无刷直流电机的控制策略与仿真研究

无刷直流电机(BLDCM)由于寿命长、重量轻等显著优点而被广泛应用。无刷直流电机的主要控制策略有速度控制,直接转矩控制等。介绍无刷直流电机数学模型与控制策略,并对其进行仿真研究。仿真系统根据无刷直流电机的控制原理采用了双闭环的控制方法,系统模型建立在Matlab的Simulink中。整个系统主要包括无刷直流电机的建模、速度PI调节、电流滞环等。利用Matlab中的S函数实现了电机反电动势的求取和各相参考电流的选取,同时简单的模块化仿真为无刷电机其它控制策略的进一步研究提供了应用平台。     

电机专用集成电路的应用 六：直流电机位置控制专用电路

与步进电机不一样,直流电机用于定位系统时,必须采用位置闭环,也就是说,必须组成一个位置定位控制系统,直流电机仅仅作为一个被控的执行元件。系统一般由电机电流控制环、电机速度控制环、电机位置控制环等组成。其中电机电流控制环用于调节电机的输入电流来控制电机的运转速度,对于不是很微小的电机而言,目前均采用脉宽调制(PWM)方式。电机速度控制环实际上是一个速度调节器,它将速度指令信号与实际速度信号比较后得到的误差信号经处理(通常是P调节)生成电流指令来控制电机电流。电机位置控制环主要用于检测电机实际转动位置后产生电机升降速度信号,用来使电机快速、精确地定位。无疑,位置控制环采用何种控制模式是最重要的。现代高效的、精确的位置控制模     

基于模糊控制的双闭环直流电机调速系统

为优化双闭环直流电机控制系统、减小双闭环控制系统中传统PI控制器速度超调、解决模糊直流电机控制系统中电流环PI参数调节不能很好地发挥电流反馈作用的问题,提出一种双模糊闭环控制系统,在此双模糊闭环系统中,速度环和电流环均采用模糊控制,通过衰减比例法对双闭环调节器相关参数进行整定。实验仿真结果证明了双模糊闭环控制系统在直流调速控制系统中实现了对转速和电流的有效控制,更优于传统的控制方法。     

基于转子磁场定向控制的PMSM伺服系统建模仿真

在分析永磁同步电动机（PMSM）数学模型的基础上，建立了的转子磁场定向矢量控制的PMSM伺服系统模型。系统采用位置、转速和电流三闭环控制，其中位置环和速度环采用经典的PI控制，电流环采用转子磁场定向矢量控制，以实现瞬时的转矩调节。仿真模拟了PMSM的恒转矩起动、恒功率运行以及负转矩制动的全过程，实现了位置伺服的精确控制。     

单相电压源逆变器离散积分滑模控制仿真研究

本文将电感电流和输出电压瞬时值双环控制策略用于单相全桥逆变器设计中。电压环采用了离散积分滑模控制用来提高系统的动态响应和减小负载扰动的影响。参考电感电流根据输出电压的跟踪误差经过滑模控制器调节得到。电流环采用PI控制器对电感电流进行调节。文章在建模的基础上对系统进行了仿真分析,仿真结果证明系统有良好的动静态性能,该控制方法是可行的。     

基于C MEX S-函数直流无刷电机控制系统仿真建模研究

在分析直流无刷电机系统(BLDCM)数学模型的基础上，利用c语言编写s一函数，提出了BLDCM控制系统仿真建模的新方法。在Matlab／Simulink中，构造C MEX S-函数的三类简化结构，建立独立的功能模块，如电动机本体模块、速度控制模块、电流滞环控制模块等，再进行功能模块的有机整合，搭建BLDCM控制系统快速高效的仿真模型，为提高复杂系统模型的仿真速度、硬件控制器的设计与调试提供了新的思路。BLDCM系统采用双闭环控制：速度环采用PI控制，电流环采用滞环电流控制。仿真结果证明了采用C MEX S-函数方式建模的快速性和有效性。     

