一种新的异步电机非线性控制策略

提出了一种新的异步电机非线性控制策略。首先根据给定的速度和磁链幅值,应用系统无源化控制(PBC)方法获得电流的参考值,以达到跟踪转速和磁链的目的;然后应用自抗扰控制器(ADRC)设计电流控制器得到最终所需的输入电压,使电机的电流收敛于参考值。仿真试验验证了该控制策略优良的调速性能,对电阻的变化具有较强的鲁棒性。     

采用自抗扰控制器的高性能异步电机调速系统

矢量控制技术已被广泛地应用于高性能异步电机调速系统中,然而,由于在实时控制中存在严重的外部干扰,参数变化和非线性不确定因素,基于精确电机参数的准确解耦很难实现,并且磁通和转矩的动态性能也受到严重的影响,为了提高调速系统的动态性能,该文提出了一种可以取代经典PID控制器用于异步电机调速的非线性自抗扰控制器。自抗绕控制器由三部分组成;跟踪微分器,扩张状态观测器和非线性状态误差反馈控制律,利用扩张状态观测器,自抗绕控制器可以估计出系统状态变量及其广义导数,从而实现异步电机的精确解耦,此外,上述控制录需要精确电机参数就可以实现干扰补偿,这使得自抗绕控制器的设计能够独立于异步电机的精确数字模型。仿真和实验结果表明,相对于经典PID控制器,自抗绕控制器在较宽的调速范围内具有更好的动态性能以及对负载扰动,电机参数变化都具有更好的鲁棒性。     

无轴承异步电机的自抗扰控制策略

针对无轴承异步电机(BLIM)的逆系统解耦控制性能受负载和参数变化影响的问题,在转子磁链定向逆系统解耦控制的基础上,采用自抗扰控制器(ADRC)替换经典的PID控制器,将BLIM模型中的交叉耦合项、本体参数变化和负载视为"扰动",统一用ADRC的扩张状态观测器(ESO)估测,非线性状态误差反馈控制器(NLSEF)进行补偿。仿真结果表明:采用了ADRC,系统具有较好的动态解耦控制性能;同时,对电机参数和负载变化具有更好的鲁棒性。     

基于矢量控制的异步电机自抗扰控制

针对异步电机矢量控制系统在负载变化和电机参数变化时转速易受较大影响的问题,研究了采用自抗扰控制器(ADRC)对负载扰动和电机参数变化进行估计和补偿的方法。根据自抗扰控制器的数学特征和异步电机的数学模型,采用扩张状态观测器(ESO)对电机模型的参数摄动和变量耦合项进行观测并补偿,确定了矢量控制系统中自抗扰转速环控制器、自抗扰磁链环控制器、自抗扰d轴电流环控制器和自抗扰q轴电流环控制器的形式。仿真和实验结果表明,与传统的比例积分控制器(PI)相比,ADRC控制器对系统负载扰动和电机参数变化具有较好的鲁棒性和动态性能。     

一种光伏并网逆变器的混合控制策略研究

光伏并网逆变器模型是一个非线性强耦合的系统,光伏电池输出电压受外界光照强度、环境温度等因素的影响。针对以上特点,提出了采用自抗扰控制(ADRC)技术和无源控制(PBC)理论相结合的光伏并网逆变器双闭环混合控制策略。电压外环采用自抗扰技术来保持直流侧电压的稳定并与采用PI控制进行了比较;电流内环采用无源控制理论对并网侧电流进行dq轴解耦,实现对有功电流和无功电流的分别控制并可使系统具有优良的静、动性能。Matlab/Simulink仿真和实验结果表明,所设计的系统具有良好的鲁棒性和动态性能,所设计的逆变器控制策略是可行的。     

矩阵式变换器驱动异步电机调速系统的非线性自抗扰控制

相对于传统的脉宽调制(PWM)型变频器,矩阵式变换器驱动异步电机调速系统具有一系列优势,如不需要直流储能元件,高输入功率因数和能量双向流通能力.但是,由于矩阵式变换器的直接变换特性,异步电机系统的调速性能易受到矩阵式变换器输入侧电压扰动的影响.本文将一种具有良好鲁棒性的非线性自抗扰控制器(ADRC)应用于矩阵式变换器驱动异步电机调速系统,设计了控制器的结构和参数,用其代替了传统的比例-积分(PI)调节器.在调速系统中,非线性自抗扰控制器对由外部扰动和模型不确定性引起的内部扰动进行估计和补偿.仿真结果表明,采用上述非线性控制器提高了调速系统在矩阵式变换器输入电压非正常工况下的抗干扰能力,并改善了异步电机的动态调速性能.     

