基于内膜控制的永磁同步电机控制研究

 摘要：根据永磁同步电机数学模型存在着非线性和强耦合的特性,针对传统永磁同步电机矢量控制系统的不足,本文提出一种基于内膜控制原理和空间矢量算法相结合的高性能永磁同步电机解耦控制方法。根据内膜控制基本原理,设计了永磁同步电机的双闭环内膜控制器。基于Matlab/Simulink仿真平台,对基于内膜控制的永磁同步电机控制系统进行了仿真分析,最后通过实验验证了控制方法的正确性和有效性。     

矿用永磁直线同步电机数学模型及磁场定向控制研究

探讨了永磁直线同步电机的数学模型,在同步电机、交交变频器和磁场定向控制系统方程的基础上,给出了永磁直线同步电机磁场定向控制数学模型,并用Matlab软件进行了仿真分析。     

永磁直线同步电机直接转矩控制的研究及仿真

直接转矩控制技术是继矢量控制技术之后发展起来的一种新型的高性能交流调速技术。它用空间矢量的分析方法,直接在定子坐标系下计算与控制交流电机的转矩,采用定子磁场定向,借助于离散的两点式调节（Bang—Bang控制）产生信号直接对逆变器的开关状态进行控制,以获得转矩的高动态性能。它省掉了复杂的矢量变换环节与电动机数学模型的简化处理,控制结构简单,对电机参数不敏感,控制系统的转矩响应迅速,是一种具有较高静、动态性能的交流调速方法。     

永磁直线同步电机矢量控制模型及仿真的研究

针对永磁直线同步电机(PMLSM)的特点,建立PMLSM在dq两相坐标系下的数学模型,在SIMULINK环境下构建了PMLSM的矢量控制仿真模型并进行了封装,使之能够方便、有效地在SIMULINK下直接和其他模块连接使用。通过对PMLSM矢量控制模型的仿真实验,表明了该模型的正确性。     

零低速矿用永磁同步电机无位置传感器控制研究

针对传统的高频信号注入法由于滤波器的使用而导致转子位置估计有延时的问题,在基于传统旋转高频注入法的无位置控制算法基础上进行改进,引入新的γ-δ坐标系,利用电压变化量与电流变化量差值直接计算转子位置,规避了滤波器的使用。仿真结果表明:该算法能够实现转子位置估计无延时,当负载突变或转速快速变化时,估计的转速和位置也能很好地跟踪实际值,系统能快速达到稳态。     

基于DSP的矿井输送机永磁同步电机矢量控制调速系统

介绍了永磁同步电机的矢量控制算法。在此基础上提出了一套基于TMS320F2812DSP的矿井输送机永磁同步电机(PMSM)的矢量控制系统的设计方案。该系统的控制基础是磁场定向,运用空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法实现控制,并且采用PI控制器代替传统矢量控制中的滞环比较器,给出了系统硬件结构与软件设计。通过实验仿真及分析比较出了基本矢量控制与SVPWM矢量控制的原理,实验结果表明该方案合理,结构紧凑,能够满足系统的各项技术要求。     

基于二自由度PI控制的永磁同步电机仿真分析

构建了永磁同步电机d-q坐标系下的数学模型,并结合矢量控制方法在Matlab/Simulink仿真环境下对采用的控制方法进行建模。针对传统的PI控制系统不能使系统的目标跟随特性和抗干扰性同时最优,提出二自由度PI控制的策略,实现永磁同步电机的目标跟随和抗干扰能力双优控制。通过仿真结果分析,得出相比传统PI控制,基于双自由度PI控制器的永磁同步电机具有良好的抗负载干扰和目标值跟随的能力。     

永磁同步电机驱动刮板输送机协同控制

针对刮板输送机负载突变时首、尾电机功率不能平均分配的问题,提出一种永磁同步电机(PMSM)驱动刮板输送机的偏差耦合控制方案。通过建立永磁同步电机的数学模型,分析永磁同步电机的速度、电流双闭环矢量控制策略,得出可采用改变两电机给定转速差的方式控制两电机转矩。通过采集两电机反馈电流,计算出两电机转矩差,使用偏差耦合算法得到两电机的速度补偿信号,调节两电机转速,实现对两电机转矩的调节。实验结果表明,采用协同控制策略后,当刮板输送机负载发生突变,两电机转速能够迅速调整,转矩在0.4 s内接近相等,且两电机转矩百分比差值维持在10%以内,基本实现功率的平均分配。     

