低地板轮边直驱永磁同步牵引电动机研制

由于低地板车辆用轮边直驱永磁同步电机整体悬挂于架构外侧,电机存在轴向空间短、结构紧凑、转矩密度高、损耗密度大等问题,通过对其绕组形式、极槽配合、冷却结构等关键技术进行研究,确认电机的关键技术参数,完成了一列车的装车电机研制,并通过了型式试验、地面组合试验验证,正在装车运行。试验结果与计算结果吻合,电机运行稳定可靠。     

基于二阶滑模的永磁同步电机直接转矩控制研究

为解决传统直接转矩控制系统中存在的定子磁链与电磁转矩波动较大问题,提出了一种基于滑模变结构的控制方案。利用SVPWM空间电压矢量脉冲宽度调制代替滞环控制以及开关表,用转矩与磁链的二阶滑模控制器取代传统PI调节器,加强了转矩和磁链的控制精度,抑制其抖振。用滑模观测器代替传感器,提高了调速系统的控制性能和抗干扰能力。Matlab仿真实验结果表明：改进后的控制系统可以有效地降低磁链和转矩脉动,改善其静态、动态性能及系统的鲁棒性。     

基于改进型负载转矩观测器的 永磁同步电机滑模控制

为减少负载转矩扰动对永磁同步电机控制造成的影响,设计了一种改进型负载转矩观测器。以转速和负载转矩为观测对象建立负载转矩观测器,将观测的负载转矩前馈补偿至转矩电流中,并加入可变增益算法,有效抑制了滑模速度控制器输出的抖振问题;采用改进滑模速度控制器替代传统的PI控制,通过改进控制器中指数趋近律函数,提高了系统的响应速度。仿真结果表明,该方法能准确地观测负载转矩,减少系统抖振问题,提高系统的抗干扰能力及动态响应性能。     

QPSO算法在非线性观测器设计中的应用*

具有量子行为的粒子群优化(Quantum-behaved Particle Swarm Optimization,QPSO)算法是继粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)后,最新提出的一种新型、高效的进化算法.提出了运用QPSO算法设计的非线性观测器方法.该方法属于滚动时域估计方法,利用具有量子行为的粒子群算法优化获得系统状态的最优估计.仿真结果显示该方法对初始条件不敏感,具有很强的跟踪能力.     

基于负载转矩观测器的动态恒风量控制

当前不基于外部传感器的恒风量控制技术的控制性能有限.针对此问题,提出一种基于负载转矩观测器的动态恒风量控制技术.构建降阶龙贝格负载转矩观测器,实现风机负载转矩及风道参数的实时观测,并进一步计算风压与风量.将实时计算的风量作闭环PI控制,形成风量-转速-电流三环控制.实测结果表明,所提出方法的风量控制精度高,且无需外部传感器,可有效兼顾实现低成本与高控制性能.     

基于负载转矩观测器的动态恒风量控制

当前不基于外部传感器的恒风量控制技术的控制性能有限.针对此问题,提出一种基于负载转矩观测器的动态恒风量控制技术.构建降阶龙贝格负载转矩观测器,实现风机负载转矩及风道参数的实时观测,并进一步计算风压与风量.将实时计算的风量作闭环PI控制,形成风量-转速-电流三环控制.实测结果表明,所提出方法的风量控制精度高,且无需外部传感器,可有效兼顾实现低成本与高控制性能.     

改进的永磁同步电机双矢量模型预测转矩控制

针对永磁同步电机（PMSM）传统模型预测转矩控制（MPTC）权重系数设置复杂、转矩和磁通脉动大的问题,提出了一种改进的PMSM双矢量MPTC方法。该方法扩展虚拟矢量以增加候选电压矢量,结合电压矢量作用于转矩和磁链的原则,减少选择候选矢量的计算量。同时,针对转矩无差拍和磁通无差拍,运用候选矢量的转矩占空比和磁通占空比构造了优化规则代替传统预测转矩控制中的代价函数,避免权重系数的整定问题。仿真结果表明,所提改进方法不仅提高稳态性能,而且能保持MPTC动态响应迅速的特点。     

一种基于模型预测的永磁同步电机直接转矩控制策略

针对传统直接转矩控制(DTC)方法中电压矢量切换时间不固定以及电压矢量切换点受限于滞环宽度等问题,将模型预测控制(MPC)应用于永磁同步电机(PMSM)DTC系统,提出了一种优化的电压矢量预测选择方法。一方面,将预测的定子磁链和电磁转矩送入相应的滞环控制器,从电压矢量有限集中选择合适的电压矢量以确保预测的磁链和转矩分别在各自的滞环内;另一方面,引入代价函数和优化策略,选择不同情况下相应的最优电压矢量,且可以同时考虑电流保护等额外的控制目标。在一台凸极PMSM驱动平台上对所提出的控制策略进行了试验验证。试验结果表明,所提出的控制策略能够有效地将转矩控制在滞环内,验证了该策略的有效性。     

新型RISE-LADRC逆变器电压控制策略

当微网逆变器中出现不平衡负载和非线性负载等强扰动时,传统线性自抗扰控制(LADRC)的抗扰能力不足,针对此问题提出一种误差符号鲁棒积分(RISE)与LADRC相结合的新型RISE-LADRC控制策略.通过采用RISE控制律来代替线性状态误差反馈律(LSEF),可减小控制器对线性扩张状态观测器(LESO)的依赖,当LESO的观测带宽一定时,RISE控制能有效地抑制系统中存在的扰动,并利用李雅普诺夫稳定性定理证明了所提控制策略的稳定性.仿真及实验结果表明,在微网逆变器中出现强扰动的情况下,相比传统LADRC控制策略,RISE-LADRC控制策略提高了控制器的跟踪精度,减小了稳态误差且表现出更好的抗扰能力.