基于混合自适应扩展卡尔曼滤波的永磁同步直线电机等效机械参数辨识策略

针对机械参数辨识精度受推力系数波动影响而降低的问题,提出等效机械参数模型,将推力系数与待辨识参数相结合,并推导该模型在控制器调谐和前馈补偿上与传统模型的等效性。为了进一步实现等效机械参数在线辨识,构建基于混合自适应扩展卡尔曼滤波的辨识器。混合自适应扩展卡尔曼滤波在系统噪声矩阵和渐消因子中加入自适应机制,能够估计系统噪声,并在负载突变时快速收敛。通过对系统可观性和矩阵正定性的推导,证明算法的稳定性。最后,在一台永磁同步直线电机上进行实验,验证所提算法的有效性及其在PWM周期为32 kHz和10 kHz时在线运行的可行性。     

基于干扰观测器的永磁同步直线电机自适应PID控制

针对永磁同步直线电机精确速度跟踪的问题,提出一种基于干扰观测器的自适应PID控制器。针对基于矢量控制的直线电机模型设计非线性干扰观测器进行干扰观测。同时,基于李雅普诺夫稳定性设计超限补偿控制器以及在线更新的投影自适应律使PID控制律始终跟随反馈控制律。最后通过试验分析结果,证明了该控制策略有更好的动态性能及鲁棒性。     

基于扩展卡尔曼滤波的永磁同步电动机参数辨识

针对永磁同步电动机在运行中电机的电磁参数的改变,通过对永磁同步电动机稳态数学模型的推导,利用扩展卡尔曼滤波对电机的电阻、电感进行在线辨识。在MATLAB/Simulink中搭建辨识模型进行分析比较,验证该方法可以准确地辨识出电阻、电感的值。仿真结果表明,扩展卡尔曼滤波具有快速的收敛性,能够很好地跟随电机参数的变化,应用参数辨识技术可以有效地改善永磁同步电动机控制性能。     

基于自适应观测器的永磁同步直线电机模型预测控制系统设计

为了优化永磁同步直线电机的调速性能,解决永磁同步直线电机对速度传感器依赖程度高的问题,该文设计一种带模型参考自适应观测器的永磁同步直线电机预测电流控制系统(MPC-MRAS).利用去除交叉耦合电动势的定子电压方程设计模型预测电流控制器,取代传统电流控制器;自适应观测器的参考模型利用电机的实际模型进行设计,可调模型利用估...     

基于扰动观测器的永磁直线同步电动机自适应反推互补滑模控制

针对永磁直线同步电动机(permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)驱动的数控机床易受参数变化、负载扰动以及摩擦力等不确定性影响的问题,提出一种基于质量辨识扰动观测器(disturbance observer with mass identification,DOB-MI)的自适应反推互补滑模控制(adaptive backstepping complementary sliding mode control,ABCSMC)策略。设计 ABCSMC 方法抑制不确定对系统的影响。通过引入自适应律,ABCSMC 的边界层能够实现动态变化,保证系统具有全局鲁棒性,且 ABCSMC 可对不确定性在线估计并调整,从而提高位置跟踪精度。由于在实际应用中,负载质量变化会对系统性能造成极大的影响,因此,利用离散模型参考自适应辨识理论,设计 DOB-MI 辨识动子质量并计算出补偿电流以补偿负载扰动对系统的影响。仿真与实验结果表明,该方法提高了系统的位置跟踪精度,对参数变化和负载扰动等不确定性具有极强的抑制能力。     

一种永磁同步电动机参数的自适应经线辨识方法

为了实现永磁同步电动机参数的在线实时估算,提出了玫种在同一种模型中对电阻、电感和永磁磁链进行辨识的自适应辨识方法.该方法在同步旋转的d-p坐标系下,利用d轴和q轴的电压、电流及其偏差,借助Popov超稳定理论建立参数的收敛性.仿真和实验结果证明了该方法的有效性.     

表贴式永磁同步电机的多参数在线辨识

针对表贴式永磁同步电机的多参数辨识,提出一种基于模型参考自适应理论的在线辨识方法,可在同一模型中对定子电阻、交直轴电感和永磁体磁链进行辨识。该方法借助Popov超稳定理论设计自适应律,保证了特定条件下辨识的收敛性,同时采用分步辨识,克服多参数辨识的欠秩问题,保证了辨识结果的唯一性,从而实现多参数辨识。分步辨识首先利用电机q轴电流方程估算出交直轴电感,之后对d轴注入一个小电流值,利用已获得的电感值辨识出定子电阻和转子磁链,同时所辨识出的磁链可进一步用来在线估算定子电阻值的变化。仿真和实验结果表明,该方法可以在同一模型中准确辨识出电机的多个参数,且无需考虑电机的运行状态,具有实用性。     

