基于补偿的内置式永磁同步电机的谐波治理

为了抑制内置式永磁同步电动机的谐波,提出了一种前馈式补偿联合磁通补偿的治理方法。通过对内置式永磁同步电动机的谐波分析,研究了谐波的主要频率组成及产生原因。根据产生谐波原因不同,采用不同的补偿方法。对于齿槽效应引起的谐波,利用自动搜索算法找到相似的补偿量。根据前馈式补偿的方法,对不同组成部分的谐波分别进行了补偿。对于转子磁通变化引发的谐波,利用磁通补偿器来抑制它。最后,在matlab/simulink建立永磁同步电动机仿真模型,对计算结果进行仿真。仿真结果显示,dq轴谐波及电磁转矩谐波都得到了有效的抑制。     

永磁同步电机磁通谐波抑制的补偿控制仿真

永磁同步电机的转子永磁体励磁磁场中含有的谐波分量,将增加定子绕组内磁链的谐波分量,增大电机的损耗,导致电机温度升高,同时产生转矩波动.根据内置式电机转子磁场的特点,建立电机模型,并在该模型基础上提出一种对磁场谐波抑制的补偿控制算法,通过降低谐波分量来减少定子铁损.同时对电机因磁场谐波引起的转矩波动进行补偿,从而减小振动和噪声.仿真结果表明该补偿控制算法使得磁链谐波分量明显降低,转矩波动减小.     

基于改进电压补偿的永磁同步电机谐波抑制策略

文章针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)中谐波电流导致电机输出转矩脉动的问题,提出一种改进的谐波抑制算法。建立凸级式PMSM矢量控制模型,以5次、7次谐波电流d轴、q轴分量皆等于0为控制目标,通过改进的电流平均值法提取5次、7次谐波电流,进行谐波电压补偿;引入一种模糊-PI复合控制的方法,根据控制目标差值的变化实时调节两者权值大小,以提高系统对不同转速和负载变化的自适应性,增强谐波抑制效果。仿真和试验结果表明,基于模糊-PI复合控制的谐波电压补偿可以有效抑制电机相电流中的谐波。     

基于高频方波注入的永磁同步电机转矩脉动抑制策略

传统的高频方波注入法,利用转子的饱和凸极效应,可提升转速控制精度,但该方法也导致电流中含有大量的谐波而产生畸变,对电机的转矩脉动产生负面影响。在传统高频方波注入法的基础上,通过谐波电流抑制算法,利用坐标变换及低通滤波器采集出5、7次电流谐波分量,将采集的数据经过谐波电压补偿。提出了一种谐波抑制高频注入的方法。该方法消除电机工作中电流谐波分量,达到抑制转矩脉动的目的。仿真和实验结果表明了该算法可以有效地抑制定子电流的畸变,降低转矩脉动,且具有较高的灵活性。     

永磁同步电机的改进无差拍预测抗扰前馈控制

针对永磁同步电机无差拍预测电流控制在实际运行中,由于所依赖的电机模型参数随负载的变化存在不匹配缺陷从而限制系统电流环性能的问题,提出一种无差拍预测电流控制与扰动前馈补偿相结合的改进控制策略。首先,以转速与负载转矩为状态变量,选取积分滑模面作为滑模切换面,与传统指数趋近律结合,设计一种滑模负载转矩观测器以实现对负载转矩的实时辨识;然后,设计一种可快速收敛的自适应系数指数趋近律以提高负载转矩观测器性能,实现速度误差的快速收敛与负载转矩的快速观测,减小观测转矩的抖振;最后,将观测所得负载转矩前馈补偿至电流控制器,以实现对模型参数不匹配及负载变化等扰动的有效补偿,同时进一步提升电流与电磁转矩对参考值的趋近速度、并减小系统抖振。数值仿真结果表明：该策略在标称参数下可使系统稳定运行,当模型参数不匹配和负载变化发生时系统仍能稳定运行;相对传统策略,若电感衰减,加载超调减小约5%,减载超调减小约10%,加速时间减少约0.02 s;电感衰减与电阻增大时,加载超调减小约6.31%,减载超调减小约10.67%,加速时间减少约0.02 s,且有更小的抖振,系统抗扰性能进一步提升。     

