内插式永磁同步电机最大转矩电流比控制策略研究

针对内插式永磁同步电机d轴和q轴电感不相等情况下的转矩电流控制进行研究,分析内插式永磁同步电机的数学模型,结合数学模型求得最大转矩所需要的电流,保证最大转矩时所需要的电流最小,通过实验验证了内插式永磁同步电机采用最大转矩电流控制转矩响应快,具有良好的机械特性,整机在额定运行状态下效率达到95.5%,实验结果验证了控制算法的有效性和工程实用性.     

数字孪生驱动下永磁同步电机滑模变结构一体化解耦控制

提出数字孪生驱动下永磁同步电机（PMSM）滑模变结构一体化解耦控制方法,改善永磁同步电机控制能力。构建基于数字孪生技术的永磁同步电机控制结构,通过设备层采集实际永磁同步电机运行数据及环境数据,作为数字孪生驱动数据来源,孪生建模层依据获取永磁同步电机数据,构建永磁同步电机的数字孪生驱动模型以及虚拟场景,经虚拟模型与虚拟场景耦合后,在虚拟场景中还原永磁同步电机运行状态;在孪生控制层中设计精确线性化解耦控制方法,并构建速度、电流一体化滑膜解耦控制器,在虚拟环境中通过解决永磁同步电机速度与电流之间的非线性耦合问题,完成实体电机解耦控制;同时数字孪生控制结构各层之间通过孪生数据传输实现数据交换与指令下发,实现有效的电机控制。经实验验证：经该方法控制后,永磁同步电机可在负载突加与突卸状态下保持平稳的电流与转矩,同时还可以迅速调整电机转速,使电机保持在理想状态下运行。     

永磁同步电机直接转矩控制系统的改进及仿真

针对传统的永磁同步电机直接转矩控制中磁链、转矩脉动大,开关频率不恒定等问题,在永磁同步电机数学模型基础上,进行深入分析,提出了一种基于空间电压矢量调制、实现简单的控制方式。该方式结合直接转矩控制和矢量控制的优点,只包含一个易于调节的速度PI调节器,系统简单且参数容易调节。仿真结果证明,引入空间矢量调制概念后,在保持直接转矩控制优异动态响应特性不变的前提下,可有效提高永磁同步电机直接转矩控制系统的稳态运行性能,保证功率器件开关频率恒定。     

永磁同步电机模型的精确线性化

用状态反馈线性化理论研究了永磁同步电机非线性数学模型的线性化问题.证明了永磁同步电机的模型可通过状态反馈进行精确线性化,并给出了实现线性化的状态反馈/微分同胚的具体形式,从而将永磁同步电机控制系统设计问题转化为线性系统问题.     

基于误差边界限定的永磁同步电机预测控制

针对图形边界限定形式的感应电机预测控制存在简洁、直观等优点,进一步考虑将该控制策略应用于永磁同步电机。预测控制将电机和逆变器作为一个系统整体考虑,以空间电流矢量为控制对象,直接产生逆变器的开关控制信号。基于永磁同步电机在转子磁场坐标系下的数学模型,推导出电流矢量导数的估测模型,进而预测出电流矢量的轨迹,根据最优电压矢量选择判据选定开关状态,完成基于圆形电流误差边界限定形式的永磁同步电机的预测控制算法。通过MATLAB/SIMULINK进行仿真,仿真结果证明了提出方法的有效性。     

分布式驱动电动汽车动力转向系统混杂系统动力学及其切换控制

分布式驱动电动汽车是燃油汽车和电动汽车过渡的一种新型新能源汽车,动力转向系统(ECIPS) 作为电动化底盘集成控制系统(ECIS)的主要组成部分,对电动汽车的设计与装配具有重要的影响. 动力转向系统具有典型的不确定性、未建模动态、测量噪声和干扰等非线性动力学特征,是包含离散事件与连续事件的混杂动力学系统. 分析了分布式驱动电动汽车动力转向系统的控制结构、控制功能及其动力学行为,基于动力转向系统的输入/输出功能、控制状态和控制系统实现流程,建立了反映连续和离散控制行为的混杂控制系统模型. 建立了动力转向系统的混杂控制流程和切换控制结构,进行了25km/h和45km/h下的蛇形实验. 结果表明：在25km/h下,转向系统转矩的峰值和平均值分别降低了41.68%和41.79%, 在45km/h下,转向系统转矩的峰值和平均值分别降低了30.92%和30.67%,转向轻便性得到明显改善.混杂系统动力学模型及其混杂控制结构反映了分布式驱动电动汽车动力转向系统的动力学行为及其控制特征,不仅揭示了动力转向系统的连续系统工作行为,也反映了离散事件特征,对分布式驱动电动汽车控制性能的改善、智能化水平的提高提供了理论研究意义和工程研究价值.     

