基于滑模变结构控制的对转无刷直流电机调速系统

从对转无刷直流电机的基本原理出发,利用其数学模型建立Matlab仿真模型,验证了其正确性.提出外环转速环采用趋近率法的滑模变结构控制器,内环电流环采用PI调节器的双闭环调速系统,与外环采用PI调节器,内环也采用PI调节器的双闭环调速系统进行对比,并利用Matlab仿真验证,采用趋近率法的滑模变结构控制调速系统可以有效地抑制超调,提高转速响应速度,具有很好的鲁棒性. 方法简单易行.     

三相逆变器的电容电流滞环控制方式研究

传统的滞环控制器都是对电感电流进行直接控制的,针对电压型双闭环控制三相逆变器在非线性负载情况下输出电压畸变较大的问题,提出了电容电流滞环控制方式。外环用普通的电压控制器,内环采用针对滤波电容的电流滞环控制方式,利用滞环控制的快速性和强抗扰性,提高系统的输出电压的特性。首先分析了三相逆变器的模型,然后详细介绍了电容电流滞环控制控制策略。仿真证明这种控制方法可以有效解决非线性负载引起的电压畸变问题。     

无刷直流电机双闭环控制系统的设计

在分析无刷直流电机的数学模型和传递函数的基础上,提出了一种无刷直流电机双闭环调速系统的控制策略,其外环采用转速PI控制,保证了调速系统的控制精度,内环则采用电流滞环控制方法,控制实际电枢电流快速跟踪参考电流,从而提高系统的动态响应性能。结合无刷直流电机的调速要求,详细分析了系统的开环传递函数,基于频域设计方法,给出了闭环控制系统参数设计的设计步骤,并由此设计出了控制器。最后,在Matlab仿真环境下,采用分段线性法实现了无刷直流电机的梯形波感应反电动势,建立了仿真模型,并结合前面的理论分析搭建了双闭环控制器。仿真结果表明,整个闭环系统运行平稳,具有良好的动、静态特性,从而验证了所提出的控制方法的正确性和有效性。     

电流滞环控制级联型逆变器的矢量控制

为寻求更适合的级联型逆变器的调制方法,研究了电流滞环控制级联型逆变器的矢量控制。该法采用与单极性正弦脉宽调制(简称SPWM调制)相似的单极性电流滞环控制,控制脉冲产生简单。电流滞环控制时采用动态调整滞环宽度实现开关频率恒定,可用类似相移SPWM脉冲产生方式来实现电流滞环控制时H桥级联型逆变器一相多H桥移相控制脉冲的产生;电流滞环控制的级联型逆变器按转子磁场定向矢量系统采用转子闭环,磁甸开环控制。最后仿真与实验结果验证了所提方法正确,逆变器转速外环跟踪性快速,矢量系统动静态性能良好。     

基于电流滞环的实现动能回收的无刷直流电机控制方法

介绍了一种电流内环采用滞环控制的无刷直流电机控制方法。通过设定滞环环宽,将电机相电流控制在给定电流上、下一个环宽内。这样即可及时迅速地跟踪电流的给定,避免电机起动过程中的电流过大现象,而且能快速地响应外环转速的变化,实现快速稳定的控制电机。内环采用新型的滞环电流控制后,简单有效地解决了传统内环电流PI调节器的弊端。停车采用回馈制动方式,将电机负载惯量储存的动能回馈到蓄电池实现动能回收。     

双凸极永磁电机数字控制系统的研究

根据双凸极永磁(Doubly Salient Permanent Magnet,DSPM)电机的静态特性和运行原理,文中提出了一种新的电机控制方式——基于DSP的变PI参数转速调节(外环)与单斩电流滞环调节(内环)相结合的双闭环控制方案。12/8极双凸极永磁电机数字控制系统的研制结果表明,文中设计的控制系统能很好地提高双凸极永磁电机的出力及运行平稳度,并具有结构简单、功率密度高、效率高、动态响应快和可控性好等优点。     

电动汽车电机制动强度研究

对全桥调制下无刷直流电机的制动强度进行分析,根据荷电状态数与需求制动强度进行防抱死工作模式判断,提高电机制动强度。建立了单轮车辆动力学模型,设计了电机制动ABS双闭环控制系统,系统外环采用基于模糊变结构的滑移率控制,内环为三角波跟随实现占空比调节的电流环控制。对多种路况下电机防抱死制动性能进行仿真实验,结果表明:电机能够提供较大制动强度,制动强度提高增加了反接制动所占时间,导致能量回收效率降低;设计的双闭环制动系统稳定性好,反映快速,实现了高性能的电机再生制动防抱死。     

