基于滑模观测器的无速度传感器异步电机模型预测控制

模型预测控制是近年来在交流调速领域逐渐受到关注的一种优化控制算法。针对预测控制所需的转速和磁链信息,采用将电机本体输出电流作为参考模型,自适应磁链滑模观测器的输出电流作为可调模型,通过对电流误差设置合适的自适应率,最终辨识出转速。该方案不仅提高了参考模型的精确性,同时将滑模理论应用到磁链观测模型,提高了系统的动态响应和对电机参数的鲁棒性。最后在MATLAB/Simulink环境下搭建了联合仿真模型,仿真结果验证了该方案的可行性。     

一种用于无速度传感器异步电机控制的自适应滑模观测器

研究了一种用于异步电机控制的自适应滑模观测器。该观测器由两个滑模电流观测器、转子磁链观测器和速度估计部分组成。转子磁链观测器以两个电流观测器和速度观测器的输出作为输入,估计转速反馈到第二个电流观测器和转子磁链观测器。采用Lyapunov理论和Popov超稳定性理论对该方法的稳定性进行验证。该观测器具有设计新颖、对参数变化具有很强的鲁棒性等特点。通过Simulink仿真验证了该观测器的有效性。     

一种用于异步电机无速度传感器控制的自适应滑模观测器

针对异步电机无速度传感器中存在的对参数变化鲁棒性差的问题,研究了一种基于自适应滑模观测器的异步电机无速度传感器的矢量控制方案。自适应滑模观测器根据电机静止坐标系下的数学模型构造了转子磁链观测器,定子电流观测值与实际值的误差构成观测器的滑模面,在滑模运动下该观测器的观测值最终趋近于实际值,从而实现转子磁链的估计。电机转速由自适应方法估算得到,滑模观测器的稳定性可由李雅普诺夫稳定性证明。与其他方案相比,该方法的优点在于实现简单,对参数变化具有鲁棒性。仿真和实验对控制方案的正确性和可行性给出了验证,该观测器可以实现对转子磁链和转速的观测,且在负载扰动和给定转速变化的情况下该滑模观测器具有鲁棒性。     

一种用于无速度传感器异步电机控制的自适应滑模观测器

研究了一种用于异步电机控制的白适应滑模观测器。该观测器由两个滑模电流观测器、转子磁链观测器和速度估计部分组成。转子磁链观测器以两个电流观测器和速度观测器的输出作为输入,估计转速反馈到第二个电流观测器和转子磁链观测器。采用Lyapunov理论和Popov超稳定性理论对该方法的稳定性进行验证。该观测器具有设计新颖、对参数变化具有很强的鲁棒性等特点。通过Simulink仿真验证了该观测器的有效性。     

基于滑模观测器的PMSM无速度传感器控制

滑模观测器在获得较强鲁棒性的同时也具有高频抖振的内在不足,且其抖振会随着滑模增益的增大而加剧。低通滤波器在消除高频抖振的同时,也造成基频观测信号的延迟,进而影响到转子位置观测精度。为此,通常需要对低通滤波器的延迟角度进行补偿,而常规直接计算补偿方案需要用到转速信号,且对转速观测精度较为敏感。此处设计了一种基于双低通滤波器的等效控制反馈滑模观测器方案,一方面通过等效控制信号的反馈降低了所需滑模增益,另一方面通过双低通滤波器对等效控制信号的延迟进行了角度补偿,从而获得了较为准确的转子位置观测。实验结果验证了所设计的无速度传感器系统具有较好的稳态和动态性能。     

基于滑模观测器的永磁同步电机无速度传感器控制

永磁同步电机(PMSM)的高性能控制需要提供转速及转子位置的精确信息。这些信息通常可以通过旋转变压器、光电编码器等机械传感器来测得。但是高性能的机械传感器价格较高,安装困难且难以适应恶劣环境。通过测量电机的电信号,根据获得的电信号和电机自身参数能够计算出转子的位置和电机转速信息。利用电机反电动势与电机转速之间的关系,设计了基于反电动势的滑模观测器来对电机转子位置及电机转速进行估算,从而实现表贴式永磁同步电机的无速度传感器控制。     

