基于自适应滑模观测器无位置传感器PMSM控制方法研究

针对无位置传感器永磁同步电机控制存在的转子位置与转速估计精度不高的问题,结合自适应算法设计了一种新型的自适应滑模观测器。滑模自身机制引起的系统抖振问题是影响电机转子位置与转速估计的最大因素。为了降抖减振,采用连续的sigmoid阈值函数代替sign符号函数;提出一个反电动势自适应估计环节代替传统的低通滤波器,提高反电动势估计精度;此外为了降低转子位置及其转速的估计误差,采用锁相环对其进行估计。最后,基于200W的PMSM搭建实验平台对上述改进算法进行验证。结果表明:电机转子位置与转速估计稳态误差分别为0.129 rad、79 r/min,能够实现无位置传感器PMSM高精度控制。     

基于改进型积分滑模观测器的PMSM无位置传感器控制

针对传统滑模观测器在位置估计过程中的抖振问题,设计一种易于实现的分段平方根切换函数代替传统不连续开关函数,并利用李雅普诺夫稳定性判据对其稳定性进行分析。针对传统锁相环在进行位置估计过程中对转速变化跟踪能力差的问题,提出一种改进锁相环,通过增加微分环节提高电机转速与位置的估计速度,通过增加速度负反馈环节提高系统在暂态过程中的动态性能。在此基础上,通过锁相与位置误差辨识机制,提出一种位置误差全补偿算法,解决了由滤波器、零阶状态保持器等相位延迟环节引起的位置估计误差问题。此外,该文利用形式简单的d-q坐标系电压方程建立滑模观测器,在采用PLL进行位置估计时,无需进行α-β坐标系下的位置误差构建。最后,通过仿真和实验验证所提方案可行性和有效性。     

基于准滑模观测器的PMSM无位置传感器控制

针对基于传统滑模观测器的无位置传感器控制抖振大、低速估算性能差等缺点,在分析永磁同步电动机(PMSM)数学模型的基础上,引入了一种新型准滑模观测器进行转子位置估算.切换函数采用饱和函数代替开关函数,通过选择合适的边界层厚度,有效削弱了抖振;并将估算反电势的反馈值引人到观测器模型,通过选择合适的反馈系数,提高了转子位置估算的精度,并扩大了其低速下的适用范围.仿真和实验结果证明了该方法的可行性和有效性.     

基于并联滑模观测器的PMSM无位置传感器控制

针对永磁同步电机(PMSM)驱动系统,提出了一种新的基于并联滑模观测器(SMO)的无位置传感器有限集模型预测控制(FCS-MPC)策略。相比于传统单一SMO架构,新的并联SMO通过构建多个参数定向优化的子观测器,以实现反电动势、转子角度和转子速度的变量分离与独立观测,解决了稳态观测误差与时间延迟之间的矛盾,避免了多变量观测的相互制约问题。所提算法能够有效降低FCS-MPC对电机参数的依赖性,优化无位置控制算法切入过程中的PMSM暂态性能。实验结果验证了所提算法的有效性与可行性。     

基于改进滑模观测器的PMSM无位置传感器矢量控制系统

将用于预测永磁同步电动机转子位置和转速的滑模观测器进行了改造,并构建了无位置传感器矢量控制系统;并在此基础上提出了一种用于补偿转子位置角预测误差的改进方法;最后用Matlab仿真验证了算法的有效性,对结果进行了分析讨论.     

基于滑模观测器的无位置传感器PMSM控制研究

在无位置传感器的永磁同步电机控制策略中,采用观测器通过电压和电流来观测转子位置而取代位置传感器是一种有效的策略,但这种策略在零速及附近的低速范围内存在观测死区。提出一种将电机的它控和自控方式相结合的控制策略,在零速及附近的低速范围内采用它控方式,电机按照压频比控制并在观测器能够观测出转子位置后切换到自控方式而实现空间电压矢量控制。研究表明这种方式能够解决观测器方式在零速及附近的低速范围内存在预测死区问题,适用于对低速控制性能要求不高的风机以及泵类等的永磁同步电机控制。     

改进型滑模观测器的PMSM无位置传感器控制

基于滑模观测器的永磁同步电机(PMSM)无位置传感器控制中,由于电压谐波与电流误差的存在,使得估算得到的位置中含有大量脉动分量。研究了一种采用准谐振趋近律来代替饱和函数的改进型滑模观测器,进一步设计了谐振频率与增益随电机频率的自适应调节来扩宽运行范围,该方法不需要低通滤波器。在不同工况下的仿真和实验结果验证了改进型方法的有效性。     

改进型Super-Twisting滑模观测器的PMSM无传感器控制

为了实现永磁同步电机的无传感器控制,提出了一种改进型super-twisting滑模观测器算法.该super-twis-ting滑模观测器通过引入连续函数削弱了系统抖振,进而得到了扩展反电动势的估计值,并根据Lyapunov稳定性理论判断观测器的收敛特性,最后通过相位补偿方法得到了转子位置和速度信息.与传统滑模观测器相...     