基于模糊控制的对转永磁无刷直流电动机调速系统

在分析对转永磁无刷直流电动机的基本原理和数学模型基础上,提出外环转速环采用分离积分项的双输入模糊控制器,内环电流环采用PI调节器的双闭环调速系统.仿真结果表明,与外环、内环均采用PI调节器的双闭环调速系统相比,该系统在恒速运行突加负载的情况下,具有转速变化小、稳定性好的优点,是一种比较优越的控制方法.     

浮子式波浪发电系统的转速滑模控制

针对浮子式波浪发电系统输入机械转矩波动对电机稳定运行的影响,以及浮子运动速度(电机转速)的快速调节对波浪能跟踪捕获的作用,提出一种基于滑模控制方法的机侧PWM变换器双闭环控制策略。在双闭环控制策略中,内环电流控制器采用PI控制,外环转速控制器采用滑模控制,利用滑模控制方法的快速性和鲁棒性实现电机转速的快速稳定调节与跟踪。仿真结果验证了所提控制策略的有效性。     

基于电流滞环的开关磁阻电动机控制方法

在开关磁阻电动机系统中电流斩波控制和角位置控制是最常用的主要有两种控制方式。介绍了一种电流内环采用滞环控制的开关磁阻电动机控制方法。通过设定滞环环宽,将电机相电流控制在给定电流上、下一个环宽内,这样既可及时迅速地跟踪给定的电流,避免电机起动过程中的电流过大现象,又能快速地响应外环转速的变化,实现快速稳定的控制电机。内环采用新型的滞环电流控制后,简单有效地解决了传统控制策略中电流斩波动态响应慢、角位置控制复杂的弊端。     

四相开关磁阻电机的四电平DITC调速系统

针对开关磁阻电机转矩脉动过大的问题,研究了四电平拓扑主电路下的直接瞬时转矩控制,分析了滞环控制策略,并选取合适的瞬时转矩控制滞环,再加入PI控制器,构成一个转速、转矩双闭环的开关磁阻电机调速系统。相对于传统不对称半桥功率变换电路驱动系统,四电平功率变换电路能够改善开关磁阻电机固有转矩脉动,加快励磁电流上升和下降时间,提高系统的快速性。系统仿真结果表明该系统的脉动抑制效果好、效率高、动态性能好。     

三态滞环控制逆变器等效输出阻抗计算与分析

三态滞环控制电压源逆变器采用电压外环和电流内环双闭环控制技术,具有电路拓扑和控制电路简单、稳态和动态性能良好的特点。对于电压源型逆变器,稳态电压精度是其输出电压的一个重要指标,其大小取决于逆变器的等效输出阻抗的大小。利用三态滞环控制逆变器的闭环传递函数求解出其等效输出阻抗的表达式,分析了逆变器控制电路参数对稳压精度的影响。仿真和实验结果证明了理论分析的正确性。     

基于矢量控制的内馈电机双闭环控制系统研究

基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)原理在内馈电机的内反馈环节设计了一套逆变控制系统。该逆变系统采用电流内环、电压外环的双闭环控制策略,对电压、电流环进行了参数设计,并利用MATLAB对双闭环控制的内馈电机调速系统进行了仿真。仿真结果表明,电机能在较大范围内实现平滑调速,及对单位功率因数控制,是适合内馈电机的一种新型控制方法。     

三相电压型PWM整流器的双滑模控制方案研究

三相电压型PWM整流器是一个强非线性系统,采用常规线性控制难以达到理想的控制效果,动态性能差且参数调节复杂。滑模控制(SMC)可有效解决非线性系统的控制问题。针对电压外环采用滑模控制而电流内环采用非滑模控制方案对PWM整流器整体动态性能和鲁棒性的影响,提出了电压外环和电流内环均采用滑模控制的双滑模控制方案。给出了双滑模控制系统的详细设计过程,并通过Matlab/Simulink搭建了系统仿真模型,对双滑模控制方案和电压外环采用滑模控制、电流内环采用PI控制方案进行对比仿真。结果表明,采用双滑模控制的PWM整流器系统不仅设计和实现简单,而且具有更优越的鲁棒性和动态性能。     

