基于定子电阻观测器的永磁同步电动机滑模变结构直接转矩控制研究

传统的永磁同步电动机直接转矩控制系统存在着转矩和磁链脉动大、低速运行时难以精确控制以及因转矩脉动引起的高频噪声等问题.为解决这些问题,通过定子电阻观测器,利用定子电流与参考定子电流之差来跟踪定子电阻的变化,实现定子电阻的实时估算;用转矩和磁链滑模变结构控制器来替代传统直接转矩控制中的滞环控制器.仿真结果表明,基于定子电阻观测器的永磁同步电动机滑模变结构直接转矩控制系统具有较小的转矩、磁链脉动和快速的动态响应性能.     

改进指数趋近律的五相永磁同步电机滑模控制

针对五相永磁同步电机低速运行时,逆变器会输出不连续电流,产生转矩脉动;电机高速运行时,产生大量定子谐波电流,转速跟随能力和转矩平稳性受到影响.为保证五相永磁同步电机在全速域的快速平滑切换,提出了改进指数趋近律的五相永磁同步电机滑模控制策略.针对滑模控制中存在的抖振问题,提出改进指数趋近律,并将新型趋近律应用于一种非线性...     

中低速开关磁阻电机转矩优化策略研究

为解决开关磁阻电机因其双凸极结构和严重非线性电感特性所导致的在换相和单相导通时转矩脉动较大的问题,提出了以转速、转矩和电流为控制量的模糊滑模多重闭环控制策略。速度环采用模糊滑模控制,通过积分变换将转速差转化为给定转矩,通过比较电机瞬时转矩与给定转矩,控制开关管的导通关断,实现转矩闭环控制;在电机换相时对同时导通的两相绕组进行转矩分配,建立转矩、电流和转子位置角的解析式,由分配的转矩求得给定的绕组电流进行电流闭环控制,从而达到对电机换相和单相导通时转矩脉动的有效抑制。仿真试验结果表明:在电机中、低速运行时,该控制系统与PID控制下的直接瞬时转矩控制(DITC)系统相比控制效果更好;电机低速运行时转矩波动稳定在±0.3N·m以内,中速运行时转矩波动稍有增大,但仍维持在±0.8N·m以内,实现了对转矩脉动的有效抑制。     

基于DSP的全数字永磁电机推进系统

针对永磁推进电机低转速、大转矩、轻噪声的运行要求,其控制应具备良好的低速性能。根据最大转矩/电流矢量控制原理,该文提出了一套以数字信号处理器(DSP)为核心的全数字永磁同步电动机推进系统控制方案,给出了交直交脉宽调制(PWM)驱动方式的硬件结构,以及比例积分调节、空间矢量PWM(SVPWM)等软件设计。仿真和实验结果表明,系统动态响应快,转矩脉动小,谐波含量少,低速性能良好,能够满足舰船电力推进的需要。     

一种改进的永磁同步电机直接转矩控制方法

针对传统的永磁同步电机直接转矩控制在低速运行时磁链和转矩脉动大,以及低速时定子电阻的变化导致磁链估算产生较大误差等影响电机稳定运行的问题,提出了一种改进的永磁同步电机直接转矩控制方法。该方法首先利用饱和函数-sat函数代替二阶滑模算法中的符号函数,实现滑模控制切换的连续性,削弱滑模控制中的抖振;然后再利用改进的二阶滑模算法来设计速度和磁链控制器,替代传统的直接转矩中的滞环比较器,抑制转矩和转速的波动;最后通过在磁链估算中建立基于模糊比例积分（proportional integral,PI）控制的定子电阻补偿器,消除定子电阻变化对磁链估算的影响。仿真结果证明了所提方法的有效性与可行性。     

基于转矩预测的永磁同步电动机直接转矩控制系统的研究

针对永磁同步电动机直接转矩控制系统低速时转矩脉动大的问题,基于直接转矩控制理论,分析了低速时转矩脉动大的原因,提出了转矩预测控制方法,并且借助MATLAB/Simulink工具,对基于转矩预测的永磁同步电动机直接转矩控制系统各环节进行了仿真建模,仿真结果表明,该方法能有效地减小转矩脉动,改善低速运行性能.     

