基于分数阶滑模观测器的三相八开关容错逆变器驱动 永磁同步电机系统无传感器FCS–MPC

针对三相八开关容错逆变器的永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)驱动系统,基于分数阶滑模变结构技术,提出了一种新颖的无速度传感器有限控制集模型预测控制(finite-control-set model predictive control,FCS–MPC)策略.通过驱动系统的运行模式建立三相八开关逆变器和永磁同步电机的数学模型;采用分数阶滑模变结构方法构造PMSM系统转速和反电动势的观测器,以实现对系统转速和反电动势快速准确地实时估计;利用改进型的FCS–MPC策略,以达到减少控制系统计算量和电磁转矩脉动的目的,与此同时,本文中的电流反馈特性的容错控制可有效抑制直流侧母线电容分压不均衡对系统运行产生的不利影响.仿真结果表明,该方法能够保证八开关容错逆变器驱动PMSM系统可靠稳定运行、具有良好的动态性能,并能降低定子电流总谐波失真值.     

电动汽车中永磁同步电机转速的控制

为了更好地实现对以永磁同步电机为驱动电机的电动汽车车速的控制,设计了一套基于滑模控制的永磁同步电机控制系统,并且在此基础上加入最大转矩电流比控制,对滑模控制和最大电流转矩比控制的数学模型进行了分析.仿真分析表明,加入最大转矩电流比的滑模控制系统不会受到外界变化影响,永磁同步电机能够稳定运行.同时系统响应更快,抗干扰能力大大提高,鲁棒性更强.     

基于滑模模型参考自适应观测器的无速度传感器三相永磁同步电机模型预测转矩控制

针对三相永磁同步电机(PMSM)驱动系统,基于滑模变结构模型参考自适应(MRAS)技术,提出了一种新颖的无速度传感器模型预测转矩控制(MPTC)策略.采用滑模变结构模型参考自适应方法构造电机转速观测器,以改善速度估计精度并提高系统鲁棒性;利用模型预测转矩控制策略,以达到减小转矩和磁链纹波并提高系统控制性能的目的.仿真结果表明:就滑模MRAS观测器与MRAS观测器比较而言,基于前者的PMSM无速度传感器MPTC系统比基于后者的PMSM无速度传感器MPTC系统具有较强的鲁棒性和更好的动态性能;就MPTC与直接转矩控制(DTC)和磁场定向控制(FOC)比较而言,采用前者策略的无速度传感器电机驱动系统能够降低逆变器开关频率、减少相电流总谐波失真(THD),从而提高系统可靠性.     

基于ESO的无速度传感器PMSM系统自适应滑模FCS-MPC

为了提高三相永磁同步电机(PMSM)控制系统的性能,基于反双曲正弦函数的扩张状态观测器(ESO)技术,提出一种新颖的无速度传感器自适应滑模有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)策略,采用ESO技术构造PMSM系统转速和反电动势的观测器,实现对电机转速和反电动势快速准确估计.用带有负载ESO的自适应滑模控制作为系统的转速调节器,以提高系统的鲁棒性;利用基于快速矢量选择的FCS-MPC策略,达到减少转矩脉动、降低系统算法计算量的目的.仿真结果表明,基于ESO的无速度传感器自适应滑模FCS-MPC策略能够使PMSM系统可靠稳定运行,达到满意的转矩和转速控制效果.与基于积分型滑模面的自适应滑模FCS-MPC策略相比,所提出的控制策略能使系统具有良好的动态性能和抗负载干扰能力.     

基于滑模迭代学习的永磁同步电动机鲁棒控制

永磁同步电机(PMSM)是一个典型的非线性、多变量、强耦合系统,对外界扰动及内部参数变化较为敏感.针对常规PI控制器参数整定困难,且对永磁同步电机非线性补偿有限,采用一种结合迭代学习控制与滑模变结构技术的控制器,用于永磁同步电机系统的鲁棒速度跟踪.迭代学习控制通过重复执行同一任务来减少误差,使系统输出尽可能逼近理想值,结合滑模变结构控制响应快、对参数变化及扰动不敏感等优点很好的解决了鲁棒性问题.试验结果证明了该方法的有效性和正确性.     

