感应电机无速度传感器模糊控制仿真研究

基于Takagi-Sugeno（T-S）模糊模型,提出了一种感应电机的模糊转速磁链观测器,并实现了一种新的感应电机无速度传感器模糊控制方法。该方法利用Lyapunov稳定性理论分析了观测器的稳定性,通过求解受线性矩阵不等式（LMI）约束的广义特征值问题来得到观测器的反馈矩阵。在Matlab软件平台上,利用SimPowerSystems Blocks（PSB）电气模块和Simulink通常模块搭建了基于模糊观测器的无速度传感器控制系统,仿真实验验证了该系统的正确性。仿真结果表明该方法在全速度范围各种工况下都能稳定工作,准确观测定子磁链和转速。

Abstract：

Based on Takagi-Sugeno （T-S） fuzzy model,a fuzzy speed and flux observer of induction motor （IM） was proposed and a novel speed sensorless fuzzy control for IM drives was developed based on fuzzy observer design. This method utilized Lyapunov stability theory to analyze the stability for the observer. The observer gains were obtained by solving a generalized eigenvalue problem （GEVP） under linear matrix inequality （LMI） constraints. The speed sensorless control system of IM drives on the basis of the fuzzy observer was built with PSB blocks and Simulink blocks in Matlab platform and verified by simulation results. The simulation results indicate that the proposed method could operate stably in whole range of speed with preferable observation precision of stator flux and rotor speed.     

Stabilization Variable Structure Control for Singular Decoupling Motor System

ＳｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎＶａｒｉａｂｌｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅＣｏｎｔｒｏｌｆｏｒＳｉｎｇｕｌａｒｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇＭｏｔｏｒＳｙｓｔｅｍＺｏｕＷｅｎｘｕｎ＆ＬｉｕＹｏｎｇｑｉｎｇＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ，ＳＣＵＴ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ...     

广义变结构解耦电机系统的稳定化设计

本文研究了感应电机孵耦系统的变结构(滑模)控制问题,分析了用广义系统变结构控制方法设计感应电机系统的可行性与优越性,并给出了感应电机解耦系统的控制方案。仿真例子表明,所得的闭环系统对电机运行参数的变化和负载干扰具有很好的鲁棒性,能快速收敛,并能随意地改变滑动模的系数,以达到不同的性能要求。     

电动汽车感应电机的时变模型与计算机仿真

电动汽车感应电机运行工况复杂多变，电机模型和参数的精度对整车控制性能影响较大。在对电机参数时变性分析研究的基础上，建立了考虑电机参数时变性的感应电动机动态模型，研究了电机参数的估计方法，给出了电机参数与运行条件之间的匹配关系。利用MATLAB／SIMULINK软件构造了电动汽车感应电机的动态仿真模型，以电动轿车电机为例，给出了仿真结果，验证了所建模型的有效性。     

Speed Synchronization of Multiple Induction Motors with Total Sliding Mode Control

A speed synchronization control strategy for multiple induction motors, based on adjacent cross-coupling control structure, is developed by employing total sliding mode control method. The proposed control strategy is to stabilize speed tracking of each induction motor while synchronizing its speed with the speed of the other motors so as to make speed synchronization error amongst induction motors converge to zero. The global stability and the convergence of the designed controller are proved by using Lyapunov method. Simulation results demonstrate the effectiveness of the proposed method.     

基于混合模式PWM二相步进电机驱动控制的研究

针对步进电机转速不够平稳、低速转动存在振动和明显的步进现象,在研究二相步进电机数学模型、深入分析两电平PWM和三电平PWM在步进电机驱动控制中的优缺点的基础上,提出一种适用于步进电机微步驱动控制的混合模式PWM微步驱动控制方法。仿真结果验证了该控制方法的有效性:该控制方法实现了二相步进电机定子绕组电流分别按正、余弦规律等角度进行变化、步进电机微步运行,达到改善电机步进现象的目的;同时,电机转速平稳,解决了步进电机低速转动时的振动和转速不够平稳的问题。混合模式PWM微步驱动控制方法使步进电机定位控制精度有了很大提高。     

