化和外部扰动对伺服性能的影响,提出自适应变结构直接推力速度控制设计方法．由推力、磁链误差的积分函数建立滑模面,实际应用中存在的参数变化及负载扰动等不确定因素由自适应率修正．经仿真验证,该算法明显改善速度跟踪性能,具有很好的自适应性和鲁棒性．     

基于改进型指数趋近率的永磁电机滑模控制研究

永磁电机(PMSM)是典型的非线性、多变量的耦合系统,其对外部干扰及内部定子电感等参数的变化十分敏感。其中,电机定子电感参数的变化情况可通过有限元分析获得。为提高PMSM驱动性能,在控制系统中引入了滑模控制策略,并在分析原趋近率的基础上,提出了一种改进型指数趋近率,对其进行了仿真分析。结果表明:由改进型指数趋近率搭建的速度控制器提升了系统动态响应性能,增强了PMSM驱动系统鲁棒性。     

改进型永磁同步电机模型预测转矩控制

针对传统模型预测转矩控制存在的在线计算量大、最优权重系数难以确定等问题,提出一种改进型永磁同步电机模型预测转矩控制方法。通过在d-q旋转坐标系下建立表贴式永磁同步电机模型,由预测转矩控制目标确定模型预测所需的参数预测值,将转矩和磁链进行标幺化处理,并将转矩误差和磁链误差转换成转矩误差率和磁链误差率,再加入磁链约束方程得到无权重系数的代价函数。同时采用简化电流预测的计算方法,降低预测过程中的核心计算量。仿真结果表明,所提方法在保证控制性能的同时可以显著降低系统在线计算量,而且谐波幅值显著降低,改善了波形质量,提高了电压利用率。     

永磁同步电动机直接转矩控制理论分析

根据永磁电机基本方程,经过坐标变换,推导出凸极式永磁电机输转矩的解耦表达式,故保持定子磁链为额定值,通过对逆送器开关状态的选择,控制定转子磁链夹角,从而直接控制电机输出转矩。理论上该方案具有精度高,快速的特点。     

永磁直线同步电机的模糊内模速度控制

针对在工作过程中的永磁直线同步电机易受到负载扰动和参数摄动等不确定因素的影响,将内模控制理论和模糊控制原理相结合,设计了PMLSM的实时参数可调整的模糊内模控制器,从而优化控制器来实现较好的控制效果.仿真实验表明,实时参数可调整的内模控制器具有更好的快速性、稳定性、鲁棒性.     

基于直接转矩控制的双馈感应电机速度及无功控制

基于直接转矩控制原理,给出了双馈感应电机一个新的转子速度与定子侧无功控制策略。通过适当选择转子侧电压矢量,即可通过转矩内环和转子磁链幅值内环达到速度与无功控制。所研究的系统当其用于拖动场合可提高用户端功率因数,用于风力发电场合在进行最大风能跟踪的同时可参与电网无功调节。对一个由15 kW双馈感应电机构成的系统进行了仿真实验,结果显现本策略在速度与无功指令值及定、转子电阻变化时所具有的有效性和鲁棒性。     

无速度传感器永磁同步电机直接转矩控制系统仿真研究

主要分析了无速度传感器的直接转矩控制,采用了基于定子磁链的矢量角和转子磁链的矢量角的两种速度估计方法.仿真结果表明,当电机稳步运行时,两种估算方法都能准确的估算转速.然而,基于转子磁链矢量角的速度估计算法较能使电机的在动态过程中稳定运行,并具有良好的精度.仿真结果也验证了文中采用的转速观测算法的正确性和可行性.     

DSP控制的电主轴永磁电机交流伺服系统仿真

介绍了一种用高速数字信号处理器（简称ＤＳＰ）控制的电主轴永磁同步电机交流伺服控制系统．根据矢量变换和弱磁控制理论，提出一种高效精确的控制策略，并建立了电主轴永磁同步电机的数学模型．通过对电主轴各种运行情况进行计算机仿真研究，得到了接近最佳点的调节参数和一些重要结论，这对系统的制作具有重要的指导意义     

用于SPMSM的自适应增量式无差拍预测电流控制算法

针对表贴式永磁同步电机（SPMSM）传统无差拍预测电流控制在参数失配时易扩大电流静差的问题,提出自适应增量式无差拍预测电流控制算法.基于给定电压增量、给定电流增量以及实际电流增量建立增量式预测方程,结合定子电阻远小于定子电感与采样时间之比,消去定子电阻和永磁体磁链.基于转子机械角速度误差对电流误差进行自适应加权组合,用该组合对增量式预测方程中的给定电压增量进行自适应补偿以减少预测误差.实验结果表明,所提算法在设置的参数失配情况中,电流静差消除能力均高于传统算法;当转速变化时,在所提算法控制下电流内环的动态性能优于传统算法,转速外环的动态性能有效提高.     