基于自适应观测器的异步电机无速度传感器模糊矢量控制

提出了一种新型的转速自适应磁链观测器,深入研究了观测器的增益矩阵选择,并提出了一种简化的增益矩阵选择方法,同时使观测器的稳定性得到改善。在观测器中进一步引入转矩观测器,提高了速度估计的动态性能。转速和磁链外环采用模糊控制,与传统PI控制器相比,系统的动静态性能得到提高。在实际三电平逆变器平台上的实验结果表明,采用模糊控制和自适应观测器的无速度传感器矢量控制系统在较宽的速度范围内具有良好的性能。     

基于改进滑模观测器的PMSM无速度传感器

针对基于滑模观测器的永磁同步电动机的无位置传感器存在的抖振问题,采用了饱和函数替代开关函数。通过引进饱和函数降低抖振,然后从反电动势中提取转速和转子位置信号,减小计算转角和转速的误差和复杂性,最后利用Matlab平台对提出方法进行验证,实验结果表明改进的滑模观测器不仅鲁棒性强,而且在一定程度上抑制了抖振,在动态性能和精度上与传统滑模观测器比较有一定提高。     

基于滑模观测器的PMSM无速度传感器研究

为解决传统机械传感器应用存在的诸多缺陷,针对永磁同步电机矢量控制系统,采用一种滑模观测器的无速度控制方法.该方法是通过测量永磁同步电机定子侧电流和端电压来计算出转子的实际位置,系统成本低、可靠性较高.根据滑模观测器原理,建立了基于滑模观测器的PMSM无速度传感器控制的系统模型.同时利用Matlab仿真工具建立无位置传感器的永磁同步电机仿真平台,仿真结果验证了滑模观测器法的有效性.     

基于滑模观测器的无轴承永磁同步电机无速度传感器矢量控制

为解决无轴承永磁同步电机矢量控制系统中传统机械式传感器带来的成本及可靠性等问题,将滑模观测器技术应用到其控制系统中。该系统采用滑模面及滑模等效控制方法,并基于转矩绕组观测电流和其实测电流差值构建滑模面,观测电机反电动势,从而实现转子位置角及转速的精确估算。利用MATLAB仿真软件构建了无速度传感器运行仿真系统,对电机转速、转角信号进行辨识。仿真结果表明:滑模观测器的转角、转速信号辨识精度较高,并能满足无轴承永磁同步电机无速度传感方式的稳定悬浮运行要求。     

基于滑模观测器的PMSM无传感器控制

针对永磁同步电机(PMSM)的无速度传感器控制,提出了一种改进的滑模位置观测器.使用饱和函数减小抖振,并利用自适应低通滤波器简化估计角度的补偿.基于TMS320F2812 DSP和PS21564 IPM搭建了整个控制系统,经过调试证明系统具有较好的稳定性和工程实用价值.     

基于滑模观测器的感应电机无速度传感器直接转矩控制

提出了一种定子磁链滑模观测器,该观测器以定子电流和磁链作为状态变量,利用电流观测误差对定子磁链观测值进行校正,采用李雅普诺夫理论证明了观测器是渐近收敛的。设计了基于定子磁链滑模观测器的感应电机无速度传感器的直接转矩控制系统,将磁链估计值用于对转速进行实时估计。实验结果表明,采用滑模观测器的感应电机无速度传感器直接转矩控制系统,具有转矩动态响应快,转速控制精度高和调速范围宽的特点。     