基于积分型滑模面的无刷直流电机滑模调速控制算法

针对无刷直流电机负载运行时稳态转速跟踪误差大,转矩脉动明显的问题,提出了基于积分型滑模面设计的一种滑模控制算法,搭建了速度调节采用滑模控制,电流调节利用PI控制的调速控制系统仿真模型,并进行仿真实验研究。仿真实验结果表明,与PI控制算法和模糊PI控制算法的控制系统相比,该系统动态响应快速,负载运行时跟踪转速误差小,转矩脉动不明显,电机参数变化影响小,系统鲁棒性强。     

基于神经网络的电极调节内模控制

精炼炉电极调节系统是一个多变量、强耦合、大滞后的非线性系统,多年以来大多采用传统PID控制方式,控制效果不很理想。本文提出一种基于神经网络的电极调节内模控制方法,通过仿真证明了精炼炉电极调节系统内模控制跟踪设定电流好、抗扰动能力强。     

基于C MEX S-函数直流无刷电机控制系统仿真建模研究

在分析直流无刷电机系统(BLDCM)数学模型的基础上,利用C语言编写S-函数,提出了BLDCM控制系统仿真建模的新方法.在Matlab/Simulink中,构造C MEX S-函数的三类简化结构,建立独立的功能模块,如电动机本体模块、速度控制模块、电流滞环控制模块等,再进行功能模块的有机整合,搭建BLDCM控制系统快速高效的仿真模型,为提高复杂系统模型的仿真速度、硬件控制器的设计与调试提供了新的思路.BLDCM系统采用双闭环控制:速度环采用PI控制,电流环采用滞环电流控制.仿真结果证明了采用C MEX S-函数方式建模的快速性和有效性.     

永磁同步电机改进弱磁策略

常规矢量控制方式下永磁同步电机调速系统不会对电机气隙主磁场作弱磁调理,限制了永磁同步电机调速能力。采用电压反馈弱磁能够提升PMSM的调速能力,但是传统弱磁控制策略在深度弱磁区域给定的电流较大,容易导致实际电流无法跟踪给定电流,电流与输出转矩波动大,甚至存在调速系统失控的风险。改进后采取在深度弱磁区域中加入q轴电流误差积分的弱磁控制环节。仿真和实验验证了改进后的弱磁控制策略能够有效地抑制电流和转矩的波动问题。为了进一步改善电机速度响应性能,速度环采用模糊PI控制器,减小速度响应时的超调量和调节时间。     

基于模糊神经网络的纯电动车永磁同步电机矢量控制

纯电动车控制系统对电机控制性能要求较高。提供了一种基于模糊神经网络的永磁同步电机矢量控制方案。以模糊神经网络控制器作为电流调节器,并在速度环引入模糊控制器,将其输出作为电流环的限幅,达到限速的目的。仿真和试验结果表明:对于电动车运行的复杂情况,该方法具有良好的转矩跟踪和电机限速性能。     

双永磁同步电机系统非级联预测速度同步控制

针对传统双电机控制系统中,运动惯性以及响应不及时等影响速度同步精度和动态响应速度的问题,本文提出了一种双永磁同步电机系统非级联预测速度同步控制策略,将双电机系统看作一个多输入多输出系统进行统一建模,应用有限控制集模型预测控制设计一个紧凑的双电机系统控制器,并将速度同步误差、速度跟踪误差和电机运行性能同时引入模型预测控制的价值函数中,实现多变量的协同优化控制。此外,为满足实际用户需求,引入弱磁、电流限制两个前端模块实现对电压、电流的约束。最后通过仿真进行了转速阶跃信号跟踪、抗负载扰动等对比验证,结果证明所提出的非级联预测速度同步控制策略较传统交叉耦合控制策略能够更有效提升双永磁同步电机系统的转速同步控制性能     

开绕组BLDCM与星接绕组BLDCM的对比分析

开绕组电机系统因其输出功率大、调速范围宽、容错性强等优点,是当前学者们研究的热点。介绍了开绕组电机系统的隔离母线拓扑结构,利用Maxwell与Simplorer软件联合仿真,对比分析了隔离母线开绕组BLDCM与星接绕组BLDCM在两两导通三相六状态控制方式下的电流、转矩、转速、机械特性。仿真结果表明:隔离母线开绕组BLDCM响应速度更快、转矩脉动更小、最大转速提升到2倍。     

