基于变结构模型参考自适应系统的永磁同步电机转速辨识

提出了一种新颖的变结构模型参考自适应观测器,用于永磁电机无速度传感器矢量控制系统的转速辨识。该方法将变结构控制与模型参考自适应系统(model reference adaptive system,MRAS)进行有机的整合,选取永磁电机本身作为参考模型,而选取永磁电机电流模型作为可调模型,利用两模型输出的误差构造了一个滑模面。理论分析和仿真结果表明,所提出的永磁电机无速度传感器矢量控制系统的转速辨识方法具有较强的鲁棒性和令人满意的动静态性能。     

采用自适应滑模速度观测器电动汽车驱动控制

为提高电动汽车驱动系统抗干扰能力和控制性能,降低制造和运行成本,提出一种自适应滑模速度观测器。利用基于异步电机模型的滑模状态观测器得到的观测电流与实际电流误差构成滑模面。通过Lyapunov理论推导出转速的自适应收敛律,确保辨识电机转速稳定。最后,基于异步电机和电池组的电动汽车驱动实验结果表明,转速观测器能够准确地辨识转速,控制系统具有良好的调速性能。     

低速PMSM无速度传感器调速系统积分滑模控制

针对低速条件下定子电阻的变化会影响永磁同步电动机矢量控制系统的实际速度辨识问题,基于模型参考自适应控制策略(MRAS)设计速度和定子电阻同时辨识的自适应观测器.以测量的定子电压为输入变量,电机的定子电流为状态变量,基于波波夫超稳定性理论确定速度和定子电阻自适应律,采用带有积分滑模面的滑模变结构速度控制器,实现给定速度以指数趋近率无静差跟踪,通过Lyapunov定理证明所设计的速度控制器在电机参数变化和外部负载扰动情况下都具有稳定性.理论分析和仿真结果验证了所设计的无速度传感器矢量调速系统具有良好的低速性能.     

永磁同步电机无位置传感器双滑模鲁棒控制

基于表面式永磁同步电机在二相坐标下的数学模型,采用滑模变结构方法设计了由滑模控制器和扩展滑模观测器组成的鲁棒控制系统。针对电机参数摄动和负载扰动对驱动性能的影响,以转速误差为参量建立滑模面,构造滑模速度控制器以取代目前在大多数控制方案中使用的PI控制器,利用Lyapunov理论推导出自适应速度控制律,得出速度控制的参考电流和参考电压表达式。由扩展滑模观测器估算转子速度和位置,分析得到观测器的收敛条件及自适应率,证明了其稳定性。理论分析表明该方案的控制器和观测器性能不依赖于电机参数和负载干扰,具有较强的鲁棒性。仿真结果验证了控制方案的有效性与正确性。     

基于滑模观测器的无轴承永磁同步电机无速度传感器矢量控制

为解决无轴承永磁同步电机矢量控制系统中传统机械式传感器带来的成本及可靠性等问题,将滑模观测器技术应用到其控制系统中。该系统采用滑模面及滑模等效控制方法,并基于转矩绕组观测电流和其实测电流差值构建滑模面,观测电机反电动势,从而实现转子位置角及转速的精确估算。利用MATLAB仿真软件构建了无速度传感器运行仿真系统,对电机转速、转角信号进行辨识。仿真结果表明:滑模观测器的转角、转速信号辨识精度较高,并能满足无轴承永磁同步电机无速度传感方式的稳定悬浮运行要求。     

城轨牵引内置式永磁同步电机转速及转子位置检测

针对城轨牵引无传感器内置式永磁同步电机的运行要求,设计了一种基于新型滑模观测器的内置式永磁同步电机转速及转子位置观测器,通过电机电流的滑模观测模块对扩展反电动势进行观测,使用S型函数取代传统的离散控制律,以削弱系统“抖振”;采用转速参数辨识和转子位置角度的锁相环将转速与位置分开观测,以提高转速和转子位置的观测精度;采用变参数PI控制器替代传统的内置式永磁同步电机速度控制环中恒参数PI控制器,以改善系统动态性能.证明了该新型滑模观测器的控制系统的稳定性,开发了基于STM32F103嵌入式微控制器的滑模观测矢量控制系统,实验结果验证了该控制策略的有效性与可行性.     

自适应滑模增益永磁同步电机无速度传感器控制

提出一种自适应滑模增益方法解决电机控制系统中的抖振、电流输出不稳定和转速误差大等问题,实现永磁同步电机无速度传感器控制策略。将相电流有效值动态反馈至滑模观测器中,实现滑模增益自适应控制的能力,提高了电流输出的稳定性。构建带有边界层的饱和函数,并设计滑模增益自适应率优化滑模控制,使得滑模观测器中的抖振问题得到改善。通过仿真以及实验证明该方法的可靠性,明显改善了滑模抖振现象,提高了系统的控制性能,电机转速误差从2 rad/s减小到1 rad/s。     

基于滑模观测器的永磁同步电机直接转矩控制研究

研究了改进的滑模观测器,相比于传统的滑模观测器,该观测器能够更加准确地以定子电压和电流为变量,估算出转子的速度与位置;利用李雅普洛夫稳定性理论证明了该滑模观测器的稳定性条件。设计了利用该改进滑模观测器作为速度信号来源的永磁同步电机直接转矩控制系统,利用滑模观测器观测出的速度对电机转速进行闭环控制。实验结果表明,采用改进滑模观测器的永磁同步电机直接转矩控制系统,在省去了位置编码器的条件下,依然可以实现电机转矩动态响应快、调速精度高等特点。     

永磁同步电动机无位置传感器矢量控制系统仿真

研究了一种基于模型参考自适应系统的永磁同步电动机速度辨识方案,将永磁同步电动机的数学模型作为参考模型,电流模型作为可调模型,设计了自适应律辨识电机转速,建立了永磁同步电动机无速度传感器矢量控制系统模型.仿真和试验结果表明,该方案能准确检测转子速度,系统具有良好的静、动态调速性能.     

基于改进指数趋近律的感应电机滑模转速观测器研究

针对无速度传感器感应电机矢量控制系统的转速估计问题,基于指数趋近律的滑模观测器能够有效削弱系统抖振,但传统指数趋近律仍存在增益固定的等速趋近项,因此其抖振问题仍然存在。为此,该文提出一种基于改进指数趋近律的滑模观测器来进一步削弱系统抖振,并实现了对系统状态的自适应控制。首先,选取定子电流误差作为滑模面,设计定子电流和转子磁链观测器,并通过将定子电流观测信息引入传统指数趋近律作为可变增益,实现了观测器对系统状态的自适应控制,能够在削弱系统抖振的同时保证系统收敛速度。进一步构建转速自适应观测器,并通过李雅普诺夫稳定性定理推导转速自适应律,实现对电机转速的准确观测。对比实验结果表明,该文提出的观测器能根据系统状态自适应调节系统收敛速度,并有效削弱传统基于指数趋近律滑模观测器中存在的抖振现象。