基于时间延迟状态反馈精确线性化的PMSM混沌反控制

研究了利用微分几何方法和延迟反馈控制实现永磁同步电机混沌反控制的方法.从数学模型出发,运用微分几何理论讨论了永磁同步电机能进行精确线性化的条件,推导了用状态延迟反馈精确线性化实现混沌反控制的过程.在此基础上,设计了混沌反馈控制器,对这种控制器的控制结果进行了仿真研究.仿真结果说明利用状态延迟反馈精确线性化设计混沌反控制器是完全可行的,结果是满足要求的.     

基于时间延迟状态反馈的PMSM混沌反控制

根据永磁同步电机的数学模型,运用微分几何理论讨论了永磁同步电机可以进行精确线性化的条件,在全状态空间中实现了永磁同步电机的精确线性化.在此基础上,运用延迟状态反馈设计了混沌反馈控制器,对这种控制器的控制结果进行了仿真研究.并针对控制参数的不同对混沌反控制的影响进行了仿真研究,明确了控制参数的选择方向.仿真结果说明利用状态延迟反馈精确线性化设计混沌反控制器是完全可行的,结果是满足要求的.     

永磁同步电机无位置传感器鲁棒无源控制

提出一种永磁同步电机无位置传感器鲁棒无源控制方法。首先,建立了永磁同步电机耗散哈密顿数学模型。其次,在耗散哈密顿数学模型的基础上,设计了永磁同步电机鲁棒无源控制器,有效提高了永磁同步电机控制系统电流环和转速环的抗扰动性能和动态响应性能。与此同时,设计一种基于反电势的新型锁相环对转子位置和转速进行进一步估算,避免引入反正切函数和微分运算带来的转子位置估计抖振问题。实验结果验证了提出的无源控制方法的有效性。     

永磁同步电机的神经网络逆动态解耦控制

永磁同步电机是一个非线性、强耦合系统，应用神经网络逆系统方法对永磁同步电机进行动态解耦控制研究。通过对永磁同步电机的数学模型可逆性分析，得出解析逆系统，由解析逆系统与永磁同步电机原系统复合成两个伪线性子系统来构造神经网络逆系统，使永磁同步电机动态解耦成二阶线性转速子系统和一阶线性磁链子系统，并采用鲁棒伺服控制器对伪线性子系统进行线性闭环控制器的设计，实现永磁同步电机转速和定子磁链的动态解耦，仿真表明系统具有良好的动静态性能。     

永磁同步电机转速环扰动反馈线性化控制

针对永磁同步电机运行过程中的不确定性扰动问题,设计了基于高增益扩张观测器的永磁同步电机转速环扰动反馈线性化控制器.首先,基于永磁同步电机完全数学模型设计了高增益扩张观测器对系统不确定性扰动进行观测.其次,结合系统电流环PI控制,设计了基于电机简化数学模型的高增益扩张观测器,有效降低了观测器阶数,提高了系统执行效率.最后,在扰动观测的基础上,对系统转速环进行反馈线性化控制,提高了系统在扰动下的转速动态响应性能.对比实验结果验证了反馈线性化控制器在抗扰动方面的优势.     

永磁同步电机神经网络逆解耦控制研究

针对永磁同步电机的非线性、多变量、强耦合的特点,将神经网络与逆系统解耦方法相结合,并用于永磁同步电机的解耦控制.分析永磁同步电机的数学模型与解析逆模型,完成系统可逆性证明,将永磁同步电机与解析逆系统等效成两个伪线性子系统,构造神经网络逆系统,将永磁同步电机动态解耦为一阶线性磁链子系统与二阶线性转速子系统,利用两个PID控制器对伪线性子系统进行闭环控制器设计,实现系统转速与定子磁链动态解耦控制.利用dSPACE半物理仿真系统完成神经网络训练数据的采集与系统解耦控制实验.结果表明神经网络逆系统方法可以实现永磁同步电机的高新能控制,对负载扰动具有较强的鲁棒性.     

