基于预期电压空间矢量调制技术的PMSM DTC系统

为了解决传统直接转矩控制中采用转矩和磁链滞环比较器给系统带来的转矩和磁链脉动大问题,本文提出一种基于预期电压空间矢量调制技术的PMSM DTC系统,并在MATALB/Simulink下进行了仿真研究.结果表明,此方法通过电压矢量调制产生定子的预期电压,并采用PI控制器,与传统直接转矩控制相比,该系统下的定子磁链和电磁转矩脉动减小比较明显,转速变化不大,具有良好的静动态响应性能.     

基于自抗扰控制技术的高压大功率异步电机直接转矩控制系统

针对异步电机的非线性特点,设计一种新颖的级联型多电平逆变器供电的高压大功率异步电机直接转矩控制系统.在定子坐标系内对定子磁链与电机转矩进行闭环控制得到定子磁链增量,包括定子磁链的幅值增量和相位增量.由定子磁链增量计算异步电机定子电压矢量,定子磁链和电机转矩采用自适应观测器估计.采用自抗扰控制技术设计速度、转矩和定子磁链控制器,这些控制器具有鲁棒性强的特点.研究结果表明:通过速度控制器对负载扰动进行估计和补偿,消除了负载扰动可能带来的稳态跟踪误差;逆变器的开关信号利用载波移相脉宽调制方法生成,从而减少了转矩和定子磁链幅值的脉动;系统具有良好的动态和稳态性能.     

基于滑模变结构的PMSM的直接转矩控制

分析了永磁同步电机(PMSM)数学模型,设计了一种新颖的基于空间矢量脉宽调制技术的直接转矩控制(SVM-DTC)系统.利用两个PI控制器分别调节磁链和转矩实现对电机空间矢量中转矩和磁链2分量的解耦,同时,采用基于转子位置和定子电流的定子磁链估算方法观测定子磁链,并设计滑模变结构无速度传感器来估算转子位置.仿真与实验结果表明,所提出的方法能有效地估算定子磁链与转速,减小电磁转矩和定子磁链脉动,从而使系统具有很好的动、静性能.     

基于定子电阻观测器的永磁同步电动机滑模变结构直接转矩控制研究

传统的永磁同步电动机直接转矩控制系统存在着转矩和磁链脉动大、低速运行时难以精确控制以及因转矩脉动引起的高频噪声等问题.为解决这些问题,通过定子电阻观测器,利用定子电流与参考定子电流之差来跟踪定子电阻的变化,实现定子电阻的实时估算;用转矩和磁链滑模变结构控制器来替代传统直接转矩控制中的滞环控制器.仿真结果表明,基于定子电阻观测器的永磁同步电动机滑模变结构直接转矩控制系统具有较小的转矩、磁链脉动和快速的动态响应性能.     

基于逆系统解耦永磁同步电动机直接转矩控制

基于PMSM定子静止坐标系中的非线性数学模型,以电磁转矩和定子磁链幅值为目标控制变量,针对DTC-PMSM提出一种逆系统解耦控制策略,并讨论不同类型同步电动机可逆条件.该控制策略借助逆系统理论,将复杂的静止坐标系中DTC-PMSM非线性系统解耦成独立的一阶线性转矩子系统和一阶线性定子磁链子系统;采用PI控制器实现转矩和定子磁链双闭环控制,以达到转矩和磁链的动态解耦.实验结果表明,新型PMSM-DTC系统具有良好的动静态性能.     

直接转矩模糊控制感应电动机驱动系统的研究

直接转矩控制是一种新型的感应电动机控制方法,设计的关键是怎样选择适当的定子电压矢量来使定子磁链和转矩限制在它们的允许范围内.然而由于滞环控制器的特点,不论转矩偏差的大小均采取同样的开关策略,因此,在起动或给定转矩、给定定子磁链发生阶跃变化时的响应较缓慢和产生大的转矩脉动.用模糊控制器可以解决这个问题.仿真结果证明此方案可行.     

