基于递归径向基神经网络的永磁直线同步电机智能二阶滑模控制

针对永磁直线同步电机(PMLSM)易受系统参数变化、外部扰动、摩擦力等不确定性因素影响的问题,采用二阶滑模控制(2OSMC)和递归径向基神经网络(RRBFNN)相结合的智能二阶滑模控制(I2OSMC)方法来提高系统控制性能.利用2OSMC削弱传统滑模控制中的抖振问题,提高了系统的位置跟踪精度.但由于难以估计系统中不确定性因素的边界,从而无法实现2OSMC的最佳性能,因此,引入RRBFNN对不确定性因素进行估计.由于RRBFNN具有较快的学习能力,可通过在线训练网络参数,进而提高系统的鲁棒性.实验结果表明,所提出的控制方法切实可行,能够有效地抑制不确定性因素对系统的影响,使系统具有较高的位置跟踪精度和较强的鲁棒性能.     

SiC逆变器高频脉冲电压对Hairpin绕组绝缘安全的影响分析

针对碳化硅(SiC)逆变器高频高dv/dt脉冲激励下的Hairpin绕组高电应力容易造成绝缘损伤的问题,该文对一台电动汽车用Hairpin绕组永磁同步电机进行了绕组匝间绝缘的电压应力计算与安全分析.首先,提出考虑双导体边耦合效应的Hairpin绕组单匝线圈高频等效电路模型,提取电机绕组的高频分布参数,并基于场路耦合有限元方法建立Hairpin绕组的匝间电压计算模型;然后,得到SiC逆变器驱动下的绕组匝间绝缘电压应力,利用绕组匝间电压测试平台验证了模型与分析方法的正确性;最后,分析了不同匝间电压幅值、绝缘厚度、材料相对介电常数、匝间气隙长度等对气隙电场分布线的影响规律,以气隙电场分布线与Paschen曲线的关系为判据,给出了一种判断绕组绝缘是否发生放电的方法.     

基于扩张状态观测器的PMSM积分时变滑模控制

为了实现永磁同步电机(PMSM)驱动系统的高精度跟踪控制,提出了新型积分时变滑模控制策略,该策略考虑到系统的非线性和耦合特性对动、静态性能的影响,首先采用反馈线性化原理将系统模型线性化,然后为了加快动态响应过程,采用单回路结构取代串级结构设计积分时变滑模控制器。针对负载扰动的问题,设计了一种以负载转矩为观测对象的扩张状态观测器,并将观测值反馈到控制器中以克服扰动对性能的影响。最后在永磁同步电机实验平台上开展了对比实验研究,通过实验结果可以看出,积分时变滑模控制器使系统具有无超调、快速性的优点,提高了系统的动态和稳态性能,扩张状态观测器能够快速跟踪负载的变化,增强了控制器对负载扰动的鲁棒性。     

基于IMC-ESO的电机调速系统抑制干扰方法研究

为了提高永磁同步电机调速系统抑制干扰的能力,提出了一种基于内模控制和扩张状态观测器复合控制的永磁同步电机调速系统抑制干扰控制策略.对永磁同步电机进行数学建模,设计基于IMC和ESO的复合控制系统对电机的周期性干扰和非周期慢变干扰进行抑制,并搭建Simulink仿真模型.仿真计算结果得到:当电机启动和突加干扰阶段,在该复合控制器作用下电机能够在6 ms内迅速恢复稳定,且稳定运行时转速不产生波动.此外,系统在周期性干扰和非周期慢变干扰中,经过该复合控制器作用,其干扰分别在0.1 s和0.15 s内实现收敛.结果表明:该复合控制器能够有效抑制永磁同步电机调速系统的周期性干扰和非周期慢变干扰,进而使系统具有较优异的启动特性、抗干扰特性与稳态特性.     

