基于无源化的感应电机能量最优控制

提出了一种考虑运行效率优化的感应电机无源化控制方法。在动态系统无源性的基础上．从能量的角度应用无源化方法设计了感应电机调速系统。利用系统的能量函数作为Lyapunov函数，保证电机的转速和磁链能够渐进跟踪其给定值。根据电机的能量平衡关系．得出使得电机能量损耗最小的转子磁链给定值。仿真结果表明，该控制器具有良好的性能。电机轻载时，损耗明显降低。     

感应电机全阶状态观测器及其无源性转速控制

为了实现感应电机的高动态调速性能,针对电机的非线性本质,提出了一种基于全阶状态观测器及其转速自适应估算的感应电机无源性转速控制方案。在基于感应电机无源性与稳定性分析的基础上,设计了渐近稳定转矩跟踪无源性控制器。针对无源控制律所需转子电流难以观测的问题,提出了一种旋转坐标系下以转子电流和转子磁链为状态变量的全阶状态观测器,并应用该观测器对转速进行估算,实现了感应电机无速度传感器的无源性转速控制。仿真结果表明该控制方法易于实现,采用全阶观测器观测转子电流值和估算转速值更为准确,显著提高了感应电机的动静态性能。     

可估计转子电阻的感应电机无速度传感器控制

为了解决感应电机转子电阻未知情况下的无速度传感器控制问题,用电压模型估计转子磁链,将磁链给定注入交流信号估计转子电阻,分析了注入交流信号的原因,由感应电机静止坐标系模型推出转速估计表达式,再将估计的转子电阻代入其中估计转速.经仿真,转子电阻、转子磁链和转速的估计精度较高,且转子电阻估计值可以跟踪其实际值的变化.     

基于无源性的双馈感应风力发电系统自适应滑模控制方法

根据交流励磁变速恒频(VSCF)风力发电系统的运行原理,从能量平衡关系出发,利用非线性控制理论,提出了双馈感应风力发电机无源性滑模控制方法。基于双馈感应电机Euler-Lagrange系统模型,设计本质上是非线性反馈的无源性滑模控制策略,实现负载转矩时变未知情形下磁链、转速的渐近跟踪控制。针对实际运行时风力发电系统参数具有不确定性的问题,将无源性滑模控制方法与自适应策略相结合,不仅可实现电机参数摄动时期望电流轨迹的准确跟踪,并可有效抑制由定、转子电阻变化引起的跟踪误差。该方法从能量角度分析风力发电控制系统,确定不必抵消的"无功力",设计全局定义的控制律,具有形式简单、无奇异点、鲁棒性好的特点。基于dSPACE的实验结果证明了该控制策略的有效性。     

感应电动机双闭环无源性跟踪控制

针对感应电动机存在参数时变性、非线性耦合变量和转子电流不易测量等问题,从能量角度分析了感应电动机定子电流-转子磁链动态方程,建立感应电动机的Euler-Lagrange(EL)模型.基于无源性控制方法,以定子电流为状态变量,提出不需要转子电流观测器的改进控制算法,以转矩内环和转速外环,设计了感应电动机的双闭环无源性控制器;以控制期望值注入感应电动机EL模型,反推模型得到系统的控制量.通过与直接转矩控制方法的仿真结果比较,无源性控制器可使感应电动机转子磁链、转矩和转速快速跟踪给定值,鲁棒性好,系统易于实现,而且无源性控制律是全局稳定的控制算法,从而验证了无源性控制策略可行性和有效性.     

感应电机的无速度传感器逆解耦控制

提出了一种基于扩展的Kalman滤波器的感应电机无速度传感器逆解耦控制方法.首先采用逆系统方法将感应电机的转速与转子磁链进行动态解耦,其次由扩展的Kalman滤波器(EKF)对转速及转子磁链进行实时估计,最后由线性综合方法设计转速和转子磁链闭环调节器,从而实现感应电机的无速度传感器逆解耦控制.仿真结果表明EKF可在整个调速范围内进行高精度的转速和磁链估计,系统具有优良的动态和稳态控制性能     

基于无源性的鼠笼式感应电机转速控制系统

以鼠笼式感应电机为研究对象,在分析电机数学模型的基础上,建立了鼠笼式感应电机的Eulerlagrange方程,结合转子磁链定向原理,将无源性控制应用在感应电机转速控制系统中,并对系统的无源性进行了理论证明。在Matlab的Simulink中建立仿真模型,实现了对电机转速的精确控制。     