基于定子磁链的异步电动机软启动仿真研究

提出了一种基于定子磁链的电动机转矩控制的软启动器.该软起动器根据定子磁链估算电动机转矩,并根据所估算的值实现电动机转矩斜坡控制的软起动.在Matlab/Simulink环境下对该软起动进行建模仿真,仿真结果表明基于定子磁链转矩估计的软起动控制方法可行,并且该启动方式能达到了预定的控制效果.     

无解耦器的定子磁场定向矢量控制系统

为克服感应电机按定子磁场定向矢量控制解耦器带来的不便,提出一种不需解耦器的定子磁场定向控制方法.采用扩张状态观测器对磁链与转矩电流间耦合进行观测和补偿,结合自抗扰控制器进行磁链环的控制,同时将自抗扰控制器引入转速环,并进行了数字仿真和实物实验.结果表明,采用该方案取消了解耦器,简化了系统结构,降低了系统设计难度,并实现了定子圆形磁链的控制.不同转速下系统都具有快速动态响应和高稳态精度.     

异步电机非线性解耦控制

针对异步电机的非线性耦合性质 ,采用非线性控制的逆系统方法 ,提出了异步电机按定子磁场定向的非线性解耦控制 ,实现电磁转矩与定子磁链的解耦 .研制的定子磁链定向控制 ,消除了电机转子电阻对磁场定向的影响 ,提高了系统的鲁棒性 .方案实现了圆形定子磁链轨迹 ,保证了转子的连续调节 .减少了按定子磁链控制的直接转矩 (砰 -砰 )控制方案的转矩脉动 ,提高了控制系统的调速范围 .研制了基于高速数据处理器 ( DSP)和 ( IGBT)功率器件的交流变频调速实验系统 .试验结果表明 ,该系统具有良好的解耦性质 ,调速范围 1∶ 2 80 ,调速范围内输出…     

改进的永磁同步电机模型预测直接转矩控制策略

针对永磁同步电机直接转矩控制逆变器开关频率不固定、转矩和定子磁链脉动大等问题,以及模型预测直接转矩控制计算工作量大的缺点,提出了改进的模型预测直接转矩控制策略.该策略只需预测零电压矢量作用下的转矩和定子磁链,当转矩和定子磁链误差在阈值以内时,零电压矢量为最优电压矢量;否则,基于传统直接转矩控制理论中定子磁链的分区和电压矢量选择表确定最优非零电压矢量.由于只有零电压矢量作用下的转矩和定子磁链需要预测并取消了评价函数,因此计算工作量大大降低.最后,基于MATLAB建立了仿真模型.仿真结果表明,永磁同步电机采用改进的模型预测直接转矩控制策略时,电机转矩和定子磁链均能快速准确地跟踪参考值.     

基于双三相PMSM驱动器的新型混合直接转矩控制策略

针对传统直接转矩控制(DTC)存在的动态响应慢、稳态性能不足以及低转矩脉动和低电流谐波等问题,提出了一种基于双三相PMSM驱动器的新型混合直接转矩控制策略。首先,分别在稳态和动态运行模式下设计了不同的转矩控制器,实现传统DTC策略的快速动态响应和稳态性能,并在动态运行模式中充分利用电压矢量的控制能力跟踪参考转矩。其次,针对转矩和定子磁通设计了一种新型的解耦控制器,以充分利用电压矢量对转矩的转换能力。最后,基于转矩控制器提出了双模式转换方法,实现两种操作模式之间的平滑转换,并通过实验验证所提策略的有效性。实验结果表明,所提控制策略具有良好的稳态和瞬态性能,可实现快速的转矩跟踪,并可避免较大的转矩波动,且能够利用合成的无谐波电压矢量限制低阶电流谐波。     

模糊控制在感应电动机直接转矩控制中的应用

电机控制的关键是控制电机的转矩.继矢量控制后提出的直接转矩控制,直接着眼于对感应电动机瞬时力矩的控制,避免了矢量控制存在的一些问题.在通常的直接转矩控制系统中,磁链误差和转矩误差被直接用于开关状态选择,而引入模糊逻辑后,通过区分磁链误差和转矩误差的大小做不同的决策来优化开关状态选择,从而有效地改善系统的动态和稳态性能.给出了模糊控制器的设计,并通过仿真验证了该设计的有效性,电机启动时定子电流脉动减少,转矩脉动得到改善.     

