带神经网络观测器的永磁同步电机极点配置自校正前馈控制

由递归神经网络构成综合负载转矩观测器,从而把综合负载转矩视为可测干扰,并利用极点配置自校正前馈控制策略实现了永磁同步电机的速度控制,解决了永磁同步电机系统中参数变化和负载振动等不确定性问题。仿真结果表明该方法具有较强的鲁棒性。     

基于负载转矩反馈的永磁同步电机动态面控制

针对永磁同步电机在运行过程中因负载变化,使控制系统性能下降的的问题,提出一种负载转矩反馈的永磁同步电机动态面控制策略.建立了永磁同步电机的数学模型,定义一种新型的状态变量方程,并设计了一种新型动态面滑模控制器,使用一种指数收敛的干扰观测器得到负载转矩反馈量,实现了永磁同步电机的高精度控制.仿真结果表明,新型控制策略可以有效地提高控制系统的控制性能,与线性自抗扰控制策略相比,负载变化时转速波动更小,恢复时间更短.     

低速直驱永磁同步电机的电磁场有限元分析

多极永磁同步电机在产生低速机械运动的同时提高转矩密度,并且具有较大的负载范围,从而可以直接驱动机械负载,以替代传统电机配合减速器和液力耦合器的驱动方式,摒弃了复杂冗重的减速机构.利用Ansoft/Maxwell 2D建立永磁同步电动机的有限元模型,通过拓扑形式的Modular定子结构绕线方式,对电机进行有限元分析,探究不同气隙长度对低速永磁同步电机磁通密度分布与动态转矩等其他性能的影响.     

基于滑模变结构的PMSM控制系统的研究

针对永磁同步电机(PMSM)矢量控制系统中易受机械式传感器影响的问题,设计了一套基于滑模变结构控制(SMC)的永磁同步电机控制系统.由于永磁同步电机在运动时受到负载突变和系统参数变化会影响整个控制系统的稳定性,提出了具有开关结构的非线性滑模变结构控制的系统.首先分析了永磁同步电机在旋转坐标系下的数学模型,在此基础引入双闭环一阶滑模变结构控制系统,实现对PMSM的转速和转矩控制.仿真实验表明,滑模变结构控制系统不会受到外界变化的影响,永磁同步电机的转速和转矩都能稳定运行.滑模变结构控制系统响应更快,抗干扰能力大大提高,鲁棒性更强.     

基于负载角限制的永磁同步电机模型预测控制

针对永磁同步电机电磁转矩与负载角之间强耦合及非线性的关系,并就传统直接转矩控制容易失步的问题,该文提出了一种负载角限制的策略。基于直接转矩控制基本原理对电机失步原因进行研究,重点分析负载角与转矩之间的关系,提出了对负载角限制避免电机失步的控制思想。详细介绍了基于永磁同步电机的模型预测数学模型,考虑到消除系统预测误差加入了控制延时补偿。最后通过评价函数有效地限制了电机转矩和磁链脉动,直接限制负载角确保了电机的稳态运行。通过仿真分析可看出该文提出的方案有效可行,在保持快速响应的情况下,降低了转矩和电流脉动,避免了电机失步的风险。     

采用双自由度PI速度控制器的PMSM矢量控制仿真研究

分析了永磁同步电机的数学模型.采用励磁电流id=0的转子磁场定向矢量控制方法,在Matlab/Simykuink环境下构建了永磁同步电机(PMSM)矢量控制仿真模型.针对常规PI控制无法满足当电机转速和负载转矩发生阶跃变化时,电机动态响应曲线中转速超调量小和转速恢复施加短的要求,提出了一种双自由度PI速度控制方法.仿真...     