基于简约学习前馈补偿的永磁直线同步电机跟踪控制

针对永磁直线同步电机易受端部效应、负载扰动和参数不确定等因素影响的特点,提出一种使用学习滤波器的简约学习前馈补偿控制策略.为消除端部效应的影响,设计多个低维B样条网络进行学习前馈补偿,从而达到良好的补偿效果;为保证系统的稳定性,在学习前馈控制中增加学习滤波器.仿真结果表明,该策略对非周期性输入信号具有良好的跟踪特性,同...     

考虑铁损的永磁同步电机谐波抑制策略

针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)中谐波电流引起的转矩脉动问题,文章提出一种考虑铁损的谐波抑制算法。首先建立考虑铁损电阻的凸极式PMSM等效电路模型,得到状态空间方程以及电压方程表达式;然后引入模型参考自适应系统(model reference adaptive system, MRAS)来辨识铁损电阻,并在此基础上加入反馈校正环节;最后将辨识得到的铁损电阻引入到谐波抑制算法中,以抑制铁损对控制系统的影响,增强谐波抑制效果。仿真和实验结果表明,加入反馈校正环节的MRAS可以快速准确地辨识铁损阻值,所提算法可以有效地减少谐波含量。     

永磁同步电机的数字化电流控制环分析

研究了永磁同步电机(PMSM)电流环的三种控制方法:P调节、P调节加前馈控制和PI调节.其中PI调节器可以实现dq轴电流的近似解耦和无静差控制,较适合于工程应用.对电流的控制最后要通过对绕组电压的控制来实现,为此研究了一种输出电压控制方法,即空间矢量PWM法的原理及实现方法.介绍了一种基于DSP的全数字化控制系统硬件构成.实验结果证明了理论分析的正确性.     

永磁同步电机的电流滞环控制研究

永磁同步电动机(PMSM)是一个复杂耦合的非线性系统,电流环是PMSM位置伺服系统中的一个重要环节,它是提高伺服系统控制精度和响应速度、改善控制性能的关键。本文通过三角载波方式的电流滞环控制与常规电流滞环控制的比较得出采用三角载波比较方式的电流滞环控制更能够比较容易获得良好的控制效果。     

观测器补偿的永磁同步电机电流环多变量滑模控制

针对永磁同步电机电流环的强耦合特性问题,提出一种基于观测器补偿的多变量滑模电流环控制策略.该方法建立一个含有不确定量的电流环控制模型,通过多变量滑模控制实现永磁同步电机的d-q轴电流解耦控制,并获得很好的电流响应性能.针对电机系统的参数摄动、负载扰动等因素,设计一种降阶观测器实现速度扰动补偿方法.同时,构造李雅普诺夫函数从理论上分析了系统稳定性的条件.经过永磁同步电机实验平台验证,与常规PI控制策略相比,本方法可获得更快的电机调速能力,更高的调速稳态精度,同时d-q轴电流响应过渡过程更短且精度更高.     

PMSM的基于神经网络非线性预测控制

采用三层前向神经网络作为PMSM转速预测模型,对PMSM进行非线性预测控制.先通过离线训练获得初始预测模型,再在线对神经网络模型的权值和阀值进行调整;控制算法是将预测模型处理成线性和非线性两部分,并用一种快速线性预测控制方法求取控制律,大大减小在线计算量和提高控制的实时性.最后仿真结果表明该方法具有良好的动、静态特性和抗干扰能力.     

