转子时间常数对FOC系统的影响分析及解决方法

转子时间常数的精度极易受温度等外界因素影响,进而影响磁场定向调速系统的瞬态响应性能。离线辨识方法不能精确地估计转子时间常数,且易受电机运行环境的影响。针对该问题采用一种基于模型参考自适应的在线辨识方法,该方法以转子磁链的电流和电压模型为间接磁链观测器,并以波波夫稳定理论为依据设计自适应律。仿真结果表明,该辨识方法具有很好的阶跃和跟踪性能,具有较好的可行性。     

基于滑模学习算法自适应线性单元的开关磁阻电机速度控制研究

针对开关磁阻电机(SRM)速度控制问题,为了获得更好的速度控制鲁棒性,将基于滑模学习算法(SMLA)的自适应线性单元(Adaline)应用到SRM的转矩和磁链辨识,提出了一种新的SRM速度控制方案。将Adaline与传统的PD控制器相结合作为速度控制器,电流和转子位置作为反馈量对SRM进行了电磁转矩和磁链的辨识,以直接转矩控制(DTC)部分负责磁链计算、扇区计算等,并在阶跃和正弦两种输入情况下对系统进行了仿真。研究结果表明,基于SMLA的Adaline不仅能够以较好的快速性和鲁棒性辨识SRM的电磁转矩和磁链,而且能够结合传统的比例微分(PD)控制器实现SRM的速度控制,且在速度控制过程中不需用到电机的任何参数。     

基于动态滑模的起重机位置控制系统设计

给出了起重机电机负载系统的数学模型,以此模型为基础,采用动态滑模控制理论,分别设计了系统的磁链动态滑模控制器和位置动态滑模控制器,考虑到系统转子磁链无法直接测量,设计了转子磁链观测器;为保证动态滑模面的物理可实现性,对系统的不确定干扰设计了自适应律,进行自适应估计。仿真结果表明系统具有较好的动态性能,较高的位置控制精度及对干扰具有良好的鲁棒性。     

一种提高转矩控制系统性能的新型控制器

在传统异步电机转矩控制策略的基础上,将自抗扰控制器 (ADRC) 的核心环节--扩张的状态观测器 (ESO)引入速度环调节器,构造了一种基于ESO的新型控制器.建立了常规转矩控制系统和采用新型控制器转矩控制系统的仿真模型,并对仿真结果进行分析比较.仿真结果表明,采用新型控制器能有效改善直接转矩控制系统的性能,提高了系统运行的可靠性.新型控制器结构简单,易于实现.     

基于模型参考自适应的电机直接转矩控制研究

将基于转子磁链的模型参考自适应转速辨识算法应用到无速度传感器电机直接转矩控制系统中,推导出了转速的辨识算法.仿真结果证实了该控制系统具有良好的动静态特性.     

基于简化MRAS的永磁同步电机无传感器矢量控制

推导了采用id=0的矢量控制策略下,永磁同步电机采用简化的模型参考自适应系统(MRAS)对转子速度估计的算法,并对该算法进行了仿真,仿真结果表明此方法可以精确地估计转速和转子位置。     

一种改进的MRAS观测器及异步电机转速估计方法的研究

为了提高异步电机无速度传感器矢量控制系统的低速性能以及降低对电机参数变化的敏感性,提出了一种改进的转子磁链估算方法,基于模型参考自适应(MRAS)观测转速。仿真研究表明,该方法对电机参数变化的鲁棒性好,磁链观测精度高,收敛速度快,低速性能稳定。基于该改进的磁链观测器作为参考模型,可实现异步电机无速度传感器矢量控制系统的高性能运行。     

一种感应电机参数自适应转子磁链观测器的设计

为了解决“感应电机运行过程中由电机参数变化引起的转子磁场定向不准确”的问题,根据龙贝格观测器原理提出了一种新颖的参数自适应转子磁链观测器。首先论述了观测器的设计原理,针对磁链误差无法获得这一问题提出了一种有效的解决方案,引入了新变量,然后根据Lyapunov稳定性原理设计小参数自适应律。最后分别在Matlab和DSP2812平台上对该算法的参数收敛性以及定子电阻误差对观测器的影响进行了验证。仿真和实验结果表明,该方法不但可以对转子磁链加以观测,还可以同时在线调整并辨识转子电阻以及转子时间常数,对定子电阻具有很强的鲁棒性。     

