永磁交流伺服技术第一讲 永磁同步电动机控制基本原理

永磁交流伺服技术第一讲永磁同步电动机控制基本原理高波，沈靖，王贵（哈尔滨工业大学１５０００１）【编者按】围绕永磁同步电动机（ＰｅｒｍａｎｅｎｔＭａｇｎｅｔＳｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＭｏｔｏｒ简称ＰＭＳＭ）的控制技术展开，对以ＰＭＳＭ为伺服电机的交流伺服系...     

永磁同步电动机交流伺服系统控制策略综述

针对近年来永磁同步电动机交流伺服系统的控制策略和研究方向做了简要综述.在分析永磁交流伺服系统发展方向的基础上,对永磁同步电动机交流伺服系统的控制策略详细分类,分别介绍了经典控制策略、现代控制策略、智能控制策略和复合控制策略,并对永磁同步电动机交流伺服系统的发展前景做了展望和预测.     

永磁同步电动机调速系统新型模糊控制方法

通过分析永磁同步电动机PI控制的不足,在对传统模糊-PI混合控制策略进行改进的基础上,介绍参数模糊自整定PI控制策略。该策略吸收了模糊控制和PI控制的优点,能够按照被控制对象的性能要求,通过模糊控制规则,自动整定PI参数,实现了模糊控制没有的积分控制效应和PI控制没有的微分控制效应,相当于变系数的PID控制器的功能特性,从而提高了系统的动态响应,消除了系统的稳态误差。仿真结果表明:该方法响应快、无超调、鲁棒性强,较传统PI控制具有更好的动、静态特性。     

永磁同步电动机位置伺服系统

永磁同步电动机容易控制，动态特性好，适用于中小功率的高性能伺服场合。该文设计了用于机器人关节驱动的永磁同步电机位置伺服系统，研究了改进的变参数PID的控制方法，实验证明它是一种经典实用，性能很好的控制策略。     

高精度永磁直线同步电动机伺服系统鲁棒位置控制器的设计

详细地介绍了高精度,微进给永磁直线交流同步电动机（ＰＭＬＳＭ）驱动系统鲁棒位置控制器的设计,首先,在空载情况下,由静态实验获得非线性摩擦系数模型,通过前馈磨擦补偿器补偿非线性摩擦,其次,由递推最小二乘估计器ＲＬＳ和负载扰动力观测器构成的估计器,估计动子质量,粘滞摩擦系数我载扰动力,设计积分一比例ＩＰ位置控制器以满足跟踪指令和抑制扰动,将观测的负载扰动力前馈,进一步增强系统的鲁棒性。     

新型永磁同步电动机滑模控制器

介绍一种新型永磁同步电动机的变结构控制器,仿真表明,该系统大大降低了抖动现象,同时又提高了快速响应性能,增加了系统的鲁棒性。     

永磁同步电动机数字化交流伺服系统设计与实现

永磁同步电动机数字化设计基于TMS320啦407A；利用DSP的内部资源实现了伺服系统中PWM波形的生成、电动机位置的检测、大小和方向的速度反馈、电流的反馈等，系统硬件结构简单；采用软件控制，选用转子磁场定向策略；经实验验证，该系统可获得很好的控制效果。     

永磁同步电动机调速系统

永磁同步电动机传动系统容易控制，动态特性好，适用于中小功率的高性能伺服场合。文章研究了改进的变参数PID的速度控制方法，实验证明该方法是一种经典实用、性能很好的控制策略。     

永磁同步电动机伺服系统研究现状及应用前景

电伺服系统作为现代工业生产设备的重要驱动源之一,是工厂自动化不可缺少的基础技术。随着现代工业的快速发展,对现代电伺服系统提出了越来越高的要求。文中在简要剖析电伺服系统发展过程及其趋势的基础上,提出发展高性能永磁同步电动机（简称PMSM）伺服系统的重要意义及其亟待解决的几个问题;并就高性能PMSM伺服系统的研究现状作了综述;同时对其应用前景作了展望。     

永磁同步电动机的鲁棒H∞控制

对小容量伺服永磁同步电动机矢量控制系统的数学模型,应用直接反馈线性化的方法,建立了鲁棒控制模型,进行了不确定性和干扰分析,基于H∞控制理论研究了鲁棒H∞控制器,其算法简明实用。仿真结果表明,鲁棒H∞控制可以避免电机受参数变化的影响,改善永磁同步电动机的运行性能,使其具有优良的动、静态特性。     

无传感器交流伺服系统中永磁电机的参数测试

在研究无传感器交流伺服系统时，永磁电机的直、交轴电感Ｌｄ、Ｌｑ是其主要的参数，也是影响控制系统的关键之一。本文利用直流衰减法对一台１．５ｋＷ，反馈电压１５０Ｖ，ｎｍａｘ＝２０００ｒ／ｍｉｎ，频带宽度为１１０Ｈｚ的永磁同步电机进行了测试，介绍了测试方法并给出了实验数据处理的程序框图。     

