永磁同步电机无速度传感器矢量控制系统

针对永磁同步电机驱动系统,提出矢量控制结合转子磁场定向矢量控制的理论,采用模型参考自适应构造电机转速观测器,间接得到转速的估算值,并在空载、带载、突加以及突减负载的条件下分析系统动态和稳态的性能,实现无速度传感器技术下的速度辨识及永磁同步电机电压空间矢量驱动控制.研究结果表明:在电机空载、带载、突加以及突减负载的条件下,速度辨识系统有很好的速度跟随性,速度响应比较迅速,动态性能良好.     

改进型滑模观测器的永磁同步电机无传感器控制策略

针对永磁同步电机(PMSM)实际运行时定子电阻和电感常发生随机变化的情况,提出了一种可进行永磁同步电机无传感器控制的定子电阻和电感在线辨识的改进型滑模观测器。为了削弱系统高频抖振,用近似饱和函数代替开关函数;基于Lyapunov稳定性理论,在保证观测器稳定性的同时,进行定子电阻和电感参数辨识,并将其反馈到观测器模型,实时修正观测器模型参数,从而提高估算精度;采用锁相环技术计算出转子位置和速度信息,将其反馈到电机控制系统。数值仿真结果表明,改进型滑模观测器能够快速、准确地跟踪转子位置,估算转子速度,且能辨识定子电阻和电感值并进行反馈,实现永磁同步电机无传感器控制。     

基于无差拍的永磁同步电机无传感器控制策略

针对永磁同步电机直接转矩控制系统中存在转速和转子位置观测精度不高、转矩脉动较大等问题,提出一种基于无差拍的永磁同步电机无传感器控制策略。设计基于变指数趋近律和锁相环技术相结合的新型滑模观测器,采用变指数趋近律提高反电动势观测精度并证明其稳定性,用连续函数取代符号函数降低抖振,结合锁相环技术提取转速及转子位置信息。基于此,建立电机离散化模型推导出磁链、转矩无差拍控制律,设计无差拍控制器进一步削弱抖振,提高系统控制性能。仿真结果表明:该策略能准确观测转速和转子位置,有效抑制磁链、转矩的脉动,提高系统动态性能。     

参数自适应的永磁同步电机无速度传感器控制

针对永磁同步电机无速度传感器控制时,模型参数变化引起观测器误差的问题,提出了一种模型参数自适应的观测器设计方法. 运用双无迹卡尔曼滤波的双估计方法,在通过模型估计系统状态的同时,利用估计所得到的系统状态再估计系统模型参数,从而实现模型参数的自适应控制. 试验结果表明,双无迹卡尔曼观测器在永磁同步电机的无速度传感器控制中,对系统状态和模型参数的估计准确有效,达到了预期的控制效果,实现了模型参数的自适应控制,使控制精度有所提高.     

永磁同步电机无速度传感器高频注入方法研究

针对永磁同步正弦波电机（PMSM）的无速度传感器在低速以及零速附近运行时利用反电势进行难以估算位转子位置的问题,提出引用高频注入（HFI）方法进行估算.在电机模型的基础上,通过对静止坐标上的电压旋转注入和旋转坐标上的d轴电压注入方式这两种信号注入方式比较,得出两种注入各自的特点,且在两种方式中PMSM的无速度传感器电流谐波效应均存在一个周期性的干扰.     

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.     

永磁同步电机的电流比较控制及速度预测控制

讨论了一种永磁同步电机(PMSM)电流比较控制和速度预测控制方案。该方案采用瞬时电流分量的比较控制方式，通过查询开关规则表，输出逆变器的开关状态矢量，得到了平稳的直轴电流响应和快速且平稳的交轴电流响应；将预测控制方法应用于PMSM的速度控制系统，对PMSM模型的精度要求低，允许模型可有较大失配，系统算法简单，鲁棒性强。仿真结果表明，该方案的PMSM控制系统具有优良的动、静态特性。     

基于预测自适应的永磁同步电机无传感器控制

针对传统永磁同步电机无传感器控制动态性能差和转速信号观测精度低的问题,设计了新型永磁同步电机无传感器控制方法.文章采用在线梯度下降法设计二阶线性扩张状态观测器,该二阶线性扩张状态观测器能够在永磁同步电机负载扰动或转速突变情况下准确快速对电机转速实时估计;同时将预测自适应滑模控制系统应用于转速环节,通过预测自适应估计永磁同步电机扰动变化量进行实时电流补偿.仿真结果表明:二阶线性扩张状态观测器能够对转速准确快速实时估计,且抗干扰能力强;预测自适应滑模控制策略有效缩短电机速度响应时间,显著削弱电机转速、电磁转矩的抖振,表现出良好的动态性和鲁棒性.     

无速度传感器永磁同步电机直接转矩控制系统仿真研究

主要分析了无速度传感器的直接转矩控制,采用了基于定子磁链的矢量角和转子磁链的矢量角的两种速度估计方法.仿真结果表明,当电机稳步运行时,两种估算方法都能准确的估算转速.然而,基于转子磁链矢量角的速度估计算法较能使电机的在动态过程中稳定运行,并具有良好的精度.仿真结果也验证了文中采用的转速观测算法的正确性和可行性.     