一种新型无速度传感器矢量控制PMSM系统

针对永磁同步电机速度估算及定子电阻变化引起的稳定性问题,根据模型参考自适应控制法的原理,在同步旋转坐标系下,提出永磁同步电机转速估算与定子电阻辨识的自适应律,建立永磁同步电机无速度传感器矢量控制系统及定子电阻在线辨识的数学模型.通过控制系统简化,确定调速控制系统中电流调节器与速度调节器的传递函数,并对电流调节器与速度调...     

永磁同步电机直接转矩控制系统的改进

文章针对d-q坐标系下的永磁同步电机模型,研究了永磁同步电机直接转矩控制方案,同时还分析了零电压矢量在异步电机和永磁同步电机中的不同作用,构造了一种应用零电压矢量来减小转矩的新型电压矢量开关表;并通过MATLAB/Simulink仿真软件,对永磁同步电机直接转矩控制系统进行建模;仿真结果表明,正确的使用零电压矢量,可以有效降低转矩脉动,改善系统控制性能。     

考虑零序电感的永磁同步电机建模及仿真

为全面衡量并研究永磁同步电机受到参数波动、电压不对称等因素影响时的运行状态,从PMSM的三相绕组的磁链入手,结合坐标变换在d-q轴上叠加零序分量,从而建立了考虑零序电感的三相永磁同步电机模型.仿真结果表明考虑零序电感的PMSM模型弥补了其他模型的不足,其能够反映定子三相电流之和不为零时定子电压、电磁转矩以及磁场储能等量的变化,以及对比电机稳定和故障两种运行状态;证明了故障时零序电感的存在不影响三相磁链的分布,虽然增大了超调量和磁场能损耗,但是缩短了控制过程的调节时间,为研究实现PMSM的节能、快速精准控制提供了基础.     

基于双STF-UKF算法的永磁同步电机参数联合估计

针对永磁同步电机参数辨识问题,分析了永磁同步电机的可辨识模型.将参数看成缓慢的变化状态,同时考虑系统噪声和测量噪声,提出了一种基于强跟踪滤波器的无迹卡尔曼滤波算法.该算法能够同时辨识定子电阻、直轴和交轴电感、永磁体磁链,讨论分析了该算法的稳定性.为了减少算法的计算量,将4个参数分成2部分,采用2个STF-UKF滤波器交替运行辨识全部参数.仿真结果表明,该算法在PMSM不同的工况下能够有效地辨识电机的全部参数.     

永磁同步电机参数扰动抑制方法

在电机参数发生扰动的永磁同步电机控制系统中,为提高无差拍预测控制性能,需要对电机参数扰动进行补偿. 文中利用永磁同步电机数学模型分析了参数扰动对无差拍预测控制的影响;针对定子电感和定子电阻的扰动设计了自回归模型,利用前若干控制周期的参数扰动量估计出当前控制周期的扰动量;将估计的参数扰动量补偿到无差拍预测控制的输入端,实现对永磁同步电机的控制. 仿真和实验结果表明提出的自回归模型参数扰动估计方法能够有效抑制永磁同步电机定子电阻和定子电感的扰动.      

基于参数辨识的永磁同步电机控制系统的设计

在电机参数未知的永磁同步电机控制系统设计中,为提高控制性能,需要对电机参数进行辨识. 利用Popov稳定性定理对辨识系统的自适应率进行了设计;针对逆变器的死区效应,选用旋转坐标法对辨识器的输入电压进行补偿,通过辨识得到的电机电阻和dq轴电感参数. 在此基础上,建立电机的数学模型并运用工程设计方法对电机控制器的参数进行设计. 实验结果表明采用补偿后的电压进行参数辨识得到的电机参数要更加准确,并且基于电机数学模型进行控制器参数的设计能够减少控制器参数调试的工作量和时间,最终得到的电机控制系统具有较优的动态性能.      

