基于参考磁链空间电压矢量调制策略的PMSM DTC系统

设计了基于参考磁链空间电压矢量调制策略的永磁同步电机直接转矩控制方案,用参考磁链控制器和空间电压矢量调制模块取代了常规直接转矩控制系统中的开关表和滞环控制器.仿真表明,与常规直接转矩控制相比较,基于参考磁链空间电压矢量调制策略的永磁同步电机直接转矩控制系统无常规DTC系统启动时的负向转矩问题,转矩和转速波动显著减少,运行更加平稳,具有更好的动、静态性能.     

模糊调节电压矢量角度和幅值的SPMSMDTC系统

针对永磁同步电机直接转矩控制转矩和磁链脉动较大的问题,提出了模糊调节电压矢量角度与幅值表面式永磁同步电机模糊直接转矩控制系统,采用模糊控制器和空间矢量调制技术取代传统直接转矩控制系统的滞环比较器和开关表输出电压矢量。模糊控制器输入量为磁链和转矩误差,输出量为输出电压矢量的角度和幅值。基于电压矢量幅值和角度对磁链和转矩的变化影响规律设计了模糊控制规则表。为了进一步抑制转速为负时的转矩脉动,设计自适应模糊直接转矩控制系统。仿真结果表明:模糊调节电压矢量角度与幅值的直接转矩控制系统可实现四象限运行,电机系统运行良好,仅在转速为负时,转矩脉动略有增大。自适应模糊直接转矩控制系统运行效果良好,在四象限内均可较好抑制转矩和磁链脉动。     

基于Supertwisting滑模永磁同步电机驱动的转速和转矩控制

针对永磁同步电机(PMSM)空间矢量的直接转矩控制方案超调频繁、响应时间慢等问题,将传统的转速PI控制器和转矩PI控制器替换成Super-twisting滑模控制器,并从理论上证明了Super-twisting滑模控制器用在转速环和转矩环上能在有限时间内收敛。借助MATLAB/Simulink仿真软件研究了PMSM的转矩脉动,分析了其动态响应速度。仿真结果表明,在空间矢量直接转矩控制中采用Super-twisting滑模控制器与PI控制器相比有更小的转矩脉动,提高了动态响应速度并且解决了超调频繁的问题。     

四开关逆变器驱动永磁同步电机的模糊滑模直接转矩控制

为解决四开关逆变器驱动永磁同步电机的常规直接转矩控制（DTC）中磁链和转矩脉动较大、逆变器开关频率不恒定的问题,提出采用滑模控制器替代常规DTC中的滞环调节器以获得所需电压矢量,并采用空间矢量调制策略获得固定的逆变器开关频率。为避免常规滑模控制器输出抖动对系统性能的影响,引入了模糊控制器以平滑系统输出。仿真结果表明,采用该策略能有效抑制磁链和转矩脉动,同时能保持DTC系统固有的转矩快速响应特性和强鲁棒性。     

四开关逆变器驱动永磁同步电机的模糊滑模直接转矩控制

为解决四开关逆变器驱动永磁同步电机的常规直接转矩控制(DTC)中磁链和转矩脉动较大、逆变器开关频率不恒定的问题,提出采用滑模控制器替代常规DTC中的滞环调节器以获得所需电压矢量,并采用空间矢量调制策略获得固定的逆变器开关频率。为避免常规滑模控制器输出抖动对系统性能的影响,引入了模糊控制器以平滑系统输出。仿真结果表明,采用该策略能有效抑制磁链和转矩脉动,同时能保持DTC系统固有的转矩快速响应特性和强鲁棒性。     

永磁同步电机SVM-DTC系统的多滑模变结构控制

直接转矩控制(DTC)是一种高性能的控制方法,通过两个滞环控制器实现对转矩和磁链的控制,响应速度快,鲁棒性强,但导致了电流和转矩的波动。通过空间电压矢量合成任意空间电压矢量,形成基于空间电压矢量调制的直接转矩控制系统(SVM-DTC系统),能进一步减少电流和转矩的波动。本文运用滑模变结构控制理论,在SVM-DTC系统基础上,构建基于转速、磁链、转矩三滑模变结构控制器的永磁同步电机SVM-DTC系统,在保留SVM-DTC动态性能的情况下,提高了电机的低速性能,减小了转矩脉动和电磁噪声,仿真和实验结果验证了该方法的可行性。     

