基于Simulink永磁同步电机伺服系统矢量控制

永磁同步电机（PMSM）伺服系统的速度环和电流环具有非线性耦合特性,需要进行电流解耦控制．因此,根据矢量控制的原理实现了该系统的线性解耦．通过对永磁同步电机数学模型分析,建立基于Simulink伺服系统矢量控制仿真模型．仿真结果表明,建立的系统耦合模型具有良好速度控制特性,并对永磁同步伺服耦合系统设计具有指导价值．     

双转子永磁电机模型预测电流控制

为了减少采用传统模型预测电流控制中电流波动较大、控制精度不高的问题,提出了一种基于扩展电压矢量的改进控制方法.该方法在每个控制周期内利用两个相邻有效电压矢量来扩展有限控制集,并通过优化价值函数来保证所选电压矢量最优.通过该方法可以提高电流预测精度,减少电流波动,降低开关损耗.实验表明,与传统的模型预测相比,采用改进后的控制策略明显减少了电流波动,提高了运行效果,验证了控制方法的有效性与可行性.     

感应电机解耦控制及MATLAB仿真研究

通过分析交流感应电机解耦矢量控制的基本原理,基于转子磁场定向原则,提出一种基于电流控制模型的感应电机解耦控制方案.采用电流控制模型,使得感应电机的定子电流励磁分量iM和转矩分量iT相互独立,进而实现励磁和转矩的解耦控制.通过在MATLAB下的仿真实验,验证了该方法的正确性和优越性.     

MATLAB／SIMULINK永磁同步电机矢量控制系统仿真

永磁同步电机矢量控制系统在工业控制、医疗等众多领域具有广泛的应用前景。基于MATLAB/SIMULINK环境,采用模块式的结构,分别对PI(Proportion Integration)调节、速度环调节、dq/αβ变换、SVPWM (Space Vector Pulse Width Module)波产生、主回路和整个系统模型进行了仿真研究。采用Scope空间对定子电流、转子转角和转子转速、以及转矩进行观察,及时调整系统模型参数,使系统性能达到最佳化,实现了永磁同步电机矢量控制和正反转调速。结果表明,该系统具有启动快、过载能力强和调速特性好等特点,为永磁同步电机矢量控制系统设计与实现提供有效方法,可明显缩短开发周期,在实现永磁同步电机高精度的控制和节能控制方面具有实际意义。     

基于DSP交流电机变频调速矢量控制系统的研究

介绍了矢量控制理论,结合电流模型法给出了矢量控制系统框图.在MATLAB/SIMULINK中,搭建交流电机矢量控制系统的仿真模型.结合矢量控制算法、脉宽调制技术,使用PM15RSH120 IPM为逆变器开关器件和TMS320F2407A数字信号处理器件,实现了一个基于DSP和IPM的矢量控制变频调速系统.对系统进行了分析和研究.试验结果表明,系统具有良好的动、静态性能.     

采用多微机的SPWM矢量控制变频调速系统

本文提出一种用多微机系统实现SPWM型矢量控制——解耦控制的方法.该系统采用了交流变速领域内多种新技术,使用微型计算机控制,结构简单,运行稳定.文中推导了系统中进行的矢量变换公式,导出了产生转子磁通与转子电流解耦控制的条件,对利用微机进行正弦脉宽调制及其计算也作了说明.本文介绍了控制系统的构成.对SPWM型矢量控制所面临的特殊问题及其解决办法作了分析,探讨了利用电流矢量跟踪法实现磁通相位角间接控制的办法.叙述了多微机系统的结构,及其通讯方式.最后,给出了控制系统在2.8千瓦感应电动机上进行试验的结果,电流波形良好,低频运行平稳,动态性能接近于直流电动机控制系统.     

自由活塞式直线发电机起动控制分析

根据自由活塞式直线发电机的工作原理,本文建立了基于矢量控制的永磁直线发电机的数学模型,通过对数学模型的数值分析,获得了系统的起动特性.并进一步分析了直线发电机功率控制的决定因素,研究了电机起动控制时的控制方案,在起动阶段系统采用位置环、电流环、速度环结构进行控制,并确立系统采用矢量控制方法以及空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制算法,同时在MATLAB/Simulink中建立了起动阶段的系统仿真模型并进行了系统仿真.其结果证明了该设计方案的可靠性和可行性.     

