永磁同步电机全速域无传感器复合控制策略

为解决单一的永磁同步电机无位置传感器控制策略在特定转速区间控制效果不佳的问题,提出一种新的复合策略以实现全速域高性能控制。在零、低速段,采用改进型脉振高频信号注入法,由两个串联的广义积分器代替数字滤波器,避免影响系统性能;在中高速段,采用模型参考自适应法,通过设计电机参数自适应系统提高系统鲁棒性;最后,通过采用加权平均法,高效实现两种控制策略之间的切换。经过MATLAB/Simulink验证,该复合控制策略使永磁同步电机在各速度区间范围内均具有优良的估算精度和动态响应性能。     

基于滑模和自适应控制的无位置传感器PMSM换相研究

永磁同步电机(PMSM)无位置传感器控制系统是目前电机控制领域研究热点。针对无霍尔传感器的电机换相控制,提出采用滑模控制检测反电动势过零点,完成电机换相。为了得到精确的反电动势观测值并且减弱滑模控制的抖振现象,构建一种新型切换函数代替传统符号函数。应用李雅普诺夫稳定性理论,对滑模控制中的增益进行计算。为了解决转速计算中,因为求导微分环节影响PMSM转速控制,应用自适应算法计算转速。通过仿真和实验分析,验证所提方案能够准确得到PMSM反电动势和转速,实现PMSM精确换相控制。     

自适应滑模观测器PMSM无位置传感器控制

针对永磁同步电机的无传感器控制转子位置和转速估计误差和抖动的问题,结合自适应算法设计了一种新型的自适应滑模观测器来估算电机的转子位置和转速,并使用李亚普诺夫理论证明了算法的收敛性.由于滑模变结构对电机参数依赖小、鲁棒性强,但自身机制引起的系统抖振会影响对电机转子位置和转速的估计.为了降低抖动,采用继电特性的连续函数代替...     

全速度域永磁同步电主轴无传感器控制策略北大核心

为解决目前无传感器控制在永磁同步电主轴上的局限性,设计了一种脉振高频电压注入法和模型参考自适应法(MRAS)相结合的复合观测器。在低速段采用脉振高频电压注入法,中高速段采用模型参考自适应法,并在过渡区间内设计出新的切换方法以此来满足低速段向中高速段的平滑过渡,从而实现永磁同步电主轴全速度范围无传感器控制。系统在10 N阶跃负载的冲击下,转子位置误差仅为0.004 rad/s,调整时间仅为0.2 s。仿真实验结果表明,所设计的复合观测器在全速度范围内追踪精度高,动态响应速度快,鲁棒性强,从而提高了永磁同步电主轴的动态性能及稳定性。     

永磁同步电机无位置传感器混合控制策略

针对内置式永磁同步电机无位置传感器控制系统零速低速运行时有用信号信噪比低,电机的反电势小;中高速运行时电机转子会产生明显的磁链或者反电动势,进而导致难以提取转子的位置及速度信息的问题,提出了一种高频信号注入法与自适应状态观测器相结合的混合观测控制策略.首先,在电机零速低速运行时注入高频电压信号,转子位置误差信号通过对高...     

基于高阶滑模的PMSM无传感器控制

针对传统永磁同步电机(PMSM)无传感器控制存在的超调量大、抖振明显,易受负载扰动影响的现象。提出一种基于高阶滑模的控制策略,结合超螺旋算法(STA)和任意阶算法设计出新型高阶滑模控制器,将新型的控制器分别应用于速度控制器、状态观测器和扭矩观测器,用饱和函数代替符号函数,同时采用积分滑模面和模糊控制对控制系统进行优化。系统使用状态观测器和锁相环(PLL)获取转子位置信息,并通过扭矩观测器将观测值前馈补偿至速度控制器。经过模拟仿真表明该高阶滑模控制系统可以有效地抑制超调和抖振,提升转子位置的估算精度,同时大大提升了系统的抗干扰性和鲁棒性。     

