永磁同步电动机的无抖振滑模控制系统设计

针对永磁同步电动机位置伺服系统,基于同步旋转坐标系下永磁同步电动机精确的数学模型,利用矢量控制技术,设计了位置/电流双闭环解耦控制结构,以实现转矩线性化控制,简化控制器设计.结合高阶滑模和非奇异终端滑模的控制思想,利用鲁棒微分估计器技术,分别提出了位置环和电流环的高阶非奇异终端滑模控制方案,在保证控制系统全局非奇异和稳定性情况下,可消除控制信号的高频抖振,提高系统的动态响应速度和控制精度,实现系统强无抖振的滑模控制.提出一种自适应负载转矩估计方法,解决了未知负载扰动系统的鲁棒控制问题.仿真结果证明所提控制方法的有效性和可行性.     

表面式永磁同步电动机模糊滑模控制的仿真研究

针对表面式永磁同步电动机,介绍了其数学模型,速度环采用基于指数趋近率的模糊滑模控制,并分析了系统的稳定性。指数趋近率可以在一定程度上减弱抖振,在此基础上,利用模糊控制对常规趋近率滑模控制进行改进,实时地控制系统到达滑模面的速度。明显削弱了抖振。利用仿真软件建立了模糊滑模控制的永磁同步电动机调速系统的仿真模型。仿真结果表...     

永磁同步电动机滑模控制仿真

研究了一种利用位置信号误差和滑模增益之间的非线性关系来设计的滑模增益,再结合变指数趋近律来改善滑模控制的鲁棒性及削弱滑模抖振,并将这种新的变指数趋近律滑模变结构应用于永磁同步电动机伺服系统的位置控制.应用Matlab/Simuhnk及Matlab编程建立了永磁同步电动机伺服系统的矢量控制系统的仿真模型,仿真结果表明,该滑模控制方法不仅有效抑制了滑模变结构的抖振,还增强了控制系统的鲁棒性.     

基于改进滑模观测器的永磁同步电动机无位置传感器控制

针对永磁同步电动机的无位置传感器矢量控制问题,借助于滑模变结构控制理论,通过构造滑模观测器的方法,实现了永磁同步电动机连续转子位置的观测。针对滑模控制固有的抖振问题,通过采用饱和函数替代切换函数的方法,有效抑制了抖振问题对转子位置观测性能的影响。最后通过仿真和实验验证了所实现的改进滑模观测器的有效性。     

基于新型趋近律的永磁同步电动机滑模变结构控制

将一种新型的趋近律滑模变结构控制策略用于永磁同步电动机调速系统控制中,克服了传统趋近律的缺点,有效地抑制了滑模控制中的抖振问题,并进一步提高了趋近速度。在建立永磁同步电动机数学模型并给出传统趋近律的基础上,设计了一种新型滑模趋近律;利用李雅普诺夫函数对新型滑模趋近律进行了稳定性分析;同时结合新型趋近律,设计了基于新型趋近律的滑模变结构速度控制器。仿真结果表明:该控制器能够有效克服传统趋近律滑模控制中的抖振现象,提高了趋近速度和系统鲁棒性。     

基于改进的滑模观测器无传感器永磁同步电动机矢量控制

为进一步提高永磁同步电动机滑模观测器的位置估算精度,提出了一种改进的滑模观测器永磁同步电动机无传感器矢量控制方法。利用饱和函数,消弱滑模变结构系统中的抖振,构建反电势观测器代替传统方法中的低通滤波器;并利用Lyapunov定理证明观测器的收敛性,改进了传统的滑模观测器算法。采用MATLAB建立了无传感器永磁同步电动机矢量控制仿真模型,并搭建了实验平台进行实验验证,仿真及实验结果表明改进的滑模观测器提高了估算精度和系统控制性能。     

永磁同步电机的模糊滑模控制

为了实现高性能永磁同步电动机伺服系统快速而精确的位置跟踪控制,在滑模控制策略中引入模糊控制算法,设计了基于模糊规则的滑模控制器。通过理论分析和控制仿真,证实了模糊滑模控制很好地解决了抖振问题,对参数变化和负载扰动具有较强的鲁棒性,永磁同步电机可获得优良的位置跟踪效果。     

