永磁同步电机模型预测直接转矩控制

针对传统直接转矩控制方法转矩和定子磁链脉动大的问题,提出基于性能指标评估函数的永磁同步电机模型预测直接转矩控制,在dq旋转坐标系下建立内埋式永磁同步电机预测模型,阐述模型预测控制方法具体实施过程,提出可实现不同控制目标的权重系数可调的性能指标评估函数,并以评估结果为依据选取最优电压矢量,同时与传统直接转矩控制进行详细比较。实验结果表明,所提出的模型预测直接转矩控制优于传统直接转矩控制,可以有效地抑制转矩和定子磁链脉动,同时降低逆变器开关频率,减小开关损耗,并可以通过调节权重系数控制电机运行状态,验证了该方法的可行性和有效性。     

永磁同步电机最优直接转矩控制

永磁同步电机转矩中定子磁链幅值和转矩角均为可控变量,直接转矩控制的实现方法不唯一。根据永磁同步电机定子磁链和转矩角均可控的特点提出了一种最优直接转矩控制方法。该方法不要求保持定子磁链幅值恒定,直接以转矩为最终控制目标选择最优电压矢量实现对电机转矩的直接控制,省去了传统直接转矩控制方法中的磁链环。实验结果验证了理论分析的正确性和转矩控制方法的可行性。     

基于BP神经网络的永磁同步电机直接转矩控制器

基于BP神经网络具有模式识别的分类功能,提出了永磁同步电机直接转矩控制器的BP网络设计方法。在MATLAB仿真环境下,对永磁同步电机控制器进行了建模与控制仿真,仿真结果达到了理想的控制目标。     

基于BP神经网络的永磁同步电机直接转矩控制器

基于BP神经网络具有模式识别的分类功能,提出了永磁同步电机直接转矩控制器的BP网络设计方法。在MATLAB仿真环境下,对永磁同步电机控制器进行了建模与控制仿真,仿真结果达到了理想的控制目标。     

永磁同步电机的改进模型预测直接转矩控制

针对永磁同步电机直接转矩控制(DTC)中存在的转矩脉动和磁链纹波大的问题,提出一种改进的模型预测直接转矩控制方法。在两相静止坐标系下,依据无差拍控制理论计算出使电磁转矩和定子磁链在下一周期达到给定值的期望电压矢量。通过引入虚拟电压矢量将电压矢量空间划分成13个扇区,根据期望电压矢量所在扇区位置选取相应的实际电压矢量,可选取的实际电压矢量由传统的8个电压矢量扩展为14个电压矢量。该方法具有虚拟电压矢量占空比固定、调制简单以及运算次数少的优点。对直接转矩控制、传统的模型预测直接转矩控制以及改进的模型预测直接转矩控制进行仿真对比,结果表明,改进的模型预测控制方法能有效地抑制转矩脉动和磁链纹波,减小定子电流畸变率,提高系统的鲁棒性。     

永磁同步电机有限集模型预测直接转矩控制

针对永磁同步电机(PMSM)模型预测直接转矩控制(DTC)转矩脉动大、功率元件开关频率不恒定等问题,将两电平逆变器的8个电压空间矢量作为有限控制集,应用到PMSM DTC中。设计考虑转矩误差、最大转矩电流比及电流约束的成本函数,利用成本函数来估算有限集合中各电压矢量的占空比,从而求得逆变器的最优电压矢量作为系统控制量。与传统模型预测控制方法相比,该方法的电流谐波和转矩脉动显著降低,且转矩动态性能也得到改善。仿真试验结果验证了所提出的控制方案有效性。     

一种基于模型预测的永磁同步电机直接转矩控制策略

针对传统直接转矩控制(DTC)方法中电压矢量切换时间不固定以及电压矢量切换点受限于滞环宽度等问题,将模型预测控制(MPC)应用于永磁同步电机(PMSM)DTC系统,提出了一种优化的电压矢量预测选择方法。一方面,将预测的定子磁链和电磁转矩送入相应的滞环控制器,从电压矢量有限集中选择合适的电压矢量以确保预测的磁链和转矩分别在各自的滞环内;另一方面,引入代价函数和优化策略,选择不同情况下相应的最优电压矢量,且可以同时考虑电流保护等额外的控制目标。在一台凸极PMSM驱动平台上对所提出的控制策略进行了试验验证。试验结果表明,所提出的控制策略能够有效地将转矩控制在滞环内,验证了该策略的有效性。     

