基于矢量控制的异步电机自抗扰控制

针对异步电机矢量控制系统在负载变化和电机参数变化时转速易受较大影响的问题,研究了采用自抗扰控制器(ADRC)对负载扰动和电机参数变化进行估计和补偿的方法。根据自抗扰控制器的数学特征和异步电机的数学模型,采用扩张状态观测器(ESO)对电机模型的参数摄动和变量耦合项进行观测并补偿,确定了矢量控制系统中自抗扰转速环控制器、自抗扰磁链环控制器、自抗扰d轴电流环控制器和自抗扰q轴电流环控制器的形式。仿真和实验结果表明,与传统的比例积分控制器(PI)相比,ADRC控制器对系统负载扰动和电机参数变化具有较好的鲁棒性和动态性能。     

基于非线性自抗扰控制器的异步电机高性能控制

本文将非线性自抗扰控制器应用到异步电机调速系统中，由自抗扰控制器取代经典PID控制器对异步电机进行控制，提出了应用自抗扰控制器的异步电机调速系统的设计方案。通过在一台2.2 kW异步电机上进行突加负载、正反转等实验，自抗扰控制器被证明具有良好的动态性能，并且其对负载扰动、电机参数变化都具有较好的鲁棒性。     

无轴承异步电机的自抗扰控制策略

针对无轴承异步电机(BLIM)的逆系统解耦控制性能受负载和参数变化影响的问题,在转子磁链定向逆系统解耦控制的基础上,采用自抗扰控制器(ADRC)替换经典的PID控制器,将BLIM模型中的交叉耦合项、本体参数变化和负载视为"扰动",统一用ADRC的扩张状态观测器(ESO)估测,非线性状态误差反馈控制器(NLSEF)进行补偿。仿真结果表明:采用了ADRC,系统具有较好的动态解耦控制性能;同时,对电机参数和负载变化具有更好的鲁棒性。     

基于自抗扰控制器的异步电机变频调速系统

设计了一种采用优化的自抗扰控制器(ADRC)的异步电机变频调速系统。应用扩张状态观测器的双通道补偿作用,统一观测系统的总扰动并加以补偿,使控制对象被近似线性化和确定性化。实验结果表明,相较于经典PID控制器,采用自抗扰控制的异步电机变频调速系统具有更高的动静态性能以及对负载扰动具有更好的鲁棒性。     

同步坐标下无刷双馈电机自抗扰控制

无刷双馈电机采用传统非线性比例积分微分控制器控制时,其速度和负载转矩动态响应性能不佳,自抗扰控制策略可加以改善。基于此,根据无刷双馈电机同步速旋转坐标系下的电压、磁链和转矩方程,采用模型参考自适应方法观测转子磁链在控制绕组中的分量;设计4个自抗扰控制器分别控制无刷双馈电机的控制绕组磁链、转速和定子电流,应用扩张状态观测器估算出系统的状态变量及其广义导数,实现电机的精确解耦。在MATLAB/Simulink环境下建立系统仿真模型并进行仿真分析,仿真结果表明,自抗扰控制策略可快速跟踪给定转速,受系统参数变化的影响较小,提高了系统的稳定性和鲁棒性。     

基于自抗扰技术的无轴承异步电动机SVM-DTC控制系统

针对无轴承异步电动机非线性强耦合的特点,结合自抗扰控制器技术、空间电压矢量调制技术和直接转矩控制方案,用自抗扰控制器替代传统的PID控制器,设计了基于自抗扰技术的无轴承异步电动机空间电压矢量调制的直接转矩控制系统(SVM-DTC),解决了速度超调问题,通过转子磁链辨识,间接获得定子磁链、气隙磁链和转速的辨识。仿真结果表明,采用自抗扰控制器能有效减少超调量,提高响应速度,系统具有较好的动态性能,对负载扰动、电动机参数变化都有较强的鲁棒性。     

自抗扰技术在异步电机直接转矩控制系统的研究

为解决异步电机在低速、随机干扰、电机参数变化控制性能变差的问题,本文提出在直接转矩控制系统的转速调节器中采用自抗扰控制技术(ADRC),在深入分析自抗扰控制器的基础上,设计了自抗扰控制速度调节器,并与常用的PI调节器在Matlab/Simulink仿真环境下进行实验对比。实验结果表明,所采取的方法在改善系统的低速性能,抗负载扰动方面取得显著效果。     

基于ADRC的BIM控制系统研究

针对无轴承异步电机的优点及其广阔的应用前景,将自抗扰控制技术应用到无轴承异步电机系统中,建立了基于ADRC的BIM控制系统。通过转子磁链辨识设计、无速度传感器设计及ADRC控制器设计,采用自抗扰控制器代替了传统的PID调节器。仿真结果表明,系统的动态性能好,超调量小,抗干扰能力强。     

基于自抗扰控制器的矢量控制系统的研究

异步电动机矢量控制系统的转子磁链观测精度会因电机运行过程中的参数变化而降低,这是限制矢量控制系统性能的一个主要问题。使用一种不依赖对象数学模型的强鲁棒性控制器——自抗扰控制器(ADRC)来解决以上问题,给出了双闭环系统ADRC转速及磁链控制器的设计方法,揭示了基于ADRC的系统的抗扰性能和鲁棒性优于PI控制系统的本质原因。     