基于自适应粒子群优化算法的永磁同步电机参数辨识

永磁同步电机广泛应用于工业驱动系统中,开展永磁同步电机参数在线辨识对实现电机高性能控制和可靠状态监测具有重要意义.针对永磁同步电机动态数学模型具有非线性、多参数、强耦合等特点,从电气系统和机械系统两方面建立了永磁同步电机数学模型,针对参数辨识问题的特点,提出了一个惯性因子的自适应公式,在此基础上,建立了以粒子群算法为框架的自适应粒子群优化算法,对永磁同步电机定子电阻Rs和负载转矩TLd进行了在线辨识,并基于实验平台验证了辨识结果.研究结果表明:自适应粒子群优化算法通过不超过20次迭代就可以发现最优参数,模型参数的估计值和测量值匹配良好,该算法可在其他类型电机的参数辨识中推广应用.     

基于自抗扰控制的永磁同步电机伺服控制系统

永磁同步电机伺服控制在工业中具有广泛的应用,而目前的控制方法存在控制精度较低、系统开销大、控制结构复杂等问题.论文基于自抗扰控制理论,设计了永磁同步电机伺服控制系统.该控制系统采用双环控制,其中位置环采用自抗扰控制,电流环采用PI控制,并采用Matlab/Simulink仿真分析了不同负载转矩及系统扰动对于控制系统的影...     

水下推进永磁同步电机自抗扰减振控制

受海浪干扰因素影响,螺旋桨负载扰动造成的转矩波动直接影响水下推进电机的振动,进而影响水下噪声.为了降低水下推进永磁同步电机的振动和噪声,在分析螺旋桨负载扰动特性基础上,提出了自抗扰减振控制方法.该方法以自抗扰控制器替代电流环的传统PI调节器,对螺旋桨负载扰动进行观测并对转矩电流进行补偿,可有效抑制相电流谐波进而降低电磁...     

电动汽车中永磁同步电机转速的控制

为了更好地实现对以永磁同步电机为驱动电机的电动汽车车速的控制,设计了一套基于滑模控制的永磁同步电机控制系统,并且在此基础上加入最大转矩电流比控制,对滑模控制和最大电流转矩比控制的数学模型进行了分析.仿真分析表明,加入最大转矩电流比的滑模控制系统不会受到外界变化影响,永磁同步电机能够稳定运行.同时系统响应更快,抗干扰能力大大提高,鲁棒性更强.     

Speed Tracking Control of Permanent Magnet Synchronous Motor by a Novel Two-step Internal Model Control Approach

The control problem of permanent magnet (PM) synchronous motor has attracted extensive attentions in both control society and industrial applications. Much recently, a local speed tracking and nonlinear disturbance rejection problem of PM synchronous motor was investigated by nonlinear internal model design. In this paper, we propose a novel two-step controller design strategy to achieve speed tracking and nonlinear disturbance rejection of PM synchronous motor with wide speed range, which combines the advantages of classical double-loop control and nonlinear internal model control. It is worth mentioning that the proposed two-step controller design strategy can not only guarantee exact speed tracking with wide speed range, but also reject small nonlinear external disturbances in the load torque, generated by a so-called nonlinear exosystem. Simulation results demonstrate the effectiveness of our design.     

永磁同步双转子/双定子电机控制策略

针对混合动力电动汽车的永磁同步双转子/双定子电机的驱动控制,依据该型电机的特点,对内部电机的运行过程进行研究,通过分析提出一种控制策略.该策略以内部电机发电工作为分界点,结合负载所需求的转矩和转速,使内外电机配合工作,从而使发动机工作在给定的转矩和转速下,不随负载的变化而变化.该研究为将永磁同步双转子/双定子电机运用到混合动力电动汽车的驱动中提供了参考.     

永磁同步电动机直接转矩控制的效率优化

针对永磁同步电动机在轻载、高速运行时效率和功率因数下降的问题,提出了一种永磁同步电动机直接转矩控制效率优化策略。该策略通过分析电动机损耗与转矩、转速和定子磁链之间的关系,建立了考虑铁损的永磁同步电动机数学模型,导出了效率最优时的定子磁链幅值;将最优定子磁链计算模块嵌入直接转矩控制系统,构成了效率最优的永磁同步电动机直接转矩控制调速系统。仿真结果表明,该优化策略能有效降低永磁同步电动机功率损耗,提高电动机的运行效率。     