基于转矩方程的感应电机转速自适应辨识方法

速度辨识是无速度传感器直接转矩控制的核心问题。提出了一种利用电机状态方程和转矩方程直接推导出的新型速度自适应辨识方法,与以往的利用观测器稳定性理论推导出的速度辨识方法相比,能大大降低了转矩脉动对速度辨识的影响,提高了辨识精度与观测器的稳定性。此外,利用Lyapunov稳定性理论,构造新的Lyapunov函数,从理论上严格证明磁链观测器在全速范围内的稳定性,尤其是保证系统在低速度范围内的稳定运行。研究结果表明:基于电机转矩方程推导出的速度辨识方法具有很高的辨识精度且系统在全速范围内都可以获得良好的动静态性能。     

基于EKF的感应电机无速度传感器逆解耦控制

提出了一种感应电机无速度传感器逆解耦控制新方法。采用逆系统方法将感应电机的转速和转子磁链进行动态解耦，并由扩展的Kalman滤波器（EKF）对转速及转子磁链进行实时估计。在此基础上，采用线性综合方法分别对转速和转子磁链子系统设计闭环控制器，从而实现感应电机的无速度传感器逆解耦控制。仿真结果表明EKF可在整个调速范围内进行高精度的转速和磁链估计，控制系统具有优良的动态和稳态性能。     

光栅实验台的模糊神经网络补偿器设计

在惯导测试设备设计过程中经常会碰到摩擦干扰问题。为消除光栅试验台稳速系统中影响低速平稳性的摩擦干扰 ,提出了一种采用模糊神经网络补偿器的控制系统设计方案。这种方案是先采用传统方法基于对象简化线性模型设计PI控制器 ,然后利用模糊逻辑对摩擦干扰进行补偿。从而较好地解决了摩擦干扰造成的低速性能差的问题。     

轮毂电机驱动电动汽车电子差速系统研究

针对轮毂电机独立驱动电动汽车电子差速问题进行了研究.电子差速器要实现当车辆直线行驶时,两驱动车轮的轮速相等,而当车辆转向时,欲使车轮不发生滑移,车轮相对转向中心的角速度相等.为此,考虑车辆转向行驶时轴荷转移、向心力以及轮胎侧偏角的影响,计算每个车轮需要的驱动力矩,以车轮的滑移率为控制目标,提出了基于滑模控制(SMC)的电子差速控制策略,并在Matlab/Simulink环境下进行了仿真.仿真结果表明,此电子差速装置可以实现车辆直线行驶和转弯过程中将滑移率控制在最佳范围内,车辆能够按照预定方向稳定行驶.     

基于广义预测算法的直接转矩控制仿真

针对电动汽车电机驱动控制系统结构复杂且系统性能受负载不确定性影响的缺点,提出了一种用于永磁同步电动机广义预测控制方法。从驱动系统动力学方程出发,建立了不依赖电机控制参数的驱动系统CARIMA模型,并采用广义预测算法对驱动系统的给定转矩进行了控制;为了获得良好的变速性能,实现了基于GPC的PMSM驱动系统的直接转矩控制;最后对系统变速过程进行了仿真。仿真结果对比表明,这种控制结构和方法能够实现对转矩变化的有效控制,使速度变化具有较好的平缓控制效果,在工程实际中有很大的应用潜力。     

永磁同步电动机自适应反步控制的建模与仿真

设计了一种基于自适应反步控制的永磁同步电动机非残性速度控制器，采用二阶滤波环节平滑速度指令．在设计非线性速度控制器的同时，进行不确定参数及负载力矩的在线自适应估计。建立了采用该控制器的永磁同步电动机速度伺服系统仿真模型．仿真结果表明，所设计的非线性控制器保证了系统的全局一致稳定性，永磁同步电动机伺服系统获得了很好的跟踪效果，并且对参数不确定性及负载力矩扰动具有很好的鲁棒性。     

PARAMETER ESTIMATION METHODOLOGY FOR NONLINEAR SYSTEMS： APPLICATION TO INDUCTION MOTOR

1. Introduction In recent years, there has been a lot of research concerning parameter estimation (Akatsu and Kawamura 2000, LandauAnderson and De Bruyne 2000, Marino Peresada and Tomei 2000, Floret and Lamnabhi-Lagarrigue 2001, Pavlov and Zaremba 2001, Floret 2002, Kenné 2003). In linear systems and in some specific nonlinear cases, parameter estimation is performed using the least square algorithm (Walter and Pronzato 1994, Landau 1998). The application of this technique in the case…     