永磁同步电机单神经元自适应PID控制

通过对永磁同步电机数学模型的分析及常规控制方式的研究，利用单神经元自适应PID(Proportional Integral Differential)控制器对永磁同步电动机的转速及转矩进行调节，并进行了大量的仿真分析。研究结果表明，该控制方式具有更好的动态调节特性和自适应能力，而且控制器设计更简单，参数调整方便，易于工程应用。     

滑模控制器对永磁同步电机的调速性能研究

对永磁同步电机（PMSM）控制系统的数学模型进行了解耦,将系统分为电气和机械两个子系统,并对子系统分别设计了利用时间变化的滑动面进行电机控制的滑模控制器,在此基础上设计了基于滑模控制器的永磁同步电机调速仿真系统。通过与脉冲宽度调制（PWM）的调速仿真系统的实验结果进行对比可知,基于滑模控制器的永磁同步电机控制系统进行调速时转矩脉动更小,电机转速的超调也更小,证明了这种调速控制系统具有更好的动态调速性能。     

基于逆系统理论的永磁同步电动机解耦控制

针对永磁同步电机这种多变量、非线性、强耦合的控制对象,应用逆系统方法,将永磁同步电机解耦成二阶线性转速子系统和一阶线性磁链子系统;在此基础上,采用鲁棒伺服控制器对伪线性子系统进行线性闭环控制设计.仿真试验表明,这种控制策略能够实现永磁同步电机转速和定子磁链之间的动态解耦控制,并且系统具有良好的动静态性能.     

永磁同步电机调速系统的自抗扰控制

针对永磁同步电机具有强耦合和强非线性特性的特点,在分析永磁同步电机数学模型和自抗扰控制原理的基础上,将自抗扰控制器应用于永磁同步电机的控制中,实现了永磁同步电机调速系统的自抗扰控制.仿真结果表明,这种自抗扰控制比PI控制有着更优的动态和稳态性能,并且使闭环系统在抗干扰性和鲁棒性上有了提高.     

基于模型参考模糊自适应控制的永磁同步电机控制器设计

基于模型参考模糊自适应控制(MRFAC)方法设计永磁同步电机(PMSM)速度控制器.该控制器具有传统模型参考自适应控制构架.传统模型参考自适应控制系统中的反馈控制器和常规自适应机构分别由主模糊控制器、模糊自适应机构替代,模糊逆模型结合自适应调整算法构成的模糊自适应机构对主控制器参数进行实时调整,以达到快速适应对象参数和状态变化的目的.利用模块化建模工具Matlab/SimuIink建立PMSM控制系统模型.仿真结果表明了所设计控制器运行平稳,具有良好的动、静态特性.     

基于分段李雅普诺夫函数的永磁同步电机混沌系统非脆弱模糊控制

针对控制器存在加性增益参数摄动的情况,研究了一类由T-S模型描述的非线性系统的非脆弱模糊控制问题,目的是设计一个非脆弱控制器以镇定所考虑的非线性系统。采用线性矩阵不等式处理方法,导出了非脆弱控制器的存在条件。通过建立和求解一个凸优化问题,给出了非脆弱控制器的设计方法,进而运用提出的方法来控制永磁同步电机混沌系统。仿真结果验证了该设计方法的有效性。     

Implementation of an artificial-neural-network-based real-time adaptive controller for an interior permanent-magnet motor drive

This paper presents the implementation of an artificial-neural-network (ANN)-based real-time adaptive controller for accurate speed control of an interior permanent-magnet synchronous motor (IPMSM) under system uncertainties. A field-oriented IPMSM model is used to decouple the flux and torque components of the motor dynamics. The initial estimation of coefficients of the proposed ANN speed controller is obtained by offline training method. Online training has been carried out to update the ANN under continuous mode of operation. Dynamic backpropagation with the Levenburg-Marquardt algorithm is utilized for online training purposes. The controller is implemented in real time using a digital-signal-processor-based hardware environment to prove the feasibility of the proposed method. The simulation and experimental results reveal that the control architecture adapts and generalizes its learning to a wide range of operating conditions and provides promising results under parameter variations and load changes.     