基于最优开关表的永磁同步电机直接转矩控制技术

直接转矩控制(DTC)是继矢量控制技术之后发展起来的又一种新型的具有高性能的交流变频调速技术,本文详细介绍了直接转矩的控制原理,分析了磁链环和转矩环的控制机理,分析了每个空间电压矢量的选择原则,制作了最优电压矢量开关表,用Matlab仿真工具,搭建了基于最有开关表的直接转矩控制系统,仿真结果表明直接转矩控制有很好的转矩快速响应能力,具有高动态性能。     

基于最优占空比调制的永磁同步电机直接转矩控制

针对永磁同步电机直接转矩控制的转矩脉动问题,在分析传统的直接转矩控制产生脉动的基础上,设计了一种基于最优占空比技术的直接转矩控制。结合预测控制思想,根据当前转矩和磁链预测下一时刻的转矩和磁链误差,采用使下一时刻误差最小的原则计算出有效电压矢量作用的时间,设计最优占空比调制的直接转矩控制控制器。通过理论分析、仿真和实验验证表明,该方法能够在不影响转矩动态性能的前提下,有效的抑制传统直接转矩控制的转矩和磁链脉动,提高了直接转矩控制的稳态性能。     

基于自适应模糊控制器的永磁同步电机直接转矩控制

为进一步改善永磁交流同步电机伺服系统的动、静态品质,设计了一种自适应模糊控制器,它在传统的直接转矩控制技术基础上加入模糊控制器和自适应机构,使整个控制器具有较强的鲁棒性和自适应性。还提出了一些简化和优化的自适应模糊算法,使该控制器更易于实现,实时性更强。通过仿真实验,将其与常规的直接转矩控制系统进行比较,表明这种自适应模糊控制器具有更好的控制效果。     

永磁同步电机直接转矩控制转矩调节器设计

在以往永磁同步电机直接转矩控制研究中,将零电压矢量引入到直接转矩控制转矩调节器中,起到了降低转矩脉动的作用.但是,这些研究没有定量的解决优化计算转矩调节器中零电压矢量作用范围的问题.该文分析了永磁同步电机直接转矩控制中电机转矩变化规律,推导出了转矩调节器中使转矩脉动最小的零电压矢量作用范围优化计算公式,从而解决了转矩调节器优化设计问题.仿真和实验结果均验证了理论分析的正确性和优化计算公式的有效性.     

基于卷积神经网络和直接转矩控制的永磁同步电机模型预测转矩控制策略

模型预测转矩控制(MPTC)需要遍历所有备选电压矢量进行预测计算,从中选择最优电压矢量,控制性能良好,但算法计算量大和实时性差。采集MPTC的运行数据离线训练卷积神经网络(CNN),将训练好的CNN代替MPTC进行电压矢量选择。为了解决CNN失控问题,提出了基于CNN控制和直接转矩控制(DTC)的MPTC策略。仿真结果表明,该控制策略可有效解决CNN控制的失控问题,控制效果与MPTC基本相当,转矩和磁链脉动明显低于DTC。     

永磁同步电机直接转矩控制与模型预测转矩控制比较研究

对永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制(DTC)系统和基于定子磁链坐标系的模型预测转矩控制(MPTC)系统的控制性能、平均开关频率、参数鲁棒性等进行比较。DTC系统结构简单,平均开关频率较低,但磁链和转矩脉动大于MPTC。MPTC性能较好,但计算复杂,实时性较差。同时,两者均存在参数失配鲁棒性较差和开关频率不恒定的共性问题。针对开关频率不恒定的问题,提出一种开关频率固定的PMSM MPTC方法,可将每个采样周期开关切换次数固定为2次。仿真结果表明：该方法可使开关频率固定为采样频率的1/3,且将备选开关状态减少为3个。     

内置式永磁同步电机的效率最优直接转矩控制

为提高内置式永磁同步电机驱动系统的运行效率,提出了一种内置式永磁同步电机的效率最优直接转矩控制方法。在建立计及定子铁心损耗的内置式永磁同步电机模型的基础上,分析了电机损耗与转矩、转速和定子磁链的关系,导出了不同运行工况条件下效率最优定子磁链幅值的计算式。通过动态调节定子磁链给定值,实现了内置式永磁同步电机直接转矩控制系统的效率最优控制。实验结果表明,给出的优化控制策略在保持直接转矩控制快速动态响应特性的同时,可有效提高电机的运行效率。     

