基于自适应线性神经元滤波的内置式永磁电机转子位置观测器

为提高无位置传感器内置式永磁同步电动机(IPMSM)控制性能,提出一种改进的基于反电动势模型的自适应滤波转子位置观测器。针对逆变器非线性和磁场空间谐波引起扩展反电动势6k±1次谐波,进而产生6k次转子位置脉动观测误差问题,提出一种基于递归最小二乘算法自适应线性神经元滤波器的转子位置观测方法,从而实现IPMSM矢量控制系统准确解耦控制。该方案能够在线连续调整权重分量,保证了转子位置观测器的快速收敛性。通过自适应滤波器滤除指定的反电动势观测值谐波分量,从而提高正交软件锁相环获得转子位置信息的准确度。最后通过模型仿真和2.2k W IPMSM无传感器矢量控制系统验证了控制策略的有效性。     

基于自适应陷波滤波器的内置式永磁电机转子位置观测方法

针对逆变器非线性和磁场空间谐波引起定子电流及反电动势产生6k±1次谐波,进而导致6k次转子位置脉动观测误差,提出一种改进的基于有效磁链模型的自适应滤波转子位置观测方法,实现无位置传感器内置式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor,IPMSM)矢量控制系统准确解耦控制,改善其控制性能。通过自适应陷波滤波器(adaptive notch filter,ANF)滤除指定的反电动势观测值谐波分量,从而提高正交软件锁相环获得转子位置信息的精度。该方法根据谐波分析结果,通过最小均方算法(least mean square,LMS)在线连续调整滤波器参数,保证了转子位置观测器的快速收敛性。最后通过2.2k W IPMSM无传感器矢量控制系统验证了控制策略的有效性。     

新能源装备永磁同步电机转子位置估计方法

针对逆变器非线性和电机磁场空间谐波影响永磁同步电机转子位置估算精度的问题,提出一种基于新型自适应滤波器的内置式永磁同步电机(IPMSM)转子位置估计方法,建立无位置传感器电机矢量控制系统,对电机转子位置的估计误差进行分析。基于该方法的特性,设计出一种由多个二阶广义积分器(SOGI)并联的新型自适应谐波滤波器,对反电动势中的高次谐波成分进行滤除,并搭建IPMSM驱动系统的台架展开测试验证。研究结果表明,该方法可有效抑制转子位置估计反电动势中的谐波,其谐波脉动幅值减小至3°,提高电机转子位置精度和系统控制性能。     

基于RLS算法的高频响应电流提取策略研究

为进一步提高永磁直线同步电动机无传感器转子位置的检测精度,提出采用现代滤波技术提取永磁直线同步电动机动子绕组中的高频响应电流的自适应滤波方法。在分析基于递归最小二乘算法(RLS)的自适应滤波器原理和永磁直线同步电动机的旋转高频电压信号注入法的数学模型的基础上,利用基于RLS算法的自适应滤波器的抽头权值可以根据误差的大小进行自调整的特点,将基于RLS算法的自适应滤波器与永磁直线同步电动机旋转高频电压信号注入法相结合,以提取高频响应电流。在全速条件下进行了仿真研究,频谱分析结果表明,基于RLS算法的自适应滤波器提取的高频响应电流中杂波成分比利用巴特沃斯带通滤波器提取的高频响应电流中的杂波成分少,有利于减小杂波电流的干扰,进而提高永磁直线同步电动机转子位置的检测精度。     

永磁同步电机无位置传感器控制谐波抑制策略研究

为了提高内置式永磁同步电机(interiorpermanent magnet synchronous motor,IPMSM)无位置传感器控制系统性能,提出一种直接基于反电动势谐波闭环控制的综合谐波抑制策略。通过高阶滑模观测器设计,有效抑制滑模抖振问题,从而能够避免低通滤波器环节,提升电机反电动势的观测准确性;同时,通过终端滑模面设计,实现观测器的有限时间收敛,提升动态响应速度。针对逆变器非线性和磁场空间谐波造成的定子电流和反电动势中6k±1次谐波,进而引发转矩脉动、损耗、噪声等问题,设计了反电动势谐波闭环控制综合谐波抑制策略,能同时实现定子电流谐波抑制和转子位置的准确观测。最后,通过18kWPMSM的实验验证所提控制策略的有效性。     

一种改进型EMF谐波自适应补偿的PMSG无位置传感器控制方法

提出一种改进型反电动势谐波自适应补偿的PMSG无位置传感器控制方法,该方法在滑模观测器SMO(sliding model observer)的基础上引入自适应广义二阶积分器SOGI(second order generalized integrator),减小了反电动势观测中谐波对转子位置的影响,提高了转子位置估计的准确性。由于电机参数的变化和变换器的非线性,在无位置传感器控制算法中含有大量的5、7、11次等低次谐波。使用自适应SOGI取代低通滤波器,对基频信号进行提取,一方面减小了低频谐波含量,从而减小了由低频谐波引起的转子位置估计偏差,同时消除了由滤波延时引起的相位偏差;另一方面提高了系统的跟踪性能,使得相位误差收敛于0。最后,通过仿真和实验验证了所提方法的正确性和可行性。     

