基于滑模观测器的PMSM无传感器直接转矩控制

永磁电机直接转矩控制(DTC)系统中速度传感器的使用带来一系列问题,如:增大电机空间尺寸、增加成本及传感器灵敏度易受环境干扰等。对永磁同步电机SVM-DTC的无速度传感器控制进行研究,设计了一种新型滑模速度观测器。该观测器引入Sigmoid函数作为滑模切换函数,并采用变滑模增益与虚拟采样相结合的方法来减小滑模抖振,在简化观测器结构的同时仍然可以保持较好的转速观测效果,并通过Lyapunov函数证明了观测器的稳定性及鲁棒性。仿真与实验结果证明了该观测器的有效性与正确性。     

基于二阶滑模观测器的永磁同步电动机无传感器控制

针对永磁同步电动机无位置传感器滑模控制中存在滑模抖振现象,利用李雅普诺夫函数提出了一种新型二阶滑模观测器,用来估算电机转速和转子位置。在分析传统滑模观测器为削弱抖振现象而引入低通滤波所产生的相位滞后问题后,设计了新型二阶滑模观测器,并通过Lyapunov函数证明新型二阶滑模观测器的稳定性。仿真实验结果表明,该新型滑模观测器无需低通滤波器便能有效避免滑模抖振现象,电机速度和位置估算曲线较平滑,且相对于传统滑模观测器该二阶滑模观测器提高了观测精度和系统鲁棒性。     

基于智能滑模观测器的PMLSM调速系统研究

针对由于传统滑模观测器存在而引起系统抖振较大的问题,设计了一种可在线学习BP神经网络滑模观测器,以减小系统抖振和提高永磁直线电机伺服控制系统的性能。通过设计滑模观测器进行电流估计,获得反电势大小;将BP神经网络与传统滑模观测器相结合,并将电机定子电流估计值与实测值间的误差作为性能指标函数,实现权值的在线学习,达到滑模观测器增益参数最优化自整定目的;引入锁相环技术达到对电机动子位置和速度的辨识。仿真实验结果表明,基于BP神经网络的滑模观测器能够实现对电机动子位置和速度的准确观测,且系统响应快速,稳态精度高。     

改进型滑模观测器的永磁同步电机无传感器控制策略

针对永磁同步电机(PMSM)无传感器系统运行时,传统的滑模观测器系统存在的高频振动问题,用Sigmoid函数代替开关符号函数构造新的滑模观测器,来改进原有滑模观测器对系统的控制方法进行优化。基于Lyapunov稳定性理论,保证观测器稳定性。采用锁相环技术计算出转子位置和速度信息,将其反馈到电机控制系统。经过程估算反电动势来推算出转子的速度和位置,使系统达到无传感器控制的目的。仿真结果表明,改进型滑模观测器能够获得更高的估算精度和更好的动态性能。     

基于龙伯格观测器的BLDC滑模控制系统仿真研究

针对无刷直流电机（BLDC）负载频繁改变导致电机调速性能差的问题,提出了一种基于负载转矩观测器的速度滑模控制方法。速度环采用滑模变结构控制方法,基于改进指数趋近律设计了速度滑模控制器;同时为了减小负载转矩扰动对电机运行状态的影响,基于龙伯格观测器设计了负载转矩观测器,通过观测器来估计实际的负载转矩并将观测器的输出前馈给速度滑模控制器来抵消负载转矩扰动的影响。为了验证提出方案的有效性,在MATLAB/Simulink仿真环境上搭建了仿真模型并进行了仿真分析,仿真结果表明基于负载转矩观测器和速度滑模控制器的无刷直流电机系统有着优异的性能,与传统PI控制相比,抗扰能力强、恢复时间短、转速响应快,证明了提出方案的有效性。     

基于反步法及滑模观测器的多电机同步系统控制

多电机系统的控制历来是工业制造生产中的重要问题。传统的PID控制策略应用最为广泛,但鲁棒性较差。本文针对三电机同步系统,在磁场定向矢量控制数学模型的基础上,设计了基于自适应反步法的同步控制器。针对如今传感器安装维护困难的问题,设计了一种基于滑模控制理论的张力自适应观测器,以三个电机实际速度与观测速度的误差构成滑模面,将速度状态开关信号作用到状态方程,构成滑模观测器,通过李雅普诺夫函数推导出观测器稳定的条件。最后的仿真结果表明,与传统的PID控制相比,该控制策略解耦效果好,跟踪性能好,具有较好的动态性能和稳态性能。     

