Robust Control of Permanent Magnet Synchronous Motors

In this paper, permanent magnet synchronous motors (PMSMs) are investigated. According to the feature of PMSMs, a novel state equation of PMSMs is obtained by choosing suitable state variables. Based on the state equation, robust controllers are designed via interval matrix and PI control idea. In terms of bilinear matrix inequations, sufficient conditions for the existence of the robust controller are derived. In order to reduce the conservation and the dependence on parameter, the control inputs of PMSMs are divided into two parts, a feedforward control input and a feedback control input, and relevant sufficient conditions for the existence of the controller are obtained. Because of the suitable choice of state variables, the proposed control strategies can cope with the load uncertainty and have robustness for disturbance. Finally, simulations are carried out via Matlab/Simulink soft to verify the effectiveness of the proposed control strategies. The performance of the proposed control strategies are demonstrated by the simulation results.      

永磁同步电动机反演滑模控制系统的研究

文章提出了基于反演和滑模变结构控制理论的永磁同步电动机的控制策略,对所提出的控制策略进行了理论分析,并且在Matlab环境下进行了仿真实验。仿真结果表明,该控制策略有效地实现了电动机的转速跟踪控制,具有良好的动、静态性能和鲁棒性能。     

基于自抗扰控制的永磁同步电机伺服控制系统

永磁同步电机伺服控制在工业中具有广泛的应用,而目前的控制方法存在控制精度较低、系统开销大、控制结构复杂等问题.论文基于自抗扰控制理论,设计了永磁同步电机伺服控制系统.该控制系统采用双环控制,其中位置环采用自抗扰控制,电流环采用PI控制,并采用Matlab/Simulink仿真分析了不同负载转矩及系统扰动对于控制系统的影...     

多相永磁同步电动机的Fuzzy-PI双模控制研究

本文对比研究了速度环采用模糊控制和PI控制的永磁同步电机的多相PMSM磁场定向控制.从仿真结果可以看出,模糊控制的速度响应有明显的稳态误差,而PI控制容易产生超调和振荡.为此,本文提出了速度环采用Fuzzy-PI双模的控制方法,这种方法减少了稳态误差和振荡现象,使多相PMSM运行性能得到了极大的改善.     

基于扩张状态观测器的永磁同步电机滑模控制

针对永磁同步电机对外部负载扰动和参数变化比较敏感的控制问题,研究了一种基于扩张状态观测器和趋近律的滑模控制方法.该方法首先对扩张状态观测器进行了设计,然后分别建立了基于扩张状态观测器和趋近律的滑模控制,并用双极S型函数代替符号函数用以削弱滑模抖振,最后对稳定性进行了证明.仿真结果表明:设计的控制方法不仅具有很强的鲁棒性和强抗干扰能力,而且响应速度快,控制精度高.     

永磁同步电机电流传感器故障诊断及容错控制

电流传感器对永磁同步电机矢量控制系统的稳定性和安全性十分重要.为实现电流传感器的故障诊断及其容错控制，提出了一种简单的逻辑判断策略，该策略基于αβ相电流构造3个故障判断因子以实现故障判断，一相电流传感器故障时，根据基尔霍夫定律重构电流；两相以上故障时，基于李亚普诺夫稳定性定理设计自适应反推观测器进行电流估计，以确保系统稳定运行.在低速和高速运行状态下分别进行了仿真和实验，证明了该策略能够快速诊断故障、准确判断故障相，并基于逻辑判断策略稳定地重构电流，具有较高的可行性和可靠性.     

基于模糊PI的永磁同步电机矢量控制

针对永磁同步电机矢量控制系统中,传统PID控制器对永磁同步电机控制性能效率不高以及对工作环境变化的适应性能不良等问题,首先,在两相旋转坐标系下采取双轴理论建立永磁同步电机数学模型;接着,采用模糊控制理论对永磁同步电机矢量控制系统中转速环传统的普通PID控制器进行改进研究,深入地从理论层次研究分析建立得到模糊PI控制器....     

永磁同步电机的混沌分析与跟踪控制

针对永磁同步电机在一些特定的参数和工作条件下呈现的复杂动态行为,在分析永磁同步电机(PMSM)混沌运动特性的基础上,提出了一种PMSM混沌系统的转速跟踪控制方法.首先通过仿射变换和时间尺度变换,将转子磁场定向坐标系下的PMSM模型,变换成一种简单的无量纲模型.之后采用相图、分岔图和Lyapunov指数的方法,分析了PM...     

基于EKF和SMC的永磁同步电机无传感器矢量控制

采用扩展卡尔曼滤波(EKF)算法估计永磁同步电机(PMSM)转速和转子位置,构成转速、电流双闭环的无传感器矢量控制系统.针对扩展卡尔曼滤波为有偏估计、对模型误差鲁棒性差等问题,提出了基于指数趋近律的滑模转速控制器.为提高转速环抗负载转矩扰动能力,设计负载转矩观测器并将观测结果引入到电流控制器的输入端,作为速度控制器前馈补偿的控制输入.仿真实验结果表明,与传统采用PI(proportional-integral)转速控制器的系统相比,文中所提控制策略具有转速跟踪误差小、响应快、无超调、抗负载扰动能力强等优点.     

电动汽车中永磁同步电机转速的控制

为了更好地实现对以永磁同步电机为驱动电机的电动汽车车速的控制,设计了一套基于滑模控制的永磁同步电机控制系统,并且在此基础上加入最大转矩电流比控制,对滑模控制和最大电流转矩比控制的数学模型进行了分析.仿真分析表明,加入最大转矩电流比的滑模控制系统不会受到外界变化影响,永磁同步电机能够稳定运行.同时系统响应更快,抗干扰能力大大提高,鲁棒性更强.     