输入干扰估计器的永磁同步电机无速度传感器控制

在高性能交流调速传动系统中,转速闭环控制是系统控制精度的重要保证。然而通过机械式传感器来获得转速信息存在连接、安装、故障等问题,导致可靠性降低,成本增加、系统结构复杂、性能容易受工况影响,应用的范围也受到限制。因此实现无速度传感器的电机高性能控制成为学者研究的热点问题。     

永磁同步电机电流预测控制鲁棒性研究

电机矢量控制中电流环带宽决定系统的动态品质,基于电流预测控制的永磁同步电机以其动态响应快、电流纹波小等特点备受关注,但此方法依赖于电机准确的模型。本文设计了一种扩张观测器在线观测系统扰动,并对dq轴的给定电压进行补偿,从而提高算法对电机参数变化的鲁棒性。通过2.1 kW表贴式永磁同步电机实验验证,结果表明,所设计的算法对电机参数变化具有很好的控制鲁棒性。     

永磁同步电机无位置传感器控制系统研究

对永磁同步电机无位置传感器控制系统在实际工程应用中存在的技术难点进行分析,提出一种滑模观测器和正弦电压驱动启动相结合的方法,以解决工程应用中低速稳定运行和快速启停的问题,并在系统中采用抗饱和比例积分(PI)控制器以避免系统出现饱和现象.最后,通过试验验证了所提方法的有效性和所开发无位置传感器控制系统的可用性,未来该系统可用于注塑机等机电设备永磁同步电机控制的实际工程中.     

基于模糊超螺旋滑模算法的电动汽车永磁同步电机无速度传感器

针对传统超螺旋滑模算法(Super Twisting Sliding Mode Control, STSMO)永磁同步电机(PMSM)无速度传感器存在的转速抖动和鲁棒性差问题,提出超螺旋算法与模糊控制相结合的永磁同步电机转速观测方法,并进行仿真试验.运用模糊规则解决超螺旋算法中边界函数上界获取困难的问题;利用模糊算法输出增益,提高系统鲁棒性,抑制抖动.仿真试验表明：应用该算法,控制系统的超调量为4%,滞后时间约为0.002 9 ms,调节时间为0.015 s.该算法具有收敛速度快、抖振小、估算精度高等优点.     

基于自适应扩展Kalman滤波器的永磁同步电机无速度传感器控制

通过引入一种基于Sage-Husa噪声估计器的自适应扩展Kalman滤波器,给出了一种永磁同步电机无速度传感器控制方案.选取定子固定坐标系下的电机模型,首先得到了基于扩展Kalman滤波器的永磁同步电机转速估计方程.在此基础上,结合Sage-Husa噪声估计器,得到了基于自适应扩展Kalman滤波器的永磁同步电机转速估计方程.仿真结果表明,基于自适应扩展Kalman滤波器的方法,不仅可以准确地估计出电机的转速和转子位置,而且可以自适应确定扩展Kalman滤波器的一个关键参数——系统噪声协方差矩阵.与传统的扩展Kalman滤波器方法相比,本方法具有更好的实用性.     

永磁同步电机控制策略简介

对永磁同步电机控制策略进行了综述。简要介绍了永磁同步电机控制系统在发展中出现的各种控制策略，并给出不同解耦方法下控制系统的结构图。     

基于空间矢量调制的永磁同步电机无速度传感器直接转矩控制

提出一种基于空间矢量调制的永磁同步电机无速度传感器直接转矩控制策略,并将能实现电机转速辨识的模型参考自适应方法应用于控制中,利用Matlab／Simulink对控制系统进行了仿真研究,同时对该永磁同步电机进行SVM—DTC方法的实验．仿真和实验结果表明,该策略具有良好的稳态和动态性能,能快速动态响应,有效减小转矩和电流的脉动,提高系统的控制性能．     

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.     

改进的永磁同步电机模型预测直接转矩控制策略

针对永磁同步电机直接转矩控制逆变器开关频率不固定、转矩和定子磁链脉动大等问题,以及模型预测直接转矩控制计算工作量大的缺点,提出了改进的模型预测直接转矩控制策略.该策略只需预测零电压矢量作用下的转矩和定子磁链,当转矩和定子磁链误差在阈值以内时,零电压矢量为最优电压矢量;否则,基于传统直接转矩控制理论中定子磁链的分区和电压矢量选择表确定最优非零电压矢量.由于只有零电压矢量作用下的转矩和定子磁链需要预测并取消了评价函数,因此计算工作量大大降低.最后,基于MATLAB建立了仿真模型.仿真结果表明,永磁同步电机采用改进的模型预测直接转矩控制策略时,电机转矩和定子磁链均能快速准确地跟踪参考值.     

永磁同步电机非线性控制策略研究

永磁同步电动机由于具有高功率密度、运行性能优良等特点,在驱动控制领域得到了广泛应用。高性能的电机驱动系统必须具备快速准确的响应和良好的抗干扰性能。因此,利用非线性控制的方法提高系统性能是很有必要的。考虑到永磁同步电机是一个复杂耦合的非线性系统,本文采用了直接反馈线性化方法,从而实现PMSM系统的输入输出线性化,实现高性能控制。通过仿真验证了该方法的有效性。     

双三相永磁同步电机改进型模型预测电流控制

针对双三相永磁同步电机模型预测共模电压抑制方法存在寻优计算量大、开关频率较高、稳态性能不佳的问题,提出一种改进型模型预测电流控制.首先,改进六相两电平逆变器,降低零矢量共模电压幅值;其次,选择小共模电压矢量构造虚拟电压矢量,简化价值函数的同时减小共模电压和电流谐波含量;再次,通过计算参考电压矢量直接选择最优电压矢量以减少寻优次数,并引入占空比控制提升电机控制精度,改善电机稳态性能.最后,仿真对比传统模型预测电流控制、RCMV（Reduced Common Mode Voltage）-1、RCMV-2和所提控制方法.结果表明,所提控制方法在减小共模电压的同时,降低了转矩脉动和谐波电流,且较RCMV-2方法开关频率明显降低;此外,寻优代码执行时间相较于RCMV-1和RCMV-2分别降低了约91%和65%,减小了计算量.