基于MRAS的无速度传感器异步电机控制

为研究无速度传感器直接转矩控制系统中对速度的估算和控制,建立了一种基于模型参考自适应（MRAS）系统原理的速度磁链自适应观测器。它以定子电流和定子磁链为状态变量,构建全阶观测器为可调模型,电机本身为参考模型,把磁链观测和速度辨识结合起来,直接把定子磁链观测值应用于直接转矩控制算法中,定义了李亚普诺夫函数,并根据其稳定性理论确定了速度自适应律。通过Matlab／Simlink软件进行了仿真。仿真结果表明,该系统对电机定子磁链的观测精度高,速度运算较准确,在全速范围内能保持较高的性能。     

基于自适应降阶观测器的感应电机无速度传感器矢量控制研究

针对稳定的感应电机无速度传感器转子磁链观测器和转速自适应律难以设计的问题,研究了基于转子反电动势矢量误差、位于观测转子磁链矢量定向的同步坐标系上的自适应降阶观测器。对降阶观测器和转速自适应律的结构进行了分析,通过合理设置二者的收敛速度,实现了转子磁链观测与转速估计的解耦,简化了转速自适应律的形式和降阶观测器的稳定性分析;同时结合小信号分析,提出了降阶观测器的稳定增益整定方法;在基于DSP的数字控制平台上搭建了感应电机无速度传感器矢量控制系统并进行了实验。研究结果表明:自适应降阶观测器可以在较大的速度范围内稳定运行,且具有良好的动态、稳态和抗扰性能。     

基于扰动观测器的永磁同步电机电流环自适应滑模控制

针对扰动对永磁同步电机转速伺服系统性能的影响,提出了基于扰动观测器的电流环自适应滑模控制方法。设计了自适应律在线估计系统的内部参数摄动以补偿模型不确定性扰动。同时,设计了滑模扰动观测器实时估计系统外部负载扰动,并将观测值前馈补偿到电流环自适应滑模控制器,在提高系统鲁棒性的同时降低滑模控制系统的抖振。实验结果显示,采用基于扰动观测器的电流环自适应滑模控制方法,系统可快速、准确、无超调地跟踪900r/min的速度指令,调节时间为0.08s,稳态误差为±5r/min。加入0.6N·m的负载扰动,该控制方法的最大转速波动为21r/min,比PI控制方法的转速波动减小了3.4%。仿真和实验结果表明,基于扰动观测器的电流环自适应控制方法提高了永磁同步电机转速伺服系统的鲁棒性和动态响应性能,同时可有效抑制滑模控制系统的抖振。     

带ESO的ANFTSMC控制PMSM的新型MPTC无传感器控制策略

针对电动汽车中永磁同步电机传统控制策略对电机控制性能差的问题,提出了一种新型的自适应非奇异快速终端滑模模型预测转矩控制策略.设计了新型自适应指数趋近率,用性质更佳的双曲正切函数tanh()替换传统的切换函数sgn(),并构造了带ESO扰动观测的新型ANFTSMC作为系统转速控制器,消弱了抖振,提高了系统鲁棒性.为实现调速系统的无传感器控制,构造了基于tanh(Fal)的ESO转速观测器.与传统基于Fal函数的ESO相比,观测误差较小,观测精度较高.同时,针对预测转矩控制策略,提出了新型的目标函数构造方法,避免了权重系数的设计,并对传统电压矢量选择方法进行了改进与优化,减少了算法的计算量,结合所设计的新型控制器可有效提高系统的快速性,增加算法的实用性.     

基于MRAS的无位置传感器永磁同步电村控制技术的研究

以永磁同步电动机的电磁关系为参考,建立了以角频率为可调参数的电流模型,并推导了基于Popov超稳定性定理的自适应率．从而提出了一种基于模型参考自适应系统MRAS（model reference adaptive system）的磁同步电动机无位置传感器控制方法。通过构建该调速系统基于Matlab／Simulink的仿真分析模型,进行了控制策略的仿真验证。分析结果表明,该控制方法具有较高的速度辨识精度,较好的稳态、动态性能和抗负载扰动能力。     

基于扰动观测器的反推控制在磁轴承中的应用

针对磁轴承转子系统在运行时因转子质量不平衡导致的同频扰动问题,提出了将反推控制算法和扰动观测器相结合形成一个复合控制器的控制策略.对磁轴承转子系统中的同频信号进行观测,并在输入信号中对同频扰动信号进行抑制.建立了转子动力学模型,设计了反推控制器和扰动观测器,通过MATLAB仿真,结果表明:该复合控制器比反推控制器对扰动...     

