一种新型永磁同步电动机滑模变结构直接转矩控制系统

传统的转矩和磁链双滞环型永磁同步电动机直接转矩控制系统具有转矩脉动大、开关频率不恒定、运行噪音大等缺点。为此,基于滑模变结构理论及空间电压矢量调制技术,提出一种新型永磁同步电动机直接转矩控制策略。根据永磁同步电动机定子磁链定向坐标系中的数学模型及滑模变结构理论推导出定子磁链及转矩控制规律。实验结果显示新型直接转矩控制具有转矩动态响应迅速,稳态转矩脉动和磁链脉动低,电流波形光滑,驱动系统对参数变化不敏感。     

基于滑模和空间矢量调制的永磁同步电动机直接转矩控制

针对永磁同步电动机(IPMSM)的常规直接转矩控制(DTC)中存在的磁链转矩脉动大和开关频率不恒定等问题,在建立定子磁链坐标系下永磁同步电动机数学模型的基础上,提出了一种基于滑模和空间矢量调制(SVM)的新型DTC方法,该方法利用转矩和磁链滑模控制器(SMC)替代常规DTC中的磁滞比较器和开关策略,再结合空间矢量调制方法控制逆变器运行。仿真和实验结果证明了这种基于空间矢量调制的直接转矩控制方法可以有效地减小常规直接转矩控制中的磁链和转矩脉动,并使逆变器工作在恒定的开关频率下。     

基于MTPF永磁同步电动机直接磁链控制

为了提高永磁同步电动机的调速性能,提出了基于最大转矩/磁链的定子磁链直接控制的方法.研究了基于空间矢量脉宽调制的永磁同步电动机过调制技术.在控制过程中磁链比较环节的定子磁链给定不再是一个恒定的值,而是根据负载转矩和给定转速来动态调整,从而通过直接控制定子磁链来实现转矩的控制.实验证明基于最转大转矩/磁链定子磁链直接动态控制方式要明显优于传统恒定磁链的直接转矩控制方式,定子磁链的动态控制减少了转矩建立的时间,无需电流控制器,具有减小磁链和转矩脉动的特点;直接磁链控制算法与过调制技术相结合后,在弱磁控制区也实现了快速的动态转矩响应特性.     

用于永磁同步电动机直接转矩控制系统的新型定子磁链滑模观测器

提出一种高鲁棒性的永磁同步电动机定子磁链滑模观测器。该观测器借助于滑模控制理论,以定子电流和定子磁链为状态变量,利用电流观测误差对定子磁链观测进行校正。实验结果表明,观测器对模拟量采样通道直流偏置、电机参数的变化具有较强的鲁棒性,构成的直接转矩控制系统调速范围较宽。     

基于DSP的永磁同步电动机直接转矩控制系统研究

围绕永磁同步电动机直接转矩控制系统并设计了相应的DSP数字实验平台.提出了一种基于改进的扩展卡尔曼滤波器(EKF)的永磁同步直接转矩控制方法.EKF对永磁同步电动机的转子位置、角速度、定子磁链和转矩进行了精确参数估计.直接转矩控制的实现方法采用了最大转矩/磁链的直接转矩控制策略,提出通过控制定子磁链给定幅值直接控制电磁转矩,推导出在电流限制条件下、基速以上采用最大转矩/磁链运行时的稳定条件.仿真及实验结果验证了该控制方法的可行性和有效性.     

一种基于空间矢量调制的永磁同步电动机新型直接转矩控制方案

针对永磁同步电动机(PMSM)的传统直接转矩控制(DTC)中存在的磁链转矩脉动大和开关频率不恒定等问题,分析了直接转矩控制中影响磁链和转矩增量大小的因素,在建立定子磁链坐标系下永磁同步电动机数学模型的基础上,提出了一种基于空间矢量调制(SVM)的新型DTC方法,该方法利用定子电压在定子磁链坐标轴上的分量控制电动机的磁链和转矩,再结合空间矢量调制方法控制逆变器运行。仿真和实验结果证明了这种基于空间矢量调制的直接转矩控制方法可以有效地减小传统直接转矩控制中的磁链和转矩脉动,并使逆变器工作在恒定的开关频率下。     

