无速度传感器的直接转矩控制系统的研究

直接转矩控制由于其优良的动静态性能而受人注目。本文详细地分析了直接转矩控制的控制原理，并在此基础上，利用模型参考自适应的思想，提出了基于异步电机转子磁链方程的速度辨识方法，应用于直接转矩控制系统，无论是仿真分析，还是在实验系统中，均得到很好的效果。文中给出了应用无速度传感器的直接转矩控制系统动静态试验结果。     

轴向叠片各向异性转子同步磁阻电机直接转矩控制的研究

轴向叠片各向异性转子电机具有许多优点，但也存在一些缺点，如起动时需要位置传感器保持转子与磁链同步，电机参数（特别是直轴电感）易受饱和影响而使控制系统复杂等缺点。直接转矩控制具有无位置（速度）传感器，且除定子电阻外不需要其他参数等。介绍了同步磁阻电机控制的研究现状，提出了同步磁阻电机适合使用直接转矩控制技术。通过对四极2.2kW ALA转子样机进行的DSP控制实验研究，验证了ALA转子同步磁阻电机直接转矩控制方案的可行性。     

基于直接转矩控制的高性能磁链观测与速度观测

提出了一种高性能的定子磁链和转子磁链的观测方法，并在转子磁链的基础上估算出电机转速，最后将结合磁链观测的速度估计器应用到无速度传感器直接转矩控制系统中。仿真和实验结果表明，这种观测方法能够提高速度的观测精度，增强系统的鲁棒性，并使直接转矩控制系统的低速性能得到较大提高。     

基于MRAS和FNN的异步电动机无速度传感器直接转矩控制

针对传统直接转矩控制系统中磁链和转矩存在较大的脉动,采用基于模糊神经网络(FNN)控制器的预期电压矢量调制方案.速度传感器安装不方便、成本高,磁链观测对电阻的依赖性强,尤其是在电机低速运行时,应用模型参考自适应控制策略(MRAS)设计速度、电阻自适应定子磁链观测器,以定子电流和定子磁链为状态变量,利用Popov超稳定性理论得到转子转速和转子电阻的自适应律.建立了异步电动机无速度传感器直接转矩控制系统的Matlab/Simulink仿真模型,仿真结果表明系统脉动较小,提高了定子磁链和转速的观测精度.     

改进蚁群算法优化神经网络速度辨识器的研究与应用

对基本蚁群算法进行了改进以提高其全局寻优速度,并用此改进型的蚁群算法来优化神经网络,再将该神经网络应用于直接转矩控制系统当中,实现对转速的观测,最终实现无速度传感器的直接转矩控制。仿真研究表明,改进的蚁群算法具有优良的全局优化性能,且收敛速度较快,应用其优化的神经网络在直接转矩控制系统中能较准确地辨识出系统转速,从而可以替代传统的速度传感器,实现无速度传感器直接转矩控制。     

基于无速度传感器与效率优化的电动车用感应电机制动控制研究

为增加电动汽车续驶里程,提高电机运行效率,研究电动车用感应电机制动控制策略,建立感应电机带定子铁损的数学模型,以直接转矩控制系统为框架,采用效率最优化与无速度传感器控制相结合的策略。利用Matlab/Simulink搭建了该控制策略模型。仿真结果表明所提控制策略在无速度传感器模型跟踪转子速度的同时,使感应电机效率达到最优控制,可提高电机运行效率。     

无速度传感器直接转矩控制与矩阵变换器的融合系统研究

提出一种基于矩阵变换器供电的交流电动机无速度传感器直接转矩控制系统和控制方法,以降低谐波污染,提高控制精度.在阐述矩阵变换器和无速度传感器直接转矩控制方法的基础上,重点讨论了二者的融合技术和转速的模型参考自适应参数辨识法.仿真结果表明参数辨识的精度高于测量模块的测量精度,动态响应好.同时能发挥矩阵变换器和直接转矩控制的优势,成为一种高性能的交流调速系统.     