矿用永磁同步电机改进模型预测电流控制研究

为了进一步改善矿用电机作为动力源时的可靠性和控制性能,研究了使用永磁同步电机来代替传统矿用泵中的异步电机,为了保证电机在矿井中安全长效运行,提出了一种新型不连续脉冲宽度调制技术,该技术可降低开关器件损耗,同时保证其控制性能。在电机的控制策略中,使用改进模型预测电流控制,并在价值函数中引入转速预测误差,优化了预测控制的性能,使用DPWM3算法降低了开关次数;考虑到提高转矩控制特性,引入了扩张状态观测器观测负载转矩,进一步提高了系统转矩控制特性。最后,通过仿真和实验证明了所提出方法,相比较传统的预测控制方法,在速度响应、开关次数、转矩控制、电流谐波方面有了改善。     

永磁同步电动机电流广义预测控制

在对永磁同步电动机传动系统分析的基础上,建立了系统CARIMA(受控自回归积分滑动平均)模型,基于广义预测控制原理,设计了预测PI速度控制器,并采用递推最小二乘法对模型参数进行了辨识。     

永磁直线同步电动机提升系统控制研究

根据永磁直线同步电动机提升系统工作原理和工作流程,提出了适合该系统控制的可编程控制器PLC和工业机相结合的控制装置,并简单介绍了硬件选取和软件的设计。试验证明,该控制装置对永磁直线同步电动机提升系统进行控制,效果良好。     

永磁同步电动机短路故障分析

主要分析永磁同步电动机短路故障。根据永磁同步电动机的基本理论,建立仿真模型,进行额定负载下正常运行和短路故障分析,如单相接地短路、两相短路和三相短路。用解析法验证仿真结果,2种方法所得结果吻合较好,表明建立该电机的仿真模型合理以及求解方法的可行性。     

基于饱和函数的永磁同步直线电机模糊滑模速度控制系统的研究

针对永磁同步直线电动机,介绍了其数学模型,建立了直线电机闭环控制系统,该控制系统速度环采用基于指数趋近率的模糊滑模控制,电流环采用传统的PI控制。并利用Matlab仿真软件建立了基于饱和函数的永磁同步直线电机调速系统模糊滑模控制的仿真模型。仿真结果表明,模糊滑模控制有效地削弱了抖振,系统动静态性能良好。     

基于电压极限椭圆梯度下降法的永磁同步电动机弱磁控制的研究

介绍了基于永磁同步电动机的弱磁控制调速系统,阐述了永磁同步电动机弱磁扩速的基本原理,常用方法及其优缺点。利用电压极限椭圆梯度下降法进行弱磁控制,对电流参考值进行了修正,并对修正电流参考值时的比例系数α、β进行了仿真分析。仿真结果表明,α、β取值可影响弱磁区域的动态性能,α的取值小于β的时候,动态性能较好。     

全数字永磁同步电机控制系统研究

以TI公司的高性能控制芯片TMS320LF2407A为控制核心,利用模型参考自适应方法对永磁同步电机的转子位置和转速进行估算,设计了永磁同步电机为广义控制对象的控制系统。通过仿真工具Matlab/Simulink对控制系统进行建模仿真,验证了系统具有良好的动、静态性能。     

永磁直线同步电动机初级绕组的磁势分析

采用绕组函数理论与电流对称分量法结合的方法对具有端部半填槽的永磁直线同步电动机(PMLSM)初级绕组的磁势进行分析。PMLSM的电枢铁芯、初级绕组、永磁体结构断开所造成的边端效应、端部半填槽等问题的存在,导致PMLSM初级绕组边端磁势发生畸变。对PMLSM初级绕组磁势进行深入的研究,有助于PMLSM稳态特性和暂态特性的分析。     

矿井提升机永磁同步电机调速系统

分析传统直接转矩控制引起转矩脉动的原因,提出改进办法,用PI调节器代替滞环比较器,引入矢量控制的解耦思想和预期电压空间矢量调制方法。通过对一个完整的提升周期运行情况的仿真,结果表明:这种预期电压直接转矩控制能有效减小磁链和转矩脉动,更好地满足提升机的运行要求,具有实际意义。     

无槽永磁直线同步电动机的磁场分析

本文主要进行无槽永磁直线同步电动机的磁场分析,并以矢量磁位作为求解变量得到励磁磁场和电枢反应磁场的二维解。通过有限元法验证解析结果,两种方法所得结果吻合较好。     

永磁同步电动机转子位置检测研究

采用基于电机凸极的高频电流注入法跟踪转子位置,利用高频电流信号的注入,提取含有位置信息的电压信号;所提取的信号经过高通滤波器后,使用外差法对其进行处理,再通过卡尔曼滤波与PID算法结合的位置观测器,得到转子位置信息;最后对永磁同步电机转子位置检测进行仿真。