基于重复控制的抑制电机周期性负载扰动的方法

在永磁同步电机驱动的单转子压缩机变频空调系统中,脉动呈周期性的负载转矩使得永磁同步电机的转速也产生同周期的脉动,这在低速时尤为明显.针对压缩机低速抖动的问题,在不改变原来的控制系统的基础上,采用了插入式重复控制器来抑制系统的周期性扰动,提高压缩机的低速性能;并给出了各个参数的选取条件.在理论上分析了重复控制器抑制周期性扰动的可行性并通过仿真和实验验证.     

基于复合控制的变频压缩机负载扰动抑制

变频压缩机工作时,特殊的机械结构使得其内部的永磁同步电机负载转矩会呈现周期性变化.当传统 PI控制下的压缩机系统无法适应这种负载扰动时,PMSM 的转速会跟随其出现周期性脉动,在低速段波动最为明显.同时,变频压缩机的工作环境较为复杂,对此提出结合模糊控制方式提高压缩机系统的动态性能.通过构建永磁同步电 机控制系统模型,模拟压缩机工作中出现的周期性负载转矩,以仿真的形式验证复合控制的有效性.     

模糊MRAS方法在永磁同步电机无速度传感器控制系统中的应用

模型参考自适应系统(MRAS)由于结构简单,因而在无速度传感器永磁同步电机控制中被广泛采用,用来估算转子位置和转速,但是在周期性脉动负载工况时,MRAS中恒定单一的比例积分(PI)控制器不能很好地满足控制性能的要求。为了避免在不同转速和负载条件下复杂的PI参数调整,研究了基于模糊控制技术的永磁同步电机无速度传感器系统。该调速系统采用转子磁链定向的矢量控制作为其基本的控制策略,利用MRAS对转子位置和转速进行估算,提出了一种基于模糊控制的MRAS。该系统中应用模糊控制器替代PI控制器,省去了需要调整PI参数的麻烦。通过仿真证明了该方法的有效性和可行性,仿真结果表明,基于模糊控制的MRAS能够很好地实现周期性脉动负载工况下电机转子位置和转速的估算,具有较好的鲁棒性。     

一种抑制PMSM-DTC周期性转速脉动的方法

永磁同步电机直接转矩控制系统低速运行时存在周期性转速脉动,限制了其在高性能伺服方面的应用。针对该问题,分析了系统转速脉动产生原因及其周期性,提出了在传统速度环PI控制器的基础上增加谐波转矩注入抑制转速脉动的方法。该方法通过对转速反馈信号进行快速傅里叶变换,得到转速脉动的各次谐波含量,针对主要的谐波含量增加PI控制器,并与原控制嚣共同组成直接转矩控制的转矩给定信号。仿真和实验结果表明了该方法有效地抑制了周期性转速脉动,提高了系统的伺服性能,且该方法的结构及算法简单,无需对原控制器作硬件改动,便于工程实现。     

基于电磁转矩反馈补偿的永磁同步电机新型IP速度控制器

为减小永磁同步电机传统PI速度控制器的速度超调,提高转速环的抗负载转矩扰动能力,提出一种基于电磁转矩反馈补偿的永磁同步电机新型IP速度控制器。采用IP速度控制器,减小了速度超调;将电磁转矩引入到电流调节器的输入端,作为IP速度控制器反馈补偿的控制输入,提高了转速环的抗负载转矩扰动能力。仿真和实验验证了该新型永磁同步电机速度控制器可以有效减小速度超调,提高转速环的抗负载转矩扰动能力,获得很好的速度控制性能。     

永磁同步电机高精度控制系统研究

为满足永磁同步电机控制系统的精度要求,抑制转速脉动,在空间矢量控制的基础上,定义并分析了永磁同步电机矢量坐标系下的β角,在此基础上采用两种控制方式相切换的方法,设计了永磁同步电机高精度控制系统.在Matlab/Simulink环境下进行了仿真,并在实际电机调速系统上验证了该方法.结果均表明系统的稳态与动态性能良好.     