损耗极小的内置式永磁同步电动机直接转矩控制

为解决永磁同步电动机驱动系统在轻载运行时效率偏低的问题,给出了一种损耗极小的永磁同步电动机直接转矩控制方案。该策略通过分析电动机损耗与转速、转矩和定子磁链的关系,建立了考虑铁心损耗的永磁同步电动机模型,根据该模型推导出了使电机电气损耗极小的最优定子磁链表达式,将最优定子磁链计算模块嵌入直接转矩控制系统,从而实现了永磁同步电动机直接转矩控制调速系统的损耗极小。实验结果表明该控制方法不仅保持了传统直接转矩控制动态响应快的特点,而且能够提高电机在轻载运行时的效率。     

基于滑模变结构的PMLSM直接推力控制

为了改善永磁直线同步电动机(PMLSM)传统直接推力控制(DTC)系统存在的定子磁链和电磁推力脉动大、逆变器开断频率不恒定、低速时高频噪音大等问题,将滑模变结构控制(SMC)引入到该系统中,通过设计滑模控制器来代替原来的磁链和推力滞环控制器。仿真结果表明:基于滑模变结构的PMLSM直接推力控制系统的动态响应速度并未受到影响,但磁链和推力的脉动大大减小,系统对参数摄动、外界干扰等具有较强的自适应性和鲁棒性,证明该系统具有可行性和有效性,能够同时兼顾永磁直线同步电动机直接推力控制的动态和静态性能。     

基于改进分数阶滑模控制的PMSM直接转矩控制

基于滑模变结构的永磁同步电动机直接转矩控制技术,具有控制结构简单、响应速度快、鲁棒性强等优点,是一种高性能的变频调速控制方法。为此,提出一种基于分数阶滑模变结构的永磁同步电动机直接转矩控制技术,采用组合趋近率设计分数阶滑模控制器,即在控制前期采用幂指数趋近率,控制后期采用变速趋近率。仿真结果表明该控制方法能够有效减小磁链和转矩脉动,显著增加系统响应速度,抗扰动性能好,鲁棒性强。     

基于模糊控制的永磁同步电动机直接转矩控制系统

针对永磁同步电动机直接转矩控制系统的转矩和定子磁链脉动问题,提出了一种利用模糊控制器调节PWM信号占空比的永磁同步电动机直接转矩控制的策略,即在传统永磁同步电动机直接转矩控制的基础上,用模糊控制器代替传统DTC中的滞环比较器和空间电压矢量状态选择器来细分控制规则,以减小转矩和磁链脉动.经过仿真,结果验证了此方法的有效性.此外针对以往模糊规则表数量庞大、控制系统复杂这一问题,使用了定子磁链角映射的方法,大大减少了模糊规则的数量.     

感应电机磁链和转矩的非奇异终端滑模控制

针对直接转矩控制技术以容差形式的Bang-Bang控制模式给系统的稳态运行带来的转矩脉动大、电流谐波成分重、定子磁链轨迹畸变等问题,将非奇异终端滑模控制应用到了转矩和磁链控制中.为了提高传统滑模控制的收敛性,分别独立设计了转矩控制器和磁链控制器的非奇异终端滑模平面.转矩控制器和磁链控制器由等效控制项和非线性切换项组成,非线性切换项中的符号函数sgn(S)通过积分作用削弱了控制量的抖振.仿真结果表明,非奇异终端滑模变结构直接转矩控制具有动态响应快、转矩波动和转速波动小、鲁棒性强、低"抖振"的特点.     