基于滑模磁链观测器的异步电机转矩控制仿真

针对传统异步电机磁链观测精度较差的问题,提出了一种新型滑模变结构定子磁链观测方法,该观测器在静止坐标系下通过滑模趋近律,使观测电流跟随实际电流变化,从而实现对定子磁链的观测。此外,与传统滑模磁链观测器不同,该方法可以实现对转子速度及磁链的估计,磁链观测过程独立于实际转子速度分量,具有较强的鲁棒性。理论分析和仿真结果表明,该方法能实现定子磁链的精确观测,具有精度高、鲁棒性强等特点。     

永磁直线同步电机直接推力控制神经网络自适应PI速度控制器设计

提出了一种基于人工智能技术的自适应PI速度控制器来改进经典的永磁直线同步电机直接推力控制(DTFC)系统的性能。所提出的方法是应用反向传播(BP)的神经网络(N-N)来调整经典的比例积分(PI)速度控制器参数。并将传统的PI速度控制器设计方法与提出的方法进行了仿真对比。仿真结果表明,传统的DTFC控制策略基于该方法提出的N-N速度控制器可以实现更高的性能,具有响应速度快、超调量小以及鲁棒性等特点。     

基于简化MRAS的永磁同步电机无传感器矢量控制

推导了采用id=0的矢量控制策略下,永磁同步电机采用简化的模型参考自适应系统（MRAS）对转子速度估计的算法,并对该算法进行了仿真,仿真结果表明此方法可以精确地估计转速和转子位置。     

基于转子多阶串联动态电阻的DFIG自适应LVRT控制策略

转子串联动态电阻(SDR)保护虽然能解决转子并联撬棒保护接入导致的双馈感应发电机(DFIG)低电压穿越期间无功缺额增加、机组失控及电磁转矩过冲等问题,但其大阻值反复投切的方式会导致机组电磁转矩振荡剧烈、定子阻尼减弱及可控性降低。针对这一问题,提出了一种基于转子多阶串联动态电阻(MS-SDR)的自适应低电压穿越控制策略,分析了MS-SDR保护原理及其投切对DFIG暂态过渡的影响机理,并根据故障不同阶段控制目标划分,制定了MS-SDR的分级-分阶段投切控制策略,同时为抵消MS-SDR投入导致定子磁链衰减变慢的负面影响,设计了改进的磁链有源衰减控制策略。采用MATLAB/Simulink在不同电网电压跌落深度下对主动式撬棒、传统SDR和自适应控制策略进行了仿真比较和综合性能评估。结果表明,所提方法不仅能有效抑制故障初始过流、过压及电磁转矩过冲峰值,而且还能降低故障持续阶段保护投切引起的暂态振荡幅度,并加快机组恢复稳定速度。最后通过11 k W DFIG实验平台验证了所提控制策略的有效性。     

新型转子磁链观测器的设计与仿真

针对传统的电流型转子磁链观测器、电压型转子磁链观测器以及改进电压型转子磁链观测器各自的优缺点和适用范围,设计了一种由电流型和改进电压型转子磁链观测器组合而成的一种新型转子磁链观测器,并在模型切换过程中采用改进的滞环切换器.对建立的新型观测器的Simulink模型进行仿真,结果表明,新型观测器能够得到较精确的转子磁链观测值.     

新型自适应速度观测器在异步电机直接转矩控制系统中的应用

实现高性能直接转矩控制系统的重要环节是准确地观测异步电机的定子磁链，本文将一种新型的速度自适应磁链闭环观测器，应用于直接转矩控制系统中，取代了传统的积分器，理论证明该系统是超稳定系统，仿真与实验表明，该方案对电机磁链的观测精度高，对电机参数的鲁棒性好，同时基于磁链观测器所设计的速度自适应辨识方案准确性好，收敛速度快，使系统在较低转速下仍能保持优良的性能，本系统针对1．1kW异步电机，采用数字信号处理器DSP（TMS320C32）进行了数字化实现，实时控制软件是采用C和汇编语言混合编程实现的。