基于Matlab的开关磁阻电机控制系统仿真建模研究

在分析开关磁阻电机(SRM)数学模型的基础上，提出了SRM控制系统仿真建模的新方法。在Matlab／Simulink中，建立独立的功能模块，如电机本体模块、速度控制模块、电流控制模块、转角选择模块等，再进行功能模块的有机整合，搭建SRM控制系统的仿真模型。系统采用双闭环控制：速度环采用PI控制，电流环采用角位置控制与电流斩波控制相结合的方法，保证了SRM在低速或高速运行时都可获得满意的性能。仿真结果证明了该SRM建模方法的合理性、有效性，为实际电机控制系统的设计和调试提供了新的思路。     

基于负载观测器的永磁同步电机能量成型控制

针对永磁同步电机(PMSM)负载转矩已知和未知情况,采用能量成型控制方法和负载观测器技术,研究了PMSM的建模与速度控制问题。建立了PMSM的端口受控哈密顿系统模型,给出了闭环系统期望的哈密顿函数,配置了期望的互联和阻尼矩阵,设计了系统的控制器和负载转矩观测器,分析了系统平衡点的稳定性。仿真结果表明,所提出的方案对负载转矩已知和未知情况具有很好的转速控制性能和负载扰动抑制能力。     

工程机械液压底盘试验台双马达同步的研究

提出了基于直接自适应控制和模糊控制相结合的新方法,对工程机械液压底盘试验台的单泵双马达驱动的转速同步控制进行了研究,并且对PID控制与直接自适应模糊控制方法进行了研究对比。仿真结果表明直接自适应和模糊控制相结合的方法比PID控制更能够改善系统的同步控制效果。此研究结果有助于提高试验台的控制品质。     

基于IGA的异步电机功率因数和机械效率优化(英文)

为提高三相异步电机在轻载和空载运行时的功率因数与机械效率,提出运用智能遗传算法对功率因数和机械效率进行综合优化,算法借助于正交表试验设计和智能型交配运算等步骤,改善遗传算法的性能。仿真结果表明基于智能遗传算法的异步电机功率因数和机械效率综合优化,方法简单、有效,能明显提高功率因数和机械效率,提高节能控制效果,提高优化精确度和计算速度。     

基于Matlab交流异步电机矢量控制系统的仿真建模

在分析交流异步电机数学模型的基础上,提出了交流异步电机控制系统仿真建模的新方法。在Matlab/Simulink中,建立独立的功能模块,如电机本体模块、矢量控制模块、速度控制模块、电流滞环控制模块等,再进行功能模块的有机整合,搭建交流异步电机控制系统的仿真模型。系统采用双闭环控制:速度环采用PI控制,电流环采用电流滞环控制。仿真结果证明了该方法的合理性、有效性,为实际电机控制系统的设计和调试提供了新的思路。     

基于DSVM直接转矩控制的风力机实时模拟系统

为解决实验室无法用真实风力机研究风力发电的相关技术问题,提出了用先进的直接转矩控制（DTC）策略控制异步电机模拟风力机特性的技术。设计了风机转矩的计算方法,及异步电机直接转矩控制系统,使其跟随风机转矩变化,进一步利用离散空间矢量调制（DSVM）技术改善了系统的低速性能,并在RT-LAB仿真平台下对所设计的风力机模拟系统进行了实时仿真,验证了系统稳定性好,准确性高的特点,为实验室内研究风力发电技术提供了一个良好的方案。     

Neural adaptive sliding mode speed tracking control of a DC motor

We propose a BPNN based adaptive sliding mode control scheme for speed tracking of a DC motor with unknown system nonlinearities. The input-output linearization technique is used to cancel the nonlinearities, and output of the BPNN is incorporated into the controller in the proposed scheme. It is shown that the rotor speed of a DC motor can follow any arbitrarily selected trajectories under variable load torque. Then the application of the approach is tested via some simulations.