基于模糊PI控制的永磁同步伺服电机转速系统仿真分析

由于外部环境的日益复杂、被控对象要求的不断变化,使用传统的PI控制已不能满足控制系统的性能要求,为了提高永磁同步伺服电机转速控制系统的性能,本文设计了一种将模糊控制与经典PI控制结合的模糊PI控制系统.运用Matlab分别对经典PI控制和模糊PI控制系统在永磁同步伺服电机转速控制的仿真分析,对比仿真实验结果表明：模糊PI控制器上升时间明显缩短,响应速度明显加快,超调量更小,抗干扰能力强.     

基于自适应神经模糊推理系统的永磁同步电机直接转矩控制

为减小永磁同步电机直接转矩控制系统的转矩脉动,提高系统的稳态精度和动态响应,设计了一种自适应神经模糊推理系统速度控制器,使电动机转子速度快速跟随给定值,并给出了详细的实现方法。仿真实验结果表明,具有ANFIS速度控制器的永磁同步电机直接转矩控制系统不仅动态和稳态性能都得到提高,而且具有较强的鲁棒性。     

基于高频注入法的永磁同步电动机无传感器矢量控制

提出了一种在零速或是低速时无传感器的永磁同步电动机矢量控制方法。该方法基于永磁同步电动机的凸极效应原理,在两相旋转坐标系中注入高频信号来获取无传感器矢量控制时所需转子的精确位置和转速,并在此基础上给出了永磁同步电动机无传感器矢量控制系统。仿真结果表明,该方法能够准确估计转子位置和速度,满足矢量控制的需要。     

基于滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器控制的研究

简要论述滑模观测器的理论基础,根据PMSM的数学模型,建立基于滑模观测器的PMSM无传感器控制的系统模型。根据滑模观测器原理,通过电机的定子电压和相电流估算出电机的转角和转速。利用MATU姬工具建立无位置传感器的永磁同步电动机调速系统的仿真平台,仿真实验检验滑模观测器法的有效性。在采用DSP2812的伺服控制平台上,验证滑模观测器法的正确性和可行性。实验结果表明滑模观测器法具有良好的动静态性能。     

基于卷积神经网络的永磁同步电机转矩观测器

内嵌式永磁同步电机具有高功率密度、高可靠性和弱磁性等诸多优点,但由于电动机参数具有非线性化特征,导致电磁转矩难以精确估算。该文提出了一种基于卷积神经网络的电磁转矩估算方 法,即转矩观测器。首先,基于所搭建的高保真非线性内嵌式永磁同步电机模型,获得用于神经网络训练的转矩观测器数据;然后,基于所提出的卷积神经网络转矩观测器实现内嵌式永磁同步电机的精确控制;最后,为获取最优的转矩估算误差,在仿真实验阶段对不同参数和结构的卷积神经网络进行了对比和分析。结果表明,该神经网络可以实现电磁转矩的准确估算,所建立的转矩观测器具有良好的性能参数和泛化能力。     

永磁直线同步电动机系统鲁棒镇定

在考虑参数不确定性的情况下,将永磁直线同步电动机系统转化为具有状态和输入矩阵不确定性,并且受非线性摄动的线性系统,采用线性系统控制,给出控制律,使永磁直线同步电动机系统在存在参数不确定性的情况下,在原点平衡点渐进稳定。仿真研究表明该控制方法的有效性。     

永磁同步电机滑模自适应控制

在永磁同步电动机速度控制过程中,外界干扰、参数变化、系统模型不精确等给系统控制精度带来很大影响。电机控制系统采用电流环、速度环双闭环控制。电流环采用SVPWM调制的矢量控制;速度环采用滑模自适应控制,滑模控制对外界干扰、参数变化等不敏感,结合自适应控制可削弱滑模控制产生的抖振。然后利用MATLAB平台对系统进行仿真,仿真结果显示,采用滑模自适应控制的电机启动时转速和电流超调量小、并能快速达到稳定运行状态;在外加干扰时系统转速和电流有微小波动,但能快速恢复到稳定运行状态。与简单的滑模控制相比,滑模自适应控制器不仅响应速度快、超调小,并且克服了抖振、具有较好的稳态精度和动态性能。     

基于线性自抗扰控制技术的永磁同步电机控制策略研究

永磁同步电机(PMSM)具有体积小、高速度、高精度等优势,广泛应用于现代工程实际当中。在多数情况下其控制策略采用经典的PID控制,但较多的实际复杂环境当中,传统的PID所暴露的固有缺陷已经无法满足PMSM的控制高效性。采用先进的线性自抗扰控制策略,其具有不依赖具体对象模型,控制器自身可以估计补偿作用于被控对象的所有扰动的优势,实验仿真结果表明,该方案有效抑制了扰动,进而提高了系统的控制性能。     

基于ESMF算法的永磁同步电机无位置传感器控制

论文综合永磁同步电机控制系统和无位置传感器控制技术的分类和发展趋势,主要研究了基于扩展集员滤波的永磁同步电机的无位置传感器的控制系统。结合扩展集员滤波算法(ESMF)建立了基于ESMF的无传感器PMSM矢量控制系统,实时估算电机的转速和位置。对比了测量转速与估计转速,以及测量位置与估计位置,仿真实验结果表明,基于ESMF的无传感器PMSM矢量控制系统具有快速的转速响应特性和良好的稳定性。     

一种永磁同步电动机的最大转矩电流比控制方法

分析了永磁同步电动机最大转矩电流比控制的原理,利用最大转矩电流关系,通过在动态初始时刻就按照定子电流最大限幅值对应的大小对交直轴电流进行分配和控制,提出了一种PMSM最大转矩电流比控制的方案,并与id=0控制方法进行了比较,证明了所提方法的有效性。