矢量控制系统调节器设计及实验研究

设计了闭环系统的电流调节器、速度调节器和磁链调节器,利用非线性系统线性化理论消除电流调节器的耦合项,实现电流调节器的线性化。利用工程设计方法对电流调节器、速度调节器和磁链调节器进行参数整定,并将整定的方法应用于三电平逆变器的矢量控制系统中,实验结果表明该系统具有良好的动静态特性,验证了该系统的有效性和可行性。     

矢量控制系统的电流解耦及其调节器设计

基于转子磁链定向的动态数学模型,运用非线性解耦线性化理论,设计了非线性解耦控制器抵消定子电流耦合项的影响,实现对定子电流完全解耦。采用调节器典型系统整定方法,设计了转速和电流PI调节器。仿真结果表明,该系统具有良好的稳态和动态性能。     

矢量控制系统的电流解耦及其调节器设计

基于转子磁链定向的动态数学模型,运用非线性解耦线性化理论,设计了非线性解耦控制器抵消定子电流耦合项的影响,实现对定子电流完全解耦。采用调节器典型系统整定方法,设计了转速和电流PI调节器。仿真结果表明,该系统具有良好的稳态和动态性能。     

基于开关频率函数的双馈发电机转子励磁I-PI双电流环参数整定

针对双馈发电机(DFIG)转子励磁变流器定子磁链定向的矢量控制方式,对双馈发电机的定、转子双电流环传递函数进行分析。为确保定子电流环及转子电流环的动、静态调节性能,提高风能利用率,降低电网输入电流谐波含量,采用Pade′等效法对变流器的滞后环节进行了近似描述,并依据电流内环的频带特性对其进行了简化,提出了一种基于变流器开关频率函数的I-PI双电流环参数整定方法。推导得出了变流器双电流环参数整定函数,并研究了采用I-PI双电流环的内、外环电流调节器性能。该参数整定方法物理意义明确,易于系统实现。最后,利用Matlab/Simulink仿真,验证了所提方法的有效性和正确性。     

一种双模糊直接转矩控制系统的研究

传统的直接转矩控制利用滞环比较器来控制定子磁链和转矩,造成了转矩脉动大、速度PI调节参数恒定等缺点。介绍了一种基于模糊自适应PI调节器和模糊直接转矩控制器的双模糊控制方法,该方法能够根据速度误差及其变化率大小调节参数,显著提高了PI调节器的自整定能力,能有效地选择电压矢量。仿真结果证明了该方法明显优于常规直接转矩控制,减小了转矩脉动,提高了系统的控制性能。     

基于转矩控制线性化的PMSMDTC全速运行研究

针对永磁同步电机直接转矩控制(PMSM DTC)系统,提出转矩闭环控制系统的泰勒级数一阶近似线性化设计方法,实现系统全速运行。详细给出转矩闭环控制系统的线性化计算方法,并按照典型二阶系统设计方案得到转矩调节器参数,满足系统控制性能要求。采用最大转矩电流比(MTPA)控制及弱磁控制实现电机恒转矩和恒功率区域下的定子磁链动态给定。实验结果表明,该系统不仅速度响应快、跟踪准确,同时抗扰性能好、系统效率更加优化。     

改进自抗扰的永磁同步电机直接转矩控制无传感系统研究

针对永磁同步电机直接转矩控制系统低速时传统电压模型对定子磁链估计不准确的问题,采用自抗扰控制技术中的扩张状态观测器对定子磁链和转速进行估计,提高观测精度并实现直接转矩控制系统的无传感器运行;对自抗扰调节器进行改进,简化调节器的结构并引入模糊控制对调节器参数进行优化,减少待整定参数并实现参数的自动调节。将改进的自抗扰调节器替代PI调节器用于速度调节,以提高系统的抗扰性;采用空间电压矢量调制替代传统的开关表和滞环比较器,使功率器件开关频率恒定,减小系统的磁链和转矩的脉动。仿真结果验证了算法的有效性。     

异步电机电流调节器PI参数整定及抗饱和研究

针对异步电动机电流环中存在的耦合问题,首先利用状态反馈方法对感应电机的状态空间方程进行解耦,给出了解耦之后的电机模型;给出了一种交流电动机电流环的PI调节器参数整定方法,对电流调节器进行了整定,并分析了调节器抗饱和问题,给出一种新型抗积分饱和控制器的设计方法.为验证该方法的有效性,利用Matlab仿真软件进行了仿真实验...     