基于EKF的感应电机无速度传感器矢量控制系统

给出了一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的感应电机无传感器矢量控制系统转速和负载转矩同时估算的方法.在矢量控制的基础上,将电机的运动方程作为一个状态方程,把电机负载转矩看作系统的扩展状态量,根据定子侧测量的电压、电流值,由EKF估算出电机转子磁链、转速及负载转矩.在此基础上,采用负载转矩前馈控制型转速控制器,提高系统抵御负载扰动的能力.仿真结果表明,无速度传感器矢量控制系统具有良好的动态控制性能,所提出的EKF估计器能够准确地估计转子磁链、转速及负载转矩.     

基于超螺旋二阶滑模的PMSM-DTC系统研究

针对传统永磁同步电机直接转矩控制系统(PMSM-DTC)易受参数变化影响及转矩脉动大的问题,提出在系统中采用空间电压矢量调制技术(SVPWM)代替传统的正弦脉宽调制(SPWM),引入控制率为超螺旋算法的二阶滑模变结构,以定子磁链和转矩作为被控对象设计控制器代替传统系统中的PI控制器。仿真结果表明,该策略不仅有效消除了一阶滑模存在的抖振问题,明显减小了系统中定子磁链和转矩脉动,且具有较强的速度跟踪能力,对负载扰动和参数变化等不确定性具有很强的鲁棒性,因此可以很好地应用在电机控制方面。     

新型永磁同步电动机直接转矩控制系统

对永磁同步电动机直接转矩控制系统进行了改进 ,用对定子电流励磁分量实施砰砰调节代替对定子磁链的两点式砰砰控制 .改进后消除了定子电流中不希望的分量 ,提高了交流传动系统的效率 .仿真结果表明新系统不仅有同样简单的控制结构 ,同时仍保留了优良的控制性能 .     

异步电动机新型磁通控制的研究

探讨了一种交流异步电动机的新型定子磁通控制方案。采用新一代单片微机８０Ｃ１９６ＫＣ，利用新颖的开关控制规则库，对定子磁通矢量轨迹进行直接的实时闭环控制。其控制方法简单有效，实现了控制系统的全数字化，实验结果表明，该方案具有较好的控制效果。     

Implementation of Direct Torque Control Scheme for Induction Machines with Variable Structure Controllers

A torque control scheme for high-performance induction machine drives was developed to overcome some disadvantages of direct torque control （DTC）. In the improved DTC method, the stator flux and the torque controllers use variable-structure control theory which does not require information about the rotor speed. Space vector modulation is applied to the voltage source inverter to reduce the torque, stator flux, and current ripples. The digital signal processor-based implementation is described in detail. The experimental results show that the system has good torque and stator flux response with small ripples.     

永磁同步电机模糊直接转矩控制仿真

针对永磁同步电机直接转矩控制中存在较大转矩脉动的缺点，提出用模糊控制器取代滞环比较器的控制策略．基于Simulink FIS工具箱对模糊直接转矩控制系统进行了仿真．结果表明：通过对转矩误差、定子磁链误差的模糊分级，结合转子位置得到适舍的电压控制矢量，能减小转矩脉动和磁链脉动；模糊直接转矩控制转速和转矩响应优于传统直接转矩控制．     

一种新型的PMSM直接转矩控制

针对传统永磁同步电动机直接转矩控制系统中存在定子磁链和电磁转矩脉动的缺点,提出了一种改进方法,即用变参数PI速度控制器和模糊控制器分别替代传统直接转矩控制系统中的PI速度调节器和滞环比较器,在此基础上重新建立了永磁同步电机直接转矩控制新的控制框图.利用MATLAB仿真软件对传统永磁同步电机直接转矩控制和改进后的直接转矩控制系统进行了仿真对比研究,实验结果表明,新系统有良好的动、静态性能,减少了转矩和磁链的脉动,能满足控制系统快速响应的要求.