无速度传感器的矢量控制变频调速系统

本文介绍的无速度传感器的矢量控制变频调速系统。是应用电压模型计算出电动机转子磁链的实际值，并模拟计算转子的转速，构成磁通定向，具有频率和转矩闭环的适量控制系统。该系统已投入工业运行。     

基于UDUTUKF的无传感器PMSM直接转矩控制

针对永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制系统(DTC),提出一种不需要计算平方根的Unscented卡尔曼滤波(UKF)算法,即UDUTUKF滤波算法,对定子磁链、转子速度和转子位置进行精确估计并得到电磁转矩估计值,建立了基于UDUTUKF的无传感器PMSM直接转矩闭环控制系统.对比了UDUTUKF和EKF的估计误差,仿真结果表明基于UDUTUKF的无传感器PMSM直接转矩闭环系统具有快速的转速和转矩响应特性.UDUTUKF的估计误差低于EKF的估计误差,且误差收敛速度比较快.     

一种改进型无速度传感器异步电机直接转矩控制系统

在传统无速度传感器异步电机直接转矩控制系统基础之上进行了改进,引入了变结构控制和无速度传感器技术,设计出电机定子磁链控制器和电磁转矩控制器,并应用Lyapunov第二方法推导出转子转速和定子电阻辨识方程。通过Matlab/Simulink的仿真,验证了改进后的系统比传统系统具有更好的稳态性能,并具有良好的鲁棒性。     

一种新颖的永磁同步电动机无位置传感器技术

无位置传感器技术是永磁同步电动机调速系统的一个发展方向.本文剖析了已有的两种典型直接估算方法,提出了一种新颖的无位置传感器技术.通过分别计算出定子磁链矢量角位移与转矩角,将后者从前者中减去得到转子磁链矢量的角位移进而得到转子速度信号,并采用改进积分器取代传统的积分器.该技术能有效地改善磁链原点漂移,提高直接转矩控制系统的磁链角位移与转速的求解准确度.仿真及实验研究结果表明,采用这种无位置传感器技术的永磁同步电动机调速系统,具有良好的调速控制性能.     

异步电机无速度传感器直接转矩控制的研究

基于交互式模型参与自适应理论提出了直接转矩控制的无速度传感器方案。参与模型和可调模型使用交互式MRAS方法,系统在电机的转速和定子电阻的辨间切换。由于消除了积分和电机漏感对算法的影响,该法对电机在低速的工况下具有鲁棒性。对定子电阻的辨识可使得直接转矩控制的低速性能得到改善,提高磁链模型的输出精度。计算机仿真结果证明了方案的可行性。     

基于扩展卡尔曼滤波器的永磁同步电机转速和磁链观测器

为了取消永磁同步电机控制中的机械传感器，获得直接转矩控制中需要的电机磁链信息，设计了一种基于扩展卡尔曼滤波器的永磁同步电机转速和磁链估算方法。选取定子固定坐标系下定子磁链、电机转速和转子位置为状态变量，电压和电流作为输入、输出量，建立估算定子磁链、电机转速和转子位置的EKF滤波器系统。采用空间矢量调制的直接转矩控制策略，有效减小了直接转矩控制方法的转矩脉动，并保持了功率器件恒定的开关频率。实验结果表明EKF准确地观测了电机转速和磁链，所构建的无速度传感器DTC控制系统具有良好的转速和转矩控制性能。     

Very-low-speed variable-structure control of sensorless induction machine drives without signal injection

A sensorless induction machine drive is presented, in which the principles of variable-structure control and direct torque control (DTC) are combined to ensure high-performance operation in the steady state and under transient conditions. The drive employs a new torque and flux controller, the "linear and variable-structure control", which realizes accurate and robust control in a wide speed range. Conventional DTC transient merits are preserved, while the steady-state behavior is significantly improved. The full-order state observer is a sliding-mode one, which does not require the rotor speed adaptation and provides accurate state estimation in the entire speed range. The proposed scheme is a complete variable-structure solution that allows persistent sensorless operation of the drive at very low speeds, including zero and 3 r/min, with full load. Simulations and extensive experimental results confirm the robustness, accuracy, quickness, and low-chattering operation of the drive.     

