基于磁共能重构的电励磁同步电机分布参数建模方法

准确的数学模型是电机控制的基础和前提条件,现有的电励磁同步电机(EESM)的集中参数数学模型难以描述电机在运行过程中的谐波及非线性特性,研究了一种基于磁共能重构的电励磁同步电机的分布参数建模方法。利用有限元数值分析(FEA)电机磁共能数据,通过对磁共能进行傅里叶级数展开及多项式拟合,获得能准确描述磁共能变化的数值解析模型。利用虚位移原理,建立了EESM的磁链、电磁转矩及电压方程的分布参数模型。对所得分布参数电机模型与FEA模型在变工况情况下进行了对比,结果表明了EESM分布参数模型在描述电机转矩、磁链谐波特性方面的准确性,为基于模型的电机控制提供了理论基础。     

基于参数辨识的永磁同步电机无位置传感器控制

针对电机运行过程中参数变化会影响永磁同步电机(PMSM)无位置传感器控制性能的问题,将递推的最小二乘法(RLS)用于PMSM参数的在线辨识,在最大转矩电流比控制策略下,使用基于BP神经网络改进的模型参考自适应系统构建无位置传感器控制方案,提出了基于在线参数辨识的PMSM无位置传感器控制方案。运用递推的RLS对PMSM的交轴电感和转子磁链进行在线辨识,并将参数辨识结果应用于电机无位置传感器算法中。仿真和试验证明了基于递推的RLS参数辨识算法可以对PMSM的转子磁链和交轴电感值进行准确辨识,基于参数辨识的PMSM无位置传感器控制方案性能更好。     

基于FPGA的永磁同步电机谐波电流实时仿真研究

针对传统永磁同步电机(PMSM)线性集中参数模型在仿真阶段无法描述谐波电流的问题,构建基于现场可编程门阵列(FPGA)的PMSM分布参数模型。利用该模型反映齿槽转矩、气隙磁场等特点,通过搭建硬件在环(HIL)平台,进行试验验证。通过对模型公式的分析,进行离散化描述,编写Verilog语言程序并在FPGA上运行该模型,再通过与真实控制器连接,进行试验测试,验证了该模型在不同工况点下反映谐波电流的情况。结果表明:该仿真平台能够较好地反映电机谐波电流情况。     

多相永磁同步电机缺相故障下的磁链动态特性分析

永磁同步电机(PMSM)电磁动态特性分析对电力传动系统运行与故障诊断策略研究具有重要作用。针对多相PMSM磁链的动态特性进行分析,推导了电感与转子位置关系,基于五相PMSM定子磁链的动态数学模型,采用MATLAB软件对五相PMSM在不同缺相故障下的磁链、电感特性进行建模和仿真,并对仿真结果进行了比较分析。研究结果可以为PMSM缺相故障诊断和容错控制提供一定的理论参考。     

新型分步式永磁同步电机参数辨识

永磁同步电机（PMSM）参数受所处环境等非线性因素的影响而变化,因此需要根据电机参数的不同调节控制系统,以达到更优的控制性能。针对不同电机的参数不同且无法实现快速手动测量的问题,提出一种无位置传感器PMSM的新型分步式参数辨识系统。系统分阶段采用伏安法计算电阻并采用高频电压注入法计算电机的电感和磁链,实现了无位置传感器的控制条件下,内置式PMSM的参数自动辨识。最后通过MATLAB/Simulink搭建仿真模型,验证了新型分步式参数辨识系统的可靠性并通过试验验证了系统的准确性。     

基于空间解析模型观测器的永磁同步电机直接转矩控制算法优化

针对永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制(DTC)中磁链和转矩观测器误差较大引起的转矩脉动的问题,提出了一种基于空间解析模型的磁链和转矩观测器,并应用于基于空间矢量脉宽调制的直接转矩控制(SVPWM-DTC)中。通过有限元仿真获取磁链和转矩数值解,由该数值解推导了一种考虑电机空间谐波和磁饱和特性的磁链和转矩空间解析模型,构建了一种新型高精度的磁链和转矩观测器。仿真和试验对比表明,基于空间解析模型的观测器具有较高精度,能够有效抑制观测器误差导致的SVPWM-DTC转矩脉动。     