永磁同步电机的哈密顿建模与无源性控制

针对永磁同步电机（PMSM）转速调节问题，采用端口受控哈密顿（PCH）系统和无源性控制原理，研究了PMSM的建模与控制。将PMSM看作是二端口的能量变换装置，基于PCH系统理论建立了PMSM的非线性数学模型。利用能量成型和无源性控制方法。给出了PMSM的速度控制原理，反馈控制问题被归结为一类偏微分方程的求解。通过选择期望的闭环系统哈密顿函数，可将偏微分方程转换成一组普通的方程，从而使求解变得容易。分析了永磁同步电机速度控制系统平衡点的稳定性，并设计了控制器。仿真结果表明所设计的方案具有很好的转速跟踪性能。     

Simplified fuzzy-logic-based MTPA speed control of IPMSM drive

This paper presents a simplified fuzzy-logic-based speed controller of an interior permanent-magnet synchronous motor (IPMSM) drive for maximum torque per ampere (MTPA) of stator current with inherent nonlinearities of the motor. The fundamentals of fuzzy logic algorithms as related to motor control applications are illustrated. A simplified fuzzy speed controller for the IPMSM drive has been found to maintain high performance standards with a much simpler and less computation-intensive implementation than a nonsimplified fuzzy-based algorithm. Contrary to the conventional control of IPMSM with d-axis current equal to zero, a nonlinear expression of d-axis current has been derived and subsequently incorporated in the control algorithm for maximum torque operation. The efficacy of the proposed simplified fuzzy-logic-controller (FLC)-based IPMSM drive with MTPA is verified by simulation as well as experimentally at dynamic operating conditions. The simplified FLC with MTPA is found to be robust for applications in IPMSM drives. The complete vector control scheme is implemented in real-time using a digital signal processor (DSP) controller board DS 1102 in a laboratory 1-hp IPM synchronous motor.     

单相永磁同步电动机的一种研究方法

在单相电力拖动装置中,使用单相永磁同步电动机替代传统的单相异步电动机是发展的必然趋势,然而目前单相永磁同步电动机的相关研究文献较少.本文基于简化的等效磁路、等效电路模型,利用电压迭代法编写出单相永磁同步电动机的设计软件SPPMSM v1.0,该软件的设计结果很好的满足了样机的设计技术要求.然后采用Ansoft公司的Maxwell软件,建立了单相永磁同步电动机(SPPMSM)的系统仿真模型.在所建立的模型基础上,对单相永磁同步电动机的基本特性和运行性能进行了仿真研究.仿真结果可以用来指导这种新型电机的设计.     

同步磁阻电机直接转矩控制系统研究

鉴于矢量控制对电机参数依赖性强的问题,借鉴现有永磁同步电机数学模型及其直接转矩控制的相关理论,分析同步磁阻电机的数学模型,提出了同步磁阻电机的直接转矩控制方法,包括空间电压矢量的计算、磁链和转矩的滞环控制等;并基于位置信息的估算,设计了速度的闭环控制器。构建了系统的仿真模型,并对电机的稳态和动态性能进行了仿真分析。由仿真结果可知,所提方法设计的系统能够在较宽的转速范围内变速运行。     

三相异步起动永磁同步电动机起动特性

针对永磁电机牵入同步困难的问题，依据永磁电机基本原理和电磁场理论，对异步起动永磁同步电动机的起动性能进行了研究。以一台18．5kW6极切向式三相异步起动永磁同步电动机为例，建立永磁电动机起动过程的数学模型，给出了求解域和假定条件下的有限元方程，采用场路结合法计算了异步起动永磁同步电动机的瞬态电磁场，分析了样机的起动过程及隔磁磁桥尺寸变化和绕组排列不同对电机起动性能的影响。通过样机对模型仿真分析可知，样机具有较好的起动性能，能快速牵入同步转速，采用单双层绕组时起动性能要比采用双层绕组时的起动性能好；隔磁磁桥尺寸对电机的起动性能影响很大，其过大或过小都会使起动性能变差，不利于牵入同步转速。