基于DITC的开关磁阻电机转矩脉动抑制仿真研究

基于直接瞬时转矩控制(DITC)理论,介绍了开关磁阻电机的DITC方法及其数学模型,并在此基础上,采用Matlab/Simulink进行了开关磁阻电机DITC系统转矩脉动抑制的仿真研究.仿真结果表明DITC控制结构简单、不需要进行电流控制,直接从参考转矩和当前输出转矩进行比较得到每一相的开关状态,能有效地抑制开关磁阻电机的转矩脉动.系统实验也验证了开关磁阻电机转矩脉动抑制仿真研究的正确性.     

感应电机直接转矩控制系统变结构MRAS速度辨识

基于变结构控制和自适应控制理论,提出了一种模型参考变结构(MRAS-VS)观测器,用于感应电机无速度传感器直接转矩控制系统的转速辨识.该法将变结构和模型参考自适应(MRAS)进行有机的整合,选择转子磁链电压模型和电流模型分别作为参考模型和可调模型,采用两模型输出的偏差构造了一个滑模面.理论分析和仿真结果表明,所提出的感应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高的转子磁链观测准确度,因而改善了转速估计的动静态性能.     

基于模糊控制的直接转矩控制系统的仿真分析

针对感应电动机直接转矩控制中低速运行时定子电阻变化对系统性能影响较大的问题,提出了一种基于模糊PI控制的定子电阻估计方法。同时提出了一种基于模糊SVM技术的感应电动机直接转矩控制方案,该模糊控制器的输入为转矩误差、磁链误差的绝对值,输出为所选择的参考电压矢量的偏转角,最后对该方法进行仿真研究。仿真结果表明所提出的模糊直接转矩控制方案能够有效地改善感应电动机的低速性能,减小转矩脉动,并且具有很好的动态响应性能。

Abstract：

To solve the effect of stator resistance change of the low-speed performance in direct torque control （DTC） of induction motor,a method of the stator resistance estimate,based on the fuzzy-PI control was proposed.And a fuzzy-SVM controller based on the DTC of induction motor was introduced to select the reference voltage vector,which had three inputs：the absolute value of the torque error and the flux error,one output：the deflection angleη of synthesized voltage vector.Simulation was used to prove the efficiency of this method.The results of the simulation prove that the method of the fuzzy DTC controller can effectively improve the low-speed performance of the induction motor,reduce the torque ripple,and have a good dynamic response performance.     

交流感应电机矢量控制全离散混合式仿真研究

在MATLAB软件平台上用基于模块化的方法设计了全离散化的,由Power System Blocks(PSB)电气模块和Simulink计算模块构成的混合式仿真系统,并通过仿真实验验证了该系统的正确性。实验结果表明:离散化采样周期可以合理控制仿真速度和精度,计算模块的离散化仿真方便了实际系统的设计和测试;混合式仿真具有物理概念清晰,仿真用途多的优点。     

基于模糊空间矢量调制的直接转矩控制方案

提出了一种基于模糊空间矢量调制(SVM)技术的异步电机直接转矩控制(DTC)方案。传统SVM-DTC中使用两个PI控制器来产生参考电压矢量的两个分量。设计了转矩模糊控制器代替原有的转矩PI控制器,并给出了基于此模糊控制器的SVM-DTC系统。该转矩模糊控制器的输入是转矩误差与转矩误差变化率,输出为参考电压矢量的转矩分量。针对所提出的方案进行了仿真实验,并与传统SVM-DTC相比较。仿真结果表明该模糊SVM-DTC方案能够提高系统的鲁棒性。     

基于转矩方程的感应电机转速自适应辨识方法

速度辨识是无速度传感器直接转矩控制的核心问题。提出了一种利用电机状态方程和转矩方程直接推导出的新型速度自适应辨识方法,与以往的利用观测器稳定性理论推导出的速度辨识方法相比,能大大降低了转矩脉动对速度辨识的影响,提高了辨识精度与观测器的稳定性。此外,利用Lyapunov稳定性理论,构造新的Lyapunov函数,从理论上严格证明磁链观测器在全速范围内的稳定性,尤其是保证系统在低速度范围内的稳定运行。研究结果表明:基于电机转矩方程推导出的速度辨识方法具有很高的辨识精度且系统在全速范围内都可以获得良好的动静态性能。     

