基于模糊滑模控制和两级滤波滑模观测器的PMSM改进控制策略

针对传统带有滑模观测器的永磁同步电机控制系统中转矩脉动大、抖振明显、反电动势估计精度差等问题,提出基于模糊滑模控制和两级滤波滑模观测器的PMSM改进控制策略.首先,在速度环提出基于双曲正弦函数的新型趋近率,结合模糊控制思想对趋近率参数实现自整定,设计了一种基于新型趋近率的模糊积分滑模速度环控制器,并且对新型趋近率的抖振抑制效果给出严格分析.其次,提出基于变截止频率低通滤波器和修正反电动势观测器的两级滤波结构,抑制反电动势中的高频分量和测量噪声,并对转子位置进行合理补偿,继而设计了两级滤波滑模观测器;通过Lyapunov判据对本文提出控制策略的稳定性进行了推导证明.仿真和实验结果表明,与传统滑模观测器相比,改进的控制器使电机在启动和受到外部扰动时系统响应良好,有效改善了转矩脉动、抖振、反电动势的估计精度等问题.     

PMSM的改进滑模观测器无传感器控制

针对使用传统滑模观测器的永磁同步电机的无传感器控制中存在的系统抖振问题,提出了一种基于指数趋近律与变速趋近律的组合趋近律算法,用于替代传统观测器,并使用连续的饱和函数取代了开关符号函数,该算法减小了传统的基于指数趋近律控制算法在稳态时抖振过大以及稳定时间过长的问题,并运用Lyapunov稳定性理论验证了该控制系统的稳定...     

永磁同步电机积分滑模观测器控制

对永磁同步电机观测器控制进行研究,针对传统滑模观测器存在控制精度低、系统抖振较大的不足,设计了一种永磁同步电机积分滑模观测器控制。积分滑模控制具有控制精度高、系统抖振小的特点。积分滑模观测器可以有效提高电机控制精度,增强控制系统抗干扰能力。采用饱和函数代替符号函数进行滑模控制律设计,降低控制系统固有抖振,使滑模控制动态性能提高。通过仿真验证了积分滑模观测器控制策略的可行性。     

车载空调压缩机全速度无传感控制策略研究

为了实现车载空调压缩机无位置传感下全速度范围运行,研究了一种针对车载空调压缩机的全速度控制策略.在低速和零速下,为解决启动不平稳、电机易过流等问题,采用I/F电流闭环方式实现电机的快速平稳启动.在中高速下,为解决传统滑模观测存在高频抖振、位置精度低等问题,采用基于PLL的自适应滑模观测器进行位置估算,在低速和中高速模式切换过程采用Sigmod连续切换函数,实现平稳切换过渡.通过Simu-link仿真结果,验证了该控制策略的有效性.     

一种新型永磁同步电机高阶滑模转速观测器的研究

针对面贴式永磁同步电机无位置传感器速度控制系统存在的速度检测延迟、检测误差较大、动态响应不够快等问题,对永磁同步电机无位置传感器速度控制系统模型和传统滑模速度观测器结构和原理进行了分析,对高阶滑模算法理论进行了推导,结合永磁同步电机数学模型,提出了一种以位置信号为滑模变量,以高阶滑模变结构算法为基础的新型滑模转速观测器,利用Simulink软件构建了基于新型滑模速度观测器永磁同步电机矢量控制系统,对电机的起动特性、速度跟踪特性、抗外界干扰性能进行了研究。研究结果表明,由于新的滑模观测器将转子位置与反电势信号的关系进行了分离,消除了反电势信号处理滤波器对速度估算的延迟,提高了速度检测精度,从而改善了系统的稳态和动态性能。     

基于SMO的开关磁阻电机无位置传感器控制仿真研究

针对开关磁阻电机中位置传感器的引入用所带来的结构复杂程度以及系统的成本的提高、电机可靠性以及坚固性降低等问题,提出了一种新的基于滑模观测器的开关磁阻电机无位置传感器控制方法:采用五点法磁链模型,结合滑模观测器实现了转子位置无位置传感器控制。该方法以转速以及电机转子位置作为状态变量,以实际磁链以及估算磁链的偏差作为滑模面,构建出了滑模观测器,对转子位置进行了间接检测。然后利用Matlab仿真软件搭建出了12/8极开关磁阻电机的仿真模型,并在Simulink环境下对开关磁阻电机进行了仿真研究。研究结果表明,所给出的无位置传感器控制方法可以有效地估算出电机的转速以及转子的位置,测量得到的转子位置误差小,具有较好的鲁棒性以及抗干扰能力,动态性能较好。     

基于滑模观测器的永磁同步电机无传感器矢量控制

为解决永磁同步电机（PMSM）控制中机械式位置传感器带来的成本及可靠性等问题,将滑模观测器技术应用到PMSM矢量控制系统中。该系统采用滑模面及滑模等效控制方法,通过选择足够大的滑模增益,在观测电流和实测电流之间的误差上构建滑模面,对电机反电势进行观测以得到转子位置角,并基于Lyapunov稳定性判据对滑模观测器的收敛性进行了分析;建立了应用滑模观测器的PMSM无传感器矢量控制实验系统,设计了位置及速度滑模控制器。进行了1500r／min稳态及正负转速切换的角度估算实验,实验结果验证了该方法的有效性。研究结果表明,基于滑模观测器的无传感器控制策略能准确估计出PMSM的转子位置角,从而得到转子速度,且系统具有较好的动、静态特性。     