直线感应电机在线参数辨识

直线感应电机存在动态边端效应,励磁电感等参数随电机运行速度变化,离线参数辨识方法无法准确掌握电机参数,导致控制电机动态性能变差。本文采用模型参考自适应系统进行直线感应在线参数辨识,推导了直线感应电机状态空间方程,提出一种直线感应电机励磁电感在线辨识的算法。本文建立的电机状态观测器能够准确计算初级电流与次级磁链,参数辨识算法收敛性较好,实验和仿真结果表明电机励磁电感参数计算准确,能够正确反映动态边端效应对电机励磁参数影响的物理特性,即电机励磁电感随速度增加而减小。     

基于神经网络的永磁同步电机多参数解耦在线辨识

为消除永磁同步电机数学模型欠秩性而引起的在线多参数辨识时的耦合影响,本文提出了一种矢量控制策略下的d轴负序电流瞬时注入神经网络解耦辨识方法,结合最小均方权值收敛算法,在线辨识出了表贴式永磁同步电机的电感、定子电阻和转子磁链,并通过增加网络结构中节点的方法削弱了逆变器压降、死区等因素对参数辨识精度的影响。实验结果验证了算法的有效性,在不影响电机系统正常运行的同时,实现多参数快速辨识,且具有较好的辨识精度。     

嵌入式永磁同步电机自适应在线参数辨识

针对嵌入式永磁同步电机参数辨识问题,提出一种自适应在线参数辨识方法,可在同一模型中对定子电阻、d轴电感、q轴电感和永磁体磁链进行辨识.该方法基于模型参考自适应系统,在同步旋转d-q坐标系下,构造出q轴电流自适应观测器,利用q轴电流观测误差,借助Lyapunov超稳定理论建立参数的辨识模型并推导出待辨识参数的自适应律,保证了特定条件下系统的稳定性和辨识参数的收敛性,解决了参数在线辨识算法的鲁棒性差、算法复杂等问题.仿真和实验结果表明,辨识参数能够在较短的时间内收敛到真实值附近,并且具有较小的误差.     

基于自适应Luenberger观测器的永磁同步直线电机无位置传感器控制

传统无位置传感器控制系统的位置信息处理一般采用PI调节器。针对PI调节器存在参数整定、跟踪性能差和抑制干扰能力弱等问题,提出了一种新型的自适应Luenberger观测器。利用脉振高频电流注入法(HFI)获得高频位置信号,根据电机的动力学方程建立Luenberger观测器并对速度、负载扰动进行观测,采用神经网络建立参数自整定的控制器取代观测器中的PID控制,实现了永磁同步直线电机(PMLSM)的无位置传感器控制。仿真结果表明,在速度变化与负载扰动同时存在的情况下,基于自适应Luenberger观测器的PMLSM控制系统的速度估算误差最大值为2×10^-3 m/s,位置估算误差最大值为-3×10^-5 rad,具有良好的跟踪性能和抗干扰性能。     

基于双辨识参数全阶自适应观测器的感应电机低速性能

提出了一种基于双辨识参数全阶自适应观测器的感应电机无速度传感器矢量控制策略,根据Popov超稳定性理论对系统进行了稳定性分析,在深入研究传统全阶自适应观测器的基础上,对保证系统在全速范围内稳定运行的反馈增益矩阵选取准则进行分析并据此设计了反馈增益矩阵。通过分析低速时定子电阻变化对转速估计的影响,构建了双辨识参数全阶自适应观测器,可以同时对转速和定子电阻进行在线辨识,有效提高了系统的低速带载性能。对基于双辨识参数全阶自适应观测器的感应电机无速度传感器矢量控制系统进行了实验验证,实验结果验证了算法的正确性和有效性。     

基于超螺旋滑模观测器的永磁同步直线电机无模型控制

针对永磁同步直线电机(permanent magnet linear synchronous motor, PMLSM)在运行过程中因参数失配和外部扰动导致控制性能下降的问题,提出一种基于超螺旋滑模观测器的永磁同步直线电机无模型控制策略。根据PMLSM在dq旋转坐标系下参数摄动时的数学模型建立电机对应的新型超局部模型,以避免参数失配。基于该新型超局部模型,结合滑模控制设计了无模型滑模速度控制器,通过Lyapunov稳定性理论证明该控制器的稳定性。同时,为削弱传统扩展滑模观测器对新型超局部模型中未知量观测的抖振,提高控制精度,设计超螺旋滑模观测器(super-twisting sliding mode observer, STSMO)对未知量进行在线辨识并实现前馈补偿。最后,将传统滑模控制、基于传统扩展滑模观测器的无模型控制算法与所提方法进行仿真和硬件在环实验对比,结果表明所提方法改善了PMLSM控制系统的动态响应性能,具有较强的鲁棒性。     