交流伺服控制系统电机参数闭环辨识方法研究

通过分析永磁同步电机d-q坐标轴数学模型,提出一种交流伺服控制系统闭环辨识电机交直轴电感、定子电阻、转子磁链的方法,分析了非正弦磁通造成的电机模型误差、功率器件的开关死区和编码器的电机转子位置反馈延时等对参数辨识精度的影响,并给出了相应的补偿方法。实验结果表明,补偿后闭环辨识得到的电感随电流的变化曲线与有限元分析结果基本吻合,辨识出的电阻和磁链与实际测量和计算值偏差很小,证明了该文参数辨识及补偿方法的有效性。由于所辨识到的参数是控制电机运行时的等效参数,因此该文方法对控制器及电机的设计改进提供了依据。     

永磁同步电动机模糊离散位置跟踪控制

研究永磁同步电动机离散位置跟踪控制问题。采用欧拉方法建立永磁同步电动机系统离散模型,利用模糊逻辑系统逼近系统中的非线性函数,同时基于反步法实现永磁同步电动机模糊离散控制。所提出的控制器可确保系统的跟踪误差收敛到原点的一个充分小的邻域内,实现了永磁同步电动机的位置跟踪控制。仿真结果验证了所提出方法的有效性。     

基于Simulink的减速器试验台电机控制系统的仿真研究

以减速器测试试验台的电机控制系统为研究对象,针对正弦波永磁同步电动机（PMSM）伺服系统的数学模型及矢量控制方法进行分析.利用Matlab的Simulink模块对PMSM速度、电流双闭环的矢量控制进行建模,并根据减速器测试试验台选定的正弦波永磁同步电机的控制要求进行仿真研究,为实际的电机控制系统的控制提供参考和理论依据.     

永磁同步电机无速度传感器的直接转矩控制系统

提出了一种基于降阶观测器的无速度传感器控制方法,用于永磁同步电机直接转矩控制系统的转速辨识.该方法将永磁同步电机的降阶运动电动势观测器与模型参考自适应系统(model reference adaptivesystem,MRAS)进行有机的结合,选取永磁同步电机电压方程作为参考模型,永磁同步电机降阶状态方程作为可调模型.理论分析和仿真结果表明,所提出的永磁同步电机无速度传感器直接转矩控制系统的转速辨识方法具有较强的鲁棒性和优越的动静态性能.     

纯电动赛车动力系统的优化

为优化纯电动赛车的动力性能和经济性能,提高赛车在比赛时的竞争力,在纯电动赛车动力系统选型及参数匹配基础上,应用Simulink软件建立电机控制模型,并基于SPSA算法对永磁同步电机控制参数进行在线整定,优化电机PI控制参数,改善永磁同步电机控制精度,实现赛车动力系统的优化。Cruise和Simulink整车联合仿真结果表明,赛车75 m直线加速时间为422 s,剩余SOC为842%,最高车速可达到114 km·h-1;赛车完成耐久工况行驶后,剩余SOC利用率提高了16%。在同样工况下,保持赛车动力系统参数不变,优化PMSM控制参数后动力性能明显改善,可延长动力电池的使用寿命,增加赛车的续驶里程。     

永磁同步电机矢量控制系统建模与仿真

基于永磁同步电机具有多变量、非线性的复杂特性,为研究需要,对其物理模型进行简化,建立了电机的数学模型及其基本方程.在矢量控制众多方法中采用最为简单的使直轴电流id=0方法进行研究,得到了基于转子磁场定向矢量控制下的电机电磁转矩方程.在Matlab/Simulink搭建整个系统仿真模型、转速和电流控制模块,并对这些模块进...     

基于DSP交流永磁同步伺服控制系统

本文主要介绍应用TI公司的新一代低功耗、高速、高精度的DSP芯片——丁MS320F2812为控制核心的交流永磁同步伺服控制系统，文中介绍了三相永磁同步电机数学模型，空间矢量控制原理，控制系统的硬件组成和系统软件的实现。     

一种新型独立模块式永磁电机电感耦合分析

针对大功率电机运行过程中出现的可靠性和运行维护问题,提出了一种新型独立模块式永磁同步电机结构,建立了独立模块式永磁电机的数学模型,分析了相邻模块间绕组电感耦合.该电机可实现定子自由拆分,且各模块电机能够独立运行.通过提出的父子模块概念,将一些子模块重组为父模块,实现模块间绕组电感的解耦.同时,通过将父模块中的子模块定子绕组进行换相,解决了由于模块不连续引起的三相绕组参数不对称问题.有限元分析结果验证了所提独立模块式永磁电机结构的可行性.