基于双滑模估计的主从结构共轴双电机模型预测直接转矩控制无速度传感器控制策略

该文以典型的主传动刚性连接共轴双电机为对象,针对双电机主从结构下的高性能控制进行研究,提出一种基于双滑模估计的共轴双电机主从结构无速度传感器模型预测直接转矩控制(MPDTC)策略,在优化双电机转矩动、稳态均衡性能的基础上进行无速度传感器控制,提高系统整体的容错性能.该策略在MPDTC的基础上引入二步反馈补偿预测以提高系统动态性能,并且进一步减小主,从转矩差,同时在传统滑模观测器的基础上设计带随速因子的Sigmoid函数进行单电机转速与转子位置辨识,并结合MPDTC进一步设计基于双滑模估计的共轴电机速度观测器.将仿真结果与多种控制方法进行叠加比较,并在主传动实验平台上进行实验验证,结果表明所提出的主从控制改进策略能进一步抑制稳态转矩脉振和主从电机转矩差,同时能对速度、负载阶跃下的转速进行良好跟踪,尤其是故障下的无速度控制性能良好.     

硬轴联结多电机功率平衡控制方法

针对硬轴联结多台异步电动机之间存在强制同步、转矩耦合以及性能偏差等问题,提出一种基于多DTC和在线参数辨识相结合的硬轴联结多电机功率平衡控制方法.构造速度和转矩平衡双闭环控制系统,既满足对整个系统进行速度控制,又避免个别电机因载荷不均衡而烧损.在线辨识器用于准确识别电机参数的变化,提高DTC控制精度及其实用性.在Matlab//Simulink环境下,建立硬轴联结多电机速度及功率平衡控制系统模型,选择电机参数一致正常、参数异常以及交流供电故障等几种常见状况,在高速、低速、加速、减速和正负转矩等条件下.仿真验证了所提方法的有效性.     

刚性联接双电机系统功率平衡控制策略

针对刚性联接双电机系统因参数摄动和负载变化导致的系统输出功率不均衡问题,基于转矩闭环矢量控制系统,提出了一种自抗扰模型预测(ADRC-MPCC)转矩交叉耦合功率平衡控制策略。首先,建立刚性联接双电机系统的统一数学模型,基于该模型分析了功率不平衡产生的原因;其次,通过确定合适的转矩反馈补偿系数,提高了系统中双电机的同步性能;最后,设计自抗扰控制器对转速环、磁链环和转矩环的扰动进行估计和补偿,并通过简化模型预测控制方法对逆变器开关状态进行选择,减少了控制器的运算时间。仿真与实验结果表明,提出的控制策略实现了参数摄动和负载扰动情况下刚性联接双电机系统的输出功率平衡,验证了功率平衡控制策略的有效性。     

基于模糊PID的开关磁阻电动机同步控制系统设计

针对开关磁阻电动机同步控制系统中存在功率输出不平衡等问题,在分析开关磁阻电动机数学模型及平均转矩在线计算方法的基础上,基于交叉耦合控制策略,提出了一种由速度反馈和转矩反馈组成的交叉耦合控制系统。并基于模糊PID控制策略,设计了一种模糊PID转矩控制器。同时给出了开关磁阻电动机同步控制系统的硬件结构和软件设计方法,最后进行了仿真实验。仿真结果验证了基于速度和转矩的双反馈交叉耦合控制系统的有效性和可行性,两台电机之间的转矩偏差减小、功率输出平衡,系统具有较好的鲁棒性。     

双电机五桥臂逆变器模型预测同步控制

以五桥臂逆变器为控制对象,提出了一种基于模型预测控制策略的双永磁同步电机同步控制策略,与传统算法相比,新算法在价值函数中加入了转矩同步策略,保证了两电机输出功率的均衡,同时将交叉耦合控制思想引入到两电机五桥臂逆变器控制系统的速度外环控制器中,提高了两台电机在参数不匹配情况下的转速同步性能.仿真分析表明,相比传统控制策略,新算法能够在保持模型预测控制算法较高的转矩响应速度的前提下,有效的提高两电机系统转速、转矩的同步性能,具有一定的应用价值.     