永磁同步电动机调速系统的模糊PI智能控制新方法

在分析永磁同步电动机 (PMSM )数学模型的基础上 ,利用Matlab软件建立了控制系统的仿真模型 ,提出了一种新型的模糊PI控制方法。在PMSM双闭环调速系统中 ,电流控制采用滞环电流调节器 ,而转速控制通过采用常规PI控制和模糊控制相结合的方法来实现。仿真结果表明 ,这种新型的模糊PI智能控制方法响应快、无超调、鲁棒性强、抗干扰能力好 ,较传统PI控制具有更好的动、静态特性     

基于DSP的永磁同步电动机伺服系统速度环研究

简述了永磁同步电动机伺服系统的原理与设计,指出矢量控制技术可以实现电机交、直轴之间的解耦,具有线性转矩控制特性,能够获得比较平稳的输出转矩,达到比较宽的调速范围.论述了采用DSP为微处理器的交流伺服控制系统,通过研究速度环的动态结构,选择速度环的调节方式,满足速度环的无误差与抗扰要求.研究适合于中、小功率的交流伺服系统,有较高的动态和静态性能.     

复合智能控制在交流伺服系统中的应用

根据交流伺服系统高性能的要求,设计了一种复合智能控制系统,它融合了经典控制理论中的前馈控制和模糊参数自整定以及神经网络控制技术各自的优点,大大提高了伺服控制的动、静态性能,取得了满意的效果。     

基于Matlab的永磁同步电机矢量控制系统仿真研究

在现代交流伺服系统中,矢量控制原理以及空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)技术使得交流电机能够获得和直流电机相媲美的性能。为了更好地验证基于DSP的交流调速矢量控制系统实际设计过程中各部分输出特性的正确性并为其设计提供必要的设计参数,利用Matlab/Simulink工具箱搭建了系统的仿真模型。仿真结果符合电机实际运行特性,为实际系统的设计提供了理论依据。     

PMSM伺服控制系统的改进单神经元PID控制

永磁同步电动机(PMSM)交流伺服系统中含有未知复杂干扰,属于一类复杂的非线性、不确知系统,会影响PID控制算法的控制质量,无法满足伺服系统的高精度指标要求.利用神经网络对未知信息数据的自学习和自适应能力,设计出一种结合传统PID控制与单神经元自适应智能PID控制器,并针对单神经元自适应PID参数的在线学习规则进行了改进.仿真结果表明,应用了单神经元PID控制的伺服系统,不但结构简单,而且能适应环境变化,有效抑制干扰,控制精度明显改善,有较强的鲁棒性,达到了理想的控制效果.     

永磁同步电机伺服系统的RBF神经网络PID控制

永磁同步电机(PMSM)交流伺服系统中含有未知复杂干扰,属于一类复杂的非线性、不确知系统,会影响PID控制算法的控制质量,无法满足伺服系统的高精度指标要求,利用神经网络对未知信息数据的自学习和自适应能力,设计出一种基于RBF神经网络与传统PID控制相结合的智能PID控制器。仿真结果表明,应用了RBF神经网络PID控制的伺服系统,不但结构简单,而且能适应环境变化,干扰被有效抑制,控制精度明显提高,有较强的鲁棒性,达到了理想的控制效果。     

永磁交流伺服系统先进控制策略研究

随着国家重大专项“高档数控机床与基础制造技术”的实施,对永磁交流伺服系统的性能提出了愈来愈高的要求。本文首先通过对典型应用案例的分析,揭示了交流伺服系统对应用性能的影响,指出提高交流伺服系统性能的必要性。永磁交流伺服系统参数的整定对系统的性能影响极大,如何实现参数的自整定是这一领域的研究热点问题。在多数应用系统中惯量会经常发生变化,惯量变化对系统的动态性能影响很大,本文提出了一种转动惯量在线辨识方法,能够实现惯量变化的自动辨识。在此基础上,针对交流伺服控制器PI参数自整定方法中,忽略了整定过程的周期性和所需的自学习能力,造成整定过程效率低、重复操作次数多、整定时间长问题,本文提出了一种交流伺服系统速度控制器PI参数自整定控制方案,使控制器能够仿人操作,根据历史控制经验不断地改进学习增益。仿真和实验结果均验证了上述方法的有效性,且方法结构简单,易于实现,已在已研发的产业化项目中得到应用。用于伺服系统的永磁同步电机,电机的机械时间常数常小于电磁时间常数,电流环在动态过程中不能抑制速度环的扰动。对此本文加入一个反电动势补偿环节,以消除转速在动态过程中对电流环的影响。理论分析和仿真结果验证了补偿措施的有效性。在永磁交流伺服系统中,电流环环宽对整个系统(速度环/位置环)的环宽具有制约作用。在不提高功率开关速度下如何提高电流内环的宽度也是该领域的研究热点。本文提出了新的改进型PWM方式,在不提高开关频率的情况下,使电流环的带宽得到了显著提高,扩大了永磁交流伺服系统的频带,提高了动态响应,实验结果均验证了该方法的有效性。