PWM整流技术在新型内反馈串级调速装置中的应用

传统内反馈串级调速系统存在功率因数低的缺点，虽然采用斩波控制可以改善系统的功率因数，但是依然没有从本质上解决功率因数低的问题。将PWM整流器技术引入内反馈电动机串调系统中，替代原有串调系统的晶闸管逆变部分，能够使调节绕组侧电流正弦化，并且运行于单位功率因数，从根本上解决了功率因数低的缺点，而且还可以防止原有系统在偶尔停电时发生的逆变颠覆故障。文中分别介绍了内反馈原理、PWM整流技术和跟踪指令电压矢量的SVPWM直接电流控制策略，最后给出了仿真结果和相应的结论。     

基于滑模观测器的PMSM变结构直接转矩控制

本文设计了一种新型控制系统,该控制系统由滑模观测器、基于Super-twisting算法的二阶滑模速度、磁链和转矩控制器组成。利用给定电流和实际电流间的误差来设计滑模观测器(SMO),通过反正切函数对转子位置进行估计。本文通过Matlab软件建立三相永磁同步电机矢量控制模型,将无传感器控制及二阶滑模控制模型引入进行仿真验证,电机的速度及转矩波形更加稳定,转子位置可以得到有效观测。结果表明此控制系统较传统控制系统得出的效果更加优越。     

基于Matlab/Simulink的异步电机直接转矩控制系统仿真

对Simulink自带的电机模块存在的问题进行了阐述.在异步电机数学模型的基础上,利用Matlab/Simulink软件建立了电机模型和直接转矩控制系统模型.详细介绍了系统的主要模块.通过仿真实验,得到了定子磁链、定子电流、转速、转矩的仿真波形,验证了控制策略的正确性.     

基于VisSim异步电机矢量控制系统建模与仿真

为了建立一个高效、工程化的异步电机控制系统仿真模型，基于VisSim仿真平台，在分析交流异步电机数学模型的基础上，建立了电机独立功能模块，如电机本体模块、矢量控制模块、速度控制模块、电流滞环控制模块等，再将各模块有机整合，搭建了交流异步电机控制系统的仿真模型。系统采用双闲环控制，速度环采用PI控制，电流环采用电流滞环控制。仿真结果证明了该模型的合理性、有效性，为实际电机控制系统的设计和调试提供了新的思路。     

无刷直流电机调速系统的IMC-PID抗饱和控制

针对无刷直流电流电机双闭环调速系统转速调节器存在的非线性饱和特性,提出一种IMC-PID抗饱和控制方案。首先根据内模控制原理设计出转速环和电流环的IMC-PID控制器,然后引入可行性参考输入的概念,设计出基于条件技术的转速环IMC-PID抗饱和控制器,最后为验证IMC-PID抗饱和控制器的可行性,将该控制器应用于无刷直流电机双闭环调速系统中。仿真结果表明:该控制器不仅具有的良好的抗干扰性和鲁棒性,而且改善了系统的动态性能,有效抑制了饱和现象的影响。     

永磁同步电机矢量控制系统的VisSim建模与仿真

为了研究正弦波永磁同步电机(以下简写SPMSM)的调速性能,依据SPMSM的d-q-0轴数学模型,采用运动控制仿真软件VisSim/Motion建立了SPMSM的仿真模型,并在VisSim仿真环境下基于所建立的模型构建了SPMSM的转子磁场定向矢量控制系统.通过仿真表明,在双闭环(速度环采用PI控制,电流环采用滞环控制)控制下,矢量控制系统响应迅速,稳态性能好,验证了所设计的控制算法;同时,也证明了所建立的SPMSM模型的有效性,为永磁同步电机控制系统设计和调试提供了新的方法和思路.     

基于SVPWM的永磁同步电机矢量控制仿真研究

为了对高性能永磁同步电动机矢量控制系统进行准确分析,在分析永磁同步电机数学模型和空间矢量方法的基本原理的基础上,采用经典速度、电流双闭环控制方法建立了永磁同步电机空间矢量控制系统的仿真模型,详细说明了仿真系统模型的4个组成模块,并在MATLAB/Simulink环境下进行仿真实现。仿真结果表明:系统构建方法简单,基于空间矢量控制方法的同步电动机系统的响应速度快,系统运行平稳,仿真波形与理论分析一致,验证了该仿真实验平台的有效性。