基于 PLL 自适应滑模观测器的 PMSM 无传感器控制

针对传统滑模观测器无传感器控制方法反电动势基波中高频谐波含量高、抖振严重以及转子位置估计误差大等问题, 提出了一种锁相环结构(PLL)自适应滑模观测器永磁同步电机无传感器控制方法。 首先,在满足 Lyapunov 稳定性的前提下,推 导并建立了反电动势的自适应律,通过构造自适应滑模观测器,使得反电动势观测误差迅速衰减;同时采用带有消除旋转影响 环节的锁相环得到转子位置,消除了转速变化的影响,进一步提高了观测精度;最后,在一台 2. 9 kW 表贴式永磁同步电机上进 行了实验验证。 实验结果表明,该方法有效地抑制了滑模抖振,降低了反电动势中的高频谐波,提高了转子位置的观测精度。     

PMSM比例谐振自抗扰电流谐波抑制方法

基于扩展状态观测器的永磁同步电机转子位置和速度估算中,由于死区效应、电气元件误差、逆变器非线性因素会产生大量的电流谐波,影响位置和速度估计精度。本文提出一种基于比例谐振与自抗扰控制的PR-ADRC电流环控制策略,可以有效抑制dq坐标系下6次电流谐波,从而降低静止坐标系下5、7次谐波含量。基于MATLAB和HiGale平台对提出方法进行仿真和实验验证,结果表明改进后的电流环降低了三相电流谐波,估算反电动势波形良好,转子位置和速度估算误差降低,无位置传感器控制系统控制精度得到提高。     

无传感器永磁同步电动机转矩脉动抑制

针对永磁同步电动机因转子磁通非正弦引起的非正弦感应电动势,研究了一种可以抑制转矩脉动的无位置传感器、无转矩传感器的控制方法。该方法控制简单,可以抑制由反电动势引起的6次,12次,18次谐波转矩脉动。基于永磁同步电动机的数学模型,产生补偿电流来消除转矩脉动,采用快速滑模控制器进行速度控制,增加鲁棒性;根据对带有全通滤波器的近似积分磁通估计方法得到位置信息,实现无位置传感器控制。仿真结果验证了该方法的有效性和实用性。     

永磁同步电机逆变器非线性补偿控制

提出一种永磁同步电机双自适应矢量滤波逆变器非线性补偿策略。首先,通过一组自适应矢量滤波器谐波解耦网络对电机转子位置和转速进行实时观测,有效降低位置检测误差脉动。其次,通过另一组自适应矢量滤波器谐波解耦网络对逆变器输出电压误差实时检测,对其进行前馈补偿,有效降低电机转矩和转速脉动,改善系统动态性能。实验结果验证了新型永磁同步电机双自适应矢量滤波逆变器非线性补偿策略的有效性和实用性。     

基于自适应观测器的IPMSM无位置传感器控制

在内置式永磁同步电机(IPMSM)的无位置传感器控制系统中,状态观测器的收敛性能与转子位置信息提取环节对驱动系统性能起了决定性的作用。为了提升电机在不同转速运行时估算转子位置信息的精度,提出了一种静止坐标系下的自适应全阶Luenberger观测器用于电机扩展反电动势估算与转速信息提取。通过对全阶Luenberger观测器与自适应转速估算环节的控制参数分级式设计,确保了电机运行于不同转速时估算转子速度的准确性并且抑制了噪声信号对估算转子转速信息的干扰。实验结果验证了所提方法的有效性。     

基于QR-RLS算法的自适应配电网谐波电流检测

电力有源滤波器对配电网中谐波的治理起着重要作用,而电力有源滤波器的核心是谐波电流检测算法。为了提高谐波电流检测的有效性,本文提出了基于QR分解的递归最小二乘(QR-RLS)算法的自适应配电网谐波电流检测,该方法能够准确地把基波电流和谐波电流分离出来。本文通过PSCAD/EMTDC仿真软件建立仿真电路得到电路中的电流数据,仿真数据和实测数据的分析结果证明了该算法的有效性。     

基于RLS的自适应滤波算法研究

为抑制谐振接地系统对地电容中的工频信号和其他谐波成分,提出了一种基于RLS算法的自适应滤波算法.该算法通过给定n-1次迭代滤波器抽头权向量最小二乘估计,依据新到达的数据计算n次迭代权向量最新估计.当滤波器输入信号变化时可保持最佳输出信号,在一定程度上补偿了滤波器元件参数变化带来的运算误差.对其滤波理论及算法进行仿真研究.结果表明:该算法提高了滤波的稳定性、快速性和精确性,优于其他自适应算法.     

