基于梯度下降法的永磁同步电机弱磁控制仿真

永磁同步电机在运行过程中,弱磁轨迹若出现偏差会直接影响电机的运行效果。为提升电机运行质量,提出基于梯度下降法的永磁同步电机弱磁控制方法。分析永磁同步电机弱磁控制影响因素,建立永磁电机稳态电压方程与电磁转矩方程,获取永磁同步电机的弱磁移动轨迹。基于分析结果制定弱磁控制策略,结合梯度下降法在电机输出电流、电流被限制的情况下,计算电流的下降梯度与转矩角度,辨识电流的缩减方向,实现永磁电机的弱磁控制。实验结果表明,使用上述方法开展电机弱磁控制时,能够有效测试出电机直、交轴电流输出,电机转速能够达到电机期望转速,说明其控制效果较好。     

表面贴装式永磁同步电机弱磁控制策略的研究

研究表面贴装式永磁同步电机的弱磁控制策略,提出了一种修正电流设定值的方法.该方法由两部分组成:弱磁区域的确定和设定电流修正值的计算.电机运行所在的弱磁区域由恒转矩曲线方向和电流调节器输出电压递减方向之间的夹角来确定,输出电压的递减方向信息通过梯度下降法计算得到.设定电流修正值的大小根据该弱磁区域内转矩、电压变化量的方向...     

内埋式永磁同步电机驱动系统的弱磁控制

针对内埋式永磁同步电机(IPMSM)系统高频运行困难这一问题,提出了一种基于交轴电压的弱磁控制方法.该方法基于磁场定向控制,运用交轴电压控制直轴电流,将交轴电压的期望值与反馈值作差,计算得到弱磁电流误差信号,对其进行PI运算得到弱磁电流.由于在重负载时直流母线电压急剧下降,引入定子空间电压矢量的有效工作时间这一变量来闭环调节所得到弱磁电流,从而实现重负载情况下的弱磁控制.建立了内埋式永磁同步电机系统仿真模型,验证了算法的正确性.将所提出的弱磁控制方法应用变频空调压缩机控制系统中,开发了基于STM32F103R8T6ARM的弱磁控制系统实验平台,实验验证该控制算法可显著提高IPMSM的弱磁转速范围.     

基于标定原理的磁编码器永磁同步电机矢量控制研究

分析了永磁同步电机矢量控制系统角度反馈的重要性以及现在普遍存在的问题。采用一种新型的磁编码器,提高了绝对位置检测的分辨率、精度,从而实现了永磁同步电机系统矢量控制的电流环以及速度环的运行效果和精度。     

基于模糊PI的PMSM弱磁和MTPA复合控制研究

永磁同步电机因为其结构简单、效率高、调速性能好等优点而被广泛应用,为了可以得到更宽的调速范围,需要对电机进行弱磁控制。传统的弱磁控制中没有充分利用电机电压,导致电机效率和带载能力下降。针对这一问题,提出一种将变交轴电压单电流弱磁控制与MTPA控制相结合的控制策略,充分利用电机电压,提高永磁同步电机的调速范围和效率,并用模糊PI调节器代替传统的PI调节,使电机运行时更加稳定。最后,通过仿真实验验证该控制策略的有效性和正确性,实现永磁同步电机在较宽调速范围内的稳定运行。     

IPMSM弱磁优化控制仿真研究

在内置式永磁同步电机(IPMSM)单位电流最大转矩控制(MTPA)以及弱磁控制的分析基础上,针对其常规PID控制器控制精度有限,转矩脉动大的问题,提出了基于单神经元自适应PID控制器的弱磁调速优化控制策略.利用神经元的自我调节,在线整定转速环PID参数;同时结合单神经元自适应PID控制器与电压反馈弱磁控制,优化弱磁控制效果.MAT-LAB/Simulink仿真结果表明,永磁同步电机(IPMSM)弱磁优化控制策略,提高了系统在低速区的动态响应能力,以及在高速区的稳定性.     