一种用于矩阵变换器的简化非线性自抗扰控制策略

矩阵变换器的电力直接变换特性使其输出侧性能极易受扰动影响,所以对矩阵变换器系统采取控制是非常必要的。由于矩阵变换器的非线性、多变量和参数时变性使其数学模型不能被确定,因此在内外部扰动不稳定的条件下,设计PI常数的单闭环控制系统并不那么成功。将一种与对象模型无关的自抗扰控制器应用于矩阵变换器系统,并且为解决自抗扰控制器控制模块的不光滑非线性函数导致矩阵变换器系统输出量谐波成分增大的问题,在自抗扰控制器的基础上,改进了自抗扰控制器模块的非线性函数并简化了其控制环。实验结果表明:当该自抗扰控制器用于矩阵变换器系统控制调节时,无论是在电网输入侧本身存在谐波污染的条件下,还是电网电压非正常工况条件下,其控制效果都优于PI控制。     

一种并网逆变器功率跟踪控制策略研究

分析了一种并网逆变器的功率跟踪控制方案.由于采用自抗扰控制器(ADRC),输出电流能够很好地跟踪电网电压,并能实现最大功率点跟踪(MPPT).通过对电流的闭环跟踪控制,实现了单位功率因数运行,并向电网馈送电能.实验表明,采用ADRC,稳定快速,输出电流超调小,能够有效地抑制各种扰动,且启动性能与稳定性能都要优于常规控制器.     

一种非线性自抗扰控制的PMSM速度控制策略研究

针对永磁同步电机伺服系统中存在的抗负载扰动能力差和转速超调等问题,提出一种基于非线性自抗扰控制的新型PMSM速度控制策略。通过分析伺服系统的扰动机理,在速度环将传统的PI控制器替换为非线性自抗扰控制器。通过跟踪-微分器将给定转速平滑化,克服了响应快速性和超调之间的矛盾,提升系统响应能力;通过引入二阶扩张状态观测器,对外部扰动进行估计并补偿,提高系统的抗干扰能力;通过非线性状态误差反馈控制律,利用“小误差大增益,大误差小增益”的非线性控制,提高系统的控制精度。仿真结果表明,系统具有响应快、无超调、抗负载扰动能力强的特点,对负载变化、转速变化具有较强的鲁棒性,验证了该策略的有效性。     

电动汽车异步电机变频驱动系统的自抗扰控制

电动汽车异步电机电驱动系统通常采用效率优化策略以节约电能,但效率优化异步电机变频驱动系统存在磁链、负载变化以及电机参数时变等多种不确定因素,对闭环系统的控制器设计提出了较高的要求.为提高电驱动系统的运行性能,设计了效率优化异步电机变频驱动系统的自抗扰控制器,根据在不同负载时电机磁链变化大的特点,给出了自抗扰控制器的参数整定方案.实验结果表明,采用自抗扰控制器的效率优化异步电机变频驱动系统与传统的采用PI调节器的效率优化异步电机变频驱动系统相比,具有更好的抗干扰性能和快速的转速跟踪性能.     

基于自抗扰控制的永磁同步电机无源调速系统

在永磁同步电机(PMSM)的端口受控哈密顿系统(PCH)的建模基础上,利用互联、阻尼配置的无源性控制方法得到d,q轴电压,简化了控制器设计和使系统稳定性分析更加容易.利用自抗扰控制技术能实时估计并补偿系统受到的各种外扰及本身决定的内扰总和作用的特点,设计了自抗扰速度控制器,使系统对参数变化和外部扰动具有较强的鲁棒性.由...     