永磁同步电动机双闭环参数辨识自适应控制

针对永磁同步电动机伺服系统,其电阻、转动惯量等参数会发生变化,使系统控制环性能变差的情况,介绍了一种对电阻、电感与转动惯量进行辨识的自适应控制方法。该方法首先辨识电机的电感与电阻,设计电流环;然后采用改进的朗道离散时间递推,提出模型参考自适应算法,辨识转动惯量,设计电压环。仿真与实验结果表明,系统可以快速地跟踪参数的变化,并较之于传统的PID控制,系统的超调量小,速度响应快,具有良好的鲁棒性与稳定性。     

基于辅助变量的永磁同步直线电机系统辨识研究

针对永磁同步直线电机系统在有色噪声干扰下的辨识问题,提出了一种基于辅助变量的模型参数辨识方法。分析并建立了永磁同步直线电机的数学模型和系统的开环传递函数,引入辅助变量对标准的递推最小二乘法进行改进,对夹杂有色噪声数据的系统模型进行参数辨识。同时,基于固定模型的变回归估计方法（FMVRE）辨识了系统中可能存在的纯延时环节因子。仿真结果表明:在有色噪声影响下,辅助变量递推最小二乘法的辨识精度要高于标准的递推最小二乘法,各参数估计值的误差均在4%以下,并且额外增加的计算量较少。辨识实验的结果也证明了辅助变量递推最小二乘法能够在有色噪声干扰下辨识出较为精确的系统模型。     

基于扰动补偿磁链观测器的永磁同步直线电机无位置传感器控制

为了提升永磁同步直线电机无位置传感器控制性能,研究了一种基于扰动补偿磁链观测器的无位置传感器控制方法。该方法将陷波滤波器看作扰动观测器并且结合反馈控制器,计算简单,容易实现。观测器中的参数调试也不复杂,对直流偏置和谐波扰动有着比较好的抑制作用,相当于克服了传统磁链观测器最主要的局限性。此外,研究的观测器不会带来磁链幅值和相位的误差。利用锁相环估计位置和速度,进一步提高观测器观测精度。实验证明扰动补偿磁链观测器能够有效减小直线电机运行过程中的动子磁链的估计误差,从而提高动子的位置和速度的估计精度。     

永磁同步电动机参数辨识

提出了一种具有较强工程应用价值的永磁同步电动机的参数辨识方法.采用直流实验检测出定子电阻R,脉冲电压实验检测出直、交轴电感Ld、Lq,对系统施加额定力矩电流,检测出电机的机械时间常数tm,在速度驱动状态下,检测出转子磁通Ψr,最后分析了死区对参数辨识准确性的影响.在Saber Designer半物理环境下的仿真结果,说明了该方法的正确性,具有实际应用价值.     

永磁同步直线电机驱动控制技术研究

摘要本文主要研究永磁同步直线电机在转子磁场定向id=0和SVPWM的控制策略下的驱动控制技术，并就直线电机的特殊性在速度控制上采用了相应的控制方法。在以上的控制思想的基础上搭建了软硬件系统，并进行相应的实验。     

基于扰动补偿的永磁同步直线电机滑模控制

针对永磁同步直线电机提出了一种基于负载推力观测器的新型滑模变结构控制,从而实现对推力扰动的补偿,且大大削弱了推力纹波及系统的抖振;在滑动模态中引入积分环节来进一步消除系统的稳态误差和系统抖振。仿真结果表明该方案能提高系统对参数摄动和外在阻力扰动的鲁棒性。     

基于数据驱动的永磁同步直线电机阻尼系数解算方法

针对永磁同步直线电机难以直接测量其阻尼系数的问题,论文提出一种基于数据驱动的永磁同步直线电机阻尼系数解算方法。建立了以电流为输入、位置为输出的永磁同步直线电机的连续传递函数模型,分别利用阶跃响应不变法和双线性变换方法对连续传递函数进行离散化,得到离散传递函数的参数与阻尼系数、运动平台质量及采样时间的数学关系,基于该数学关系推导得到阻尼系数解算模型,采用递推最小二乘法对得到的两种离散传递函数进行参数辨识,通过辨识的参数并结合阻尼系数解算模型,计算得到永磁同步直线电机的阻尼系数,并对所提出的方法进行了实验研究。实验结果验证了所提出方法的有效性。