基于双电流调节器的无刷直流电机换相转矩脉动抑制

针对无刷直流电机存在的换相转矩脉动问题,以维持非换相电流恒定为目标,提出对电机换相区开通相和关断相的电流变化率分别进行控制的双电流调节器方案.分析了无刷直流电机换相过程,新方案采用PWM-ON调制方式.基于滑模变结构控制设计的主电流调节器,根据非换相电流偏差自动调节趋近速度,削弱了换相转矩脉动.换相区关断相占空比由辅调节器控制,采用模糊控制思想,根据反电势幅值实时确定占空比大小.基于无刷直流电机双闭环控制系统,利用Matlab软件对控制方案进行了仿真试验.结果表明,在电机高、低速换相区,双电流调节器都可正常工作,使非换相电流保持基本恒定,从而有效抑制了电机换相转矩脉动.     

基于模糊DSVM控制策略的异步电机直接转矩控制

针对传统的异步电机直接转矩控制系统低速转矩脉动大、磁链轨迹内陷、电流畸变严重以及开关频率不固定等缺点,基于离散空间电压矢量调制(DSVM)技术和模糊控制技术提出一种改善异步电动机直接转矩控制系统低速运行性能的控制策略.将一个控制周期细分为m 个时间片,每个时间片输出1 个电压矢量,可以合成多个等效的空间电压矢量,供控制策略选择,优化了开关选择表.采用模糊控制器选择电压工作矢量,取代传统的滞环比较控制器.仿真结果表明,改进的DSVM 控制策略及模糊控制算法的应用,有效改善了直接转矩控制的低速运行性能.在开关频率恒定的前提下,低速时磁链轨迹趋于圆形,电流谐波分量明显减少,平均转矩脉动降低为3.1%.     

内埋式永磁同步电机宽调速范围运行控制策略

为了改善内埋式永磁同步电机驱动系统的性能、效率和可靠性,提出了一套适用于其在宽调速范围运行下的控制策略。该文研究的调速系统采用转子磁链定向的矢量控制作为基本的控制策略,利用模型参考自适应系统对转子位置和转速进行估算。在低速域,采用单位电流最大转矩控制来降低电机定子电流幅值。而在高速域,利用过调制控制策略来增加脉宽调制(pulse width modulation,PWM)逆变器的电压传输比和永磁同步电机的转矩输出能力,同时采用弱磁控制策略实现永磁同步电机驱动系统高速稳定运行。研究了在过调制下的相电流重构技术对永磁同步电机高速域运行性能的影响,并讨论了从低速域的单位电流最大转矩控制到高速域的弱磁控制之间的无缝切换问题。仿真和实验结果证明了上述组合控制策略的可行性与有效性,实现了内埋式永磁同步电机驱动系统在宽调速范围的高性能控制。     

基于五电平变换器的开关磁阻电动机转矩脉动抑制方法

针对开关磁阻电动机(SRM)在换向时电流跟踪效果不佳造成的转矩脉动问题,提出一种基于五电平变换器的开关磁阻电动机转矩脉动抑制方法.设计一种A、C相或B、D相共用同一桥臂的新型五电平变换器结构,较传统变换器控制更灵活、成本更低.根据SRM的非线性模型重新划分导通区间,优先选择电感变化率较大的相输出转矩,避免换向初期电流峰值过大.针对转速及负载等工况发生较大变化时绕组电流跟踪能力不佳问题,提出基于五电平变换器的直接瞬时转矩控制(DITC)方法,设计低速与高速的DITC导通规则.根据当前转速、转矩误差以及转子位置选择适配的导通方式,实现电动机低速时能够稳定运行,高速时电流能及时跟踪所需电流值,实现转矩脉动的抑制.仿真和实验结果表明：相比于传统DITC,该控制策略能在宽速域下实现转矩与电流脉动的抑制,改善转矩的动态特性.     

基于无速度传感器的直接转矩控制系统优化

针对传统异步电机直接转矩控制系统在低速运行状态下存在磁链轨迹发生波动、转矩脉动大的问题,提出一种新型异步电机直接转矩控制策略。采用滑模控制和空间矢量脉宽调制技术(SVPWM: Space Voltage Pwlse-Width Modulation), 引入滑模控制器, 以提高系统对参数变化和外界干扰的鲁棒性。利用空间电压矢量脉宽调制技术产生系统所需要的任意期望空间电压矢量, 使磁链轨迹更趋近于圆形, 即降低了转矩和磁链脉动,又增强了系统的鲁棒性。同时引入无速度传感器技术, 以提高系统工程应用性。通过在Matlab/ Simulink软件仿真结果表明, 新型直接转矩控制系统改善了磁链轨迹波动并有效地降低了转矩脉动, 使转速估计具有较高精度。     