永磁同步电机高效非线性模型预测控制

永磁电机控制器要求电机有很强的转速跟踪能力,并且要保证系统参数变化及负荷扰动下系统的鲁棒性. 永磁电机包含很多不确定因素,是强耦合的非线性系统,传统的线性控制器很难对其进行控制. 针对永磁电机的转速控制构造非线性模型预测控制方法. 非线性永磁电机模型通过输入-输出反馈线性化策略解耦成为新的线性系统. 为保证可行解的收敛性,提出一种迭代二次规划方法来处理由输入-输出反馈线性化导致的非线性约束. 仿真结果表明,控制器能有效降低计算负担,具有很好的动态控制性能,能抑制转矩脉动,并保证在参数变化和负荷扰动下控制系统的鲁棒性.     

基于参数优化的永磁同步电动机直接转矩控制系统自抗扰控制器研究

针对基于PI控制器的永磁同步电动机直接转矩控制系统存在转矩波动大、易受负载变化影响的问题,设计了一种基于转速外环的自抗扰控制器,代替PI控制器以改善永磁同步电动机直接转矩控制系统的性能;采用粒子群优化算法对自抗扰控制器的相关参数进行了优化计算,改进了控制器的调节性能。仿真和实验结果表明,基于参数优化自抗扰控制器的永磁同步电动机直接转矩控制系统具有较高的抗负载扰动能力,更快的响应速度和良好的动、静态性能。     

基于无源性的永磁电机无速度传感器控制

针对永磁电机(PMSM)提出了一种无速度传感器的非线性控制策略. 该策略能在已知负载的基础上实现给定转矩的精确跟踪. 电机的速度通过一非线性降阶观测器来实现估计. 在此基础上, 利用电机的无源特性来设计电机的控制策略. 最后通过仿真验证了所提出策略的有效性.     

基于径向基函数网络的永磁同步电机直接转矩控制

对永磁同步电机直接转矩控制系统特性进行了深入研究,提出一种新的径向基函数神经网络控制器,给出了神经网络控制器的结构设计、样本选取及训练方法.利用系统中的开关表作为导师对径向基函数神经网络控制器进行训练,实现了永磁同步电机直接转矩控制的径向基函数神经元网络输出矢量选择.该控制器可以简化获得输出电压矢量的过程,并具有并行计算速度快、转矩响应迅速的性能.仿真结果验证了该控制器的有效性.     

基于扰动观测器的PMSM同步协调滑模控制

针对在负载扰动情况下多永磁同步电机控制系统出现电机转速不同步的问题,提出了基于扰动观测器的永磁同步电机同步协调滑模控制策略。从单电机高性能控制策略和三电机耦合结构角度出发,首先,在矢量控制基础框架下,设计了基于非线性负载转矩观测器的积分型滑模速度控制器,构成了单电机高性能矢量控制调速系统;其次,提出了一种基于PI速度补偿器的偏差耦合控制结构,相比传统的偏差耦合控制结构能较好地实现在负载扰动下三电机的转速同步协调运行。最后通过仿真验证了方法的有效性。     

逆变器非线性运行的同步电动机无源性控制研究

通过严格的理论分析和数学计算,建立了同步电动机在同步坐标系中E-L方程形式的数学模型,给出了逆变器的非线性模型。以这些模型为基础,研究并设计了在负载转矩(转速、位置)为任意时变未知情形下同步电动机的无源性渐近跟踪控制器。该控制器在实现机械控制目标的同时实现了对磁场方向和磁场幅值的控制,即同时实现了磁场矢量控制。仿真结果表明,该无源性控制器可以很好地实现转速和位置的跟踪控制,具有很高的动态控制性能和鲁棒特性。     

A PASSIVITY PLUS FLATNESS CONTROLLER FOR THE PERMANENT MAGNET STEPPER MOTOR

A passivity based controller, in suitable combination with the flatness property of the system, is proposed for the effective feedback equilibrium to equilibrium regulation, via planned trajectory tracking, of the angular position in a permanent magnet (PM) stepper motor. The control scheme is shown to be easily modifiable as to include traditional proportional‐integral‐derivative (PID) feedback control actions which efficiently account for unmodeled load torque perturbations.