基于滑模磁链观测器的感应电机模型预测控制

感应电机模型预测控制通过系统状态预测的方法,利用设计好的目标函数直接控制磁链和转矩。该方案易于实现多变量控制和处理非线性约束,但因为预测过程需要使用电机的真实磁链,所以对磁链观测的精度有很高的要求,以滑模磁链观测器替代传统的电流模型和电压模型磁链观测器可大大提高该方案的控制性能。常规的滑模磁链观测器依据电流观测误差设计滑模控制函数,在实现对转子电阻变化的高鲁棒性的同时也引入了定子电阻变化的影响。文章中提出一种基于磁链观测误差的滑模控制函数设计方法,对滑模观测器的性能进行改进。因为磁链的真实值无法直接获取,磁链误差值以近似计算的方式得到。通过仿真和物理实验验证了该方案对电机参数变化的高鲁棒性。     

免疫滑模观测器感应电机矢量控制系统研究

滑模观测器的存在引起系统抖振,而此抖振与滑模系数有直接的关系,影响了其在感应电机无速度传感器矢量控制系统中的应用。提出了一种基于可在线学习免疫算法的滑模观测器,将免疫算法植入到传统滑模观测器之中,充分利用了免疫算法的自适应性对滑模控制器实现在线调整,实现对滑模观测器的在线调整,有效地消除了抖振现象,同时改善了感应电机矢量控制调速系统的动静态性能。仿真和实验结果验证了免疫滑模观测器的正确性和有效性。     

一种无速度传感器感应电机鲁棒滑模控制策略

设计了一种在同步旋转坐标系下的无速度传感器感应电机滑模速度和磁通控制方案,并设计了一种收敛速率可调的闭环滑模磁通观测器。Lyapunov稳定性理论推导和仿真结果均证明了该控制策略和磁通观测器对参数摄动和不确定因素有很强的鲁棒性。为了削弱变结构控制中的抖振现象,采用饱和函数来代替符号函数。在转速观测器中加入在线估计负载转矩环节,使得转速观测器对负载转矩变化具有良好的鲁棒性。在电机参数和负载发生剧烈变化的情况下,分别利用该控制策略和精确反馈线性化控制方法进行了对比仿真。仿真结果验证了该控制策略与观测器的有效性。     

感应电机直接转矩控制系统的滑模观测器设计

提出了一种感应电机直接控制系统的滑模观测器。采用定子电流估计误差构成滑模函数,通过选取足够大的切换控制增益,使定子电流的估计值收敛到其实际值,进而获得定子磁链和转速估计值。基于Lyapunov稳定性理论证明了观测值渐近收敛。将该滑模观测器用于感应电机的无速度传感器直接转矩控制系统,仿真结果表明驱动系统具有优良的控制性能。     

基于自适应滑模观测的无速度传感器感应电机间接磁场定向滑模控制

针对传统感应电机无速度传感器控制系统中参数变化和负载扰动对系统运行性能的影响,该文将滑模控制与自适应滑模观测器相结合,构成了感应电机无速度传感器的双滑模控制系统,并建立了该系统的SIMULINK仿真模型。系统仿真结果证实了在电机参数变化和负载扰动时,该系统具有无超调、鲁棒性强、动态响应快等优点。     

基于分数阶滑模观测的感应电机无速度传感器矢量控制

针对感应电机无速度传感器矢量控制中速度和磁链的观测问题,设计了一种感应电机速度和磁链的分数阶滑模观测器,该观测器综合了分数阶积分和滑模控制的优点。观测器以定子电流观测误差构成滑模面,根据李雅普诺夫定理证明了观测器的收敛性和稳定性,并设计了分数阶滑模控制律。将该观测器应用到了感应电机矢量控制系统中,实现了无速度传感器矢量控制。仿真试验表明,分数阶滑模观测器能有效减小滑模观测中的抖振,对磁链和速度有较高的动态辨识能力。而且,无速度传感器矢量控制系统在全速范围内较好的动态和稳态性能。     

基于一种新型滑模观测器的永磁同步电机无传感器控制

永磁同步电机无传感器控制中,需要实现电机转速和位置的估计,为了克服传统滑模观测器存在的不连续控制而导致的严重抖振问题,在分析传统滑模观测器原理的基础上,把Sigmoid函数引进了传统滑模观测器,设计了一种新型的滑模观测器并证明了其稳定性。仿真试验结果表明：基于Sigmoid函数新型的滑模观测器消除了传统滑模观测器存在的严重抖振,减少了滤波环节和相位补偿环节,能够实现对PMSM的速度和位置的精确估计;同时基于该方法的永磁同步电机无传感器控制策略是有效的。     

无传感器永磁同步电机控制系统设计

针对永磁同步电机无传感器控制问题,设计了一种滑模观测器用于估算电机转子位置和速度.该滑模观测器采用参数可调的曲线函数作为开关函数进行连续控制,有效削弱系统"抖动",改善了系统结构,对参数摄动和不确定因素有很强的鲁棒性.     

