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。     

无轴承异步电机自抗扰控制系统

介绍了自抗扰控制器的结构和数学模型,以及自抗扰控制器在无轴承异步电机中的应用,包括转子磁链辨识模块、无速度传感器模块、速度转矩ADRC控制模块等,建立了基于ADRC的BIM控制系统。实验和仿真结果表明,将ADRC应用到无轴承异步电机系统中,系统的动态性能好,抗干扰能力强。     

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。     

基于自抗扰控制技术的PMSM-DTC控制

针对传统的永磁同步电机直接转矩控制(DTC)系统抗干扰性差、开关频率不稳定以及磁链脉动大的问题,在基于开关表的直接转矩控制方法上进行改进,引进空间电压矢量脉宽调制技术(SVPWM)和自抗扰控制技术(ADRC)。仿真结果显示:加入了自抗扰控制器以及空间电压矢量脉宽调制技术的永磁同步电机直接转矩控制系统转矩脉动明显减小,系统抗干扰性增强,开关频率更加稳定。     

基于自抗扰控制器的永磁同步电机无位置传感器矢量控制系统

利用自抗扰控制器(ADRC)理论,提出一种新颖的永磁同步电动机(PMSM)无位置传感器矢量控制系统。控制系统的速度环采用ADRC速度调节器,将负载看作速度环的扰动量,由ADRC观测出并加以补偿,实现了"大误差,小增益;小误差,大增益"的非线性控制,提高了系统的动静态性能和抗扰动能力;采用ADRC速度观测器,将转速和d轴电流对转矩电流环的耦合作用看作转矩电流环的扰动量,由ADRC将其观测出来,从而估计出电机实际转速。仿真和实验表明在0~1500r/min的调速范围内,转速估计准确,系统对负载的变化具有很强的鲁棒性,系统具有良好的动静态性能。     

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。     

基于自抗扰控制的交联电缆悬垂控制系统

交联悬垂控制系统是一个非线性、时变、强耦合多干扰的复杂控制系统,为提高悬垂控制系统的抗干扰能力和鲁棒性。提出一种基于自抗扰的悬垂控制策略。文中分别针对下牵引交流异步电机的速度环、电流环以及磁链还进行自抗扰控制器的设计,通过所设计的自抗扰控制器有效地提高了系统的悬垂控制精度。考虑到悬垂控制系统是一个非线性时延系统,时延的存在一定程度上降低了系统的控制性能。本文将史密斯预估技术引入到自抗扰控制器的设计中,设计了一种基于史密斯预估器的输出预估自抗扰控制器,有效地降低了时延的影响,提高了系统的鲁棒性和抗干扰性能。文中最后给出了仿真分析,仿真结果验证了所设计的复合控制器的有效性。     

基于自抗扰控制器的无刷直流电动机速度控制

无刷直流电动机作为一个多变量强耦合非线性系统,采用经典PID控制难以得到满意的控制效果.采用自抗扰控制器来提高无刷直流电动机控制系统的动态性能和鲁棒性,自抗扰控制器设计过程中不需要对象模型结构和参数的精确信息.实验比较了PI控制器和自抗扰控制器的控制效果,结果表明自抗扰控制器(ADRC)对外部扰动和电动机参数的变化具有较强的鲁棒性.     

永磁同步电机调速系统自抗扰控制策略的研究

永磁同步电机(PMSM)在工业领域的应用十分广泛。针对PI控制器无法解决快速性和稳定性之间的矛盾且抗扰动能力弱的问题,在PMSM矢量控制系统的转速环中用自抗扰控制(ADRC)控制器代替PI控制器。利用Simulink分别对基于ADRC和基于PI控制的PMSM矢量控制系统进行仿真,对2种策略的控制效果进行对比。利用dSPACE试验平台对仿真结果进行了初步的验证。结果表明,ADRC有效地抑制了扰动,转速调节快速且无超调,提高了系统的控制性能。     

转子磁链定向的异步电机矢量控制实验研究

实现实际转子磁链定向矢量控制系统的关键是磁链模型的计算精度和环路PI调节器的正确整定。实验研究表明，采用梯形积分的转子磁链离散化法和遇限削弱积分PI控制算法，能够有效地改善系统的高低频转矩响应。     