基于新模型的双开关磁阻电动机同步控制方法

提出了一种新的开关磁阻电动机解析模型,并根据此模型设计了双开关磁阻电动机的改进交叉耦合同步控制方法.针对现有模型的转矩计算不便问题,利用磁链一转子位置关系曲线的对称性特点,提出了快速转矩计算模型,方便在线实时计算瞬时转矩,并把此模型应用到两台电机同步控制,两台电机转矩差实时计算后,取反并与速度差耦合,同时反馈到速度控制端.仿真结果表明,该方法缩短了同步时间,减小了最大速度差,降低了转矩抖动,使同步过程更加平稳,功率输出平衡得到改善.     

双电机刚性齿轮传动系统转矩均衡控制

传统双电机刚性齿轮传动系统长时间运行后,齿轮的磨损和形变增大,导致两台电机间输出的电磁转矩差值随之增大,此时单台电机存在过载的风险。针对上述问题,提出一种基于交叉耦合控制算法的转矩均衡控制策略,通过设计转矩同步控制器,将两台电机转矩控制作为一个整体来考虑,选取合适的耦合同步系数,通过交叉反馈对各台电机的转矩给定值分别进行补偿,最终实现输出转矩的均衡控制。仿真和实验结果验证了所提控制策略的正确性和有效性。     

基于转矩给定限幅的螺旋焊管线电机转矩平衡控制调速系统

在钢板开卷机、汽车大梁辊压生产线和大口径螺旋焊管线等多电机转矩平衡调速系统中,一般采用公共速度环法实现转矩平衡控制。深入讨论了在上述系统中运用公共速度环法的不足之处,提出了基于转矩给定限幅的转矩平衡控制调速系统设计思路;同时,以在大口径螺旋焊管线中成功运用全数字直流调速装置,实现转矩平衡控制调速系统为例,详细介绍了基于转矩给定限幅的双电机转矩平衡控制调速系统实施方案,给出了系统框图和通信方法。长期运行结果表明,该控制方案安全、可靠,能很好地满足生产工艺的要求。     

基于转矩给定限幅的螺旋焊管线电机转矩平衡控制调速系统

在钢板开卷机、汽车大梁辊压生产线和大口径螺旋焊管线等多电机转矩平衡调速系统中,一般采用公共速度环法实现转矩平衡控制.深入讨论了在上述系统中运用公共速度环法的不足之处,提出了基于转矩给定限幅的转矩平衡控制调速系统设计思路;同时,以在大口径螺旋焊管线中成功运用全数字直流调速装置,实现转矩平衡控制调速系统为例,详细介绍了基于转矩给定限幅的双电机转矩平衡控制调速系统实施方案,给出了系统框图和通信方法.长期运行结果表明,该控制方案安全、可靠,能很好地满足生产工艺的要求.     

双电机驱动胶带运输系统模糊跟随器的研究与设计

由于运量的加大，单电机拖动的小功率胶带运输系统已逐步被大运量、长距离、高带速的双电机拖动的胶带运输系统所取代．双电机拖动系统的出现，虽然使煤炭运输能力有了很大提高，但带来了电机功率不平衡问题．采用模糊控制技术对双电机驱动的胶带运输系统的功率平衡进行研究．设计了以主从电机电流差及其变化率为输入变量、以控制液力偶合器油量调节时间长短为输出变量的二维模糊跟随器，给出了系统硬件的基本组成和算法流程图．该模糊跟随器在某中型煤矿的井下原煤运输系统中进行了实际应用，效果良好，较好地解决了双电机拖动系统的功率平衡问题．     

增程式电动车用永磁同步电机弱磁控制仿真研究

考虑到增程式电动车(EREV)电驱动系统的特点和特殊要求,在永磁同步电机数学模型的基础上,研究了永磁同步电机的弱磁控制原理及其控制策略。在基速以下,采用最大转矩/电流控制(MTPA),使电机运行于恒转矩区,以获得最大电磁转矩;当转速增至基速后,则采用弱磁控制策略,以拓宽电机的调速范围,实现高速恒功率运行。在Matlab/Simulink中,基于电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术对永磁同步电机弱磁控制系统进行了建模仿真,验证了该弱磁控制算法正确性。     

基于DTC-SVM的地铁并联牵引电机控制策略研究

在地铁同一转向架下单逆变器控制两并联异步电机的结构中,轮径差或电机参数不同等因素会导致电机间转矩差和转矩脉动较大。针对这一问题,建立了地铁同一转向架下双异步电机并联时速度耦合的负载模型,采用基于空间矢量调制(SVM)的直接转矩控制(DTC)策略,引入实时计算的加权系数,使DTC权重偏向于转矩较小的电机。该控制方案具有转矩波动更小、逆变器开关频率恒定和电机间的转矩差较小的特点。仿真结果表明,相对于平均DTC,所提出的加权DTC方法有效减小了电机转矩差和降低了转矩脉动。     