内置式永磁同步电机无传感器矢量控制方法的研究

本文介绍了一种内置式永磁同步电机无传感器速度控制器.它能够充分的利用电机的转矩转速特性,包括在弱磁区.它是一个基于Luenberger状态和扰动观测器反电动势空间矢量的估计方法.估计得到的转子磁链位置和转速被用于一个最优化的dq轴电机电流轨迹矢量控制方案.最终实验结果证明了解决方案的可行性和性能的可靠性.     

自适应在永磁同步电机伺服系统的应用

本文介绍了永磁同步电动机的数学模型和其相应的控制理论,在此基础上在交流伺服系统中引入了模型参考自适应控制方法,该方法不仅可以实现参数自修正,而且也可以提高系统的鲁棒性。同时仿真与实验结果表明该方法的有效性。     

内埋式PMSM模糊PI超前角弱磁控制算法研究

内埋式永磁同步电机运行过程中,由于电流变化导致的参数变化使得转矩和速度波动加大;模糊控制有利于提高系统的稳定性,且不依赖系统参数,将模糊控制引入到内埋式电机的超前角弱磁控制中,电流环采用模糊PI调节器代替传统PI调节器,构建了模糊PI超前角弱磁算法;仿真结果表明,模糊PI超前角弱磁算法补偿了从电流相角偏移,提高了超前角弱磁控制过渡时相角稳定性;与传统PI比较,电机输出转矩波动减小7%,速度波动减小1%,鲁棒性增强。     

电动汽车永磁同步电机无位置传感器分数阶滑模控制技术仿真研究

针对无位置传感器永磁同步电机控制系统在启动时电机转速较低,电机的反电动势较小,信噪比太低无法满足精确估计条件的问题,采用一种分段启动控制策略,当系统转速较低或刚开始启动时,通过他控恒转矩起动方式;当电机转速较高时,通过建立分数阶滑模观测器来实现转子位置的准确预测,并通过分数阶滑模控制器实现对电机的控制。通过在Matlab/Simulink平台中的仿真,直流电压311V,开关频率设为5kHZ,给定初始参考转速为600r/min,在0.2s突加1.5N?m转矩,分数阶观测器能够实现电机的平滑启动,且达到良好的静态和动态控制性能,从而使电动汽车能够更加安全可靠,为汽车产业的可持续发展提供技术支持。     

永磁交流伺服系统PID最优化参数整定

为了构成高性能的永磁交流伺服系统速度环,实现高速变化下的速度跟随,引入微分环节,应用相位裕度的PID最优化参数整定方法整定控制器参数,建立了永磁交流伺服电机速度环数学模型,与工程常用PI控制器系统性能进行比较分析。仿真结果表明,系统的动态特性与稳态误差均可取得更好效果,并能达到速度高速跟随。另外,与传统几何推导PM法相比,根据相位裕度概念推导出参数整定公式,并为约束应用两次寻优的方法整定PID系统参数。     

永磁同步电机滑模自适应控制

在永磁同步电动机速度控制过程中,外界干扰、参数变化、系统模型不精确等给系统控制精度带来很大影响。电机控制系统采用电流环、速度环双闭环控制。电流环采用SVPWM调制的矢量控制;速度环采用滑模自适应控制,滑模控制对外界干扰、参数变化等不敏感,结合自适应控制可削弱滑模控制产生的抖振。然后利用MATLAB平台对系统进行仿真,仿真结果显示,采用滑模自适应控制的电机启动时转速和电流超调量小、并能快速达到稳定运行状态;在外加干扰时系统转速和电流有微小波动,但能快速恢复到稳定运行状态。与简单的滑模控制相比,滑模自适应控制器不仅响应速度快、超调小,并且克服了抖振、具有较好的稳态精度和动态性能。     

永磁同步电机转子初始位置检测算法研究

针对永磁同步电机在启动时如果无法准确检测出转子的初始位置,导致在进行矢量控制时无法准确实现磁场定向,从而严重影响定位精度,同时也会对启动时的电流控制性能造成一定影响的问题,提出了一种采用有限状态机的转子初始位置检测算法,通过有限状态机控制转子位置自学习的流程,实现转子初始位置的读取.实验结果表明,使用上述算法进行初始定位,可以精确检测出转子的初始位置,且具有初始定位不存在抖动,易于编程实现等优点,提高了永磁同步电机启动时的电流控制性能.     