基于超螺旋滑模观测器的永磁同步电机无速度传感器控制方法

由于永磁同步电机在低速运行时,电机反电动势较小,因此采样通道的非线性导致的采样电压和电流中包含的直流偏置对电机反电动势观测的影响更为严重。针对这个问题,提出了一种基于超螺旋滑模观测器的永磁同步电机无速度传感器控制方法。首先,基于等效反馈的概念,设计了一种新的超螺旋滑模观测器,以提高低速时的无速度传感器控制精度;其次,详细分析了直流偏置对无速度传感器控制的影响,并且设计了一种基于二阶广义积分器的直流偏置抑制方法,从而进一步提高了无速度传感器控制精度;最后,通过6.6 kW永磁同步电机无速度传感器控制系统验证了所提控制策略的有效性。     

基于复合滑模面的异步电机速度观测器研究

针对异步电机无速度传感器控制研究了一种速度和磁链观测器方案。利用坐标系间的变换关系,推演了复合滑模面的构造本质,揭示了基于单滑模面的传统观测器存在稳态观测误差的必然,进而完善了基于复合滑模面的滑模观测器设计理论。仿真和实验结果验证了该观测器的有效性和系统性能。     

异步电机无速度传感器矢量控制

对异步电机无速度传感器矢量控制进行了综述，介绍了开环速度估计、模型参考自适应系统、观测器估计、人工智能方法估计、空间饱和定子三次谐波电压估计、电机凸极效应估计等常见的速度估计方法，指出了各自的优缺点和适用范围。今后这方面的研究应注重于提高速度估计的精度、改进低速区控制性能以及提高系统的抗干抗能力和参数的鲁棒性。     

基于滑模观测器的交流伺服电机无传感器控制

研究了一种基于滑模观测器的永磁同步交流伺服电机无传感器控制方案。通过对静止坐标系中永磁同步电机(PMSM)数学模型的分析,在滑模电流观测器基础上引入扩展反电势(EEMF)估计值,其中包含传统反电势及与电机凸极性相关的电压分量,构造了相应的滑模观测器来估计两相静止坐标系中EEMF分量。通过分析抖振存在的原因,采用Sigmoid函数代替常数切换函数来减小抖振,并利用扩展龙贝格观测器观测出转子的速度和空间位置。仿真结果验证了控制方案的有效性和可行性。     

基于滑模观测器的高速PMSM无传感器控制

针对基于饱和函数滑模观测器方法存在调节参数多及低通滤波器带来的相位延迟问题,研究一种基于超螺旋算法的滑模观测器无传感器控制策略,通过理论推导及系统稳定性分析,设计了一种滑模系数根据转速变化在线调节的自适应滑模系数算法。通过实验验证了该方法相比于基于饱和函数滑模观测器,能在较宽速度范围内有效地抑制抖振,提高了无传感器控制系统的估计精度,简化了参数调节过程及滤波器设计环节。     

异步电机无速度传感器矢量控制

对异步电机无速度传感器矢量控制进行了综述,介绍了开环速度估计、模型参考自适应系统、观测器估计、人工智能方法估计、空间饱和定子三次谐波电压估计、电机凸极效应估计等常见的速度估计方法,指出了各自的优缺点和适用范围.今后这方面的研究应注重于提高速度估计的精度、改进低速区控制性能以及提高系统的抗干抗能力和参数的鲁棒性.     

基于滑模观测器的永磁同步电机无传感器控制

为抑制基于传统滑模观测器的内嵌式永磁同步电机无传感器控制的抖振现象,提出一种基于d-q轴同步旋转坐标系下电流方程的非奇异快速终端滑模观测器,兼顾线性滑模观测器与非奇异终端滑模观测器的优点,提高了系统的动态响应速度。通过非线性跟踪微分器获得平滑的d-q轴反电势,减小了传统滑模观测器中低通滤波器引起的相位滞后,并利用锁相环原理从d-q轴反电势中调制出电机转子速度以及位置信息。通过Matlab/Simulink对系统进行仿真实验,验证了所提方法的有效性。