基于电流斜率的开关磁阻电机转矩脉动研究

针对开关磁阻电机中低速运行时存在转矩脉动较大的问题,提出了一种固定开关频率的电流预测控制策略,以提高电流动态跟踪能力,实现电机恒转速控制.根据电磁关系估算当前控制周期内绕组施加正压、负压和零压时电流斜率,预测当前周期电压占空比,实现对绕组电流的精确控制.仿真与实验结果验证该电流预测控制策略的可行性,表明该方法具有较快的动态响应性能,在低速情况下能很好跟踪参考电流,较好地抑制了电机的转矩脉动和电磁噪声.     

一种改进的模糊异步电机直接转矩控制的研究

针对传统的直接转矩控制（DTC）产生转矩脉动的问题,在传统直接转矩控制的基础上,引入了模糊逻辑,细分电压矢量的思想,提出了一种低速模糊模型的直接转矩控制．该模型把磁链相位角、磁链误差和转矩误差作为模糊变量,并对其进行模糊分级,以此来优化电压空间矢量的选择,同时以模糊速度调节器取代传统的PID调节器．实验结果表明该方法不仅能够提高转矩响应速度,而且能够有效地解决转矩脉动问题,在低速度范围内具有较好的动静态性能．     

一种抑制无刷直流电机转矩脉动的调制方法

针对无刷直流电机存在较严重的转矩脉动问题,提出在换相区采用三相绕组共同调制方法来减小换相转矩脉动;在导通区,采用滞环比较原理实现对电机转矩、磁链的跟踪控制,从而消除非换相转矩脉动。在电机转矩与输入能量之间建立联系,按照单周期控制思想,使系统能够准确控制输入能量,进而准确控制电机转矩。仿真和实验结果表明,相比于传统的控制方法,采用转矩脉动抑制方法,在换相区和导通区内的电流和电磁转矩波形都更平稳。并且当电机转速变化时,采用传统控制方法得到的电流和电磁转矩会产生波动;而采用脉动抑制方法时,电机转速变化对绕组电流的影响不大,电机能够相对稳定地输出电磁转矩,验证了文中理论分析的正确性和有效性。     

Hopfield网络改进异步电动机直接转矩控制研究（重新投稿）

针对异步电动机直接转矩控制方法中存在着稳态运行时会出现转矩和磁链脉动大的问题,本文基于Hopfield神经网络方法改进电动机直接转矩控制方法,有效的降低了稳态时转矩和磁链的脉动,改善了调速系统的低速性能。仿真结果表明该方法具有良好的鲁棒性。     

直接转矩控制系统低速下转速特性的研究

针对直接转矩控制技术控制下的异步电动机在低速时存在较大转速脉动,提出了一种新的控制方案.该方案是基于直接转矩控制的原理,在异步电动机低速时,保证输出负载不变,减小定子电压矢量幅值,提高非零电压矢量的作用效果,可以降低转矩低频脉动,提高直接转矩控制系统低速下转速的控制特性.最后给出了控制机理及有效改善转速脉动的仿真图形.     

船舶电力推进DTC系统低速性能的改善研究

针对船舶电力推进传统直接转矩控制(DTC)技术低速性能差的问题,引入模糊控制对定子电阻进行在线辨识。引入空间矢量脉宽调剂技术(SVPWM)来减低转矩与电流的脉动;并且使开关频率得到固定。另外由于船舶推进时易受外界干扰的影响,导致基于固定PI参数的速度调节器不能实时跟踪动态的外界环境干扰,因此引入模糊自适应PID对速度调节器进行动态整定。仿真结果表明引入模糊控制和空间矢量脉宽调剂技术后,低速性能及动态性能得到显著改善。     

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。     

An adaptive load torque observer using hyperstability for PMSM servo system

An adaptive load torque observer is presented to compensate the torque ripple in PMSM servo system. A simple adaptive scheme is derived using Popov ＇ s hyperstability theory. The torque ripple detected by the observer is compensated by a feed forwarding equivalent current which gives fast response. The noisy current information is exempt from the observer to avoid its deterioration to the quality of the observer. The speed measurement delay is considered by using observed speed sinee the instantaneous velocity can＇t be estimated precisely at low speed because of too few position pulses from the absolute encoder during one time interval. Simulation and experimental results demonstrate that the proposed method can improve the dynamic performance of PMSM servo system satisfyingly.