无轴承开关磁阻电机滑模观测器间接位置检测研究

针对无轴承开关磁阻电机中引用位置传感器所带来的结构复杂、成本高等问题,以12/8极三相双绕组电机为例,采用一种基于滑模观测器的无轴承开关磁阻电机间接位置检测的控制策略.该控制策略以转子位置和转速作为状态变量,以实测主绕组电流和悬浮绕组电流与估算电流的偏差作为滑模面,构建滑模观测器进行转子位置辨识和转速估计.在Matlab/Simulink中搭建无轴承开关磁阻电机的滑模观测器模型并进行仿真分析.仿真表明:所采用的间接位置检测方法可有效估算出电机的转速及转子位置,并具有较好的跟随性及鲁棒性.     

超声电机驱动的CMG框架系统滑模控制

针对超声电机驱动的控制力矩陀螺框架伺服系统具有强非线性、参数摄动和多源扰动力矩等问题,在系统建模和分析的基础上,采用了一种混合积分滑模变结构控制器,在保证框架速度控制快速响应的同时,提高了系统在多源强耦合扰动力矩下的鲁棒性。针对滑模抖振问题,引入了一种滑模观测器补偿框架系统的多源扰动力矩,减小系统不确定项的影响,进而减小滑模切换增益,达到抑制抖振的目的。仿真和实验结果表明,提出的控制力矩陀螺框架速度控制策略可有效抑制滑模控制系统的抖振现象,在多源扰动力矩的影响下,框架系统具有较强的鲁棒性。     

基于Sigmoid函数的PMSM模糊滑模观测器设计

针对近年来被广泛应用于工业控制领域的永磁同步电机无速度传感器控制进行研究,设计出新型滑模电流观测器。为了减小抖振,以Sigmoid函数代替切换函数,引入模糊控制器以实现滑模增益的自适应更新,并对观测器的稳定性进行了证明。最后,利用MATLAB/Simulink软件搭建了仿真模型,通过仿真实验证实了其正确性和可行性。     

一种基于功能安全的电机控制位置检测算法改进

传统的电动汽车行驶过程中,只依靠位置传感器获得电机的转速、角度等信息。若在行驶途中传感器发生故障,会导致车辆失去动力,进而引起车辆失控,存在极大的安全隐患,不满足国家对车辆功能安全的要求。针对此问题,在传统的基于位置传感器和转子信息检测的基础上又引入了滑模观测器估算电机转子的角度,当电机位置传感器发生故障时,将滑模观测器估算的角度值作为控制变量参与电机控制,改进后的算法在位置传感器故障时能正常工作,及时提供准确的转子信息,避免汽车突然失去动力而造成安全隐患,极大地提高了汽车的安全性能,符合国家对汽车功能安全的需求。     

基于内衰减趋近律的感应电机组合滑模位置控制

针对感应电机滑模控制中线性滑模面存在动态性能好、稳态性差,积分滑模面稳态性能好、动态性能差的问题,结合两种滑模面的优点,提出了一种新的组合滑模面。通过设定阀值,根据偏差与阀值的关系,改变切换值的大小,从而达到线性滑模面和积分滑模面的平滑切换。同时针对控制系统中存在的抖振问题,设计一种带内负衰减控制的趋近律,使得切换开关在零附近呈现负衰减,保证了趋近阶段的快速性和准动滑模态的强鲁棒性,同时减弱了抖振。最后与传统的滑模控制策略进行了对比分析。分析结果表明,基于内衰减趋近律的组合滑模感应电机控制具有良好的动态、稳态性和鲁棒性,又有效地削弱了抖振。     

基于改进龙贝格观测器的控制系统的研究与仿真

由于传统永磁同步电机在实际应用中存在的问题,开发了永磁同步电机无传感器控制,适用于中高速范围的无传感器控制方法,主要是基于电机基波激励模型中与转速有关的变量反电势来估算转子速度和位置。在低速或零速时,反电势较小,有用信号的信噪比较小,通常难以提取,因此通过反电势的方法估算转子速度和位置难以实现。脉振高频电压信号注入常用于低速范围的无传感器控制方法中,而在中速范围内误差较大。将改进龙贝格观测器与脉振高频电压信号注入联系起来,解决控制系统在低中速的控制问题,降低转子位置估算与速度估算的误差。     

