基于扰动补偿磁链观测器的永磁同步直线电机无位置传感器控制

为了提升永磁同步直线电机无位置传感器控制性能,研究了一种基于扰动补偿磁链观测器的无位置传感器控制方法。该方法将陷波滤波器看作扰动观测器并且结合反馈控制器,计算简单,容易实现。观测器中的参数调试也不复杂,对直流偏置和谐波扰动有着比较好的抑制作用,相当于克服了传统磁链观测器最主要的局限性。此外,研究的观测器不会带来磁链幅值和相位的误差。利用锁相环估计位置和速度,进一步提高观测器观测精度。实验证明扰动补偿磁链观测器能够有效减小直线电机运行过程中的动子磁链的估计误差,从而提高动子的位置和速度的估计精度。     

基于自适应Luenberger观测器的永磁同步直线电机无位置传感器控制

传统无位置传感器控制系统的位置信息处理一般采用PI调节器。针对PI调节器存在参数整定、跟踪性能差和抑制干扰能力弱等问题,提出了一种新型的自适应Luenberger观测器。利用脉振高频电流注入法(HFI)获得高频位置信号,根据电机的动力学方程建立Luenberger观测器并对速度、负载扰动进行观测,采用神经网络建立参数自整定的控制器取代观测器中的PID控制,实现了永磁同步直线电机(PMLSM)的无位置传感器控制。仿真结果表明,在速度变化与负载扰动同时存在的情况下,基于自适应Luenberger观测器的PMLSM控制系统的速度估算误差最大值为2×10^-3 m/s,位置估算误差最大值为-3×10^-5 rad,具有良好的跟踪性能和抗干扰性能。     

永磁同步直线电机低速域无位置传感器控制

永磁同步直线电机无位置传感器控制系统在低速域的速度和位置估计易受电机端部效应和电机参数变化的影响。利用高频脉动电流注入法提取含有位置信号的误差,并通过增广扩展卡尔曼滤波器(AEKF)进行滤波,获得电机速度和位置估计值,同时对电机参数进行辨识,能有效削弱端部效应和电机参数变化带来的影响,降低估计误差。仿真结果表明了该方法的优越性和可行性。     

基于改进积分器的永磁同步直线电机无位置传感器控制方法

在永磁同步直线电机（PMLSM）磁场定向矢量控制中，必须知道d轴和α相绕组中线的夹角θ，才能进行有效的控制。给出了经典的速度位置观测器，并对磁链积分方法进行了改进，利用一阶低通滤波器加PI调节代替纯积分器，消除了纯积分器的漂移和直流偏置误差。仿真和试验结果表明，基于此观测器的PMLSM无传感器矢量控制具有良好的动态稳定性，其响应速度快，指令跟踪能力强。     

基于DSP的永磁同步直线电机无位置传感器控制系统

为了实现永磁同步直线电机的无位置传感器运行,以采样得到的电机三相电压和电流信号为输入信号,利用TM S320F2812 DSP,计算出电机动子的位置信号,作为控制系统的反馈信号。在DSP硬件功能和电机动子位置估算方法的基础上,完成了系统的硬件架构设计和软件流程设计。     

基于改进积分器的永磁同步直线电机无位置传感器控制方法

在永磁同步直线电机(PMLSM)磁场定向矢量控制中,必须知道d轴和a相绕组中线的夹角θ,才能进行有效的控制。给出了经典的速度位置观测器,并对磁链积分方法进行了改进,利用一阶低通滤波器加PI调节代替纯积分器,消除了纯积分器的漂移和直流偏置误差。仿真和试验结果表明,基于此观测器的PMLSM无传感器矢量控制具有良好的动态稳定性,其响应速度快,指令跟踪能力强。     

基于DSP的永磁同步直线电机无位置传感器控制系统

为了实现永磁同步直线电机的无位置传感器运行,以采样得到的电机三相电压和电流信号为输入信号,利用TM S320F2812 DSP,计算出电机动子的位置信号,作为控制系统的反馈信号。在DSP硬件功能和电机动子位置估算方法的基础上,完成了系统的硬件架构设计和软件流程设计。     

永磁辅助同步磁阻电机改进型滑模观测器无位置传感器控制

受磁路饱和与交叉耦合效应的影响,永磁辅助同步磁阻电机(PMASynRM)的dq轴电感具有不稳定性。为适应电感不稳定性并提高系统鲁棒性,采取一种基于扩展反电动势的改进型滑模观测器(SMO)无位置传感器控制算法,以估算电机的位置信息。使用超螺旋滑模观测器(ST-SMO)代替传统滑模观测器,使用Sigmoid函数代替传统sgn符号函数,提高滑模观测器系统的抗抖振能力。引入静止坐标系锁相环(PLL)提取转子位置信息。基于MATLAB/Simulink搭建改进型滑模观测器无位置传感器矢量控制模型,通过仿真验证了该算法可以快速准确地估计转子位置,具有较好的抗抖振性和动稳态性能。     