基于Magnet的三相开关磁阻电动机建模与仿真研究

基于Magnet仿真环境,根据电机的结构参数,建立了三相6/4极开关磁阻电动机(Switch Reluctance Motor,SRM)的系统仿真模型。通过仿真分析,得到了电机的磁场分布,静态磁链特性以及稳态运行特性;并用实际研制电机的实验结果对仿真结果进行了验证,仿真结果与实验结果接近,验证了有限元仿真分析结果的正确性。     

永磁同步电机直接转矩控制及仿真

介绍了一种基于永磁同步电机(PMSM)的简单有效的直接转矩控制(DTC)技术.利用Simulink搭建DTC系统,仿真分析了PMSM在不同转速和转矩条件下的性能,并验证算法的可行性.该控制技术能够满足系统控制快速性的要求,具有良好的速度控制特性.结果分析表明,定子磁链和电机转矩可通过选择合理的电压空间矢量得到有效控制.     

基于稳态欠秩方程的永磁同步电机多参数并行辨识

针对永磁同步电机(PMSM)运行过程中电机参数受运行工况影响实时摄动的问题,提出一种基于稳态欠秩方程的电机多参数并行在线辨识算法。对PMSM稳定状态方程组的系数矩阵进行分析,指出PMSM稳定状态方程组为秩数为2的包含3个未知参数的欠秩方程。基于Lyapunov稳定性理论及Popov超稳定性理论分别设计了PMSM模型参考自适应多参数并行辨识器,通过设计合理的自适应律使得参考自适应系统渐进稳定,对电机定子电阻、电感及转子磁链进行相应辨识。试验辨识结果验证了所提辨识算法的有效性和实用性。     

基于MPHFE的PMSM转矩脉动优化控制策略

为了按照选定的谐波次数优化永磁同步电机（PMSM）驱动控制系统的谐波转矩,设计了一种新颖的最少参数谐波磁链估计器（MPHFE）以进行电机谐波磁链的在线估计,从而实现了PMSM转矩脉动优化控制。所提出的MPHFE中无需使用电机电感、电阻和定子电流及导数等参数即可完成谐波磁链的估计,从而无惧参数扰动,具有极强的鲁棒性。MPHFE是通过磁场定向控制器和自适应前馈控制器组合作用将谐波电流强制为零实现的,即可以直接从估计的谐波反电动势中获得谐波磁链,无需其他电机参数参与运算。进一步将估计的磁链与电机谐波转矩综合模型结合使用,以确定消除谐波转矩的注入定子电流值。开展了PMSM不同工况下的测试,实验结果验证了所提出的方法能显著降低PMSM的转矩脉动。     

永磁同步电机的无速度传感器直接转矩控制

在高性能的永磁同步电机控制系统中,机械传感器的存在会使系统的成本增加,可靠性降低,容易受到外部环境的影响.在叙述永磁同步电机直接转矩控制原理的基础上,采用了一种基于转子磁链的转速估计方法,该方法根据定子磁链角和负载角确定出转子磁链角,进而估计出电机的转速.仿真和实验结果验证了该方法能够在电机全速范围内准确地估计出转速,具有优良的动静态性能,适合于永磁同步电机的直接转矩控制.     