基于内置重复控制器改进无差拍的有源滤波器双滞环控制方法

采用内置重复控制器的方法弥补无差拍算法和离散控制系统中的周期性误差,通过对内置重复控制器的设计保证了系统的稳定裕度和稳态准确度。针对内置重复控制器动态性能差的缺点,采用基于空间矢量的滞环控制策略,结合双滞环控制思想,当误差电流落入内环时,使用最优矢量调制得到精确的开关状态;当误差电流落入外环时,使用最快矢量控制迅速减小误差电流到达新的稳态。仿真和实验皆验证了所提出的控制方法具有良好的稳态控制准确度和暂态响应速度。     

基于自抗扰反步法的高空飞行器动力电机控制率设计

高空飞行器动力电机负载为大尺寸螺旋桨,为实现安全平稳飞行,必须保证动力电机平稳的转速输出。动力电机转速控制属于外环控制,电机d轴和q轴电流控制属于内环控制,为使电机平稳驱动螺旋桨负载,设计了扩张状态观测器和基于自抗扰反步法的外环控制器,设计内环d轴和q轴电流控制器时,采用经典的PID控制方法,从而使内、外环组成的基本控制律能够适合电机矢量控制系统的使用,以实现对动力电机转速精确控制。     

基于滞环控制的高功率因数VIENNA整流电路的研究

针对三相VIENNA整流器谐波畸变率高、功率因数低等问题,本研究以三相VIENNA整流器为研究对象,研究了拓扑结构、基本工作模态、功率因数、控制方法、仿真等。采用电压外环电流内环的滞环控制策略,并通过MATLAB/Simulink仿真软件进行开环以及闭环的模拟仿真,通过仿真的对比和试验,结果表明:使用滞环控制策略的三相VIENNA整流器可以满足直流侧稳压输出和功率因数校正等要求,同时也降低了交流侧输入电流的谐波含量。     

不同励磁方式的电励磁双凸极电机正弦化设计与分析EI北大核心CSCD

该文在分析传统电励磁双凸极电机(doubly salient electro-magnetic machine,DSEM)反电势畸变的基础上,对两种不同励磁方式的DSEM进行正弦化设计,以实现该磁阻电机的正弦驱动,减小转矩脉动。提出相位调制正弦化的方法,指出该方法的设计原则,有效解决传统斜极DSEM反电势畸变、正弦度低的问题。研究发现,偶数相的DSEM经过特殊的定转子极弧系数设计后总有两相存在严格的互补关系,使所提正弦化方法的实现成为可能;并进一步提出提高反电势波形的对称性和正弦度的方法。随后,将设计的正弦化定子集中励磁电励磁双凸极电机、正弦化定子分布励磁电励磁双凸极电机和传统DSEM进行仿真对比分析。因为正弦化定子分布励磁电励磁双凸极电机性能最优,故加工其样机进行实验验证。实测样机不同励磁电流下空载反电势的总谐波失真均小于4%,采用基于空间矢量脉宽调制的正弦波驱动方式,实现DSEM的正弦化驱动,减小其输出转矩脉动。仿真和实验结果证明了DSEM正弦化设计和采用正弦驱动抑制转矩脉动的有效性,为高性能驱动应用提供了新的电机类型选择。     

基于滑模控制的SRM直接瞬时转矩控制研究

针对开关磁阻电机(SRM)非线性、精确建模困难且转矩波动大等特点,在SRM直接瞬时转矩控制(DITC)的转速外环引入动态滑模控制器(SMC)。基于MATLAB/Simulink搭建了系统仿真模型,仿真实验结果表明,速度调节器采用动态滑模控制的SRM DITC系统拥有良好的鲁棒性,为SRM转矩控制进一步研究构建了基础性平台。     

感应电机非线性输出反馈控制变频调速系统

针对以定子电压为控制量的交流感应电机调速系统存在的系统结构复杂、实时计算量大的缺点,提出了一种感应电机的非线性输出反馈控制变频调速方法。该方法依据感应电机的降阶模型,采用非线性输出反馈控制技术设计外环转速与磁链控制器,以滞环比较器作为内环电流跟踪控制器,直接产生PWM信号控制电压源逆变器,驱动感应电机运行,实现了对光滑转速参考信号的渐近跟踪。仿真结果表明该系统不仅具有快速的动态响应性能,而且对负载扰动具有较强的鲁棒性。