基于高性能磁链算法的永磁同步电动机无位置传感器控制

准确的磁链辨识是基于磁链观测法永磁同步电动机无位置传感器控制的关键,传统电压型磁链辨识算法消除了纯积分存在漂移问题,对圆形磁场的磁链可以准确辨识,但对实际中电机内普遍存在的椭圆形磁场的磁链辨识时存在稳态幅值和相位误差。分析了椭圆形磁场时磁链矢量与反电动势矢量的空间关系。对传统算法辨识椭圆形磁链的误差进行了分析,提出一种改进的新型磁链算法。改进后的新算法运算量与传统算法相当,但对圆形与椭圆形磁场的磁链均能准确辨识。将新算法应用于一台表贴式永磁同步电动机无位置传感器控制系统的转子位置估算,仿真证明,在稳态及转速突变时新算法均具有良好的位置和转速跟踪效果。利用数字信号处理器TMS320F2812DSP对其进行了数字化实现。实验结果表明,在中高速范围内,调速系统在稳态与电机转速突变时具有良好的动静态特性,但在低速区会出现系统不稳定。仿真与实验证明了新算法的有效性和实际可应用性。     

基于超螺旋滑模观测器的永磁同步直线电机无模型控制

针对永磁同步直线电机(permanent magnet linear synchronous motor, PMLSM)在运行过程中因参数失配和外部扰动导致控制性能下降的问题,提出一种基于超螺旋滑模观测器的永磁同步直线电机无模型控制策略。根据PMLSM在dq旋转坐标系下参数摄动时的数学模型建立电机对应的新型超局部模型,以避免参数失配。基于该新型超局部模型,结合滑模控制设计了无模型滑模速度控制器,通过Lyapunov稳定性理论证明该控制器的稳定性。同时,为削弱传统扩展滑模观测器对新型超局部模型中未知量观测的抖振,提高控制精度,设计超螺旋滑模观测器(super-twisting sliding mode observer, STSMO)对未知量进行在线辨识并实现前馈补偿。最后,将传统滑模控制、基于传统扩展滑模观测器的无模型控制算法与所提方法进行仿真和硬件在环实验对比,结果表明所提方法改善了PMLSM控制系统的动态响应性能,具有较强的鲁棒性。     

永磁同步电机磁链修正无位置传感器控制

表贴式永磁同步电机转速可以由电机反电势和磁链的比值进行估算,而永磁同步电机在运行时,永磁体磁链会因为交叉耦合和饱和效应而非线性实时变化,直接影响无位置传感器控制中电机转速和位置的估算.本文提出了一种磁链误差滑模观测器,通过重写定子磁链方程构建磁链误差观测器,由观测的磁链误差对永磁体磁链初值进行在线修正,利用修正得到的磁...     

基于自适应滑模观测器的永磁同步电动机无位置传感器控制

对于永磁同步电动机(PMSM)调速系统，转子位置是获得可靠控制所必需的。但位置传感器不仅会显著增加系统费用和测量噪声，且无法应用在一些恶劣环境。基于PMSM定子两相电压一电流模型，提出一种基于自适应滑模观测器的无位置传感器控制方法，对参数和负载变化具有较强的鲁棒性。仿真结果表明该观测器在中高速范围内具有良好的转子位置和速度估算性能。     

基于改进滑模观测器的永磁同步电动机无位置传感器控制

针对永磁同步电动机的无位置传感器矢量控制问题,借助于滑模变结构控制理论,通过构造滑模观测器的方法,实现了永磁同步电动机连续转子位置的观测。针对滑模控制固有的抖振问题,通过采用饱和函数替代切换函数的方法,有效抑制了抖振问题对转子位置观测性能的影响。最后通过仿真和实验验证了所实现的改进滑模观测器的有效性。     

基于MPC的永磁同步直线电机位置控制

文章提出了一种基于连续集模型预测控制的永磁同步直线电机位置控制的方法,以提高永磁同步直线电机位置控制的动态响应性能和稳态精度。传统的级联型三闭环位置控制系统使用PI控制器,虽具有应用简单、适用性强的优点,但是动态响应和稳态精度却受到制约。本文详细阐述了MPC的控制原理和设计方法,在Matlab/Simulink下搭建了相应模型进行仿真验证。仿真表明,模型预测控制具有良好的动态性能和稳态精度。     