PMSM无速度传感器最优转矩系统的复合控制

针对PMSM的数学模型和最优转矩矢量控制方案,提出了一种在同步旋转坐标系下的永磁同步电机滑模变结构速度调节策略结合模型参考自适应无速度传感器速度辨识方案,应用于PMSM最优转矩矢量控制系统中。取代了传统PI调节器,保证了系统对参数摄动和不确定因素有很强的鲁棒性,Popov超稳定性理论保证了系统的稳定性。理论分析和仿真结果表明,所提出的速度调节策略和辨识方案使最优转矩矢量控制系统具有较强的鲁棒性和较好的动静态性能。     

基于滑模分解方式的永磁同步电机控制研究

提出了一种基于滑模控制器的使用时间变化的滑动面用于永磁同步电机(PMSM)速度控制的解耦控制方法。这种解耦方式提供了一种简单的方法,即将系统分为电气和机械两个子系统来实现永磁同步电机的渐近稳定性。在对永磁同步电机的数学模型进行解耦的基础上设计了滑模控制器,并据此对永磁同步电机控制系统进行了仿真,仿真结果证明了该方法的有效性和系统控制性能的鲁棒性。     

滑模变结构在数控机床主轴上的DSP实现

本文阐述了一种应用在数控机床主轴上的新型控制系统,并将永磁同步电机应用在其伺服系统中.文章在传统的直接转矩控制的基础上,设计滑模变结构来实现电机转矩和磁链的精确估算,从而提高系统的控制效果.本文利用TI公司生产的DSP、芯片作为控制核心,并详细介绍了系统硬件和软件的构成.通过MATLAB7.0仿真实验,证明基于该滑模变结构的控制系统具有良好的性能.     

基于负载转矩反馈的永磁同步电机动态面控制

针对永磁同步电机在运行过程中因负载变化,使控制系统性能下降的的问题,提出一种负载转矩反馈的永磁同步电机动态面控制策略.建立了永磁同步电机的数学模型,定义一种新型的状态变量方程,并设计了一种新型动态面滑模控制器,使用一种指数收敛的干扰观测器得到负载转矩反馈量,实现了永磁同步电机的高精度控制.仿真结果表明,新型控制策略可以有效地提高控制系统的控制性能,与线性自抗扰控制策略相比,负载变化时转速波动更小,恢复时间更短.     

基于双滑模变结构MRAS的PMSM矢量控制研究

永磁同步电机(PMSM)传统的模型参考自适应系统(MRAS)存在负载扰动、响应速度慢、跟踪精度差等问题.针对上述问题,提出了一种双滑模变结构的MRAS方法.通过把传统MRAS观测器中的PI环节和PI速度调节器用滑模变结构控制器代替,提高了系统的抗干扰能力,采用Sigmoid连续函数代替滑模变结构控制中的符号函数,削弱了...     

基于扰动观测器的PMSM同步协调滑模控制

针对在负载扰动情况下多永磁同步电机控制系统出现电机转速不同步的问题,提出了基于扰动观测器的永磁同步电机同步协调滑模控制策略。从单电机高性能控制策略和三电机耦合结构角度出发,首先,在矢量控制基础框架下,设计了基于非线性负载转矩观测器的积分型滑模速度控制器,构成了单电机高性能矢量控制调速系统;其次,提出了一种基于PI速度补偿器的偏差耦合控制结构,相比传统的偏差耦合控制结构能较好地实现在负载扰动下三电机的转速同步协调运行。最后通过仿真验证了方法的有效性。     

双永磁同步电机高性能控制系统转速同步研究

针对双永磁同步电机（PMSM）控制中受负载扰动电机转速不同步的问题,从控制策略和耦合结构角度出发,提出了一种积分滑模PMSM电流预测函数控制的转速同步控制结构。在矢量控制基础框架下,设计了积分滑模速度调节器和电流预测函数调节器,使用饱和函数和指数趋近律来抑制滑模的固有抖振现象,利用相邻周期的两个预测模型相减来消除恒定项。为了有效地补偿两电机之间的转速差,通过同步补偿器来对电流环直接进行补偿,从而达到双电机同步协调控制的目的。最后通过仿真验证了本文方法的有效性。     

基于永磁同步电机的新型直接转矩控制策略研究

传统直接转矩控制(Direct Torque Control,DTC)策略在永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)中应用时出现转矩和磁链脉动较大的现象。对此,提出了一种新型DTC策略,将改进后的滑模控制(Sliding Mode Control,SMC)器引入到PMSM的DTC中,该滑模控制器利用边界层思想和超螺旋算法相结合而设计,取代传统DTC中原有的Bang-Bang控制器(也称滞环控制器)。仿真和实验一致表明,转矩和磁链的脉动现象在新型DTC策略下得到了有效抑制,同时系统的响应速度更快且鲁棒性强。     