六相感应电机的矢量控制研究

在分析六相感应电机数学模型的基础上,对基于转子磁链定向的六相感应电机调速系统的矢量控制进行了研究。在控制过程中,通过坐标变换得到定子电流的转矩分量和励磁分量;利用两个调节器分别对两个电流分量进行调节,从而实现对电机磁场和转矩的控制。在MATLAB/Simulink环境下,利用按转子磁链定向的矢量控制原理,设计六相感应电机的转速控制器、磁链控制器和转矩控制器,进行六相感应电机矢量控制的动态仿真。仿真结果证明:基于此算法的六相感应电机控制系统,能很好地跟踪速度给定和期望的转子磁链,具有较好的动态与静态响应能力。     

无速度传感器矢量控制系统转子电阻在线辨识

三相感应电动机无速度传感器矢量控制系统中,电机参数变化(特别是转子电阻)影响矢量控制性能和速度辨识精度;而稳态下,由于转子磁链是常数,转速和转子电阻不能解耦,两者很难实现同时辨识.基于无速度传感器直接矢量控制系统,设计了独立于全阶状态观测器的积分改进型转子磁链观测器,动态时结合自适应递推最小二乘法对转子电阻进行辨识,系统能够在动态过程中实现对转速和转子电阻的同时辨识,该方法通过了仿真和实验验证.     

基于变增益控制理论的感应电机转子磁链观测

针对交流感应电动机转子磁链观测问题,提出一种新的方法,基于变增益控制理论设计感应电机转子磁链观测器。首先把感应电动机模型作为LPV线性变参数系统,将感应电动机的磁通观测器看作线性变参数系统的一个控制器,而把转速与转子电阻作为系统的变参数,然后利用变增益控制理论,通过解一组线性矩阵不等式,设计满足H∞鲁棒稳定性能和动态特性磁链观测器,跟踪实际的磁链。仿真验证了此观测器的有效性和先进性。     

基于自适应转子电阻估计器的感应电机逆解耦控制

提出了一种具有自适应转子电阻估计器的感应电机的逆解耦控制方法.首先通过非线性状态反馈获得感应电机的逆系统,将感应电机这个多变量、非线性、强耦合的对象动态解耦成转速与转子磁链两个二阶子系统;然后,采用模型参考自适应系统（MRAS）理论来设计转子电阻估计器,在线估计时变的转子电阻,从而保证在整个电机运行区域内,转速与磁链之间的输入输出解耦关系不变;最后,分别设计线性控制器对转速与磁链子系统进行闭环控制.仿真结果表明,提出的控制方案具有优良的动态和静态性能,且对电机参数变化具有强鲁棒性.     

感应电动机系统的变结构反推控制研究

感应电动机系统的矢量控制为了进行电流(或电压)的3/2(或2/3)坐标变换需要进行转子转差或磁链角的计算，转子转差的计算容易受转子电阻变化的影响，而磁链角的直接计算容易受定子电阻变化的影响，因此避免转子转差或磁链角的计算对于感应电动机系统的控制是非常有意义的。文中把变结构反推控制运用于感应电动机系统的转矩和磁链控制，设计方法避开了转子转差或转子磁链角的计算，通过一定的坐标变换，基于定子侧的静止坐标系实现转矩和磁链的解耦控制。变结构反推控制设计能够实现快速的速度、转矩和磁链的渐近跟踪，同时系统控制器能够保证系统性能在电动机参数和外部负载变化时具有强的鲁棒性，通过Matlab仿真验证了系统设计的有效性和可行性。     

基于无源性的感应电机控制系统设计

感应电机的无源性控制方法从能量的角度分析电机控制系统,具有形式简单、无奇异点、鲁棒性好等特点.本文给出了感应电机的欧拉方程并将感应电机系统分解为电气和机械两个无源子系统的反馈并联,从而说明在设计控制器时只需要考虑电气子系统,简化了控制算法.在此基础上,利用无源性控制原理,设计了电机的转矩和转速控制器.该控制算法具有全局稳定,系统鲁棒性较好的特点.仿真和实验结果均证明了用此算法构成的感应电机控制系统能很好地跟踪速度给定,具有较好的动静态响应能力.     