基于高频信号注入的同步电机无传感器控制

针对现有低速同步电机无传感器控制精度低、运算复杂的问题,提出了一种适用于静止和低速应用场合的高频电压信号注入的同步电机无传感器驱动控制方法(椭圆拟合技术)。首先,建立了永磁同步电动机(PMSM)的数学模型,分析了椭圆拟合技术判断永磁同步电机转子位置的原理;其次,通过对比线性最小二乘法问题的3种求解方法,显示了QR分解法的优势,并提出了椭圆拟合技术中QR分解原理;最后,在两种不同的控制平台下进行了实验验证。结果表明所提出的椭圆拟合技术不受信号处理延迟效应的影响,响应速度快;只需调整遗忘因子一个参数,设置简单,适用于工业领域的广泛应用。     

IPMSM全速域无位置传感器控制策略

为了实现内置式永磁同步电机(IPMSM)无位置传感器系统全速域运行,提出一种改进型IPMSM复合控制策略。首先,在零低速域选用高频旋转电压注入法实现对电机转速和转子位置的估计;其次,在中高速域,为了削弱传统滑模观测器中开关函数造成的系统抖振问题,构造新型超螺旋滑模观测器,提高系统的观测精度;最后,引入差分进化算法优化过渡速域权重系数,实现不同观测方法间的合理切换,完成全速域下转子位置和转速的高精度辨识。研究结果表明,所提算法能够实现电机全速域运行,且具有良好的动态性能。     

基于无传感器矢量控制的PMSM在AGV中的应用

对于PMSM而言,编码器反馈信号的精确性十分重要。但是在一些恶劣环境下,编码器的精确性受到了极大的影响甚至于可能出现编码器损坏,所以出现了伺服电机的无传感器控制。通过在AGV上使用无传感器控制,使AGV在一些恶劣环境下仍然能够正常且精确地工作。通过滑模观测器和滤波器达到对PMSM运行的估算,从而取代了正常工作中的PMSM编码器反馈,以达到对PMSM无传感器控制。同时提出在PMSM低速运转情况下通过改变PMSM的运动控制方式,以避免电机在低速运动时因为受到齿槽效应等因素的影响而出现速度波动较大的现象,并且通过实验证明了该方案的可靠性。     

基于滑模控制的模型参考自适应异步电机无速度传感器控制

针对异步电机无速度传感器控制中用传统模型参考自适应理论估计转速时存在复杂的PI增益系数调节的实际问题,提出了一种基于趋近律的滑模模型参考自适应系统,并利用Lyapunov理论推导出一种新的速度估计自适应律以确保系统稳定性和快速性.同时,该方法对外部扰动和噪声具有强鲁棒性,且对抖振具有明显的抑制效果.通过Simulink仿真实验也验证了该方法响应速度快,控制精度高的优良性能.     

基于新型控制器和模糊观测器的PMSM无传感器控制北大核心

针对永磁同步电机传统滑模控制系统响应效果不佳等问题,提出了一种双滑模控制系统。首先,速度环设计自适应变指数趋近律滑模控制器取代PI控制,提高系统响应速度,削弱抖振;其次,引入全局积分滑模面和模糊控制算法到二阶滑模观测器中,滑模面中全局因子的引入可以有效防止积分饱和造成的超调和响应滞后等问题;模糊控制算法实现多参数自适应调整,提高系统的动态响应;最后,采用锁相环提取出转子位置和转速。仿真结果表明,对比传统滑模控制系统,双滑模控制系统在电机空载和受负载扰动时,系统抗干扰能力及鲁棒性较强,可以有效削弱滑模抖振,提高系统控制品质。     

基于SFF-PLL的永磁同步电机无传感器控制北大核心

为了提高表贴式永磁同步电机无传感器控制对转子位置和转速的观测精度,提出了一种基于SFF-PLL的永磁同步电机无传感器控制策略。首先,在传统等速趋近律基础上结合指数函数提出一种新的变速趋近律作为改进型滑模观测器的滑模控制律;其次,考虑到由于逆变器的非线性等原因造成反电动势观测值中存在大量的谐波,提出了一种同步频率滤波器(synchronous frequency filter,SFF)和锁相环(phase-locked loop,PLL)相结合的方法来提取电机转子位置与速度。实验证明基于SFF-PLL的永磁同步电机无传感器控制策略可以有效提高转子位置和转速的观测精度。     

