磁轴承的重置PID控制研究

以立式主动控制电磁轴承为研究对象,阐述了传统PID控制在磁轴承控制系统应用上存在的不足。分析了在磁轴承的PID控制中,系统响应产生超调的原因,提出引入提前重置PID控制。仿真和试验证明了该算法能够同时减小超调和调节时间。     

主动磁轴承系统的自适应滑模控制

本文针对磁轴承系统的结构参数具有时变性,为典型的复杂非线性系统的特点,将自适应控制和滑模控制相结合,设计了一种能实时跟踪系统结构参数变化的自适应滑模控制器,并应用到单自由度磁悬浮轴承控制系统,使得系统的性能达到最优或近似最优。以单自由度磁轴承控制系统为研究对象,建立了基于自适应滑模控制的仿真模型,构建了以PC为上位机,TMS320F2812型DSP为下位机的实验平台。仿真与实验结果表明,自适应滑模控制器不但能削弱常规滑模控制中的固有抖振,而且具有更好的鲁棒性和快速性,满足磁轴承系统实时控制的要求。     

主动磁轴承转子质量不平衡补偿研究

在旋转机械中,由于转子质量的不平衡会导致转子沿旋转方向的振动,严重影响系统的动态特性及安全运行,特别是对具有较高速度的磁轴承支撑的悬浮转子来说,对质量不平衡进行补偿研究,具有重要的现实意义和实用价值.介绍了磁轴承支撑的悬浮转子振动控制原理,推导出存在质量不平衡的转子运动方程.基于位移最小的补偿准则对之进行振动补偿控制,设计了前馈补偿控制系统,利用Matlab/Simulink对该系统进行了仿真试验研究.仿真结果表明:基于前馈补偿控制器的振动控制策略能够很好地抑制悬浮转子振动,提高了转子旋转精度.     

磁轴承复合位移传感设计与实验研究

针对传统磁轴承位移传感器结构复杂、适装性差、存在检测位置与执行器错位,而位移自传感方法鲁棒性、实用性差等问题,该文提出一种基于探测线圈的磁轴承位移检测方法,通过在磁轴承磁极上布置探测线圈可实现定转子相对位移测量.首先,建立等效电路模型,并通过Simulink仿真,证明模型正确性;其次,提出差动检测方案,并通过半桥检测电...     

基于U-I模型的动力磁轴承独立控制系统的研究

气隙磁场定向控制解耦算法复杂,精度受电机参数变化的影响较大,难以实现高性能的悬浮控制。提出了基于U-I模型的动力磁轴承独立控制系统,并利用MATLAB软件对其进行了仿真研究,仿真和实验结果表明该系统可以提高悬浮精度。     

单自由度磁轴承数字控制器的研究

本文介绍了磁轴承系统的组成，控制器的硬件配置及软件设计。实验结果表明，数字控制器参数调整方便，精度高，可靠性高，易于实现各种可能的控制策略。     

磁轴承MPW开关功率放大器的研究

针对现有磁轴承功率放大器存在的电流失真大、可靠性低等缺点,介绍了最小脉宽（ＭＰＷ）功放的基本原理和电路实现,并采用ＭＰＷ方式研制了一台容量为１２．４ｋＶＡ的磁轴承开关功率放大器。实验结果表明,该功放具有电流失真小、功率大、效率高、安全可靠等优点。     

混合径向磁轴承非对称位移传感器容错控制

针对混合径向磁轴承用的位移传感器容易发生故障可靠性不高的问题,依据冗余位移传感器检测思路,采用坐标变换矩阵技术,提出一种位移传感器的故障识别与容错控制方法.通过将位移传感器非对称安装在混合径向磁轴承的外围,根据位移传感器的故障状态选取不同的坐标变换矩阵,实现转子在水平和竖直两个自由度上的位移检测.传感器位置的非对称安装...     

无轴承电机轴向混合磁轴承驱动与控制

在介绍无轴承电机轴向混合磁轴承工作原理和控制系统构成基础上,设计了轴向混合磁轴承基于集成电路IR2130和TL494的集成式两电平H桥主电路的PWM开关功率放大器,设计了轴向位移检测电路和PID控制器,并对控制系统进行了调试,给出了试验波形.结果验证了其设计开关功放和PID控制器的合理性和有效性.     