改进滑模观测器的永磁同步电动机矢量控制

分析了永磁同步电动机(PMSM)的数学模型,基于滑模变结构观测器(SMO)的基本理论,实现了永磁同步电动机无位置传感器的矢量控制。针对传统的滑模观测器采用常数切换函数,存在较大的抖振,对常数切换函数进行改进,减轻了系统观测的抖动。同时在对速度和位置进行估计时,采用一种变截止频率代替传统固定截止频率的低通滤波器,实现了对转速和频率的准确观测。搭建了基于Matlab/Simulink的仿真,最后采用I-F低速开环起动的控制策略,针对一台400 W永磁同步电动机,用高性能DSP28335实现了永磁同步电动机全范围的无传感器矢量控制。仿真和实验验证了改进的SMO算法具有良好性能。     

永磁同步电动机无位置传感器的滑模观测器设计

提出了一种基于滑模观测器的永磁同步电动机无位置传感器的控制方法.采用坐标变换,建立永磁同步电动机的数学模型,依据滑模观测器理论,设计了滑模观测器,观测出电机反电动势,实现对永磁同步电动机的转子位置和转速实时估算,并进行了仿真,同时对电机负载转矩的扰动影响进行了实验研究.仿真和实验结果表明,所提出的控制方法是可行的,且具有较强的鲁棒性.     

永磁同步电动机无位置传感器控制系统的一种算法研究

为了准确检测的位置信息,在分析永磁同步电动机数学模型的基础上,将滑模变结构控制应用于永磁同步电动机的控制系统.采用滑模状态观测器算法对电动机转子位置进行估算,从而实现了对无位置传感器型永磁同步电动机的转子磁场定向矢量控制.实验结果表明,滑模状态观测器算法对转子位置跟踪准确,系统具有较好的鲁棒性.     

基于新型趋近率的永磁同步电机滑模变结构控制

将一种新的变指数趋近律滑模变结构控制策略用于永磁同步电机直接转矩控制中,解决了传统直接转矩控制中存在的磁链和转矩脉动大、逆变器开关不恒定、转矩脉动造成的高频噪声等问题。该趋近律可解决滑模控制中的抖振问题。仿真结果表明该方案对系统参数不确定、外部扰动和噪声具有强鲁棒性,系统的动态、静态品质优良,改善了转矩和磁链的脉动大的问题。滑模变结构的抖振也得到了明显抑制。     

基于协同观测器的永磁同步电机无传感控制

针对传统滑模观测器使用符号函数引起的抖振问题,提出了一种基于连续函数的协同观测器方法,实现永磁同步电机(PMSM)的无传感控制。首先,研究PMSM的离散数学模型。其次,建立k+1时刻的电流偏差和k时刻的电流偏差之间的函数关系。最后,利用反正切函数计算转子位置并加入角度补偿,提高观测精度。仿真结果表明,所设计的协同观测器不仅无抖振现象,还具有更高的估算精度及良好的抗干扰性能,比传统滑模观测器可以更好地实现PMSM的无传感控制。     

带电阻在线辨识的改进型永磁同步电机滑模观测方法

针对永磁同步电机定子电阻的不确定性及传统滑模观测存在的固有抖振问题,提出一种带电阻在线辨识的无速度传感器改进型滑模观测方法。该方法在传统滑模观测器的基础上,采用可变边界层厚度的Sigmoid函数来取代Sign函数,并结合转速大小动态调整观测器增益;同时引入电阻在线辨识环节,运用李雅普诺夫函数设计了电阻参数在线辨识算法,并用于实时修正滑模观测器参数。仿真和实验结果表明,与传统的滑模观测器相比,该算法能够有效地抑制滑模观测器的抖振现象,转速估计对电阻变化的鲁棒性得到增强,提高了永磁同步电机驱动系统在整个调速范围内的观测精度。     

无刷直流电动机混沌系统的滑模变结构控制

针对于无刷直流电动机混沌系统,考虑其模型不确定性及外界干扰项的存在,通过设计一种同步增广系统及其比例积分型滑模面,推导出一种自适应滑模控制策略,将无刷直流电动机混沌系统运行轨线控制至其平衡点的预定目标;为了进一步改善控制器品质,提出一种无抖振的滑模变结构控制,通过改进趋近律和控制器结构,消除了滑模变结构控制的抖振现象。     

基于新型指数趋近率和转子位置观测器的PMSM积分滑模控制

基于传统指数趋近率的滑模控制系统因复杂性较低,在永磁同步电机(PMSM)中被广泛应用.但当滑模控制系统在做趋近运动时,存在明显抖振,其精度无法应对复杂情况.为了抑制抖振和提高永磁同步电机控制系统的抗外部干扰能力,提出了一种新型指数趋近率,并在该趋近率中使用连续切换函数来平滑控制信号.为进一步降低处理信号时产生的高频扰动,滑模控制器采用了积分型控制器.针对转子位置的估计精度问题,依据龙伯格线性观测器设计了转子位置观测器.仿真结果可以看出,基于新型指数趋近率的积分型滑模控制器和转子位置观测器不仅改善了滑模抖振问题,使系统抗外部扰动能力得到增强,而且对转矩和电流的超调和脉动问题进行了优化.     