基于FLC的PMSM直接转矩控制在光伏水泵系统中的应用

针对光伏水泵系统中较难跟踪多种工况下的最大功率点及永磁同步电机转矩脉动较大等不足,提出一种基于模糊逻辑的永磁同步电机直接转矩控制系统。首先介绍光伏系统及永磁同步电机的结构及数学模型,其次提出直接转矩空间矢量控制及实现最大功率点跟踪的方法。最后以Matlab/Simulink软件为平台对提出的方法进行了建模与仿真。仿真结果表明,本方法能显著减小光伏水泵系统中永磁同步电机的转矩脉动和转速超调量,系统具有良好的动静态性能。     

基于自适应模糊PI的PMSM定子电流最优控制

根据永磁同步电动机(Permanent Magnet Synchronous Motor,简称PMSM)的数学模型和转子磁场定向控制策略,建立了采用定子电流最优控制的PMSM驱动系统。利用模糊控制构建自适应模糊PI控制器,实现转速和电流双闭环控制,提高了系统的动态和稳态性能。为使电动机在整个运行速度范围内能输出最大功率,采用交轴电流参考由模糊PI环节给出,直轴电流参考分段,即恒转矩、弱磁扩速及恒功率段,计算给出定子电流最优算法。实验结果表明,基于模糊PI控制的系统模型具有动态响应快、稳态精度高及抗干扰能力强等优点。     

基于旋转电动势控制的感应电动机转子磁场定向控制

基于机电能量转换原理和坐标变换理论,证明了转子磁场定向不仅实现了电磁转矩和磁链的解耦,而且实现了转子变压器电动势和旋转电动势的解耦,转矩和速度控制可以通过控制转子旋转电动势来实现.提出了基于旋转电动势控制的转子磁场定向控制系统,该系统在磁场恒定时可以实现恒转矩控制,在弱磁时可以实现恒功率控制.仿真结果表明该控制方法具有良好的动态性能,这为感应电动机的高性能速度控制提供了一条新的有效途径.     

PMSM直接转矩控制调速系统的研究现状与发展前景

异步电机直接转矩控制 (DTC)技术是继矢量变换控制之后在交流调速领域里出现的一种新型变频调速技术 ,近年来人们开始逐渐尝试将其应用于同步电机中。本文详细介绍了直接转矩控制技术在永磁同步电机 (PMSM)调速系统中的应用现状 ,讨论了该技术中的几个关键性问题 ,并分析了其今后的发展方向     

基于有限集电流预测控制的永磁同步电机转矩脉动抑制

永磁同步电机(PMSM)磁场定向控制策略鲁棒性差、动态响应速度慢,一般需要复杂的PID参数整定方法,并且很难在较大的速度范围内通过固定的一组PI参数获得较优的静动态性能。为了解决上述难题,提出一种有限控制集电流预测策略用于PMSM的电流环控制,该方法直接处理离散开关状态集合而无需复杂的空间矢量调制过程,利用快速转矩响应通过电流偏差构造价值函数对电机负载切换时转矩脉动进行优化。对控制延时进行补偿减小电流谐波畸变降低稳态转矩脉动。仿真结果表明:与传统的磁场定向控制方法相比,所提方法具有更好的静动态性能,且在低速、高速时该方法均可以有效的减小定子电流波动,抑制了电机的转矩脉动。     

交流牵引多轴控制系统的研究与应用

采用磁场定向控制原理对交流电机的双机电气牵引的力矩分配进行探讨。系统由TM S320FL 2407A数字信号处理器实现了全数字化。试验结果表明,该方案解决了多机控制的力矩均衡问题,可以实现交流动力分散型的多轴控制。     

双永磁电机系统转速同步控制

针对双永磁同步电机系统中,由于负载扰动造成双电机转速不同步而极易引发差速振荡的问题,该文结合交叉耦合控制结构和滑模控制算法,提出一种基于积分型滑模速度控制器的转速同步控制策略,使用指数趋近律以及饱和函数抑制滑模固有的抖振现象。此外,设计了转速同步控制器对两电机的电流环进行补偿,通过选择合适的耦合同步系数,使两电机速度尽快达到同步。实验结果验证了在所提出的控制策略下,双永磁同步电机系统的鲁棒性、转速跟踪性能以及同步性能均得到提升。