PMSM改进型滑模观测器无传感器参数辨识

为解决经典滑模观测器由于不连续开关函数而存在的抖动问题,文中提出了一种基于双曲正切函数的滑模观测器来对电机的反电动势进行估计。同时,为消除由低通滤波器引起的相位延迟以得到比较准确的转子位置与速度信息,将观测器得到的反电动势信息及转子位置构造成一个锁相环。在锁相环中输入信号通过比例积分环节获得电机的转速与转子位置信息。仿真及实验结果表明:改进后的滑模观测器能够有效实现对永磁同步电机速度和位置比较精确的辨识,有效抑制了抖动问题。     

永磁同步电动机无位置传感器位置估测滑模观测器改进研究

永磁同步电动机无位置传感器控制中,传统滑模观测器存在由切换时间和空间滞后引起的抖振问题,严重影响转子位置的观测精度。本文通过引入幂次函数作为切换函数,对滑模观测器进行改进,降低了输出振动,进而提高了转子位置估算精度和响应速度。仿真验证了所做的改进对电动机控制效果有显著改善。     

改进的滑模观测器实现PMSM无传感器控制

无传感器控制技术能提高永磁同步电机驱动系统可靠性、环境适应性,且降低系统成本.基于一阶滑模观测器的无位置控制系统中,低通滤波器提取反电动势时,将产生相位延迟和幅值衰减,常需相位补偿环节.随着转速降低,补偿环节的补偿作用变差,位置估计误差增大,带载能力大大下降;且现场应用中,理想的补偿系数不易得到,系统调试难度较大.针对...     

基于自适应滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器控制研究

永磁同步电机无位置传感器控制多基于高频信号注入法或状态观测器法。文中在分析变结构系统的基础上，结合表面式永磁同步电机在a、b坐标下的数学模型提出1种自适应滑模观测器估算电机转子位置与转速，并得到观测器的收敛条件，推导和建立了估算的自适应率，利用李亚普诺夫理论证明了算法的收敛性。该方法克服了传统基于电机模型的无位置传感器控制方法对电机参数的依赖性，观测器的稳定性不受电机参数变化及负载扰动的影响，具有较强的鲁棒性。以表面式永磁同步电机为应用实例进行的仿真与实验结果验证了该方法理论分析的正确性与实现的可行性。     

基于滑模观测器的PMSM无传感器控制

针对永磁同步电机(PMSM)的无速度传感器控制,提出了一种改进的滑模位置观测器.使用饱和函数减小抖振,并利用自适应低通滤波器简化估计角度的补偿.基于TMS320F2812 DSP和PS21564 IPM搭建了整个控制系统,经过调试证明系统具有较好的稳定性和工程实用价值.     

一种改进的永磁同步电机无传感器滑模控制

基于滑模控制理论,提出了一种改进的滑模观测器算法,根据李亚普诺夫稳定性理论来判定观测器的收敛性条件,通过收敛条件来确定滑模观测器增益,从而实现了永磁同步电机无位置传感器矢量控制.在理论分析基础上,搭建了基于TMS320F28035的永磁同步电机实验平台,验证了该改进滑模观测器无传感器磁场定向控制算法的有效性,具有很好的抗负载扰动能力.     

基于滑模观测器的PMSM无速度传感器控制

滑模观测器在获得较强鲁棒性的同时也具有高频抖振的内在不足,且其抖振会随着滑模增益的增大而加剧。低通滤波器在消除高频抖振的同时,也造成基频观测信号的延迟,进而影响到转子位置观测精度。为此,通常需要对低通滤波器的延迟角度进行补偿,而常规直接计算补偿方案需要用到转速信号,且对转速观测精度较为敏感。此处设计了一种基于双低通滤波器的等效控制反馈滑模观测器方案,一方面通过等效控制信号的反馈降低了所需滑模增益,另一方面通过双低通滤波器对等效控制信号的延迟进行了角度补偿,从而获得了较为准确的转子位置观测。实验结果验证了所设计的无速度传感器系统具有较好的稳态和动态性能。     

基于自适应滑模观测器的永磁同步电动机无位置传感器控制

对于永磁同步电动机(PMSM)调速系统，转子位置是获得可靠控制所必需的。但位置传感器不仅会显著增加系统费用和测量噪声，且无法应用在一些恶劣环境。基于PMSM定子两相电压一电流模型，提出一种基于自适应滑模观测器的无位置传感器控制方法，对参数和负载变化具有较强的鲁棒性。仿真结果表明该观测器在中高速范围内具有良好的转子位置和速度估算性能。     

永磁同步电机无传感器控制的软开关滑模观测器

针对滑模观测器估计中存在的抖振问题,采用边界层可变的正弦型饱和函数替代传统开关函数,提出了一种用于永磁同步电机无传感器控制的软开关滑模观测器。为了确定不同饱和函数的收敛速度,定义等效收敛区间,通过正弦型饱和函数边界层内的滑模状态表达式推导其等效收敛时间,并与现有初等、终端滑模型和双曲正切型饱和函数进行了对比。为扩大滑模观测器的速度适用范围,确定了开关增益的转速自适应律。利用锁相环方法提取转子位置与速度信息,解决由滤波器引起的相位误差。通过仿真分别分析了饱和函数类型和开关增益、等效收敛系数及边界层厚度等系数对估计精度与收敛时间的影响,验证了正弦型饱和函数的有效性。实验结果表明,正弦型软开关滑模观测器能够准确地观测出转子速度和位置,并很好地消除了估计结果的抖振。     

基于滑模观测器的永磁同步电机控制系统研究

在永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,简称PMSM)矢量控制系统中,需要利用转子位置信息来实现转子磁场定向控制.基于滑模变结构理论,设计了一个用于PMSM无传感器矢量控制系统的滑模观测器,以估算电机的转子位置.深入分析了实际运行中当电机参数,如电阻R、电感L发生变化时,转子位置角估算值的变化情况.仿真和实验结果均表明,滑模观测器对电机参数变化具有很强的鲁棒性,能够实现对转轴位置的观测,从而实现了无传感器矢量控制.