感应电机系统的非线性反推自适应控制

针对感应电机的动态特性,在电机参数未知的前提下,研究了磁链与转速的渐近跟踪特性和整个系统的全局稳定性问题.应用反推技术设计了自适应控制器,对所有参数进行估计,实现了电机对给定信号的输出跟踪控制,保证了整个系统的全局稳定性.系统的转子磁链与转速能渐近跟踪给定的参考信号,仿真结果验证了该控制策略的有效性.     

基于精确线性化解耦的永磁同步电机空间矢量调制系统

从永磁同步电机的定子磁链模型出发，应用精确线性化理论，实现永磁同步电机输入输出线性化与解耦。将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，结合磁链扇区判断方法和线性化解耦后的实际系统输入来确定目标空间电压矢量，实现了永磁同步电机调速系统的转速和磁链动态解耦控制。仿真和实验结果表明，基于精确线性化解耦的永磁同步电机空间矢量调制系统具有理想的速度跟踪性、良好的鲁棒性和低速性。     

基于自适应转速判断观测器的异步电机转差频率型矢量控制系统的研究

对异步电动机的多变量、强耦合、非线性的时变参数系统进行分析研究,利用坐标变换和磁场定向原理,建立按定子磁场定向的异步电动机数学模型.在分析现有转差频率矢量控制系统的基础上,对转子磁链观测器进行了进一步的研究;比较了u-i模型法和i-n模型法转子磁链观测器的优缺点,提出了一种新型的自适应转速判断观测器模型,该模型综合了上述两种模型法磁链观测器的优点,克服了它们的不足,具有结构简单、控制准确、抗干扰性强等优良性能,使得转差频率矢量控制的异步电机调速系统,无论是在低速段还是高速段都能获得良好的动、静特性和鲁棒性.应用电机专用DSP芯片作为控制核心,设计和构建异步电机转差频率矢量控制系统.     

DSP-based speed adaptive flux observer of induction motor

A method for estimating the rotor flux and speed of an induction motor based on adaptive control theory is presented. The method is applied to a direct field-oriented induction motor control without speed sensors. The influence of the parameter variation on the speed estimation can be removed by the proposed parameter adaptive scheme. The validity of the adaptive flux observer is verified experimentally     

同步旋转坐标系下感应电机神经网络逆控制

根据同步旋转坐标系下感应电机数学模型,基于控制转子磁链与转速的感应电机电流控制型结构,给出了电流控制型感应电机解析逆控制方法的一般形式的控制律,采用神经网络逼近解析逆控制律,解决由于参数变化和观测量不准带来的解耦被破坏问题.理论分析表明,此方法可以实现感应电机系统的自适应解耦及线性化,弱化了转子磁链与转速之间的耦合程度,简化了外环线性控制器的设计,提高了整个系统控制性能.最后,对感应电机系统控制进行仿真及实验研究来验证该方法的有效性.     

基于磁链与负载观测器的异步电机反步滑模控制

针对参数摄动及负载转矩未知且变化会影响异步电机速度控制的问题,设计了一种改进型指数趋近律的滑模转子磁链观测器,用于估算电机转子磁通值,同时将磁通观测值用于负载转矩的估计。引入磁链误差、转速误差,通过反步滑模控制算法,将转子磁通与负载转矩的观测值用于异步电机控制。在转子电阻摄动与负载转矩未知且变化的情况下,将该控制策略与自适应反步控制方法进行实验结果对比。实验结果表明,该控制策略的响应速度快且跟踪精度高,提高了异步电机速度控制系统的抗干扰性能。最后,提出一种转速软给定方法,实验表明该方法能有效抑制转速变化时刻定子电流与电磁转矩的急剧增加,进一步改善了电机系统的性能。     

转子磁场定向速度自适应估算感应电机控制系统的研究

介绍了一种采用磁链和开环速度估算器的转子磁场定向的控制系统,系统设计的关键问题是磁链的观测和速度的准确估算。按照模型参考自适应系统构造出参考模型和可调模型来实现电机转速的估算,并对三相交流感应电机的磁链观测和速度估算进行了推导,求出了磁链观测和速度估算的数学公式,在实验系统中实现了扩展卡尔曼滤波对磁链和转速的估计,并成功设计了一种速度自适应识别方法,采用开环速度估算器实现了无速度传感器的系统速度估算。系统模型试验采用DSP处理器(TMS320LF2407)应用于1.0kW的感应电机。