PLL与ADRC在PMSM中的应用研究

利用锁相环作为永磁同步电机的速度观测器,能够有效解决经位置差分法测量伺服电机转速时产生的相位滞后问题。将锁相环与自抗扰控制相结合,把锁相环观测到的速度信号作为转速环的反馈。采用线性自抗扰控制器设计永磁同步电机控制系统的转速环和电流环。将负载作为外部扰动,将d-q轴的耦合项和电源波动作为内部扰动,该方法能估计出总的扰动量然后加以补偿。仿真和实验结果表明该方案速度观测准确,系统的动态性能和抗扰动能力良好。     

基于自抗扰技术的永磁同步电机直接转矩控制

永磁同步电机是一个强耦合的非线性系统.研究了永磁同步电机的调速控制问题.针对永磁同步电机特点,结合自抗扰技术与直接转矩控制方案,设计了基于自抗扰技术的永磁同步电机直接转矩控制系统.仿真结果表明,该控制系统具有比PI控制方案更优的动态性能,并且在不同参考转速给定下系统具有更好的适应性.     

基于模糊自整定PI控制和重复控制的单相正弦脉宽调制逆变电源复合控制方案

提出了一种基于模糊自整定比例积分(ProportionalIntegral,PI)控制和重复控制的新型单相正弦脉宽调制(Sinusoidal Pulse Width Modulation,SPWM)逆变电源控制方案.利用模糊自整定PI控制增强系统抵抗参数变化和各种非线性不确定扰动的能力,改善了系统的动态特性;利用重复控制改善系统的稳态特性和增强系统克服同频率扰动的能力.仿真实验结果表明,该控制方案使正弦波逆变电源系统获得了良好的稳态和动态性能,在系统含有不同扰动频率时仍具有较好的控制品质.     

基于迭代滑模和扰动观测器的永磁同步电机转速控制

为了提高永磁同步电机（PMSM）控制系统的转速跟踪精度和鲁棒性,抑制其周期性转矩脉动,提出了一种基于积分滑模控制和迭代学习方法的PMSM单环控制策略。控制器采用单环滑模控制策略替代了传统的转速-电流级联控制,简化了控制系统的结构,提高了系统动态响应,通过引入迭代学习控制有效抑制了因电流谐波而导致的转矩脉动,提高了转速稳态控制精度。此外,针对系统存在的外部负载扰动、模型和参数不确定性等,设计了双重扰动观测器估计系统扰动量,提高了系统的鲁棒性。最后,针对所提复合控制策略进行了试验验证。试验结果表明,所提出的控制方法具有良好的动态性能、抗干扰能力和稳态控制精度。     

应用于变频空调系统的无速度传感器矢量控制研究

针对变频空调恒压频比控制时存在压缩电机低速范围转速波动大的问题,采用无速度传感器矢量控制方法,通过转速估计获得实时速度信号进行闭环控制,以减小压缩机的转速波动。为提高磁链舰测的准确性,对转子磁链观测电压模型进行了改进,并构建了系统仿真模型。仿真结果表明该控制系统具有良好的静、动态性能,满足压缩机低速运行要求。     

大转动惯量负载双机同步控制策略仿真研究

针对双同步电机通过软性轴驱动大转动惯量压缩机传动系统轴振荡问题,设计了一种有转速差补偿转速微分的控制方案。该控制方案在经转速环控制的基础上,引入转速差补偿和转速微分,通过对转速及转矩进行补偿,起到增加阻尼抑制振荡的作用。在Simulink平台上搭建了双同步电机拖动压缩机模型及双同步电机同步控制模型,为控制策略研究提供依据。仿真结果表明,所提出的控制方案可显著地抑制扭振。     

