基于三自由度内模控制的永磁同步电机矢量控制方法

针对传统内模控制方法不能兼顾系统跟随性、抗干扰性和鲁棒性的问题,提出了一种基于三自由度内模控制的永磁同步电机矢量控制方法。该方法基于永磁同步电机矢量控制系统,分析了系统实现稳定性和鲁棒性的条件,根据永磁同步电机矢量控制系统的稳定性和鲁棒性条件设计了反馈控制器、反馈滤波器和前馈控制器,从而实现分别对永磁同步电机矢量控制系统的跟随性、抗干扰性和鲁棒性三种性能的优化控制,提升永磁同步电机的控制性能。仿真和实验结果验证了基于三自由度内模控制的永磁同步电机矢量控制方法的正确性和有效性。     

永磁同步电机的内模直接转矩控制

传统的直接转矩控制(DTC)存在转矩脉动大,转速PI调节器的参数整定繁琐等缺点。结合电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)和内模控制的优点,将内模控制器引入永磁同步电机(PMSM)的SVPWM-DTC系统中。通过分析PMSM的数学模型来设计内模控制器,从而推导出参考电压矢量。实验结果表明,该控制策略实现了转速响应快且超调小,转矩脉动小,增强了控制系统的鲁棒性。     

基于自适应内模控制的异步电机电流调节

提 出了异步电机矢量控制中定子电流的自适应内模控制（ＩＭＣ）及调节器的设计方法。首先,根据ＩＭＣ原理设计异步电机电流调节器,用矩阵奇异值分析了ＩＭＣ电流调节器的鲁棒性,然后用最小二乘法对模型参数进行辨识。最后将其应用于异步电机转子磁场定向的矢量控制中。通过对电流调节器传递矩阵函数的仿真及用ＤＳＰ实现的异步电机矢量控制运行实验,验证了自适应ＩＭＣ电流调节器的良好性能。     

内模控制在PMSM矢量控制中的应用

提出了永磁同步电机(PMSM)电流调节器的内模控制(Internal Mode Control,简称IMC)设计.用矩阵奇异值分析了IMC电流调节器的鲁棒性,并将其应用于PMSM转子磁场定向的矢量控制中.通过对电流调节器传递函数的仿真和用DSP实现的电机矢量控制的运行实验,验证了IMC电流调节器的良好性能.     

一种新颖的基于内模电流控制的矢量控制系统

无速度传感器矢量控制系统中存在两个关键性的问题,即速度辨识的稳定性问题和控制器结构问题.本文提出一种新型的基于模型参考自适应的内模电流控制的矢量控制系统.首先,利用MRAS理论,保证了观测器的全局稳定性,然后通过内模控制实现动态解耦,克服了PI控制不能动态解耦和其他解耦方法中对参数敏感的问题.仿真结果表明:系统对参数变化具有较强的鲁棒性,取得较好的解耦效果和系统控制性能.     

基于内模控制器的永磁同步发电机并网控制系统研究

研究了一种应用新型PI调节器参数整定方法的永磁同步发电机并网系统,将内模控制器原理应用于电机的矢量控制并网环节,并进行了等效简化,减少了调节器参数整定数量,降低了参数整定环节的难度,从而达到优良的控制性能。同时,给出了对应的参数整定公式,并在MATLAB/Simulink软件中搭建基于内模控制器的PMSG并网控制系统模型,通过仿真实验验证了PMSG具有较强的动态响应能力和抗扰能力,同时电网侧电压和电流能够保持较高正弦度。     

异步电机电流内模解耦控制系统分析与仿真

在同步速d-q坐标系下异步感应电机动态模型和解耦控制原理的基础上引入了内模控制方法,详细设计了基于转子磁链定向和内模控制的定子电流调节器。为了计及实际系统中异步感应电机磁场会随着电机负载(转矩)变化而呈不同程度的饱和以致电机参数的非线性,分析了电流内模控制器对这种非线性参数的鲁棒性,建立了整个异步感应电机矢量控制仿真系统,并分别对忽略磁路饱和和考虑磁路饱和两种情况下的系统进行了仿真分析。结果表明电流内模控制调节器在模型匹配和失配下均能提供良好的转矩动和静态解耦效果。     

交流调速系统的单神经元自适应内模控制

针对感应电机速度控制器的传统设计方法所存在的缺点,提出了单神经元自适应内模速度控制器.首先依据内模控制原理设计出内模速度控制器,该控制器具有PI结构,但只有一个可调参数,且该参数与控制系统的动态特性直接相关,再利用单神经元对此参数进行实时在线调节,实现了系统的自适应控制.在理论分析的基础上,将此控制器应用到基于数字信号处理器实现的交流电机矢量控制系统中.实验结果表明:该方法是一种有效的实时控制策略,它能使调速系统不仅具有良好的动、静态性能,而且具有很强的鲁棒性和自学习能力.     