磁通观测改进的无速度传感器DTC系统

针对定子电阻摄动与积分漂移对直接转矩控制(DTC)性能的影响,在分析直接转矩控制特点的基础上,推导了以电机有功功率为基础的定子电阻辨识算法与以反电动势为基础的定子磁链辨识算法,并将坐标系定向于定子电流矢量上推导出转速估计算法.以此建立的直接转矩控制系统,定子电阻辨识算法不依赖电机其他易变参数,转速估计中未使用转子电阻或转子时间常数;通过4kW感应电机无速度传感器DTC系统仿真试验表明,积分漂移得到有效抑制,估计速度与实际速度良好吻合,系统具有较好调速性能.     

采用扩展卡尔曼滤波磁链观测器的永磁同步电机直接转矩控制

提出利用卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)观测器对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)直接转矩控制(direct torque control,DTC)系统进行精确参数估计的方法。通过检测定子电压和电流,应用EKF观测器精确估计电机的定子磁链、电机转速和转子位置,间接估计转矩,近而实现PMSM的无速度传感器控制;同时改进常规的EKF估计状态方程,提高速度估计的精确性,并证明了基于EKF的控制系统的稳定性定理。仿真结果表明该方法减小了系统的非线性、参数变化以及干扰带来的影响,EKF能够准确估计状态变量,提高了直接转矩控制的性能。     

采用定子电阻辨识和无速度传感器的异步电机直接转矩控制模糊系统

为解决异步电动机直接转矩控制(direct torque control,DTC)中低速运行时定子电阻变化对系统性能影响较大的问题,提出了一种基于定子电阻辨识和无速度传感器的异步电机直接转矩控制模糊系统。其中定子电阻采用模糊神经网络进行辨识;电机转速采用基于转子磁链的模型参考自适应系统(model reference adaptive sys-tem,MRAS)法进行估计;同时采用三输入单输出的模糊控制器调节脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)信号占空比的异步电动机直接转矩控制的策略,三输入变量为转矩误差、磁链幅值误差和磁通角。此策略即在传统异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,最后控制逆变器的开关,以减小低速时转矩和磁链脉动,提高系统转矩响应速度。仿真结果表明该系统可减小转矩和磁链脉动,提高系统的鲁棒性和自适应性,改善系统的动、静态品质。     

基于自适应转速辨识的直接转矩控制系统研究

介绍了一种基于模型参考自适应系统(Model Reference Adaptive System,简称MRAS)的感应电动机无速度传感器直接转矩控制(direct torque control,简称DTC)方案.该方案中,根据Popov超稳定性理论得出了电动机转子转速的估算方法,给出了感应电动机无速度传感器DTC系统的结构,完成了以16位嵌入式微控制器dsPIC30F6010和智能功率模块为核心的控制系统设计.实验结果表明,该方案能准确观测电动机定子磁链,可以对电动机的转速进行有效的辨识.     

双馈感应电动机直接转矩控制方法研究

直接转矩控制以其简洁明了的系统结构,优良的动、静态性能在感应电机的控制中得到了广泛应用。文中在分析了双馈感应电机直接转矩控制原理的基础上,提出了控制方案。该方案可以对电机转速、无功功率进行调节,使其工作在次同步、超同步、转子电流最小和定子侧功率因数补偿的运行状态。利用Matlab/Simulink进行了仿真研究,仿真结果证实了方案的可行性。     

基于改进型MRAS的永磁同步电机无位置传感器控制方法研究

为提高电传动装甲车辆的运行稳定性,提出将模型参考自适应（MRAS）用于永磁同步轮毂电机无位置传感器控制,同时考虑到传统MRAS法的辨识精度易受电机参数变化的影响,提出一种能够对定子电阻进行实时辨识的改进方法。基于改进型MRAS法,构建了轮毂电机无位置传感器控制系统,基于Matlab/Simulink仿真对比了加入电阻辨识环节前后转速及转子位置的辨识效果,仿真结果验证了改进设计的优越性能,有效提高了电阻动态变化过程中转速及转子位置的辨识精度,避免了因参数变化引起的误差过大问题。