永磁同步电机控制策略比较研究

针对永磁同步电机,研究了矢量控制(Vector Control,VC)、反推控制(Back Stepping Control,BSC)、直接转矩控制(Direct Torque Control,DTC)以及模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)四种控制策略.VC算法简单,但是其整定参数多,不利于工程实现,为了克服VC的缺点,本文基于Lyapunov稳定性理论设计了BSC;DTC结构简单,但是转矩、磁链脉动比较大,本文基于最优原理设计了MPC,与DTC相比,MPC算法简单、具有更好的动态响应特性.永磁同步电机系统四种控制策略的仿真研究表明:BSC具有较好的控制效果,而且能克服VC的缺陷;与DTC相比,MPC具有转矩和磁链脉动小、系统响应快的优点.     

永磁同步电机电机本体数学模型在MATLAB下的仿真

在电机的应用中,永磁同步电机的数学模型可以是在d/q模型或者a b c模型下建立。本文为了更好地实现永磁同步电机的矢量控制,在永磁同步电机的电压、电流、磁链的关系表达式基础上,运用MATLAB建立了其数学模型下的仿真模型,并结合park和clarke变换对所建立的数学仿真模型进行了验证。仿真结果表明所建立的永磁同步电机模型的正确性。由此为永磁同步电机的调速问题提供了更简化的模型和更广泛的应用范围。     

永磁电机流固耦合仿真及损耗影响分析

高密度永磁电机功率密度高,散热困难,尤其是其内部的永磁体温度较高时将会出现退磁现象,严重影响电机寿命,电机温升问题成为电机运用的关键问题之一。利用有限体积法对永磁电机进行流固耦合仿真分析计算,研究了永磁电机热分布情况,特别是永磁体温度分布情况,为研究永磁体的局部退磁提供理论依据,并通过样机进行温升实验,验证上述仿真模型的正确性及准确性。同时论文利用上述热仿真模型,深入分析及研究了损耗对永磁电机关键部分的温升影响,为研究永磁电机散热优化提供依据。     

永磁同步电机高效非线性模型预测控制

永磁电机控制器要求电机有很强的转速跟踪能力,并且要保证系统参数变化及负荷扰动下系统的鲁棒性. 永磁电机包含很多不确定因素,是强耦合的非线性系统,传统的线性控制器很难对其进行控制. 针对永磁电机的转速控制构造非线性模型预测控制方法. 非线性永磁电机模型通过输入-输出反馈线性化策略解耦成为新的线性系统. 为保证可行解的收敛性,提出一种迭代二次规划方法来处理由输入-输出反馈线性化导致的非线性约束. 仿真结果表明,控制器能有效降低计算负担,具有很好的动态控制性能,能抑制转矩脉动,并保证在参数变化和负荷扰动下控制系统的鲁棒性.     

基于径向基函数网络的永磁同步电机直接转矩控制

对永磁同步电机直接转矩控制系统特性进行了深入研究,提出一种新的径向基函数神经网络控制器,给出了神经网络控制器的结构设计、样本选取及训练方法.利用系统中的开关表作为导师对径向基函数神经网络控制器进行训练,实现了永磁同步电机直接转矩控制的径向基函数神经元网络输出矢量选择.该控制器可以简化获得输出电压矢量的过程,并具有并行计算速度快、转矩响应迅速的性能.仿真结果验证了该控制器的有效性.     

永磁同步电动机的鲁棒MR-ILQ最优电流控制

提出了永磁同步电动机鲁棒参考模型逆线性二次型最优电流控制系统的结构和数学模型,设计了最优电流控制系统的伺服控制器,分析了系统的鲁棒稳定性和鲁棒跟踪性能．以内埋式永磁同步电动机为例,对系统进行了仿真研究．仿真结果表明,系统对参数变化和负载扰动具有很强的鲁棒性,可以实现高精度的电流控制和动态解耦。