带延迟补偿的PMSM改进无差拍电流预测控制

针对永磁同步电机(PMSM)无差拍电流预测控制(DPCC)系统易受模型失配影响,导致电流静差的问题,提出了一种具有延迟补偿的改进DPCC策略来实现精确的电流环控制。此处根据旋转坐标系下PMSM模型,针对数字控制系统的固有延迟,采用电流预测校正算法估计下一时刻电流值;构建了带扰动补偿的无差拍电流预测控制器,将输出量进行前馈补偿,该算法适用于电机模型定子电感、电阻与磁链失配的情况,可有效抑制因参数失配引起的电流静差。实验结果表明,此处采用的算法较传统DPCC策略在补偿控制延迟的同时,对模型失配时的电流静差有明显的抑制作用,并具有较强的鲁棒性。     

一种显著增加变换器电流环带宽的新方法

大容量电力电子变换器中,开关器件的工作频率较低,相当于电流环中有很大的延时环节,影响了电流环动态和稳态性能.首先建立了电流环的数学模型,给出电流调节器PI参数的整定方法,得到电流环带宽的设计值.接着分析了控制系统中电流环的时序,指出由计算导致的延时是电流环中最主要的延时环节.然后提出了一种新的电流环时序,通过适当限制电压输出能力,使计算出的PWM即时更新,可以消除计算延时,据此设计出的电流环带宽可以达到传统电流环的3倍左右.实验表明,该方法切实可行,而且随着微处理器运算速度的不断提高,该方法对电压输出的限制将进一步减小,会有更加广泛的应用前景.     

峰值电流模式控制的全桥DC-DC变换器PI调节器设计

针对采用峰值电流模式控制的全桥DC-DC变换器,建立了小信号传递函数数学模型,分析了DC DC变换器为一阶系统和二阶系统的条件,给出了PI调节器参数设计计算公式,对全桥DC-DC变换器设计具有现实意义。     

电气传动系统中的单片机双PI调节器

本文介绍用一片 MCS—51系列中的8031单片机构成两个比例积分(PI)调节器的硬软件设计方法。重点讨论了提高运算速度和运算精度、减少存贮单元所采取的措施。当比例积分取常用的增量式算法时,两个 PI 调节器的最小采样周期均可达1ms,这已能满足常规的交直流传动系统对 PI 调节器的要求。在电流型逆变器变频调速系统中的运行实验表明,该电路有良好的运行效果,比其它微型机控制方案有显著的优越性。     

基于PDFF速度调节器的PMLSM无差拍电流预测控制

针对电磁弹射用永磁同步直线电机控制系统动态响应速度快、抗干扰能力强的需求,传统永磁同步直线电机PI控制系统无法满足控制需要的现状,本文设计了具有高动态性能、强鲁棒性的速度-电流双闭环控制系统。在转速环引入伪微分前馈-反馈调节器,电流环采用无差拍电流预测控制,同时为消除永磁同步直线电机参数失配以及外部扰动造成的电流波动,设计了扩张状态观测器对扰动进行观测,并对电压参考值进行补偿,提升了系统的鲁棒性和动态响应能力。最后利用MATLAB/Simulink仿真验证了设计的可行性,设计的系统相较于传统PI速度调节器电流预测控制系统动态响应速度更快、抗干扰能力更强。     

新型模型参考自适应的PMSM无差拍电流预测控制

永磁同步电机(PMSM)的无差拍电流预测控制(DPCC)对参数失配非常敏感。在实际应用环境中,由于某些因素的影响,电机参数会失配,严重时会导致PMSM运行故障。为了减小对DPCC的影响,提出一种基于新型模型参考自适应系统(MRAS)的参数分步辨识方法。首先,获得定子电阻和定子电感的参数,并将其作为已知量来辨识转子磁链。等待参数稳定之后,再将辨识结果作为已知量用于辨识定子电感和定子电阻。最后,将辨识出的参数代入DPCC进行改进。实验结果表明,该方法可以解决模型欠秩的问题,并且可以抑制电机参数失配对DPCC的影响,提高动态跟踪性和鲁棒性,具有一定的工程实际意义。     