同步磁阻电机磁链观测无传感器控制

针对同步磁阻电机铁心饱和以及直轴与交轴的交叉饱和现象严重,传统的无位置传感器控制方法往往难以实现高性能控制的问题,提出一种考虑铁心饱和现象、基于磁链观测法的同步磁阻电机无传感器控制策略,利用查表法实时获得不同工况下的电感参数,可实现电机无传感器的转子位置闭环控制。利用同步磁阻电机电流模型和电压模型观测定子磁链,将2种模型下观测的磁链误差通过矫正环节调节电压模型观测的磁链值,使得该磁链误差趋近于0,从而观测到准确的定子磁链。通过仿真与实验验证了所提出无传感器控制方法的有效性及优良的控制性能。     

基于新型磁链观测器的无轴承永磁薄片电机直接控制

将直接转矩控制理论和方法应用于无轴承永磁薄片电机,并借鉴该思想,构建转子位移和径向悬浮力双闭环控制系统。同时,针对传统直接控制系统中,磁链观测精度低的弊端,引入一种基于锁相环原理的磁链观测器,用于改善电机低速运行时的性能。首先推导了无轴承永磁薄片电机转矩和径向悬浮力数学模型。其次,设计锁相环磁链观测器,并阐述直接控制实现算法,构建基于锁相环磁链观测的无轴承永磁薄片电机直接控制系统。运用Matlab/Simulink模块对控制系统进行仿真,仿真结果验证了数学模型和控制算法的正确性。最后,将该控制策略用于一台4kW样机。实验结果表明,与传统直接控制相比,所提出的直接控制策略不仅能有效提高转矩和悬浮力控制精度,同时具有良好的动、静态性能。     

无位置传感器表面式永磁同步直线电机初始位置估计新方法

由于表面式永磁同步直线电机没有凸极性,无位置传感器控制时,估计动子初始位置非常困难。该文针对表面式永磁同步直线电机,提出了一种新的初始位置估计方法。在电机静止时,给电机注入幅值和相位可以控制的电压矢量。保持电压矢量一定的幅值不变,使其相位以较低的频率旋转。电压相位和电机直轴重合时,产生的电磁推力超过负载阻力,电机有一微动,由于反电势的作用电流就会降低,通过检测电流矢量的变化来估计动子的初始位置。这种估计方法不受电机参数的影响,也不需要增加任何硬件。仿真和实验表明给电机注入可控的电压矢量可以估计出动子初始位置,实现零速平稳起动。     

基于非线性状态观测器的永磁同步电动机无位置传感器矢量控制

应用微分流形理论分析了面贴式永磁同步电动机在不同工作状态下的状态不可区分性,研究了其旋转坐标系模型的局部弱能观及全局能观性。在此基础上,设计了降阶全局能观测子系统的高增益非线性电流-速度观测器,并将其应用到转子速度的实时估计中。基于大范围调速及暂态过程中估计值偏差大的情况,利用观测到的交轴电流微分值设计了观测器自适应增益率,分析了其对观测器状态收敛的适应性。利用直轴观测到的电流与实际测量值的微分差值设计了转子的位置估计器。分析了该方法对定子电阻及外部转矩扰动的参数变化鲁棒性。为了验证所提方法的正确性,分别进行了数值仿真及实验验证。     

基于干扰观测器的永磁同步直线电机自适应PID控制

针对永磁同步直线电机精确速度跟踪的问题,提出一种基于干扰观测器的自适应PID控制器。针对基于矢量控制的直线电机模型设计非线性干扰观测器进行干扰观测。同时,基于李雅普诺夫稳定性设计超限补偿控制器以及在线更新的投影自适应律使PID控制律始终跟随反馈控制律。最后通过试验分析结果,证明了该控制策略有更好的动态性能及鲁棒性。     

永磁同步直线电机基于推力观测器的模糊滑模控制

针对永磁同步直线电机伺服驱动系统,提出了一种基于推力观测器的模糊滑模变结构控制方案。在常规的滑模控制中引入推力观测器和模糊控制,在不影响滑模控制系统的完全鲁棒性的情况下,有效地对推力扰动进行补偿并削弱滑模切换控制所产生的抖振。仿真结果表明,该方案能有效消除推力波动,提高系统对外在时变扰动的鲁棒性,并使抖振现象得到明显抑制;系统能够获得良好的动、静态性能。