基于EKF的PMSM无传感器检测技术仿真研究

在永磁同步电动机(PMSM)的速度控制中,其位置和速度的精度、实时性受到传感器精度的限制。文章在对永磁同步电动机在α-β坐标系下的非线性数学模型进行线性化的基础上,应用扩展卡尔曼滤波器(EKF)来替代电机的角位置与速度传感器,最后通过Matlab/Simulink.仿真平台建立了基于EKF状态估计器的无传感器矢量控制系统。仿真结果表明所提出的控制方法无论在PMSM空载和负载时,均保持较好的跟踪性能,具有良好的转子位置和转速在线估算能力。     

基于分数阶二阶滑模的PMSM转速控制

针对永磁同步电机易受负载扰动和自身参数变化影响的问题,提出了一种基于分数阶的永磁同步电机二阶滑模速度控制器.该方法利用分数阶随时间缓慢衰减的特性,首先,在传统滑模面的基础上引入了分数阶滑模面;其次,采用螺旋算法来设计二阶滑模控制器;最后,搭建永磁同步电机矢量控制仿真模型进行仿真.实验结果表明,与传统的二阶滑模控制相比,...     

交流伺服系统无速度传感器矢量控制研究

为保证控制精度,降低制造成本,研究了一种无速度传感器矢量控制交流伺服系统。该控制系统采用id=0矢量控制策略,PWM采用空间矢量PWM(SVPWM)技术以提高控制性能;同时设计了模型参考自适应系统(MRAS)对电机转子速度/位置进行估算,实现无速度传感器控制。数字仿真试验验证了所设计的伺服系统跟踪定位能力强,鲁棒性好,速度/位置估算精度高。     

基于凌阳75单片机的无位置传感器无刷直流电机控制方案

本文介绍了一种以凌阳75系列单片机为核心的无位置传感器无刷直流电机的控制方案;系统利用了反电动势法检测转子位置和转速信号。     

基于改进SMO与变参数LTD的PMSM无传感器控制

为解决基于滑模观测器的PMSM无感控制系统抖振大、响应速度慢等问题,在转速环PI控制器前引入变参数线性跟踪微分器,实现由I/F起动向转速-电流双闭环控制模式的平稳过渡。采用sigmoid函数替换sign函数消除由sign函数在滑模面切换给等效反电动势带来的高次谐波;根据反电动势与电机转速关系以自适应滑模增益提高系统响应速度,并利用李雅普诺夫稳定性判据分析改进后算法稳定性。在仿真平台以及PMSM控制系统上进行控制算法验证,表明了所提出的改进PMSM无传感器控制策略对抑制系统抖振与提高系统的响应速度具有良好的效果。     

基于新型DSP的无位置传感器永磁同步电动机全数字控制系统

介绍了一种采用DSP芯片TMS320LF2407实现的无位置传感器永磁同步电动机全数字控制方案.给出了转子位置、速度估计及其误差补偿算法.该系统充分利用了DSP端口资源丰富,运算速度快的特点,使系统结构简单、有效.实验表明系统获得了良好的控制性能.     

基于集中式卡尔曼滤波干扰观测器的无模型自适应控制

针对一类具有测量扰动的离散时间非线性系统,提出一种基于集中式卡尔曼滤波干扰观测器的无模型自适应控制方法。利用动态线性化方法构造被控系统的线性化数据模型;根据线性化数据模型和传感器的测量数据,设计最优集中式卡尔曼滤波干扰观测器;并利用观测器的输出在线调整伪偏导数,提出系统的控制更新方案。该方案的设计和分析不依赖于除输入输出数据的任何模型信息,可避免常规无模型自适应控制方法容易受测量扰动的影响。仿真结果表明：与基于单个传感器卡尔曼滤波干扰观测器的无模型自适应控制方法相比,提出的基于多传感器最优集中式卡尔曼滤波干扰观测器的无模型自适应控制方法具有更好的跟踪性能和更大的数据信噪比。     

基于DSP的无位置传感器直流无刷电动机控制系统

无位置传感器的直流无刷电动机控制系统是通过软件算法来得到电动机转子位置信息,可以在改善系统调速性能的情况下降低系统成本。本文详细介绍了一种基于DSP的无位置传感器直流无刷电动机控制系统的硬件电路组成和软件结构。