异步电动机直接转矩控制新方法

传统异步电动机转矩控制存在转矩脉动大和消除逆变器死区时间代价高的弱点。文章提出一种利用硬件和软件改进控制系统使转矩脉动减少,并有效地消除逆变器死区时间的新方法,仿真和实验结果证实提出的方法是可行的。     

矩阵变换器驱动异步电机模糊自适应PI控制

在间接空间矢量调制的矩阵变换器和矢量控制原理的基础上,搭建了异步电机调速系统.为了进一步提高该系统的动态性能和抗干扰能力,在调速系统的矢量控制部分引入模糊自适应PI控制器,代替传统的PI控制器,对控制器参数进行实时校正.仿真结果表明,采用模糊PI控制器的矩阵变换器驱动的调速系统能够使能量回馈到电网,达到了节能目的,同时...     

基于自抗扰控制器的无刷直流电动机速度控制

无刷直流电动机作为一个多变量强耦合非线性系统,采用经典PID控制难以得到满意的控制效果.采用自抗扰控制器来提高无刷直流电动机控制系统的动态性能和鲁棒性,自抗扰控制器设计过程中不需要对象模型结构和参数的精确信息.实验比较了PI控制器和自抗扰控制器的控制效果,结果表明自抗扰控制器(ADRC)对外部扰动和电动机参数的变化具有较强的鲁棒性.     

基于新型积分自适应滑模控制策略的永磁同步电机控制

设计了一种永磁同步电机(PMSM)参数扰动和负载扰动的新型控制策略。通常PMSM控制是通过PI控制设计的,控制效果不佳,因此提出一种新型积分滑模控制(SMC)策略进行转速控制器设计。积分SMC具有较强的抗干扰性,不仅可以抑制控制系统的高频微分扰动,而且可以降低系统稳态误差,使控制更精确。设计趋近律函数对滑模控制器进行优化,使SMC参数自适应调节,提高系统响应速度。考虑到系统参数和负载扰动对控制性能的影响,将自抗扰环节引入SMC,提高了系统的抗扰性。最后通过仿真试验验证了控制系统良好的控制性能。     

基于非线性跟踪微分器的异步电机前馈控制

传统的异步电机转速电流双闭环系统中,为了避免高频噪声导致系统振荡,速度调节器和电流调节器都采用PI调节器.在要求电机转速快速跟踪给定信号且电机惯性较大时,PI调节器的积分滞后效应易导致速度环超调甚至振荡,单纯采用反馈控制很难解决快速性和稳定性之间的矛盾.采用前馈控制可使系统实现完全补偿,极大地扩展了系统带宽,从而改善了系统的快速性,同时可避免快速性和稳定性之间的矛盾.提出了一种基于非线性跟踪微分器的异步电机前馈控制技术,可用于对跟随性能要求高的随动系统.     

异步电动机软启动技术及转矩控制仿真研究

软肩动技术有利于改善和控制异步电机的启动过程,详细分析、比较了变频、液阻和晶闸管串联等软启动方法的特点,采用晶闸管串联技术和转矩控制策略,实现异步电机固态软启动.针对某3 kW异步电机仿真研究,表明采用转矩控制方式,软启动装置能够很大程度地降低启动转矩和启动电流,能够很好地控制异步电机的启动过程.     

异步电机调速系统的新型模糊控制方法

电气传动系统的智能控制是目前一个研究热点.本文分析了异步电机调速系统中采用PI控制方法的不足,提出了一种新型的模糊PI复合控制方法.在异步电机双闭环调速系统中,电流控制采用滞环电流调节器,转速控制采用模糊PI复合控制,仿真结果表明:这种新型的模糊PI复合控制方法响应快、无超调、鲁棒性强,较传统PI控制具有更好的动、静态特性.     

变频器供电的异步电机节能控制运行的研究进展

现有工程中广泛应用的异步电机变频控制具有算法简单、动态特性好的优点,但未顾及电机的节能控制运行。实际应用中异步电机经常处于轻载运行状态,效率非常低,这对缓解能源紧张和控制污染非常不利,因此引起了学术界和工程界的广泛关注。根据压频比的变化说明了电机节能运行的原理,介绍和分析了近几十年来异步电机节能控制研究中的常用实现方法及其优、缺点,同时指出工程应用中存在的问题和今后的研究趋势。