基于模糊PI的永磁同步电机电流预测控制

永磁同步电机电流预测具有动态响应高的优点,但易受模型参数不准确的影响,引发dq轴电流静态误差,降低系统效率。为改善该情况,在永磁同步电机无差拍电流控制基础上引入模糊前馈控制器,模糊外环由模糊PI控制,大大降低了参数的灵敏度,提高了系统的抗干扰性和鲁棒性。仿真试验验证了该方法的可行性和准确性。     

方波工况下PMSM单电流调节器控制策略的研究

轨道交通领域中的永磁同步电机PMSM(permanent magnet synchronous motor)在高速区通常运行在方波工况,电机电压幅值达到最大值时失去调节能力,仅有电压矢量角可供调节,导致传统的基于双电流环的控制策略失效.通过对方波工况下转矩与电压相角、d轴和q轴电压以及电流与电压相角、d轴和q轴电压关系...     

主电路串接大电感时电流调节器的动态参数计算

现在常用的电流调节系统结构如图1所示。图2是电流调节器电路图。设系统要求实现二阶最佳控制,调节器动态参数按下式计算: τ_i=T_L K_i=T_L/[2K_s(T_0+T_(if))] 式中K_s=K_0(1/R)K_(if) 为算出τ_i、K_i值,需先通过试验方法测得T_L、K_S值。通常因这两项试验都有一定危险性,而不愿去做。由于     

一种消除反馈延迟的全数字锁相环

针对传统数字锁相环存在的反馈滞后造成系统动、静态性能退化的问题,提出一种消除反馈滞后一拍的方法,以无反馈滞后理想数字锁相环为参考模型,利用数字锁相环当前输出与上一时刻输出,计算得到与理想数字锁相环一致的结果,从而消除反馈滞后一拍。所提出的锁相环仅以两个乘法器的额外开销即可大幅增强锁相环的稳定性,并且使在s域内设计的性能指标能够在z域内严格实现,克服了传统数字锁相环性能退化的问题。仿真和实验结果表明,所提改进的数字锁相环阶跃响应和频率特性均与理想数字锁相环一致,显著提高了锁相环性能,所提新算法增加的计算量较少,具有较大的实际应用价值。     

基于ESO的PMSM无差拍预测电流控制研究

在永磁同步电机调速系统中,优良的电流控制效果对系统的控制性能至关重要.为解决数字控制中存在的采样、滤波等因素带来的控制延迟,基于永磁同步电机在同步旋转坐标系下的数学模型,提出一种基于最小电流误差的无差拍预测电流控制策略.同时,为解决预测电流控制存在的对模型参数尤其是电机电感的参数鲁棒性较低的问题,结合自抗扰控制技术,在...     

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。     

简化计算的改进PMSM模型预测电流控制算法

针对传统永磁同步电机模型预测电流控制在1个控制周期内通过遍历寻优的方式确定1个最优电压矢量作用,使得d、q轴电流波动大及相电流畸变严重的问题,提出一种简化计算的改进模型预测电流控制算法。该算法将电压矢量平面划分为12个扇区,通过无差拍原理确定参考电压矢量位置角,得到2个备选电压矢量组合,通过一种基于价值函数最小化分析得到的简化方法求取矢量最优作用时间,利用改进方式对2个电压矢量组合进行快速择优并作用于电机。该算法在减少计算量的同时,保持了良好的控制性能,通过搭建仿真实验验证,有效减小了电流波动和相电流畸变。     

基于ESO的PMSM二阶滑模无差拍预测电流控制

针对永磁同步电机(PMSM)传统矢量控制系统的比例积分(PI)控制器易受电机参数和负载扰动的影响,导致调速系统鲁棒性差的问题,提出了一种基于扩张状态观测器(ESO)的PMSM二阶滑模无差拍预测电流控制(DPCC)策略。首先设计了基于ESO的二阶滑模速度控制器,并运用李雅普诺夫函数证明了其稳定性,在消除抖振的同时,提高了速度控制器的鲁棒性;然后,在电流环控制器中,采用DPCC,结合ESO对总扰动量D进行估计并分别对d轴和q轴进行补偿,提高了电流环的鲁棒性;最后进行了仿真和半实物实验验证,仿真及实验结果表明所提算法能够实现快速精确控制,明显提高了系统的鲁棒性。     

