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...     

基于二阶滑模观测器的永磁直线同步电机速度控制

为改善永磁直线同步电机在传统比例-积分调节器下的速度超调、抗扰能力差等问题,提出了一种速度-电流双闭环前馈-反馈控制方法.在速度环引入前馈环节,构成伪微分前馈-反馈速度调节器,从而提高系统的动态特性;为提升直线电机系统的鲁棒性能,在电流环引入了二阶滑模算法,构建推力扰动观测器,从而通过观测器的观测值实现对电流环给定值的...     

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.     

永磁同步电机自抗扰控制研究

将自抗扰控制引入永磁同步电机的速度环控制中,为减少算法计算量和降低参数调整难度,对非线性自抗扰控制进行结构优化和线性化处理,完成永磁同步电机的线性自抗扰控制器设计和仿真分析.仿真结果表明,自抗扰控制较常规PI控制抗负载扰动能力强,对不同转速的运行具有较强适应性.     

基于积分滑模控制器的PMSM调速系统

针对传统PI调节器鲁棒性差、抗干扰能力弱、容易受诸多因素影响以及永磁同步电机存在不确定性和负载扰动等问题,通过对永磁同步电机数学模型的分析,并结合滑模变结构控制理论,在永磁同步电机矢量控制系统的基础上,设计了一种积分滑模控制器。分析表明,在常规滑模面中引入状态量的积分量,可增强系统的抗扰动能力。仿真结果表明,所提方法具有较好的抗扰动能力,提高了调速系统的鲁棒性,改善了系统的动态性能。     

基于模糊控制的永磁同步电机调速系统仿真研究

通过对永磁同步电机的数学模型的分析,结合矢量控制原理,建立永磁同步电机矢量控制调速系统仿真模型,针对被控对象的的非线性,强耦合,参数时变等特性,引进模糊控制策略,并设计模糊自适应PID控制器应用其中,以验证控制方法的有效性。仿真结果表明,与传统PID相比,模糊PID具有响应速度快,超调量小,抗扰能力和鲁棒性强等优点,能够更好的提高永磁同步电机的调速性能。     

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     

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...     

双永磁同步电动机的交叉耦合同步协调控制

该文分析了永磁同步电动机的数学模型,并在给出交叉耦合控制算法的基础上,设计了一个基于交叉耦合的双永磁同步电动机控制系统,将交叉耦合算法引入双电机同步控制,最后对系统进行了仿真。仿真结果表明,交叉耦合控制能有效地减小双永磁同步电动机同步协调控制的系统误差,验证了控制方案的正确性和可行性。     

大气隙永磁同步电动机的设计特点

论述了大气隙永磁同步电动机的设计特点，介绍了这种电机的常用结构及设计方法，所研制的样机试验结果与计算值基本吻合。     

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.     

高性能自起动钕铁硼永磁同步电动机

在同步电动机中采用了高性能钕铁硼永磁材料后,其效率和功率因数比异步电动机有较大提高,但是也给这种电机的设计计算、起动性能以及电机的结构工艺等方面带来新的问题。本文在研制这种电机的基础上对上述问题进行了探讨,并介绍了一种新型转子结构,提出了解决起动难题而采取的一些措施。