高频信号注入的PMSM无传感器低速运行优化控制

在无位置传感器永磁同步电机(PMSM)的零低速运行控制中,多采用高频信号注入法跟踪位置信息,这将造成转矩波动和时滞问题.结合滑模速度控制和高频方波信号注入,提出一种无滤波器的转子位置辨识方法.通过将方波信号频率提升至逆变器开关频率,利用基波信号周期远小于高频注入信号周期的特点,在单次高频信号注入周期内,通过两次电流采样,避免了使用传统高频信号注入中的信号分离,同时去掉滤波器,有效提高系统收敛速度.仿真结果表明,与传统的高频信号注入法相比,该方法能实现PMSM无位置传感器控制下高精度的低速运行,且具有良好的稳态特性和动态性能.     

永磁同步电机高频信号注入法启动过程可靠性研究

为了提高高频信号注入法永磁同步电机无速度传感器控制的起动性能,提出了一种转子极性判断的简便方法。根据永磁同步电机作电动机运行时的电磁转矩特性,分析得出电机转矩电流与转子极性间的关系,进而对用来估算转子角度的误差提取信号作了极性校正。实验结果表明,与传统高频信号注入法相比该方法确保了算法解的收敛性,角度观测结果能准确跟踪实际转子位置,不致因为解的不确定性而使电机进入失稳状态,有效提高了电机无速度传感器控制启动时的可靠性。     

基于位置估计的永磁同步电机全速域控制

为改进全速域内永磁同步电机(Permanent magnet synchronous motor,PMSM)转子速度估计精度,该文提出高频信号注入和自适应结合法来估计电机位置和速度,实现全速域内无传感器PMSM的控制。首先在特定高频信号激励下,利用电流响应估计PMSM的初始位置,同时通过流频法启动并控制电机低速运行。然后提出基于可调模型的自适应法估计中高速运行时的电机转速,实现电机无传感器条件下的精确控制。结果表明:提出的方法能使转子初始位置估计误差在0.3%以内和转速估计误差在0.7%以内,转速误差被控制在0.4%以内,具有良好的估计精度与稳态性能。     

基于高频电压信号注入法的电梯门机无位置传感器控制策略

针对永磁同步电梯门机系统,本文结合永磁同步电机无位置传感器控制技术的最新研究成果,提出一种基于旋转高频电压信号注入法的无位置传感器控制策略,在分析旋转高频电压信号注入法估计转子位置原理的基础上,设计了归一化锁相环转子位置观测器,给出一种根据控制系统对转子位置观测器带宽的期望指标设计锁相环参数的方法,阐述了锁相环带宽与转速环带宽的匹配关系.最后在永磁同步电梯门机平台上进行了实验,验证了该控制策略的有效性和可行性.     

基于霍尔传感器故障的PMSM容错控制算法

针对永磁同步电机矢量控制中存在的霍尔传感器故障问题,基于无传感器技术提出一种电机容错控制算法.根据霍尔脉冲序列进行故障与速度检测,采用脉振高频电压注入法与sigmoid新型滑模观测器实现低速、中高速范围容错控制,结合加权函数实现2种无传感器算法的有效过渡,并采用线性电角度补偿方法减少霍尔传感器模式与无传感器模式切换过程...     

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.     

基于高频信号注入的永磁同步电机转子位置估计

为提升永磁同步电机无传感器控制技术在零/低速范围运行时的动态性能,提出一种改进的转子位置估计方法.首先,在α-β坐标系下建立永磁同步电机高频激励模型;其次,为提高转子位置估计性能,对基于外差法的转子位置估计方法进行分析,并提出基于补偿矩阵的转子位置估计方法;最后,在MATLAB/Simulink仿真环境下对比分析外差法与补偿矩阵两种方法的转子位置估计精度.仿真结果表明,所提出的方法不仅能获得较快的转子位置跟踪速度,而且能够保证较高的转子位置估计精度.     

永磁同步风力发电系统滑模变结构矢量组合控制

针对永磁同步风力发电直驱系统应用,采用滑模观测无速度传感器控制算法观测角度和速度的无速度传感器方法,并提出速度采用滑模控制和电流采用非线性PI矢量控制的组合控制策略.仿真实验结果表明:在永磁同步风力发电机可能运行的速度范围内以及加入5％的建模误差时,该组合控制策略工程实现较简单,系统鲁棒性强,动态响应快,从而验证了所提组合控制策略的正确性和可行性.     

基于非奇异终端滑模观测器的永磁同步电机无传感器控制

基于滑模观测器(sliding mode observer, SMO)的永磁同步电机无传感器控制中,SMO的收敛速度和固有抖振均会影响系统的控制性能.针对该问题,设计一种非奇异终端滑模观测器(nonsingular terminal sliding mode observer, NTSMO)以实现永磁同步电机的无传感器控制.首先,构造积分型非奇异快速终端滑模面,使得电流观测误差在有限时间内快速收敛至零,避免奇异问题;其次,利用锁相环方法从观测的反电动势中获取转子的位置和速度,不仅可简化系统,而且能得到更为平滑的估计转子位置和转速;最后,通过Lyapunov函数证明该观测器的稳定性,并利用Simulink软件进行仿真验证.结果表明：采用NTSMO可实现对永磁同步电机转速的准确估计,且转子位置误差小,静态响应好;与传统的SMO相比,NTSMO的收敛速度更快,反电动势抖振更小,其系统控制性能更佳.     