城轨牵引永磁同步电机驱动系统效率优化控制

针对城轨牵引内置式永磁同步电机直接转矩控制(IPMSM-DTC)系统存在谐波电压电流,引起电机铁芯损耗和铜损,降低系统运行效率的问题,提出基于开关频率优化的效率优化控制策略,选择自适应滞环宽度,采用零矢量象限间交错分布的优化方法,利用功率器件开关频率,优化PWM脉冲序列中零矢量;开发基于STM32F103嵌入式微控制器的效率优化控制系统.实验结果表明:该方法可以抑制逆变器输出电压电流谐波,减小开关次数,降低开关电流,从而减少电机铁芯损耗和铜损,提高系统效率,并改善系统的动态性能.     

基于对称优化的SVPWM双闭环逆变器

为了使逆变器输出电压为谐波含量很小的正弦波,并获得较高的直流母线电压利用率,在控制策略上选择了电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）,并利用空间矢量对称性对计算过程进行了简单优化.为了获得稳定的输出电压波形,本文应用了电压电流双闭环控制的PWM三相逆变器,输出电压和输出电流分别通过电压外环和电流内环实现稳定控制.这种控制方法有效改善了系统的抗干扰能力和动态响应.MATLAB的仿真结果证明了该控制方法的正确性和高效性.     

神经网络在永磁同步电机变频调速系统中的应用

永磁同步电机调速系统被广泛应用于工业、农业等各个领域。为了能够减少能源的消耗,节约成本,须在工业设计和控制技术方面实现高效率、高节能的要求。采用基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略的矢量控制方案能够使系统的调速范围较宽,精度较高,抗扰动能力强,得到较好的控制效果,但其超调量较大,而利用神经网络的精准建模特性可有效解决该问题。采用MATLAB/SIMULINK仿真软件设计了转速、电流双闭环SVPWM型交流变频调速系统,对永磁同步电机运用了id=0的矢量控制方法。提出在转速控制器的设计中,用单神经元控制器取代传统的PI控制器。通过调节控制器参数并进行仿真,验证了系统模型的合理性,有效地提高了系统的动态性能,改善了系统的稳定性。     

大功率液压机械传动系统的高效节能控制方法研究

当前节能控制方法通常通过建立大功率液压机械传动系统的准确数学节能控制模型实现,但在实际应用中,被控对象的准确数学模型很难建立,不仅效率低下,且影响节能控制性能。为此,提出一种新的大功率机械传动系统的高效节能控制方法。介绍了典型的大功率液压机械传动系统图,获取大功率液压机械传动系统在以外界负载为输入,以负载转速为输出的传递函数,得到通过控制发动机转速可达到节能控制目的的结论,在此基础上,通过具有自学习和自适应能力的单神经元建立单神经元自适应智能节能控制器,对大功率液压机械传动系统进行高效节能控制。实验结果表明,所提方法节能控制性能优越,且效率高。     

并联混合动力挖掘机系统建模及控制策略仿真

分析了以超级电容和ISG(integrated starter generator)电机组成辅助动力源、电机驱动回转为特征的并联混合动力挖掘机系统;提出了发动机双模式转矩均衡控制策略,以负载工况与超级电容SOC(state of charge,荷电状态)为决策依据,实现发动机工作点的自适应调节.在特定工作点下,以转矩均衡控制策略替代传统的转速感应控制,系统转速更加稳定.ISG电机可以均衡发动机转矩,使其工作于高效率区.另外,利用回转驱动电机实现回转势能的再生利用.建立并联混合动力挖掘机系统的Simulink仿真模型.结果表明,该控制策略适用于挖掘机并联混合动力系统,具有显著的节能性.     

挖掘机载荷自适应节能控制策略

提出了一种新的挖掘机节能策略,即利用液压泵输出压力来识别挖掘机工况,根据识别的结果自动设定柴油机调速拉杆,同时控制液压泵的吸收扭矩,使柴油机所处的工作点不仅能与挖掘机工况相适应,而且具有较高的燃油利用率,上述策略在自行研制的挖掘机实验样机上得到了实现,取得了预期的节能效果。     

具有负载自适应功能的游梁式抽油机矢量控制系统

 为了减少抽油机的能耗,降低采油成本,提高系统效率,本文提出将电动机矢量控制技术应用于抽油机中,并使用模糊PID控制器使异步电动机的工作特性与游梁式抽油机载荷的变动特性相匹配.矢量控制方法实现了电动机的磁链和转矩解耦、抽油机的曲柄扭矩计算和等效力学模型确定的控制系统输入,而载荷传感器作为负载反馈,则可以根据负载控制电动机的电磁转矩电流.在抽油机运行过程中,矢量控制系统实时进行负载自适应控制,可提高电动机功率因数,降低无功功率.对具有负载自适应功能的游梁式抽油机矢量控制系统在长庆油田进行了现场试验,试验结果表明该控制系统能够实时、动态自动调整电机的转矩电流,使电机的输出转矩与抽油机的负载特性相匹配,提高了抽油机系统效率,达到节能降耗的目的.     