内模控制在电流调节器中的应用

在永磁同步电机(PMSM)的矢量控制中,电机的调速范围很宽时,电阻、电抗等参数对d、q轴电流的控制产生较大的误差,从而影响控制精度和动态响应速度。基于磁场定向的控制原理,提出了永磁同步电机电流调节器的内模控制(IMC)设计。用矩阵奇异值分析了IMC电流调节器的鲁棒性,并将其应用于永磁同步电机转子磁场定向的矢量控制中。对电流调节器的传递函数进行了仿真并用数字信号处理器(DSP)实现电机矢量控制的运行实验,实验表明,用IMC电流调节器实现的电机调速,能够获得良好的跟踪性能和较高的稳态精度。     

基于遗传算法的矢量控制系统

提出了基于遗传算法参数寻优的矢量控制系统,选取适应度函数进行遗传算法操作。仿真实验结果表明,该系统较常规PID调节器构成的系统具有更好的动、静态性能和鲁棒性。     

感应电动机交-交变频调速系统的双内模控制研究

基于先进的内模控制理论,提出了一种双内模控制结构,将内模控制拓展应用到多环控制的感应电动机交-交变频调速系统的外环;仿照调速系统调节器的工程设计方法,提出了基于内模控制原理的调速系统调节器设计原则,并进行了调节器设计.所设计的电流调节器为PI结构、磁链和转速调节器为PI或PID结构,但都只有一个可调参数,结构简单,参数调整方便.仿真实验表明,采用内模控制后,系统的输出动态性能优于工程设计方法设计的动态性能.     

永磁同步曳引机变频调速系统的内模控制

永磁同步曳引机是典型的非线性多变量强耦合系统,在同步旋转坐标系下dq轴电流存在耦合,传统的PI控制器无法实现解耦,提出一种基于内模控制原理和空间矢量算法相结合的高性能永磁同步曳引机解耦控制方法,用内模控制策略控制理想电机模型,对定子电流交叉耦合电势动态解耦,提高系统的动态响应性能,同时在整个电流闭环过程中对参数摄动和外扰动具有良好的鲁棒性,这种方法不需要额外的电机参数和检测硬件,试验结果验证了这种方法有效可行。     

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。     

永磁同步电机磁阻转矩的有效利用及其预测控制系统

对于ρ＞1的PMSM,有效地利用磁阻转矩实现最大转矩／电流控制,改善了外功率因数,提高了电机出力,将IMC应用于PMSM电流环控制,极大地改善了系统性能,且控制器只有一个可调参数,使设计过程简化。综合MAC在线实时预测、优化、反馈校正的优点,将MAC应用于PMSM的速度控制,系统算法简易,性能优良,鲁棒性强,对PMSM模型的精度要求很低,允许模型有较大失配。仿真和实验结果表明,PMSM预测控制系统具有优良的动态、静态特性。     

无速度传感器运行的PMSM滑模控制策略研究

针对PMsM的数学模型和矢量控制方案,提出了一种在同步旋转坐标系下的永磁同步电机滑模变结构速度调节策略,并提出了一种模型参考自适应无速度传感器速度辨识方案。Lyapunov稳定性理论保证了该控制策略对参数摄动和不确定因素有很强的鲁棒性,Popov超稳定性理论保证了系统的稳定。理论分析和仿真结果表明,所提出的速度调节策略和辨识方案使矢量控制系统具有较强的鲁棒性和较好的动静态性能。     

单神经元自适应PID控制交流调速系统

针对转子磁场定向矢量控制中转速PI调节器鲁棒性能较差的问题,提出了用单神经元自适应PID控制器代替转速PI控制器,进一步改善了异步电动机矢量控制系统的性能;将无监督的Hebb学习规则与有监督的Delta学习规则相结合,提高了单神经元自适应PID控制器的学习能力,实现了单神经元控制器的参数优化与在线自调.构造了基于单神经元自适应PID控制器和空间矢量脉宽调制(SVPWM)的异步电机矢量控制系统.仿真实验结果表明,该系统不仅具有很好的静、动态性能,而且又具有很强的自适应性和鲁棒性.     

永磁同步电机变频调速系统的内模控制

永磁同步电机是典型的非线性多变量强耦合系统,在同步旋转坐标系下dq轴电流存在耦合,传统的PI控制器无法实现解耦,提出一种基于内模控制原理和空间矢量算法相结合的高性能永磁同步电机解耦控制方法,用内模控制策略控制理想电机模型,对定子电流交叉耦合电势动态解耦,提高系统的动态响应性能,同时在整个电流闭环过程中对参数摄动和外扰动具有良好的鲁棒性,这种方法不需要额外的电机参数和检测硬件,实验结果验证了方法有效可行。