一种改进的内埋式永磁同步电机-脉动负载调速系统转子转速估算方法

在采用无速度传感器控制的内埋式永磁同步电机(IPMSM)驱动周期性脉动负载调速系统中,为了精确地估算转子转速的脉动,提出了一种改进的转子转速估算方法。驱动系统采用转子磁场定向矢量控制和基于模型参考自适应系统(MRAS)的转子位置估算作为其基本的控制策略。通过JMAG软件对电机进行电磁场分析,得到了基于有限元方法的变参数电机模型,进而确定了随电机相电流和转子位置变化的电机参数值,将这些变化的参数嵌入到模型参考自适应系统(MRAS)中以提高转速估算的精度。同时,本文对电机输出转矩还采用了前馈补偿策略以匹配周期性脉动负载来减小转速脉动。通过实验验证了所提出方法的可行性与有效性,实验结果表明,在脉动负载条件下该改进方法能够大幅降低转子实际转速与估算转速之间的误差。     

基于宽频带同步基频提取滤波器的永磁同步电机转子位置与转速估计

由于滑模观测器的固有抖振及控制算法延迟、死区效应等非理想因素的影响,估计反电动势信号包含的谐波难以完全消除,已成为影响系统控制精度的主要因素。为了提升表贴式永磁同步电机的转子位置与转速观测精度,该文提出一种宽频带同步基频提取滤波器,提取估计反电动势基波。在此基础上,提出宽频带同步基频提取滤波器（WSFEF）与锁频环结合的信号处理方法,锁频环（FLL）的应用实现了WSFEF跟踪频率的自适应。构造基于WSFEF-FLL-锁相环（PLL）的位置与转速估计方法,将其应用到滑模控制中,增强了对谐波的抑制能力,提高了转子位置和转速估计的动态性能。仿真和实验验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于死区函数的MRAS高精度转子位置估计（英文）

由于传统模型参考自适应算法缺乏对电流检测误差和系统噪声等不确定性因素的校正机制,导致转子位置估计误差,并产生电流谐波。为了提高转子位置估计精度和鲁棒性,抑制电流谐波,提出一种基于死区函数的模型参考自适应算法,即设计基于死区函数的自适应律。仿真和实验验证该方法的有效性。实验结果表明,该算法可以提高转子位置估计精度,有效地抑制电流谐波。转子位置估计误差从0.062rad减小到0.042rad,降低了32%;5次和7次电流谐波含量分别降低了39%和34%。     

无传感器永磁同步电机参数辨识技术的研究

随着使用环境和工作负荷的变化,永磁同步电机(PMSM)参数的变化较大,有必要对电机参数进行在线辨识。采用扩展反电势(EEMF)法对PMSM转子位置和转速进行估算,提出一种基于递归最小二乘法(RLS)的PMSM电感在线辨识方法。经过仿真分析各种电机参数对电机转子位置估算精度的影响,在保证辨识精度的前提下,精简了参数辨识算法。仿真和实验结果验证了该方法的有效性。     

采用霍尔传感器的PMSM低成本控制系统

介绍了应用低成本霍尔传感器来检测转子位置的PMSM控制系统。从理论上分析了在相电流与反电动势一样为正弦波的情况下,电机的转矩脉动最小。通过三个霍尔元件来估算转子位置,实现电流的正弦换向,减小转矩脉动。经实验验证,该系统运行可靠。     

积分型非奇异终端滑模PMSM无传感器控制系统

针对永磁同步电机中高速情况下传统的滑模观测器估算精度低且存在较强抖振的问题,提出一种基于改进型滑模观测器的PMSM矢量控制方法。基于非线性滑模面理论分析,构建一种积分型非奇异终端滑模面,有效降低了抖振现象,提高了系统的观测精确度;并设计了一种自适应反电动势滤波器,使反电动势能随观测器自适应调节,且谐波含量低,进一步提升动态精度;最后,利用正交锁相环原理调制出电机转子位置信息,将提出的新型控制方法应用到永磁同步电机调速系统,与传统滑模控制进行对比。仿真和实验表明,提出的基于新型滑模观测器的永磁同步电机控制系统跟踪精度高、鲁棒性强,动、静态响应好。     

反电动势三次谐波高占比五相永磁同步电动机转子初始位置估计方法

含有三次谐波反电动势的五相永磁同步电动机,注入三次谐波电流可进一步提高其负载能力,预先获得其精确的转子初始位置直接决定其启动性能。针对反电动势三次谐波高占比的五相永磁同步电动机,提出一种基于脉冲电压注入的转子初始位置估计方法。利用两相静止坐标系下基波平面数学模型,推导转子位置估计公式;分析转子处于不同位置时应注入的最优电压矢量,根据初步估计的转子位置角选择优化电压矢量,通过二次注入提高估计精度。基于绕组函数法,分析电枢磁动势与基波和三次谐波电流的关系,提出在三次谐波平面向电机施加方向相反的2个电压矢量,根据三次谐波平面电流幅值判断转子磁极极性的策略。实验结果验证了所提转子位置估计算法的有效性,最大估计误差为±5°。