双变频压缩机并联系统及其在多联机上的应用

双变频压缩机并联系统是通过使用两台小排气量的变频压缩机代替传统的单变频压缩机的一种新型空调系统。经理论分析及试验验证，双变频压缩机并联系统应用于负荷变化大的多联机组时比传统的单压缩机系统能效优势明显。     

基于PLC的模糊自整定PID参数控制器在变频调速恒压供气系统中的应用

根据恒压供气系统的使用情况，采用变频调速和模糊控制理论对PID的参数Kp、K1和KD进行在线自整定，自动控制空压机的投入台数及转速，实现自动恒压供气，达到高效节能的目的。结果表明，此系统能够根据供气设备及环境的变化做出最优决策。     

改进的车载空调压缩机无位置传感器控制起动方法

无位置传感器控制是空调压缩机控制系统的较优选择。针对基于滑模观测器(SMO)的永磁同步电机(PMSM)无位置传感器控制系统零速观测精度低、起动难度大等问题,提出了一种改进PMSM无位置传感器的零速低速起动及中高速域使用的SMO控制的切换方法。在电机低速和零速时,I/F控制使其工作在角度开环电流闭环的工况下,该算法的给定相位与观测相位误差达不到系统切换要求,需利用降低开环电路的方式来降低误差;在电机转速提高的同时补偿SMO的角度,使观测角度接近真实角度,2种算法切换时稳定性更高,抗干扰能力更强。根据MATLAB/Simulink仿真结果和实际3.5 kW车载空调PMSM调试,验证了该方法的可行性和改进算法的有效性。     

基于自适应理论的新型无速度传感器转速估算法

阐述了一种利用PI控制来直接消除估算转速和实际转速误差的自适应估算转速法。在高速时,其动态和静态性能较好,估算转速能与实际转速基本重合;在低速时,整个系统性能稳定,估算转速也能实时跟随到实际转速。     

燃料电池空压机电机转子结构研究

针对燃料电池空压机高速电机转子易因高速失稳而损坏、因转子过重而导致空气轴承加速磨损的问题，使用有限元法对不同转子结构的转子应力和临界转速进行了研究，提出了一种轴向预紧固定磁钢的空心转子结构。以一台额定功率35 kW，峰值转速100 000 r/min的超高速永磁电机为例，综合对比分析了不同转子结构在转子强度、临界转速、质量、转动惯量、装配工艺性以及可靠性等方面的优缺点。对比结果表明，虽然新转子结构在转子强度上稍差于几种常见转子结构，但在其他方面均具有优异的特性。最后，根据新转子结构制作了空压机样机，试验结果表明，该样机可以在100 000 r/min转速下稳定运行，验证了新转子结构设计的合理性。     

MRAS-based speed sensorless control scheme with stator resistance identification function for vector-controlled induction motor drives

This paper describes a new scheme for the speed sensorless control of the vector-controlled induction motor drive. Based on the model reference adaptive system (MRAS) theory, the rotor speed of the induction machine is estimated with a full-order adaptive observer. The estimated speed then is used as the signal for the vector control and the speed control. To accurately estimate the speed at the lower speed range, the value of the stator resistance also is identified at the same time and then is used to modify the resistance value set in the observer. The resulting system is verified to be hyperstable with Popov's criterion. As a result, this drive can operate stably in a wide range of speed even at zero speed. Also, it is shown theoretically that neither speed nor resistance of the rotor can be identified at the same time because these two parameters are dependent on each other. Simulation results and experiments also show that the scheme is effective.     

高速燃料电池空压机无位置传感器控制

两级加压式燃料电池空压机两端安装泵头,没有位置传感器安装空间,需采用无位置传感器控制技术进行电机调速。针对一款高速空压机设计控制算法,采用I/F起动结合改进型滑模观测器,实现空压机的无位置传感器控制。针对空压机的速度调节,利用空压机转速与交轴电流的对应关系,在PI调节器基础上增加前馈补偿环节,实现了空压机更加快速的转速响应。