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d轴电流直接求解的异步电动机定子磁场定向控制

在异步电动机磁场定向控制系统中,准确的磁场定向是实现高性能控制的前提。在对异步电动机定子磁场定向控制进行了较深入的分析后,提出了一种基于解析计算的定子磁场定向控制的改进方法,给出了计算d轴电流分量的解析计算式。根据该方法,在磁链的控制通道中,没有任何的积分调节器,d轴电流是通过解析式的方法直接计算得到的,克服了常规定子磁场定向控制须加解耦器及其带来的定子磁链输出延时的缺点。实验结果表明:这种方法具有控制性能不受电机转子参数的影响,以及快速的磁链和转矩响应的特点。     

转子磁链角在线校正的异步电机矢量控制系统研究与实现

为保证转子磁链定向准确,提出了一种在线校正转子磁链角的方法。通过检测空间电压矢量PWM中的零电压矢量期间相电流的变化量,计算得到转子磁链的准确角度,经调节器在线调节转差角频率大小,从而校正转子磁链角,达到了提高电机控制性能的目的。通过试验验证了理论的正确性和方法的有效性。     

Adaptive control in an asynchronous electric drive on the basis of an artificial neural network with calculation of the rotor flux

An approach to the development of a system of vector control for an asynchronous electric drive adapting to variations of rotor resistance is considered. The approach is based on the “linearizing feedback” method implemented by means of a self-training neural network with calculations of the rotor’s resistance and flux.     

定子电阻对无速度传感器系统的影响及其在线调整

分析了定子电阻对无速度传感器系统的影响,指出定子电阻变化引起的定子磁链稳态误差与电阻误差值、电流幅值、同步角速度和初始误差值有关,最终影响磁场定向和转速估算的准确性.基于定子磁链处于稳态时,转子电流矢量应与转子磁链矢量垂直的原则,提出了一种闭环形式的定子电阻在线调整方法.该方法使用比例(P)调节器以控制目标量为零,调整定子电阻值.仿真结果表明在转速给定10 r/min,定子电阻线性增加和减小50%的情况下,转速波动不超过10%,定子磁链幅值偏差在0.02～0.05 Wb之间,定子磁链的相位偏差不超过0.2 rad.     

基于交互式模型参考自适应系统策略的无速传感器矢量控制系统

在感应电动机无速传感器矢量控制系统中,在负载条件下转子速度估计的精确度对电机内部模型参数误差非常敏感.为消除速度估计误差,电机参数通过一交互式模型参考自适应系统（MRAS）在线辨识.通过转子磁通定向控制策略在数字信号处理器中的应用描述了速度估计对参数变化的鲁棒性.实验结果证明了该控制系统的有效性以及速度估计具有较高的精确度.     

一种用于无速度传感器异步电机控制的自适应滑模观测器

研究了一种用于异步电机控制的自适应滑模观测器。该观测器由两个滑模电流观测器、转子磁链观测器和速度估计部分组成。转子磁链观测器以两个电流观测器和速度观测器的输出作为输入,估计转速反馈到第二个电流观测器和转子磁链观测器。采用Lyapunov理论和Popov超稳定性理论对该方法的稳定性进行验证。该观测器具有设计新颖、对参数变化具有很强的鲁棒性等特点。通过Simulink仿真验证了该观测器的有效性。     

一种用于无速度传感器异步电机控制的自适应滑模观测器

研究了一种用于异步电机控制的白适应滑模观测器。该观测器由两个滑模电流观测器、转子磁链观测器和速度估计部分组成。转子磁链观测器以两个电流观测器和速度观测器的输出作为输入,估计转速反馈到第二个电流观测器和转子磁链观测器。采用Lyapunov理论和Popov超稳定性理论对该方法的稳定性进行验证。该观测器具有设计新颖、对参数变化具有很强的鲁棒性等特点。通过Simulink仿真验证了该观测器的有效性。     

Adaptive non-linear speed control of induction motors

In this paper we present two adaptive non-linear speed control algorithms for induction motors. They employ input-output linearization techniques for the motor model in the stator fixed reference frame. The first control algorithm directly tracks speed and rotor flux. The second is designed using torque and rotor flux tracking and is extended for speed control. A key point is that this algorithm ensures exact current limitation in the known parameter case. The adaptation based on Lyapunov design can cope with rotor and stator resistance variations. Significant simulations using sampled controllers are presented emphasizing adaptation and current limitation effects.