基于状态PI调节器的离散混沌系统控制

研究了基于状态PI调节器离散混沌系统的控制问题。将受控系统非线性项在不动,占、处作泰勒级数展开,当新构成的误差方程的非线性项满足一定条件时,采用极点配置技术设计PI调节器控制增益,可产生局部渐近稳定域。一旦系统轨迹进入局部稳定域,混沌轨道将被镇定到不动．占’上。而混沌运动遍历性保证了这一局部稳定域一定可达。以一雏LogiStic映射和二雏Henon映射为例,仿真结果表明理论分析的正确性。     

一种基于单D轴电流调节器的PMSM在方波下的控制策略

永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)由于其多方面的优点,在轨道交通领域得到越来越多的重视。轨道交通领域的牵引电机在高速区通常会进入方波工况。针对永磁电机在方波工况下电机电压完全失去调节能力的问题,提出一种基于单d轴电流调节器调节q轴电压的控制策略(single D-axis current regulator-variable Q-axis voltage,SDCR-VQ),该方法可适用于任意形式的永磁电机在全弱磁区域内的控制。通过建立该方法的小信号模型,对其稳定性以及动态性能进行分析。基于该方法,针对永磁电机在运行中电机参数会发生变化的问题,对电机参数不准的影响进行分析,并提出一种多参数在线补偿策略。最后通过仿真和实验验证了所提方波下控制策略以及参数补偿策略的有效性。     

基于滞后相位校正的高精度直流大电流比较仪

直流大电流比较仪通常采用传统的超前相位校正方法,很难提高系统的开环增益,限制了比较仪系统精度的提高.根据6kA直流大电流比较仪的工作原理及实际硬件电路,对仪器进行了系统建模分析,求出了系统的精度为1.141 55×10-6,通过超前相位校正保证了系统的稳定.在此前提下,提出了引入滞后相位校正的思路,设计了近似比例积分调节器,仿真结果表明,在原有系统稳定性得到兼顾的情况下,同时使得系统的精度得到了较大的提高,达到了1.141 6×10-7.     

滞后一拍输出方式下逆变器的最少拍控制

提出了一种逆变器的最少拍控制方案,该方案采用多环控制结构,在设计过程中考虑数字控制的一拍滞后,将其作为被控对象的组成部分来进行最少拍控制器的设计,保证了控制的快速性并获得全部的逆变输出PWM占空比范围。仿真分析显示所提方案在参数稳定的前提下,可以获得理想的最少拍控制性能。分析了最少拍数字控制的系统适应性和参数敏感性问题,在设计允许的被控对象的参数变化情况下,所提出的最少拍控制的系统可以稳定工作。一台2.4 kW逆变样机实验也证明了所提方案的可行性,在阻性负载和整流性负载下都获得了总谐波失真低于3%的输出电压波形。     

基于PI调节器和电容电流反馈有源阻尼的LCL型并网逆变器闭环参数设计

基于电容电流反馈的有源阻尼是实现LCL型并网逆变器谐振峰阻尼的一种有效方法,PI调节器因其简单有效而常用于并网电流的控制。针对基于PI调节器和电容电流反馈有源阻尼的LCL型单相并网逆变器,详细分析PI调节器参数和电容电流反馈系数等闭环参数对系统性能的影响,通过对并网电流稳态误差、系统相位裕度和幅值裕度的分析,得到满足上述要求的PI调节器参数和电容电流反馈系数的取值范围,结合实际应用需要就可从中优化选取出合适的闭环参数。所提出的闭环参数设计方法不需要反复试凑,不仅可以有效阻尼LCL滤波器谐振峰,而且可以使系统具有高鲁棒性、快速动态响应性能和低稳态误差。实验结果证明了所提出的闭环参数设计方法是有效的。