一种考虑死区的PMSM无速度传感器滑模辨识及控制

本文设计了一种基于旋转坐标系自适应滑模观测器并考虑死区补偿的转速和转子位置估算方法。为了解决传统估算方法导致的抖振问题,引进了近似滑模Sigmoid函数,提高了系统的可靠性。采用Lyapunov函数对角速度进行辨识,保证了系统稳定,取消了数字锁相环,使得算法变得更加简单。针对逆变器死区对估计模型的影响,引入了一种坐标变换补偿法的死区补偿算法到自适应滑模观测器控制中,消除了实际电机和模型电机之间的相位误差。仿真和实验结果表明,所提出的算法具有较强的鲁棒性,加快了系统的响应速度。     

基于一种新型滑模观测器的永磁同步电机无传感器控制

永磁同步电机无传感器控制中,需要实现电机转速和位置的估计,为了克服传统滑模观测器存在的不连续控制而导致的严重抖振问题,在分析传统滑模观测器原理的基础上,把Sigmoid函数引进了传统滑模观测器,设计了一种新型的滑模观测器并证明了其稳定性.仿真试验结果表明:基于Sigmoid函数新型的滑模观测器消除了传统滑模观测器存在的严重抖振,减少了滤波环节和相位补偿环节,能够实现对PMSM的速度和位置的精确估计;同时基于该方法的永磁同步电机无传感器控制策略是有效的.     

基于改进型滑模观测器的高速无刷直流电机控制

研究了高速无刷直流电机无位置传感器的控制方法;通过滑模状态观测器获知电机的反电势信号,估算电机的转速及换相信号。为了解决传统的滑模观测器在接近切换面时抖振过大,影响系统的性能的问题,研究将幂次趋近律结合到滑模观测切换函数中,既可以增大趋近响应速度,又能减小了抖振。再利用李雅普诺夫函数作为稳定判据,推导出观测器的增益取值范围,以保证系统趋近运动时的动态品质。利用Matlab仿真软件进行仿真分析,并搭建了高速电机控制系统实验平台进行实验验证。仿真和实验结果表明改进后的滑模观测器在切换过程中抖振明显减小,提高了系统的鲁棒性和有效性。     

同步旋转坐标系下的BLDCM滑模观测器算法设计

为了实现无位置传感器无刷直流电机(BLDCM)矢量控制系统中电机转子位置的准确估计,提出了一种基于同步旋转坐标系的滑模观测器算法。该方法直接在同步旋转坐标系中设计滑模观测器,以获取电机反电动势信息,再通过锁相环技术从估计的反电动势中提取电机转子的速度和位置角度信息。针对滑模观测器的高频抖振问题,采用饱和函数代替滑模观测器的符号函数。最后,通过仿真将所提算法与传统滑模观测器算法对比,并对所提算法进行实验验证。仿真与实验结果表明该算法能够准确跟踪转子的速度和位置,验证了所提算法的正确性与可行性。     

用于PMSM无位置传感器控制的改进滑模观测器的设计与仿真

根据永磁同步电机两相坐标系下的数学模型,建立一种以电流和反电动势为观测对象的四阶滑模观测器。根据定子电流误差构造滑模面,最终由改进的滑模观测器估算转子速度和位置,加以分析得到观测器的收敛条件及自适应律,证明了改进滑模观测器的稳定性。理论分析表明该方法的滑模观测器性能不依赖于电机参数等,具有较强的鲁棒性。同时对永磁同步电机系统进行了Matlab/Simulink仿真,仿真结果表明,该方法不依赖于电机参数,能够快速跟随速度的变化,实现对永磁同步电机的无位置传感器控制。     

基于模糊滑模观测器的永磁同步电机进给系统速度估计

为解决目前伺服系统中采用机械位置传感器所存在的诸多缺点,提出一种用于永磁同步电机(PMSM)进给系统的模糊滑模速度观测器,实现无速度传感器控制。针对传统滑模观测器的抖振问题,采用Sigmoid函数代替传统理想开关函数,并引用模糊控制器自适应调整滑模增益以减小抖振,实现软切换连续控制。估计反电动势可以直接由控制函数的输出获得,省略了传统观测器中的低通滤波器和相角补偿。利用李亚普诺夫函数证明了设计的滑模观测器的渐进稳定性。仿真结果表明:设计的模糊滑模观测器能够对PMSM转子速度进行精确辨识,并有良好的动、稳态性能。