永磁同步电机滑模变结构直接转矩控制

将滑模变结构控制策略引入永磁同步电机直接转矩控制中,来解决传统永磁同步电机直接转矩控制中存在的磁链和转矩脉动较大、逆变器开关频率不恒定、低速时系统难以准确控制以及因转矩脉动引起的高频噪声等问题.仿真研究表明,本文提出的这种新型控制策略能极大地减小传统直接转矩控制中因两滞环调节器造成的静态转矩脉动,同时又保持了直接转矩控制固有的转矩快速响应特征和对系统参数摄动、外干扰、测量误差以及测量噪声具有的极强鲁棒性优点,有效地改善系统的动、静态运行性能,是永磁同步电机直接转矩控制中一种新颖的改进控制方式.     

感应电机混合滑模变结构控制方法

针对传统直接转矩控制所固有的稳态运行时转矩、磁链、电流脉动大的问题,提出了一种利用转矩误差与磁链误差、通过滑模变结构控制方法实现对转矩与磁链进行控制的直接转矩控制方案.分别以转矩误差与磁链误差作为状态变量设计了时变积分型滑模平面,保证了趋近过程的系统状态保持在滑模面附近,减小了趋近距离.而对于滑模变结构控制本身的抖振问题,采用了一种通过滞环比较器自适应地实现了滑模变结构控制与传统PI控制的平滑过渡的混合滑模变结构控制方法.实验结果验证了该控制方法的有效性和可行性.     

基于新型趋近率的永磁同步电机滑模变结构控制

将一种新的变指数趋近律滑模变结构控制策略用于永磁同步电机直接转矩控制中,解决了传统直接转矩控制中存在的磁链和转矩脉动大、逆变器开关不恒定、转矩脉动造成的高频噪声等问题。该趋近律可解决滑模控制中的抖振问题。仿真结果表明该方案对系统参数不确定、外部扰动和噪声具有强鲁棒性,系统的动态、静态品质优良,改善了转矩和磁链的脉动大的问题。滑模变结构的抖振也得到了明显抑制。     

基于滑模控制的TSMC-PMSM调速系统

设计了一种基于双级矩阵变换器(TSMC)驱动的永磁同步电机(PMSM)滑模变结构直接转矩控制方案。该方案针对一般滑模控制器的抖振问题,设计了积分滑模面、符号函数平滑和变指数趋近律,并应用于PMSM转矩和磁链的控制,既克服了滞环直接转矩控制(DTC)转矩和磁链脉动大的不足,又解决了一般滑模控制器的抖振问题。采用DSP和FPGA开发了一套系统实验样机,给出了系统的软硬件设计方法,实验结果验证了系统设计的有效性,实现了系统高性能调速及网侧电能质量的优化。     

基于模糊控制的永磁同步电机直接转矩控制

设计了基于模糊控制的永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制(DTC)系统,采用模糊控制器取代了传统DTC系统中的磁链和转矩滞环比较器及开关表。仿真结果表明:模糊控制PMSM DTC系统运行良好,可实现四象限运行,与传统开关表相比,可有效减小转矩脉动和平均开关频率。研究了转矩误差论域和零电压矢量对模糊控制性能的影响,并基于转矩角对电压矢量作用的影响规律,提出了考虑转矩角的PMSM模糊直接转矩控制。仿真结果表明:在转矩角较大时,考虑转矩角的PMSM模糊DTC系统可有效减小转矩和磁链脉动,改善控制性能。     

基于滑模变结构的永磁同步电机直接转矩控制

为解决传统永磁同步电机直接转矩控制中存在的电流、磁链和转矩脉动较大、逆变器开关频率不恒定、系统低速运行时难以精确控制以及因转矩脉动引起的高频噪声等问题,文中将滑模变结构控制策略引入永磁同步电机直接转矩控制中。用转矩和磁链2个滑模控制器来替代传统直接转矩控制中的2个滞环调节器,其输出实现空间电压矢量调制,保证了逆变器开关频率恒定。实验结果表明,这种新型控制策略能极大地减小传统直接转矩控制中存在的电流、磁链和转矩脉动,有效地抑制高频噪声,实现逆变器开关频率恒定,同时仍保持直接转矩控制固有的转矩快速响应的特征和对系统参数摄动、外干扰、测量误差以及测量噪声具有鲁棒性强的优点,有效地改善了系统的动、静态运行性能。