级联式滑模观测器的永磁同步电机鲁棒滑模控制

提出了一种基于无速度传感器运行的永磁同步电机非线性控制方法。针对电机速度和位置观测,设计了一种新颖的级联式滑模观测器,解决了传统滑模观测采用低通滤波器的相位延迟问题。前级电流滑模观测器得到反电动势,后级反电动势滑模观测器获取转速和位置信息,利用李亚普诺夫理论进行了稳定性分析。针对速度控制,提出了带扩张状态观测器的滑模速度控制器取代PI调节器,提高了系统的鲁棒性。在滑模观测和控制中均利用双曲正切函数取代符号函数,削弱了系统抖振。将上述方法应用到永磁同步电机矢量控制系统中,通过仿真验证方法的有效性。     

工程无PG式永磁同步电动机DTC系统

针对目前永磁交流同步电动机(PMSM)的直接转矩控制(DTC)系统中存在的低速平稳性差、转矩脉动大,及无速度传感器(PG)式系统精度低等问题,提出采用滑模变结构调节器取代现有的转矩与磁链调节器以提高转矩与磁链的控制性能,并提出一种在电机轴侧用一只接近开关(IP/R)取代PG,利用电机自学习阶段接近开关输出的脉冲频率信号...     

基于GFTSM的永磁同步电机驱动系统单相电流传感器模型预测转矩控制

针对仅有单相电流传感器的永磁同步电机（PMSM）驱动系统,提出了基于全局快速终端滑模（GFTSM）的模型预测转矩控制（MPTC）策略.通常情况下MPTC系统必需两个相电流传感器,考虑PMSM系统仅有一相电流传感器以及定子电阻变化情况,本文设计了一种既能观测剩余两相定子电流又能观测定子电阻变化的新型自适应观测器.此外,考虑系统参数变化及外部扰动,设计了一种新型的基于GFTSM的转速调节器以此来增强系统鲁棒性.本文基于滑模控制理论的GFTSM,在到达阶段和滑动模态阶段同时采用了快速终端滑模.所设计的基于GFTSM的PMSM单相电流传感器MPTC系统具有同基于GFTSM的PMSM两相电流传感器MPTC系统几乎一致的优良动态性能.此外,同基于PI和基于SM转速调节器的PMSM MPTC系统相比,当出现负载变化时,本文所设计的系统具有更好的动态响应、更强的鲁棒性以及更小的三相定子电流THD值.仿真结果验证了所设计系统的正确性和有效性.     

基于EKF和SMC的永磁同步电机无传感器矢量控制

采用扩展卡尔曼滤波(EKF)算法估计永磁同步电机(PMSM)转速和转子位置,构成转速、电流双闭环的无传感器矢量控制系统.针对扩展卡尔曼滤波为有偏估计、对模型误差鲁棒性差等问题,提出了基于指数趋近律的滑模转速控制器.为提高转速环抗负载转矩扰动能力,设计负载转矩观测器并将观测结果引入到电流控制器的输入端,作为速度控制器前馈补偿的控制输入.仿真实验结果表明,与传统采用PI(proportional-integral)转速控制器的系统相比,文中所提控制策略具有转速跟踪误差小、响应快、无超调、抗负载扰动能力强等优点.     

模糊滑模控制和负载转矩补偿的异步电动机直接转矩控制

针对异步电动机(IM)转矩脉动以及抗干扰能力差的问题,设计了基于模糊滑模控制(FSMC)与负载转矩补偿的新型直接转矩控制(DTC),取代传统PID速度调节器的是一种滑模控制器.为解决滑模控制器中负载转矩脉动的问题,用模糊逻辑控制器取代了传统滑模控制律中的不连续部分,可以明显降低异步电动机在低速运转时的转矩脉动.提出了一种负载转矩观测器来估计未知的负载转矩.负载转矩观测器用来估计负载转矩扰动,估计作为速度环的前馈补偿.仿真结果表明:在低速负载转矩扰动时,该设计具有更好的动态响应和速度性能、更高鲁棒性和更强的抗干扰能力.