调整电压和无功补偿实现节能的措施

分析功率因数、电压损失和功率损耗的关系,详细阐述供电系统通过调整电压和无功补偿等措施减少电压损失和降低线路、变压器损耗,保证供电质量和电气节能的措施.     

谐波减速器摩擦特性建模及参数辨识

为提高谐波减速器的机器人关节控制精度,适应其在复杂工况下的使用需求,对谐波减速器摩擦力矩特性进行了研究.通过引入弹流润滑关系、非线性刚度关系和柔轮弹性变形耗散关系模型,建立了速度、负载转矩和温度等参数耦合的谐波减速器摩擦力矩模型.使用遗传算法对SHF-20-80-2UJ型谐波减速器的试验数据进行处理,得到了待辨识参数的识别结果,验证了模型的准确性,摩擦力矩的仿真值与试验值间的最大和平均偏差分别为8.05%, 4.26%;满载且输入转速为2000r/min时,不同温度下摩擦力矩的仿真值与试验值间的最大偏差为1.12%.该模型有效地反映了谐波减速摩擦力矩关于转速、负载转矩和温度变化的非线性关系,测得弹性变形能量损失在空载与满载时分别约占总能量损失的20%, 50%.     

基于DSP的异步电机SVPWM控制系统及优化研究

以TMS320LF2407型DSP为控制核心构建一全数字化空间电压矢量脉宽调制控制系统,阐述了电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)的基本原理和控制实现方法,针对感应电机负载特性,对开关损耗和谐波特性2个方面进行分析,提出适于感应电机负载的优化策略。最后用Matlab的Simulink对异步电动机的SVPWM的控制系统进行仿真,仿真结果表明该系统可提高能量的利用率,谐波减少,结构简单,便于控制,同时具有转矩脉动小、噪声低、电压利用率高等优点。     

基于模型预测策略的永磁同步电机最大转矩电流比控制优化

针对当前在采用最大转矩电流比(maximum torque per ampere,MTPA)控制策略的永磁同步电机双闭环矢量控制系统中,因外在负载或电机转矩突变,造成电流调节器因积分饱和而导致电机实际定子交-直轴电流无法快速跟踪给定的MTPA电流问题,提出一种基于模型预测控制原理的两矢量模型预测控制策略,来取代传统双闭环电机控制系统中的电流内环调节器。在分析永磁同步电机MTPA控制原理、电流内环调节器饱和原因的基础上,利用模型预测控制的非线性约束处理能力在每个采样周期内通过两电压矢量模型预测控制策略,获得更加准确的电压矢量。实现系统实时动态跟踪永磁同步电机MTPA轨迹的目标。仿真和实验结果表明,该控制策略在电机给定转矩或外在负载转矩突变情况下可实时跟踪MTPA给定电流的变化,电机定子电流未出现较大波动。     

基于反步控制的被动力伺服系统全状态反馈控制

针对被动力伺服系统的多余力矩问题,提出一种基于反步控制的全状态反馈控制方法,并利用Lyapunov函数的稳定性定理保证了设计控制器的稳定性.与以往解决加载多余力矩时不同,该控制器不仅使用加载系统各状态量,而且使用了承载系统的各状态量,在建立系统非线性模型的基础上,将系统方程重组成多个虚拟子系统,利用反步控制思想对每个虚拟系统设计虚拟控制量,进而一步步反向推导出含有加载系统和承载系统各个状态量的非线性控制器.因此,该控制器能够更加准确地抑制多余力矩,仿真结果也证明了该控制器的有效性.     

考虑铁损的永磁同步电机无位置传感器控制算法

为开发有效可靠的永磁同步电机无位置传感器控制算法，针对考虑铁损电阻的电机等效电路模型，分别在d-q旋转坐标系和α-β静止坐标系下推导得到了扭矩电流状态微分表达式，在此基础上设计滑模观测器观测电机转速和转子位置信号.为验证观测效果，对两种坐标系下的无位置传感器算法进行了仿真和对比分析.根据d-q轴系下转子位置信号准确度低、α-β轴系下观测信号存在高频抖振但准确性高的特点，提出一种基于扩展卡尔曼滤波的融合观测算法.仿真结果表明，该融合观测算法的观测结果误差更小，且具有良好的动态特性，并通过实验验证了融合观测算法的有效性.