IPMSM宽速域范围无位置传感器高性能控制

考虑到内置式永磁同步电机(IPMSM)滑模观测器易受d、q轴电感差异的影响,提出了一种IPMSM的Lq模型,并构造了IPMSM在Lq模型下的合成反电动势,设计了基于合成反电动势的滑模状态观测器,同时采用两级滤波器串联的方式来提取反电动势信息,并采用变截止频率调节的方法实现恒相位补偿,采用锁相环技术实现系统的高速运行.然后在电机起动时采用相应的控制方法以满足不同的应用要求,并在低、中速切换时采用了一种新的切换策略以实现系统的平稳切换.在一台IPMSM上的实验结果表明,文中提出的滑模无位置传感器控制算法、起动控制选择及主动切换策略能实现IPMSM在宽速阈范围内的无位置传感器高性能控制,从而验证文中所提控制算法的有效性.     

基于模糊滑模观测器的PMLSM的速度位置估计

针对永磁同步直线电机无传感器控制直线驱动系统中,速度和磁极位置难以快速准确估计的问题,提出了一种结合滑模观测器与模糊控制各自优点的模糊滑模观测器速度位置估计新方法。仿真结果表明,模糊滑模观测器能够在柔滑抖振和稳态误差之间找到平衡,保持系统的鲁棒性和控制精度,提高系统的响应速度。该观测器能够高速、精确地估计电机速度和磁极位置,实现高性能的永磁同步直线电机无速度传感器控制。     

基于Super-Twisting滑模观测器的永磁同步电机无传感器控制

针对永磁同步电机矢量控制系统的高性能要求,提出一种基于二阶super-twisting滑模理论的永磁同步电机转子反电动势观测器.对电机反电动势观测值进行运算处理得到电机转子位置与转速,并采用矢量控制对电机转速进行控制,从而实现永磁同步电机的无传感器控制.根据Lyapunov稳定性理论,该观测器的收敛特性,super-twisting算法相比于传统一阶滑模算法极大地削弱了系统的抖振,降低系统超调的同时减小了系统调整时间.仿真和实验结果均表明该方案可有效实现转子位置与转速的估算,且系统具有良好的鲁棒性和动态响应能力.     

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.     

直接检测无刷直流电机转子位置信号的方法

为了实现无刷直流电机的无位置传感器控制,提出了一种新颖的转子位置信号检测方法,该方法通过比较逆变器直流环中点电压和电机断开相绕组端电压的关系,直接检测到断开相绕组反电动势的过零点,再将该过零点延迟30°电角度即可获得无刷直流电机绕组换相所必须的转子位置信号。实验证明,当电机运行在低速时该检测方法可以良好地工作,因此应用此检测方法构成的无刷直流电机无位置传感器控制系统可以运行在很宽的速度范围内。文中对该检测方法的原理进行了分析,得到了检测电路的结构图并通过实验验证了该方法的正确性和可行性。     

基于IP控制和扩展卡尔曼滤波的PMSM转速控制

为实现永磁同步电机(PMSM)的无速度传感器转速控制,提出一种基于积分比例(IP)转速控制和扩展卡尔曼滤波(EKF)转速估计的PMSM调速控制策略.以αβ坐标系下定子电压和电流为观测量,采用EKF算法对电机转速和转子位置进行实时预测和最优估计.估计转速作为反馈项与给定转速比较,所得误差值作为IP控制器的输入,对q轴电流分量进行控制,实现PMSM无传感器速度控制.针对不同电机转速和多种负载状态进行大量仿真研究,实验结果表明,该转速控制策略抗负载扰动能力强、超调量小.     

一种“反电势法”永磁无刷直流电机控制器设计

采用反电动法控制永磁直流无刷电机,是通过检测反电动势过零点获得转子位置实现无传感器控制。系统在设计时采用了新的过零检测电路,较之以前的方法更加简单可靠。给出了硬件电路和软件流程。实验证明了这些改进措施的有效性。     

基于灰色预测的无位置传感器永磁同步电机模型参考自适应控制

提出了灰色预测永磁同步电动机模型参考自适应无位置传感器控制方法.给出了系统控制和位置、速度估计的基本结构;介绍了永磁同步电动机灰色预测和模型参考自适应所使用的预测与估计算法.通过在转速环中加入灰色预测控制,实现对速度的超前快速调节,以提高系统的响应性能.仿真结果表明,该控制系统鲁棒性好,适应性强,可以获得良好的控制效果.     

滑模观测器及其在无机械传感器永磁同步电机驱动系统的应用

为了取消永磁同步电机调速系统的机械传感器，电机转子的速度和位置通过测量定子电流和电压来估计，估计算法采用滑模观测器。采用逐段线性化处理技术，提出了一种滑模观测器在非线性系统中的新设计方法。根据这一方法，给出了用于永磁同步电机状态估计的具体算法。此算法简单，易于用数字计算机实现无机械传感器交流调速。通过数字仿真和实验测试，验证了所提算法的可行性。     

一种永磁同步电机容错控制方法

速度传感器是永磁同步电机矢量控制系统的重要组成部分,当其出现故障时会严重影响系统的性能。设计永磁同步电机矢量控制系统和滑模观测器,并在此基础上实现了在速度传感器出故障后的容错控制。为使速度传感器出现故障后,系统由带速度传感器矢量控制方式可以平滑地切换到无速度传感器矢量控制,提出一种基于数据融合技术的容错控制方案。Matlab仿真验证了所提出的控制方法的有效性。