基于遗传算法与模糊PID复合控制的电机调速研究

为了加强永磁同步电机调速系统的智能控制,提出了一种基于遗传算法与模糊PID智能控制的永磁同步电机调速控制策略。首先建立永磁同步电机的基本模型,利用遗传算法对模糊PID控制器进行改进,优化其参数选择和提高控制效率,并搭建Simulink仿真模型和实验验证模型。其结果得到:利用遗传算法能够迅速得到模糊PID控制器的最佳匹配初始参数,且在电机启动阶段和突加干扰阶段,遗传改进模糊PID控制系统相比于传统的PID控制系统其转速、转矩以及三相电流输出均表现出更加稳定以及波动更小。系统出现干扰后,在该组合智能控制作用下系统在极短时间内恢复稳定,其动态响应速度显著快于传统PID控制方法。结果表明该基于遗传算法与模糊PID控制系统能够对永磁同步调速系统进行有效控制,进而使系统具有较优异的启动特性和动态稳定。     

复合变指数趋近律的永磁同步电机控制

针对变指数趋近律应用在永磁同步电机矢量控制中出现的抖振以及趋近滑模面较慢的问题,提出一种复合变指数趋近律的控制方法。该方法引入变指数并与加权积分复合,变指数趋近律可使其快速趋近滑模面,加快系统的反应速度;再与加权积分增益结合,能消除滑动阶段抖动切换增益严重的问题。依据所提出的方法,设计了速度控制器,并与变指数趋近律进行仿真比较。仿真结果表明:稳态时,系统转速波动小,静态误差低;负载转矩突变时,系统反应迅速,响应时间短,提升了快速响应能力。     

径向充磁表贴式正弦磁极电机转矩密度最大化研究

本文提出一种利用三次谐波削极,增加径向充磁表贴式正弦磁极永磁同步电机输出转矩而不增加转矩脉动的方法。根据永磁磁极形状可以将表贴式永磁电机分为弧形永磁磁极和面包形永磁磁极。对于所有极槽配合的径向充磁弧形永磁磁极永磁电机,注入最优三次谐波幅值为基波的1/6;但对于径向充磁面包形永磁磁极永磁电机,最优三次谐波幅值随极对数（P）、永磁体厚度和转子半径而变化,因此现有推导的最优三次谐波解析模型是不准确的,对于面包形永磁磁极永磁电机,此模型是无效的。本文推导了径向充磁面包形表贴式正弦磁极注入最优三次谐波幅值解析模型,可以在不提高转矩脉动的情况下最大程度的提高转矩。最后用有限元验证了模型的准确性。     

基于田口法的双余度永磁同步电机优化设计

双余度永磁同步电机有两个余度单元,具有容错率高、体积小、功率密度大等特点,在航空航天、国防、机器人等领域得到广泛应用。针对双余度电机的多目标优化设计问题,基于其典型工作模式,提出二次田口法迭代的多目标优化设计方法。首先,依据双余度度永磁同步电机的应用需求,确定优化目标参数;在初始设计参数基础上,筛选出对目标优化参数影响大的尺寸参数作为优化因子。其次,首次应用田口法筛选出双余度模式下的准最优参数;进而在单余度模式下再次应用田口法对准最优参数进行二次优化;综合两次优化结果确定最终优化参数。最后,通过有限元仿真分析对优化前后的目标参数变化进行验证分析,证明了所提出方法的有效性,也拓宽了对于该类电机的多目标优化设计思路。     

基于DBN网络与BP神经网络PID控制的永磁同步电机调速策略比较研究

针对BP神经网络自身存在的学习速率固定、记忆不稳定等缺点,设计了一种基于DBN网络PID的永磁同步电机控制器,通过Matlab/Simulink对基于BP神经网络PID控制器的电机调速策略和基于DBN网络PID控制器的电机调速策略进行建模仿真分析,探讨两者对于PMSM调速策略中控制鲁棒性和稳定性的优劣。仿真结果表明,基于DBN网络PID的永磁同步电机调速控制策略训练效果更佳,具有更好的稳定性和鲁棒性。     

永磁体嵌入式同步电机的构造及控制

永磁伺服电机的设计与开发是目前的热点之一，永磁体嵌入式同步电机（IPMSM），以其独有的特性正日益受到关注。文章对IPMSM的转子构造进行分析，提出最大转矩／电流控制方法。