基于粒子群算法和卡尔曼滤波器的PID控制

针对PID控制系统中存在参数的整定和控制干扰信号和测量噪声信号问题,提出基于粒子群算法和卡尔曼滤波算法的PID控制方法。利用粒子算法优化PID参数,通过卡尔曼滤波器抑制控制干扰信号和测量噪声信号。仿真结果表明具有响应速度快、抗干扰能力强等特点,且达到了全局最优PID参数整定,有效地剔除系统的控制干扰和测量噪声信号,具有比传统PID控制方法更好的动态和静态控制性能,控制品质有较大的改善和提高。为PID控制系统的研究提供了一种新方法。     

基于降阶扩展卡尔曼滤波的永磁同步电动机无传感器控制

针对永磁同步电动机扩展卡尔曼滤波(EKF)算法复杂、不利于实时性等问题,提出了一种基于降阶扩展卡尔曼滤波器(REKF)来预估转子位置和速度的新算法,通过对状态变量的适当选取,简化了滤波器结构。仿真结果表明:估算的转子位置和速度均能较好地跟踪实际值,继承了传统扩展卡尔曼滤波的优点。同时,算法阶数的降低显著减少了运算量,实时性得到增强,更易于数字化实现。     

基于模糊自适应扩展卡尔曼滤波器的异步电动机无速度传感器控制

针对传统扩展卡尔曼滤波器(EKF)固定的噪声协方差矩阵在观测感应电动机转速时不能同时满足系统动态和静态下精确估计的问题,提出了一种模糊自适应调整噪声协方差的方法。该方法可以根据状态鉴别器输出状态,经模糊自适应调整噪声协方差矩阵参数,解决了系统在动态和静态时对噪声协方差矩阵中不同参数需求的问题。仿真表明所提模糊自适应EKF转速估计精度更高,有效地提高了系统的抗干扰能力。     

基于扩展卡尔曼滤波器的感应电机转子断条故障检测

根据扩展卡尔曼滤波器的原理,推导出用感应电机端电压、线电流信号估计电机转速的方法,还对扩展卡尔曼滤波器的参数进行了优化,提高了辨识的精度和收敛的速度.对电机转速进行FFT频谱分析,并以此为基础进行电机转子断条故障的在线检测.该方法不仅较以往电流检测方法更有利于克服边频带效应带来的影响,同时也避免了精密的转速测量装置的使用,因此具有广泛的实用价值.实测结果表明该方法是正确有效的.     

基于扩展卡尔曼滤波的永磁同步电机无传感器矢量控制

为实现永磁同步电机(PMSM)的无传感器控利,引入扩展卡尔曼滤波对转子位置和转速进行估计,该算法通过测量电机端电压和定子电流在线估计转子位置和速度.为提高PMSM转速估计精度,以两相静止坐标系下考虑转动惯量的PMSM实际模型为递推估计对象,搭建转速、电流双闭环的无传感器矢量控制系统.仿真结果表明,系统状态估计精度较高、运行稳定、超调小、动静态性能良好.     

基于推广卡尔曼滤波算法的永磁同步电机无位置传感器控制

介绍了一种基于推广卡尔曼滤波算法的永磁同步电机无位置传感器控制方案.利用推广卡尔曼滤波模型,由DSP(TMS320LF2407)实时估算电机的转角θe和转速ωe,使定转子磁场始终保持合适的位置并同步,利用空间矢量电压对系统进行矢量控制,实现调速.仿真结果表明,所提出的永磁同步电动机(PMSM)无传感器控制方法具有较强的鲁棒性和满意的性能.     

基于线性化扩展卡尔曼滤波器的空心杯永磁同步电机控制系统

分析了传统扩展卡尔曼滤波器(EKF)在空心杯永磁同步电机(PMSM)无位置传感器控制系统中的应用原理,构建了旋转坐标系下的EKF模型,提出了一种基于换元法的线性化算法.仿真和试验结果表明,该算法既能准确估计转子位置又能有效降低计算量,能很好地应用于空心杯PMSM的无位置传感器控制系统.     

基于两段卡尔曼滤波器的内置式永磁电机观测器设计

高性能内置式永磁同步电机的无传感器控制器需要精确的定子电阻值,将定子电阻作为变量加入到扩展卡尔曼滤波器中进行辨识将使运算矩阵阶数偏大,增加系统的运算负担。为解决这一问题,针对内置式永磁同步电机设计一种非线性两段扩展卡尔曼滤波观测器。该算法在原扩展卡尔曼滤波器的基础上通过坐标变换将其分解成为两个并行的低阶卡尔曼滤波器。所提出的算法是原扩展卡尔曼滤波器的分解运算,两者在数学上完全等价。理论分析和实验结果表明,与原有传统卡尔曼滤波器相比,该算法减少了一定的运算量并保持良好的辨识效果。     

异步电机矢量控制中扩展卡尔曼滤波器的优化研究

利用扩展卡尔曼滤波器,将转速看成一个状态量,根据定子的电流和电压值估算转速.通过仿真对滤波器初值的选取进行了研究,得到优化的卡尔曼滤波器.试验结果表明,速度估算的准确性高,系统对于电机参数的变化不敏感,具有较强的鲁棒性.     

基于扩展卡尔曼滤波器的无刷直流电动机控制

在无刷直流电动机的原理基础上,利用扩展卡尔曼滤波器将转子转速和位置看成系统的两个状态变量,根据定子侧可测的电流、电压值,逐步估计出转子转速和位置,为无速度和位置传感器无刷直流电动机控制系统打下基础。