一种新型GPC算法及其在PMSM直接转矩控制中的实现

为了使永磁同步电动机(PMSM)直接转矩控制(DTC)系统适用于更高要求的场合,在给出PMSM -DTC系统的基础上设计了适用于该系统的速度环广义预测控制器(GPC),该控制器采用一种与阶梯式广义预测控制算法相结合的分段式新型广义预测控制(GPC)算法,该控制算法在目标函数中增加预测值和给定值差平方的加权项,并根据不同...     

APPLICATION OF PREDICTIVE CONTROL ALGORITHM IN SPEED CONTROL SYSTEM

ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＯＦＰＲＥＤＩＣＴＩＶＥＣＯＮＴＲＯＬＡＬＧＯＲＩＴＨＭＩＮＳＰＥＥＤＣＯＮＴＲＯＬＳＹＳＴＥＭＣｈｅｎＪｉｄａ；ＺｈａｎｇＱｉａｎ；ＬｉａｏＬｉｑｉｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｅｎｔ...     

PMSM的自适应滑模观测器无传感器控制

提出一种具有容错能力的最小开关逆变器，对采用该容错逆变器取代常规六开关逆变器的永磁同步电机（PMSM）直接转矩控制（DTC）系统进行了深入研究.当容错逆变器的开关器件发生故障或电机发生故障时，此逆变器可重构为2种四开关逆变器.进一步建立了四开关逆变器的模型，提出了针对故障隔离后四开关逆变器供电的PMSM系统的新型DTC策略.对正常及故障状态下容错逆变器供电的PMSM DTC系统进行了仿真研究和实验验证.结果表明，基于容错逆变器的PMSM系统在故障状态下采用新型逆变器拓扑结构以及新型DTC策略后，可持续稳定运行，并保持了良好的动态性能.     

Analysis and control of novel split-winding doubly salient permanent magnet motor for adjustable speed drive

In this paper, a novel split-winding doubly salient permanent magnet (DSPM) motor is proposed and the theoretical and experimental studies on the magnetic field, static characteristics and control strategy of this motor are carried out. The steady-state and dynamic models are presented and the output power equation is derived. The feasibility of extending the operation range of the DSPM motor by using split-windings is proved. The finite element method is used to analyze the magnetic field, in which the leakage flux outside the stator circumference is taken into account. Based on the operation principle and the static characteristics of the motor, the control strategy and scheme are developed and implemented in a microcomputer-based controller. According to the features of the 4-phase 8/6-pole DSPM motor, a half-bridge power converter without neutral is adopted to reduce the number of power devices and to eliminate the problem of voltage unbalance in the split capacitors. The experimental results on the     

模型预测控制在工业控制领域中的发展与应用

介绍了模型预测控制提出的背景,基本原理和特点,着重分析了当前模型预测控制在工业控制领域中发展,应用的现状和今后的发展方向,共引述文献20篇,册,并介绍了一些应用软件。     

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．     

永磁同步电机控制系统PID参数在线辩识新方法

传统的PI控制器不具备参数在线辨识功能,这使得系统的性能达不到最优的控制。目前,PID参数在线辨识功能在高性能交流永磁伺服控制系统中受到越来越广泛的重视。根据速度环等效原理和经典控制理论,推导出了转动惯量的数学表达式及其与PI参数的关系,并结合查表法整定PI参数,算法简单,适用性较强。     

交流伺服系统的新型滑模速度控制器研究

针对永磁同步电机交流伺服系统,提出了一种新型的滑模速率控制器的设计方案,采用职分变结构控制方法,省去实现传统滑模速度所必需的加速信号,并通过负载扰动观测器的设计对负载扰动进行补偿,从而削弱了变结构控制系统的抖振,仿真结果表明该方案对系统参数变化和负载扰动具有很强的鲁棒性,系统无静差。     

Robustly stable model predictive control based on parallel support vector machines with linear kernel

Robustly stable multi-step-ahead model predictive control (MPC) based on parallel support vector machines (SVMs) with linear kernel was proposed. First, an analytical solution of optimal control laws of parallel SVMs based MPC was derived, and then the necessary and sufficient stability condition for MPC closed loop was given according to SVM model, and finally a method of judging the discrepancy between SVM model and the actual plant was presented, and consequently the constraint sets, which can guarantee that the stability condition is still robust for model/plant mismatch within some given bounds, were obtained by applying small-gain theorem. Simulation experiments show the proposed stability condition and robust constraint sets can provide a convenient way of adjusting controller parameters to ensure a closed-loop with larger stable margin.