永磁同步电机变指数趋近律滑模控制

为取得系统对负载和参数扰动的高稳定性,同时避免滑模控制(SMC)具有的抖振现象,将一种新的滑模变结构控制策略应用于永磁同步电机(PMSM)驱动系统中。采用最大转矩电流比(MTPA)控制分配定子d、q轴电流,并将它们与转矩的关系拟合为低阶多项式,有效地提高了该方法的工程实用性;阐述了在系统存在性条件下改进的变指数趋近律控制策略,通过恰当地选取积分滑模面和切换增益,并将控制律连续化,有效地削弱了滑模控制方法的抖振问题。仿真与实验结果表明,该方法可以有效抑制系统抖振,改善系统鲁棒性,同时具有良好的动、静态性能。     

基于扰动观测和补偿的PMSM伺服系统位置跟踪控制

针对存在参数摄动和外部扰动力矩的PMSM伺服系统位置跟踪控制问题,提出一种基于扰动观测和补偿的滑模控制方法。采用扰动观测器估计系统参数摄动以及负载力矩,并在此基础上对等效扰动进行补偿,减小了模型不确定性对系统控制性能影响,系统的位置跟踪误差由0.85 rad减小到0.35 rad;在保证系统稳定性的前提下,去除了常规滑模控制中的不连续控制项,有效地减小了抖振。实验结果表明,与工程上常用的PID算法相比,基于扰动观测和补偿的滑模控制算法不仅能够显著提高PMSM伺服系统的位置跟踪精度,而且能有效地削弱抖振。     

一种改进滑模观测器的PMSM矢量控制研究

针对永磁同步电机的传统滑模观测器控制中存在估算误差和高频纹波等问题,提出了采用扩展卡尔曼滤波和滑模观测器相结合的方式代替传统滑模观测器的方法。首先,根据永磁同步电机的滑模观测器的数学模型计算定子电流估计值与实际值的误差和反电动势。然后,根据电机EKF状态方程计算输出量,实现参数在线调整,减少参数估算误差,来提高系统的稳态效果和动态性能。最后,搭建了仿真和硬件实验平台进行验证。实验结果表明,改进的滑模观测器控制减少了系统抖动,当调压器改变电压参数时,系统扰动干扰降低了70%,使得永磁同步电机具有更好的可靠性和跟踪性能。     

复合A/C轴永磁环形力矩电机二阶滑模控制

针对高精确度五轴联动数控机床中主轴头复合A/C轴直接驱动永磁环形力矩电机伺服系统易受负载扰动和参数变化影响的特点,设计了二阶滑模速度控制器。二阶滑模控制算法具有一阶滑模控制算法的鲁棒性和动态性能,并能消除一阶滑模控制存在的抖振现象。采用二阶滑模超螺旋算法对系统进行控制,以增强伺服系统的鲁棒性并消除抖振。仿真结果表明,所提出的策略使伺服系统具有很强的速度跟踪性能,并且对负载扰动和参数变化等不确定性具有很强的鲁棒性,同时消除了抖振现象。     

水下机器人基于sigmoid函数的软变结构控制

针对水下机器人滑模变结构控制系统抖振问题,利用具有光滑性和饱和性的sigmoid函数,提出一种水下机器人软变结构控制策略.利用Lyapunov稳定性理论,讨论控制受限情形的水下机器人软变结构控制系统的稳定性,构造基于sigmoid函数的软变结构控制器,给出水下机器人软变结构控制的具体算法.将基于sigmoid函数的软变结构控制策略用于水下机器人仿真实验研究,实验结果验证了该方法的可行性和有效性.与线性控制、饱和线性控制和基于变饱和函数的软变结构控制3种控制方法进行对比仿真分析,分析结果表明,基于sigmoid函数设计的软变结构控制系统调节精确度高、响应速度快,有效地削弱了系统抖振,具有良好的动态性能.