基于滑模变结构的永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制

为解决传统PMSM直接转矩控制系统中存在定子磁链和电磁转矩脉动较大的问题,将传统直接转矩控制系统中的滞环比较器和PI速度调节器分别用指数趋近律的滑模变参数控制器和变参数PI速度控制器代替,并且将直接转矩控制和空间矢量调制技术结合,以此构建了改进后的PMSM直接转矩控制系统,仿真研究表明,新系统能有效减小转矩脉动,使逆变器的开关管频率稳定,同时保持了直接转矩控制转矩响应快速,强鲁棒性的优良动态性能。     

基于优化滑模观测器的无刷直流电机变结构直接转矩控制

本文提出一种由一个优化滑模观测器及一个变结构控制器组成的直接转矩控制系统,应用于永磁无刷直流电机。滑模观测器用来获取绕组反电动势,为减小系统抖振,引入连续光滑的反正切函数,并且证明了观测器的收敛条件及稳定性。然后以转速误差为基准建立滑模切换面,构造出变结构控制器,得到转矩控制的参考值。最终通过转矩误差并参考霍尔位置信号选择合适的空间电压矢量,完成直接转矩控制。该方案的控制效果能够不受制于电机参数变化及干扰影响,具有很强的鲁棒性。实验结果证明了该方案的正确性及有效性。     

永磁同步电机模糊直接转矩控制研究

直接转矩控制系统具有良好的动态响应,但转矩及磁链的脉动较大.针对这一问题,用模糊控制器代替传统直接转矩控制系统中的滞环比较器,将电机定子磁链误差、电磁转矩误差及定子磁链空间角三个量作为模糊控制器的输入,进行模糊处理,并在模糊控制器中根据预先制定的模糊推理规则进行模糊推理运算,从而最优的选择出电机所需要的电压矢量,作为模糊控制器的输出,直接控制逆变器的开关状态.仿真结果表明,模糊直接转矩控制在很大程度上可以改善传统直接转矩控制的定子磁链和电磁转矩脉动,并有很好的动态特性.     

基于参考磁链电压空间矢量调制策略的永磁同步电机直接转矩控制研究

设计了基于参考磁链电压空间矢量调制策略的永磁同步电动机直接转矩控制,用H调节器取代了常规直接转矩控制系统中的开关表和滞环控制器,在每一控制周期计算出参考磁链和估计磁链的偏差,选择相邻非零矢量和零矢量并精确计算出其作用时间.仿真结果表明,与常规永磁同步电机直接转矩控制相比,基于参考磁链电压空间矢量调制策略永磁同步电机直接转矩控制转矩脉动显著减小;转矩和转速动态响应更快;具有更好的动、静态性能.     

两相混合式步进电机的滑模伺服控制研究

为了提高步进电机控制系统的动静态性能与系统鲁棒性,将滑模变结构控制引入步进电机的伺服控制系统中,设计两相混合式步进电机八扇区SVPWM分配方式,并设计滑模控制器使系统控制性能得到明显改善。利用Matlab/Simulink将其与工业上常用的细分控制方式进行对比仿真验证,结果表明滑模变结构控制与工业上使用的细分控制方式相比,具有响应快、抗扰动强、转矩波动小等优点,由此说明了滑模控制在步进电机伺服控制系统中的优越性。     

Artificial intelligence-based speed control of DTC induction motor drives—A comparative study

The design of the speed controller greatly affects the performance of an electric drive. A common strategy to control an induction machine is to use direct torque control combined with a PI speed controller. These schemes require proper and continuous tuning and therefore adaptive controllers are proposed to replace conventional PI controllers to improve the drive's performance. This paper presents a comparison between four different speed controller design strategies based on artificial intelligence techniques; two are based on tuning of conventional PI controllers, the third makes use of a fuzzy logic controller and the last is based on hybrid fuzzy sliding mode control theory. To provide a numerical comparison between different controllers, a performance index based on speed error is assigned. All methods are applied to the direct torque control scheme and each control strategy has been tested for its robustness and disturbance rejection ability.     

感应电机磁链和转矩的非奇异终端滑模控制

针对直接转矩控制技术以容差形式的Bang-Bang控制模式给系统的稳态运行带来的转矩脉动大、电流谐波成分重、定子磁链轨迹畸变等问题,将非奇异终端滑模控制应用到了转矩和磁链控制中.为了提高传统滑模控制的收敛性,分别独立设计了转矩控制器和磁链控制器的非奇异终端滑模平面.转矩控制器和磁链控制器由等效控制项和非线性切换项组成,非线性切换项中的符号函数sgn(S)通过积分作用削弱了控制量的抖振.仿真结果表明,非奇异终端滑模变结构直接转矩控制具有动态响应快、转矩波动和转速波动小、鲁棒性强、低"抖振"的特点.     