基于自抗扰控制器的永磁同步电机直接转矩控制

针对传统永磁同步电机直接转矩控制(DTC)中转矩和磁链脉动较大以及转速超调的缺点,文中提出了一种基于自抗扰控制器的直接转矩控制策略。对于传统的PI控制策略中的磁链环、转矩环以及转速环不能满足控制系统非线性的需求,所提出的控制策略中非线性的自抗扰控制器满足了系统的非线性需求,提高了控制系统的动态响应能力。该策略中使用自抗扰控制器取代了传统PI控制结构,设计磁链、转矩和转速自抗扰控制器。通过搭建半实物仿真平台,进行实验验证文中控制策略的有效性。实验结果表明所提出的控制策略与传统的直接转矩控制相比较,文中提到的控制策略可以有效降低转矩和磁链的波动并提高系统的稳定性,降低了转速超调,改善了系统的动态性能。     

基于多级滞环控制器的永磁同步电机直接转矩控制

该文提出一种多级滞环控制器与基于离散占空比的扩展开关表相结合的新型直接转矩控制策略。该策略可以在保证系统具有快速响应能力的前提下有效地降低磁链和转矩波动。所提出的多级滞环控制器将转矩、磁链误差大小划分成若干等级,从而能够更详尽的描述系统需要增、减转矩或磁链的程度。文中对占空比进行离散化处理,在此基础上生成不同幅值、不同相角的矢量作为备选矢量,丰富和扩展了传统DTC开关表。此外,本文采用倒三角矩阵存储备选矢量集合,并采用二次寻优的方法准确、快速地从扩展开关表中选出目标矢量。最后对本文算法的可行性与有效性进行了实验验证。     

永磁同步电机新型直接转矩控制系统设计

针对传统的直接转矩控制转矩脉动大、开关频率不恒定等问题,在分析永磁同步电机数学模型的基础上,综合矢量控制的特点,提出一种基于空间矢量脉宽调制的新型直接转矩控制系统,用PI调节器取代滞环控制器,用空间矢量脉宽调制取代开关表.同时为了提高系统性能,模糊控制被应用于该系统.在Matlab环境下建立永磁同步电机新型直接转矩控制系统仿真模型并进行仿真研究,仿真结果证明了新型直接转矩控制系统设计可行有效,在提高系统响应速度的同时,能有效减小转矩和磁链的脉动,改善控制系统的性能.     

基于MTPA的永磁同步电机模型预测转矩控制

针对永磁同步电机(PMSM)高凸极率的结构特点,提出了一种基于最大转矩电流比(MTPA)的永磁同步电机模型预测转矩控制方法。首先结合数字处理系统的离散化特点,建立了PMSM调速系统的离散预测模型;重点分析了系统多个优化目标的实现机理,其中包括:开关状态限制、电磁转矩控制、MTPA优化以及最大电流限制;进而指出通过构建合适的目标函数,即可实现多项优化目标的综合最优。样机实验结果表明,所提方法在保留模型预测控制(MPC)高动态响应特性的基础上,可以有效地实现PMSM调速系统多个优化目标的综合最优。     

基于GPIO的永磁同步电机模型预测转矩控制

在永磁同步电机模型预测转矩控制(model predictive torque control,MPTC)中,由于目标函数控制变量的量纲不同,为了在代价函数中选取最优的权重系数,提出一种改进高斯变异鸽群算法(Gaussian mutation pigeon-inspired optimization algorithm, GPIO)实现权重系数自整定。首先,基于代价函数最小化原则设计PIO的目标函数,用电流id、iq脉动误差均方根评价权重系数。其次,在传统高斯变异算子的基础上引入自适应调整动态参数实现变异。仿真和实验结果表明,将改进后的算法应用于永磁同步电机模型预测转矩系统,能在较少的迭代次数内整定出最优的权重系数,极大地降低了转矩误差和电流谐波畸变率。     

基于模型预测的永磁同步电机直接转矩控制及负载角限制

永磁同步电机电磁转矩和负载角之间的非线性关系,容易导致永磁同步电机失步,限制了其在高速度、高精度领域的应用。针对此问题,提出了一种基于模型预测的永磁同步电机直接转矩控制及负载角限制方法。详细介绍了永磁同步电机的离散时间状态空间模型,可用于提高状态预测精度。阐述了电机预测过程,并设计了一种评价函数,包括性能评价函数和限制评价函数,前者可用于消除电机电磁转矩和定子磁链幅值误差,以实现设定值跟踪;后者可用于限制负载角。为补偿测量和执行之间的延时,给出了一种延时补偿方法。最后,进行了仿真和实验研究,结果表明该方法具有良好的跟踪性能,可以提高直接转矩控制的控制性能,而且可以较好地限制电机的负载角。