转子磁链定向的异步电机矢量控制实验研究

实现实际转子磁链定向矢量控制系统的关键是磁链模型的计算精度和环路PI调节器的正确整定。实验研究表明，采用梯形积分的转子磁链离散化法和遇限削弱积分PI控制算法，能够有效地改善系统的高低频转矩响应。     

具有弱磁调速的他励直流电机非线性多输入多输出控制器的设计

针对具有弱磁调速的他励直流电动机模型，该文将常规励磁电流调节器、电枢回路速度调节器、电流调节器合而为一，将励磁电流同电机的速度、电枢电流一样取为状态变量，按照多输入多输出(MIMO)非线性系统，尝试性地设计了一种MIMO励磁及速度控制器。该控制器结合负载转矩自适应估计技术，并利用状态反馈线性化技术和极点配置方法进行设计。仿真结果表明，针对冷连轧机某机架驱动用他励直流电机所设计的非线性MIMO励磁及速度控制器，对负载转矩摄动有较强的自适应性和鲁棒性。电机从低速启动到基速及最高速度运行时，动静态性能优良，从而验证了该文所提出方法的有效性。     

永磁同步电动机双模糊直接转矩控制的研究

针对传统的直接转矩控制使用滞环比较器来控制定子磁链和转矩,存在滞环宽度调节有限、低速时转矩脉动大和逆变器开关频率不固定,速度PI调节器的比例积分参数恒定,其速度控制精度不高等缺点,设计了基于模糊直接转矩控制器和模糊速度PI控制器的双模糊直接转矩控制系统.利用模糊控制器分别来代替磁链、转矩滞环比较器和速度PI调节器,有效地减小了磁链和转矩控制容差,并利用磁链角对称特性进行映射,减少了模糊控制规则数,提高了实时性和速度控制精度.仿真结果表明:该方法明显优于常规的直接转矩控制,减少了转矩脉动,提高了系统的控制性能.     

基于定子电流正弦化的双馈风电系统低电压穿越强励控制

基于Crowbar电路的低电压穿越实现了双馈风电机组的系统保护和不脱网运行。Crowbar电路的应用使得网压跌落时转子变流器闭锁,转子电流处于暂态过程。针对采用Crowbar电路实现低电压穿越过程中,双馈风电机组系统对电网产生暂态电流冲击而存在的不足,文中提出一种基于转子电流源控制的低电压穿越强励控制策略,通过强励实现低电压穿越过程定子暂态直流磁链分量的补偿,以实现低电压穿越过程中定子电流的正弦化。由于在静止坐标系中引入直流磁链补偿,在转子dq旋转坐标系控制方程中引入了工频交流分量,因此文中提出了一种基于多分量增益的比例谐振(PR)并联调节器,并通过该并联调节器的闭环传递函数分析对调节器参数进行整定,实现了控制带宽范围内直流电流分量与工频交流电流分量的无静差控制。仿真及实验结果验证了理论分析的正确性,为双馈风电系统的低电压穿越控制提供了一种高性能的控制策略。     

基于自适应观测器的感应电机转速估计方法研究

介绍了一种能在线补偿定转子电阻的基于自适应观测器的感应电机转速估计方法.该转速估计方法只需检测定子电压电流作为输入,利用观测器观测出转子磁链和定子电流,并利用定子电流误差和转子磁链观测值辨识出转速、定子电阻和转子电阻,并反馈于观测器,确保电机转速估计对参数变化的鲁棒性.仿真及实验结果表明,此方法估计的速度能应用于无速度传感器矢量控制系统,并具有较好的辨识精度和鲁棒性.     