无刷双馈电机直接转矩控制转矩脉动最小化

针对无刷双馈电机直接转矩控制系统转矩脉动大的问题,依据模糊控制理论,研究了基于模糊控制的无刷双馈电机直接转矩控制系统。将转矩误差、磁链误差、扇区作为模糊控制器的输入,采用模糊控制器自动合理地选择电压空间矢量,取代传统的开关矢量表,同时将磁链圆划分为24个扇区。Matlab环境下的仿真结果表明,与传统的无刷双馈电机直接转矩控制系统相比,有效地减小了稳态时的转矩脉动,并且改善了定子磁链渡形,使定子电流波形更接近于正弦。系统在启动、负载扰动等情况下仍然保持了良好的动态性能。在DSP控制系统中实现时。可经相应的离散化后通过查表运算实现模糊控制,实现算法简单,且具有良好的实时性。     

永磁同步电机的模糊滑模控制

为了实现高性能永磁同步电动机伺服系统快速而精确的位置跟踪控制,在滑模控制策略中引入模糊控制算法,设计了基于模糊规则的滑模控制器。通过理论分析和控制仿真,证实了模糊滑模控制很好地解决了抖振问题,对参数变化和负载扰动具有较强的鲁棒性,永磁同步电机可获得优良的位置跟踪效果。     

基于SVPWM的无刷双馈电机直接转矩控制

针对无刷双馈电机标量控制动态性能差,以及常规直接转矩滞环控制不可避免地产生转矩脉动等问题,提出了基于SVPWM的无刷双馈电机直接转矩控制策略,可获得较为理想的磁链轨迹圆,有效减小转矩脉动,显著提高系统的动态性能及鲁棒性.通过仿真技术对所建模型及控制策略其进行了定量及定性说明.     

直接转矩控制中SVPWM方法的仿真

传统的直接转矩控制具有转矩脉动大、电流畸变严重和开关频率不固定等问题,针对这些问题研究基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)的直接转矩控制。在Matlab7.0/Simulink的环境下,建立了基于SVPWM直接转矩控制系统的仿真控制模型,通过与传统直接转矩控制控制系统相比,仿真结果表明采用SVPWM的直接转矩控制系统电机的转矩脉动减小、开关频率恒定及电流畸变小。     

基于滑模控制的TSMC-PMSM调速系统

设计了一种基于双级矩阵变换器(TSMC)驱动的永磁同步电机(PMSM)滑模变结构直接转矩控制方案。该方案针对一般滑模控制器的抖振问题,设计了积分滑模面、符号函数平滑和变指数趋近律,并应用于PMSM转矩和磁链的控制,既克服了滞环直接转矩控制(DTC)转矩和磁链脉动大的不足,又解决了一般滑模控制器的抖振问题。采用DSP和FPGA开发了一套系统实验样机,给出了系统的软硬件设计方法,实验结果验证了系统设计的有效性,实现了系统高性能调速及网侧电能质量的优化。     

基于变参数PI和模糊控制的直接转矩控制

针对传统永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制系统中存在定子磁链和电磁转矩脉动的缺点,提出一种基于变参数PI和模糊控制的直接转矩控制方法,将传统直接转矩控制系统中PI速度调节器和滞环比较器分别用变参数PI速度控制器和模糊控制器代替.介绍了变参数PI和模糊控制的原理和设计方法,最后构建了改进后系统控制框图,并进行了实验验证...     

基于模糊控制的永磁同步电机直接转矩控制

设计了基于模糊控制的永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制(DTC)系统,采用模糊控制器取代了传统DTC系统中的磁链和转矩滞环比较器及开关表。仿真结果表明:模糊控制PMSM DTC系统运行良好,可实现四象限运行,与传统开关表相比,可有效减小转矩脉动和平均开关频率。研究了转矩误差论域和零电压矢量对模糊控制性能的影响,并基于转矩角对电压矢量作用的影响规律,提出了考虑转矩角的PMSM模糊直接转矩控制。仿真结果表明:在转矩角较大时,考虑转矩角的PMSM模糊DTC系统可有效减小转矩和磁链脉动,改善控制性能。