电动汽车用永磁同步电机模型预测MRAS无速度传感器控制

针对电动汽车机械式传感器在复杂工作环境下易失效的问题,将基于模型参考自适应(MRAS)的无速度传感器技术应用于电动汽车中。针对传统MRAS无速度传感器控制存在的转子位置估计相位延迟较大、转速估计误差较大等问题,将模型预测控制算法应用到MRAS中。参考模型选用永磁同步电机(PMSM)电流磁链方程,可调模型选取电压磁链方程,代价函数是磁链的差值,待估计参数选择转子位置。与传统MRAS无速度传感器控制算法相比,转速、转子位置估计结果更加精确,估计误差较小,动态性能和稳态性能优良。通过仿真和试验验证了算法的可行性和有效性。     

基于双模糊控制器的永磁同步电机混沌与稳定性研究

在分析永磁同步电机电机参数变化导致定子磁链观测器输出误差变化的基础上,研究了永磁同步电机在一定工作情况下呈现混沌运动,根据PMSM的数学模型得出其混沌特性曲线.由于常规的直接转矩控制大多采用滞环比较器,容易产生转矩脉动,导致逆变器开关频率过高;与此同时,常规的PI速度调节器的跟踪精度不高;鉴于此,采用双模糊控制器建立了具有混沌特性的永磁同步电机模型.仿真结果证明:永磁同步电机直接转矩控制系统双模糊控制对其混沌特性具有良好的控制效果,系统的动态和静态性能也得到改善,可以减少转矩和磁通纹波,并能提高系统的响应速度.     

永磁同步电机无磁链电流预测控制

针对永磁同步电机PWM电流预测控制对电机模型参数的依赖性问题,研究了基于增量式模型的永磁同步电机无磁链电流预测控制方法。对传统PWM电流预测控制的稳定性以及参数摄动造成的电流静差进行了理论分析,表明参数摄动会对系统稳定性造成影响,造成电流控制静差。建立基于增量式状态方程的永磁同步电机模型,基于该模型设计无磁链电流预测控制器,保证控制器能够在无磁链参数参与的情况下运行,增强系统对磁链参数摄动的鲁棒性。选择适当的评价函数获取最优控制电压增量数学表达式。实验结果验证了新型控制策略的可行性。     

永磁同步电机新型无差拍直接转矩控制

针对传统无差拍直接转矩控制中电机内部参数摄动对给定电压矢量的影响,提出一种基于滑模扰动观测器补偿的永磁同步电机无差拍直接转矩控制策略。首先,结合滑模控制理论,分别构建了d,q轴滑模扰动观测器,对参数摄动引起的d,q轴电压变化量进行观测,将其补偿至给定d,q轴电压,提高系统对参数摄动的鲁棒性。其次,对q轴滑模扰动观测器进行了重构,在对q轴参考电压扰动补偿的同时对转子磁链进行了有效辨识。试验结果验证了新型控制策略的有效性和实用性。     

采用扩展卡尔曼滤波磁链观测器的永磁同步电机直接转矩控制

提出利用卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)观测器对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)直接转矩控制(direct torque control,DTC)系统进行精确参数估计的方法。通过检测定子电压和电流,应用EKF观测器精确估计电机的定子磁链、电机转速和转子位置,间接估计转矩,近而实现PMSM的无速度传感器控制;同时改进常规的EKF估计状态方程,提高速度估计的精确性,并证明了基于EKF的控制系统的稳定性定理。仿真结果表明该方法减小了系统的非线性、参数变化以及干扰带来的影响,EKF能够准确估计状态变量,提高了直接转矩控制的性能。     

自适应高阶滑模永磁同步电机永磁磁链观测

针对永磁同步电机(PMSM)用传统方法难以准确观测永磁体的失磁问题,讨论基于自适应非奇异终端滑模变结构的永磁磁链观测策略。依据永磁体失磁工况建立永磁同步电机数学模型,根据永磁同步电机失磁故障检测,构建自适应和非奇异终端滑模观测器,给出定子电阻自适应估计值,借助Lyapunov稳定性理论对观测器的稳定性加以证明,依据滑模变结构等值控制原理构造出永磁磁链算式。仿真实验验证了在改变定子电阻参数后,自适应高阶滑模永磁磁链观测器能准确地检测磁链参数。