双绕组感应发电机系统无差拍电流预测控制策略

双绕组感应发电机系统采用磁链定向控制策略可以分别对控制绕组有功电流与无功电流进行调节,从而获得控制绕组与功率绕组两端直流电压的稳定控制.然而,该控制策略需采用多个调节器,使得控制器设计困难,也制约了双绕组感应发电机系统的进一步发展与应用.针对该问题,提出双绕组感应发电机系统的无差拍电流预测控制策略,建立发电机系统的预测模型,在一个控制周期内以消除被控量的误差为目标,直接计算得到所需的控制量,又分析模型参数失配带来的电流误差问题,对该控制策略做了误差补偿.该文所提出的电流预测控制策略避免了繁琐的调节器参数整定过程,同时具有优秀的控制性能,实现了电流的无误差跟踪.样机仿真与实验结果验证了双绕组感应发电机系统无差拍电流预测控制的正确性与可行性.     

基于转动惯量辨识的交流伺服速度调节器自整定研究

针对负载的变化而引起的转动惯量的变化问题,提出了一种基于转动惯量辨识的交流伺服系统速度调节器参数自整定算法.该算法根据速度调节器的参数与系统转动惯量成一定的关系,采用基于扰动观测器(DOB)的转动惯量辨识算法在线辨识系统转动惯量,根据辨识的转动惯量值实时自整定速度调节器的参数,使系统具有良好的动、静态性能.仿真结果充分证明了该转动惯量辨识算法及控制器参数自整定算法是可行、有效的.     

无刷直流电动机的数字信号处理器控制

基于定子三次谐波法检测转子位置的方法,采用TMS320LF2407数字信号处理器(DSP)构成了一高性能的无刷直流电动机双闭环无位置传感器的调速系统。提出了采用粒子群算法对电流和转速调节器的PID参数进行整定,设计出了速度和电流调节器的最佳参数。     

永磁同步电机的相关辨识法自整定速度控制

永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)驱动在各类伺服系统中得到了广泛应用,对不同的电机和负载,通常其驱动器参数调整要一对一地手动完成,费时费力,且整定结果不够精确。该文提出了一种基于相关辨识的PMSM速度环自整定方法,针对速度环被控对象存在的积分环节导致的不能直接辨识的问题,引入角加速度观测器,通过对电流给定量施加伪随机序列(M序列),采集电流给定量与角加速度响应,并计算其互相关函数,辨识出电流至角加速度的脉冲响应函数序列。根据辨识结果、速度环期望频率特性及电流至角加速度传递函数形式,完成了速度调节器控制参数的整定。最后,在基于DSP的实验平台上,对这种相关辨识速度环整定方法进行了实验研究,证明了该方法的有效性和工程实用性。     

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。     

采用电感电流内环的UPS控制策略研究

介绍了一种基于输出电感电流内环的电压瞬时值反馈UPS设计方案；详尽分析了其系统模型；阐述了电压调节器和电流调节器的整定方法。采用该设计方案对一台1kVA UPS进行实验，取得了较好的实验结果。     

改进的磁链观测器在永磁同步电机上的应用

针对传统磁链观测器易受电机参数影响的问题,提出了一种新型的磁链观测器。永磁同步电机由电流调节器驱动,电流调节器反映磁链偏差的积分项用来补偿电机电感和永磁磁链的变化。为避免永磁同步电机弱磁运行时发生过调制问题,采用了一种最小距离过调制策略。改进后的磁链观测器不仅在最大转矩电流比运行区,而且在弱磁运行区都有较好的观察性能。通过传统磁链观测器和改进后磁链观测器的比较实验,验证了该磁链观测器对电机参数变化具有较强的鲁棒性。