自抗扰应用于异步电机直接转矩控制系统

在异步电机直接转矩控制调速系统中,为了解决低速、随机干扰、转子电阻变化时控制性能变差的问题,本文提出在异步电机直接转矩控制控制系统的转速环中采用自抗扰控制技术,自抗扰控制器可以对系统的内扰和外扰,进行估计、补偿和控制。异步电机的调速系统的设计就能够不依赖于异步电动机的精确的数学模型,设计了基于自抗扰控制器的调速系统,并建立了其仿真结构图。仿真结果表明:相对于经典的PID控制器,采用自抗扰控制器的系统可以的升高响应速度,且超调量很小,扩展状态器估计出来的转速的精度很高,电机参数摄动对其影响小,鲁棒性好。     

具有效率优化计算的异步电动机自抗扰与滑模直接转矩控制

为了克服异步电动机直接转矩控制中转矩和电流脉动大等缺点,设计改进的自抗扰速度控制器取代传统的比例积分(PI)控制器。根据异步电动机的数学模型以及滑模变结构控制理论设计了一种基于转矩误差和磁链平方误差的新型滑模控制器。考虑电机运行过程中负载转矩未知问题,设计了一种基于Super-twisting算法的负载转矩观测器。Super-twisting定子磁链观测器的应用提高了观测精确度。通过效率优化计算得出稳态时最优定子磁链,并将其引入调速系统。仿真试验结果表明,该控制策略有效地减小了转矩和电流脉动,并且对外部扰动具有较强抑制作用,同时能够降低电机运行损耗,具有良好的动态和稳态性能。     

变频调速异步电动机效率优化控制的研究进展

异步电动机运行于额定工作点附近时效率较高,轻载运行时其效率会明显下降.优化变频调速异步电动机的效率对于节约能源、系统自身冷却和控制环境污染具有重要意义.总结近年来变频调速异步电动机效率优化控制策略的研究现状,包括基于模型的最优励磁控制、最小输入功率在线搜索法和最小定子电流控制等,分析了各种效率优化控制策略的性能和优缺点,指出变频调速异步电机效率优化研究的发展方向,并给出考虑电机动态响应的效率优化控制研究结果.     

考虑铁损的感应电机直接转矩控制的效率优化

建立了考虑铁损时的感应电机数学模型,在分析电机损耗和定子磁链的关系的基础上,提出了一种通过优化定子磁链实现感应电机直接转矩控制变频调速系统的效率最优控制策略。研究了不同负载转矩和转速条件下电机损耗与定子磁链之间关系,推导出电机损耗与负载转矩和定子磁链的表达式,进而确定了损耗极小时的最优定子磁链幅值。仿真结果表明该策略能明显降低感应电机直接转矩控制系统的功率损耗,提高运行效率。     

Manipulation of rotor flux for time-optimal single-step velocityresponse of field-oriented induction machines

A single-step time-optimal velocity response control of an induction motor by manipulation of rotor flux is proposed as a control strategy that maintains fast velocity response, even if the flux level is reduced, to attain high efficiency of low acoustic noise drives. This control scheme includes minimization of startup time from standstill and recovery time against impact load. However, the final value of rotor flux is unconstrained, and the proposed control scheme could not be implemented with a field-oriented controller, which accommodates the dynamically changing rotor flux. Introduction of the variable-flux concept causes the induction motor to be nonlinear. Therefore most of the optimal control problems are discussed only numerically. Saturation of the flux has also been treated and the analytical results show that the optimal solution is uniquely defined, being independent of the mechanical load conditions     

异步电动机效率优化控制策略综述

异步电动机在轻载运行时效率会明显下降,由于异步电动机应用广泛,优化其运行效率对节能减排具有重要意义。该文总结了近来年异步电动机效率优化控制的研究成果,其中包括基于电机损耗模型的损耗模型控制法、基于输入功率检测的搜索控制法和混合控制方法,介绍了几种典型算法的原理和性能,并指出了异步电动机效率优化的研究方向。     

On-Line Efficiency Optimization of a Variable Frequency Induction Motor Drive

The problems associated with the implementation of an optimal efficiency controller in variable frequency induction motor drives are examined. A simple method for minimizing, on-line, the global system losses is presented. This method is based on the adaptive control of the rotor flux in a field-oriented drive system. The effectiveness of this control strategy is verified using digital simulation.     

A Microcomputer-Based Optimal Control System to Reduce the Effects of the Parametric Variations and Speed Measurement Errors in Induction Motor Drives

A control methodology is presented for induction motor drives which makes it possible to reduce effectively the dependence of the stator flux and current both on the motor parametric variations and on the error on the motor angular speed measurement. To this aim, also the determination of the slip has been inserted in the closed-loop control system, and an optimization technique proper to bilinear systems has been applied. Then, a possible structure of the microcomputer-based controller is described, and the obtainable performances are examined by digital simulation.     

电动汽车用感应电机最小损耗Hamilton控制

针对电动汽车电驱动系统的非线性特点,采用端口受控Hamilton系统理论研究了考虑铁损的电动汽车用感应电动机系统的最小损耗控制问题.首先,根据基于损耗模型的感应电机能量优化控制策略得到系统稳态时的优化结果,然后在这一稳态目标下,利用系统的互联和阻尼配置以及能量成形对考虑铁损的感应电机进行Hamilton控制,最后通过仿真实验,验证了在相同的稳态目标下,采用本文的控制算法可使得电机能量损耗明显降低,同时本文采用的控制策略与基于矢量控制的优化控制策略相比,具有收敛速度快、转速波动小等优点,为高性能要求的电动汽车电驱动系统高效运行提供了新的途径.