基于等价输入干扰估计器的永磁同步电机速度控制

针对永磁同步电机中存在的受参数变化、负载扰动等不确定干扰的影响,提出了一种基于等价输入干扰估计器的永磁同步电机的构造与设计方法.利用组合状态观测器和低通滤波器,将真实的不确定干扰等效为系统的输入扰动,在此结构下控制器与估计器的设计满足分离原理.同时给出了系统线性二次型最优控制器的设计方法,以补偿等效的输入扰动对系统性能的影响.仿真结果表明设计的等价输入干扰估计器能有效地估计干扰,提高永磁同步电机的性能.     

基于电流控制环的参数自适应永磁同步电机研究

针对永磁同步电机伺服系统,其电阻、磁通等参数会发生变化,使电流控制环性能变差的情况,提出了一种在同一模型中对电阻、电感与磁通进行辨识的自适应控制方法.该方法首先使用统计求均值的方法辨识电机的电感,然后根据波波夫超稳定理论设计电阻与磁通的模型参考辨识方法,并利用这些辨识值修正PID控制的系数.仿真结果表明,系统可以快速地...     

永磁同步电动机步进控制的电动执行器研究

文章研究了基于交流步进控制理论的永磁同步电动机控制策略及其在电动执行器中的应用,并利用DSP芯片TMS320F240设计了全数字控制器,完成了步进电源触发的执行器驱动器设计,并对本课题开发的执行器系统的结构和性能进行了分析。实验证明,系统具有良好的速度和位置控制性能。     

基于最小拍无纹波数字化的PMSM速度调节器

研究用最小拍无纹波数字化方法设计永磁同步电动机（PMSM）伺服系统速度调节器.把电机传动过程模型的连续域传递函数转换成数字域z形式传递函数,根据速度指令的z变换输入形式,设定预期误差传递函数,使得在有限拍内能输出稳定的速度信号,然后依据最小拍无纹波零极点配置原则,反推出数字调节器的形式,并使速度调节器输出的电流指令信号...     

永磁同步电机高精度转速测量技术研究

针对永磁同步电机闭环调速系统对速度反馈的要求,研究了M法、T法和M/T法电机测速的原理,采用基于增量式光电编码器的T法测速,进一步研究了光电编码器和T法在测速中的对应关系,给出了机械误差和测速干扰误差对该测速方法测速精度的影响.通过限幅滤波与分段式限速滤波相结合的方法降低传感器固有机械误差,采用低通滤波算法减小测速干扰误差.最后给出了T法测速的测量电路和算法实现.通过实验验证了测速系统克服干扰误差影响的效果,提高了测速性能.     

基于扩张状态观测器的永磁同步电机自适应滑模调速控制

针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)调速系统存在参数不确定性及负载扰动问题,提出了一种基于扩张状态观测器的自适应滑模控制方法.在系统模型存在参数不确定性及负载扰动情况下,通过扩张状态观测器对系统的总和扰动进行实时观测,并在控制过程中加以前馈补偿以降低系统总和扰动对控制精度的影响,提高系统的动态性能.由于系统观测误差上界无法精确获得,自适应滑模控制器中的切换控制增益采用参数自适应律来调节,可有效改善系统的抖振现象,保证系统输出高精度跟踪期望信号.仿真结果表明,与传统的比例-积分(proportional-integral,PI)控制方法相比较,提出的基于扩张状态观测器的自适应滑模控制方法具有转速超调量小,响应速度快,对系统的参数不确定性及负载扰动具有很强的抑制力,且能够有效减弱滑模控制的抖振问题和提高系统的鲁棒性能.     

滑模观测器及其在无机械传感器永磁同步电机驱动系统的应用

为了取消永磁同步电机调速系统的机械传感器，电机转子的速度和位置通过测量定子电流和电压来估计，估计算法采用滑模观测器。采用逐段线性化处理技术，提出了一种滑模观测器在非线性系统中的新设计方法。根据这一方法，给出了用于永磁同步电机状态估计的具体算法。此算法简单，易于用数字计算机实现无机械传感器交流调速。通过数字仿真和实验测试，验证了所提算法的可行性。