基于滑模观测器的永磁同步电机无传感器控制

永磁同步电机因具有功率密度高和动态响应速度快等诸多优点,在交流伺服传动领域具有明显的优势。永磁同步电机的高性能控制依赖于精确的转子位置信息,传统的机械式传感器成本高、体积大,限制了永磁同步电机的应用,无传感器控制技术是解决以上问题的一种有效途径。针对传统的永磁同步电机无传感器控制都是基于两相静止正交坐标上的数学模型进行研究的情况,设计一种基于滑模观测器的永磁同步电机无传感器控制方法。首先,建立永磁同步电机在两相同步旋转正交坐标系上的动态模型,并以此进行无传感器控制研究;其次,基于李雅普诺夫稳定性理论分析并设计了滑模观测器,得到感应电动势,并应用李雅普诺夫稳定性理论得到控制增益的约束条件;然后,引入一个低通滤波器削弱滑模控制固有的抖振,得到有效电动势,基于反正切函数对其带来的相位延迟进行补偿,提取位置信息;最后,通过仿真验证永磁同步电机无传感器控制方法对角速度和转子位置估计的有效性和鲁棒性。     

基于矢量控制的BLDCM新型滑模控制器

针对反电动势为正弦波的直流无刷电机控制效率问题,研究了其控制方式,采用了矢量控制方法代替传统的方波控制,以提高电机运行效率,设计了一种新的指数趋近律积分型滑模控制器(sliding mode control,SMC),提高了直流无刷电机控制系统的抗干扰性及速度跟踪性。在滑模控制中引入新的趋近律可有效地抑制抖振问题,提高了滑模面的趋近速度,同时使得系统的超调得到显著的降低。采用了边界层可变的正弦饱和函数替代开关函数进一步削弱抖振,并对其进行了理论分析。最后根据所设计的控制方式通过Simulink进行了仿真验证。研究结果表明,所设计的速度控制器较传统的滑模控制器及积分型滑模控制器具有更好的抑制抖振和速度跟踪性能。     

基于卡尔曼控制的滑模振动力输出跟随系统

针对振动力输出跟随系统无误差跟随和消除控制系统中经常伴有随机噪声和过程噪声的问题,提出了一种基于卡尔曼滤波器的滑模控制器。设计了滑模面以保证振动力输出的无静差跟踪;采用了指数趋近律提高趋近速度并削弱抖振。针对具有噪声干扰的场合,在控制系统中加入了卡尔曼滤波器消除了传感器测量带来的随机噪声和过程噪声。在Matlab/Simulink平台上,进行了振动正弦输出力跟随控制仿真研究,并且比较了有卡尔曼滤波器和无卡尔曼滤波器的跟踪效果。研究结果表明:基于卡尔曼控制的滑模振动力输出跟随系统具有较强的抗噪性、鲁棒性以及良好的稳态性能。     

基于高阶滑模方法的永磁同步电机控制系统研究

设计并实现一种采用定子电流和转子磁链为状态量的高阶滑模观测器,该观测器以四阶状态方程为基础,可以直接输出转子磁链的观测值。为避免因引入低通滤波器而产生的磁链相位变化,提出一种矢量状态方程滤波方法,以电流的观测偏差为滑模面,将等效控制信号直接输入到磁链方程中,通过磁链方程对抖振信号进行滤波。仿真结果表明,在没有对观测值进行精确补偿的情况下,对存在于反电势和转子磁链中的转子信息采集,所设计的扩展滑模观测器能够在较低速运行时准确的估算出转子位置和速度。无传感器矢量控制系统具有鲁棒性强、调速范围宽的特点,且具有更高的可行性和有效性。     

开关磁阻电机全速范围无位置传感器转矩优化

考虑到目前开关磁阻电机无位置传感器都有其转速应用的限制范围,具有不能覆盖电机起动阶段全部速度范围的缺点,提出了基于滑模观测器和相电流梯度法相结合的全速范围无位置传感器技术,以滑模观测器为基础建立了转子位置估计误差校正模块。误差超过阈值时采用相电流梯度法估计转子位置,误差处在允许范围内采用滑模观测器法估计转子位置。仿真结果验证了方法的可行性,其能有效地减小因滑模观测器法估计转子初始位置误差较大引起的转矩波动,能够实现起动阶段转子位置的精确检测,确保了在全速范围内位置估计的精度。     

一种高压永磁同步电机无位置控制器设计

提出了一种基于滑模观测器的高压永磁同步电机无位置控制器的设计方法,在代替传统的电流误差开关函数基础上,引入电流误差饱和函数,构造新的电流滑模观测器,对电机转子位置信号进行准确估算,试验结果表明设计方法的可行性。     

基于滑模观测器的风力机故障快速重构方法设计

针对风电机组的传动系统、发电机和桨距系统故障的有限时间重构和实际应用中气动转矩无法准确获取等问题.提出一种新的自适应非奇异终端滑模观测器.在观测器中引入自适应律,确保滑模观测器不受未知扰动的影响.设计的非奇异滑模面能有效解决常规滑模观测器的抖振问题,避免了抖振现象造成的故障误判和漏判等问题,提高了故障诊断效率.针对变桨系统故障,通过引入故障指示参数,将桨距执行机构的液压压降模型转化为加性故障.然后,利用两个级联滑模观测器对桨距系统进行观测,给出了有限时间状态的估计和故障重构.最后,仿真结果验证了风电机组状态的有限时间估计和执行器故障的重构,达到了风电机组故障诊断快速诊断的目的 .证明所提方法的正确性、可行性.