一种新的永磁同步电机直接转矩控制方法

提出了一种新的无速度传感器永磁同步电机直接转矩控制方法。针对内埋式永磁同步电机直接转矩控制存在较大脉动转矩和逆变器的开关频率不恒定的缺点,设计了一种自适应模糊控制器确定占空比的方法。与其它基于自适应模糊控制器的直接转矩方法不同,这种自适应模糊控制器通过控制正反电压矢量作用时间,在每一采样周期计算出最优占空比。该控制器输出部分的比例因子可以根据转矩的变化趋势经自适应机构的模糊规则库在线调整,不仅可以使永磁同步电机直接转矩控制系统保持恒定的开关频率,而且可以有效地减小磁链和转矩脉动,特别是低速时的转矩脉动。为了获得高性能的无速度传感器永磁同步电机控制系统,设计了一种无速度传感器方案。理论分析和仿真实验结果证明了自适应模糊永磁同步电机直接转矩控制策略的有效性。     

基于广义预测算法的直接转矩控制仿真

针对电动汽车电机驱动控制系统结构复杂且系统性能受负载不确定性影响的缺点,提出了一种用于永磁同步电动机广义预测控制方法。从驱动系统动力学方程出发,建立了不依赖电机控制参数的驱动系统CARIMA模型,并采用广义预测算法对驱动系统的给定转矩进行了控制;为了获得良好的变速性能,实现了基于GPC的PMSM驱动系统的直接转矩控制;最后对系统变速过程进行了仿真。仿真结果对比表明,这种控制结构和方法能够实现对转矩变化的有效控制,使速度变化具有较好的平缓控制效果,在工程实际中有很大的应用潜力。     

永磁同步电机无传感器直接转矩控制

传统直接转矩控制转矩、磁链和电流脉动较大,速度传感器的安装容易使系统可靠性降低、成本增加.为解决以上问题,采用扩展卡尔曼滤波器对定子磁链进行观测,并对转速进行估计,实现表面式永磁同步电机无速度传感器直接转矩控制,克服传统直接转矩控制中积分器的缺陷,保持直接转矩控制固有的转矩响应快和系统鲁棒生强的优点,能够对电机参数变化、负载扰动具有较强的鲁棒性,有效地改善了系统的动、静态运行生能,仿真和实验验证了该方法的可行性和有效性.     

开关磁阻电机多种控制策略的仿真比较研究

针对开关磁阻电机非线性严重、变量耦合强烈、电磁关系难以分析的特点,采用了直接转矩控制方法。利用PI调节器分别对电机转矩和磁链进行控制,并且分别与滞环直接转矩控制和电流斩波控制进行了实验仿真的分析和对比,证明PI直接转矩控制系统准确的控制了磁链,减小了电流噪声,提高了响应速度,有效的抑制了转矩的脉动。     

Application of neural networks for permanent magnet synchronous motor direct torque control

Neural networks require a lot of training to understand the model of a plant or a process. Issues such as learning speed, stability, and weight convergence remain as areas of research and comparison of many training algorithms. The application of neural networks to control interior permanent magnet synchronous motor using direct torque control （DTC） is discussed. A neural network is used to emulate the state selector of the DTC. The neural networks used are the back-propagation and radial basis function. To reduce the training patterns and increase the execution speed of the training process, the inputs of switching table are converted to digital signals, i.e., one bit represent the flux error, one bit the torque error, and three bits the region of stator flux. Computer simulations of the motor and neural-network system using the two approaches are presented and compared. Discussions about the back-propagation and radial basis function as the most promising training techniques are presented, giving its advantages and disadvantages. The system using back-propagation and radial basis function networks controller has quick parallel speed and high torque response.     

永磁同步电机最小损耗控制的仿真研究

降低电机的损耗对于节能有重要的意义,分析永磁同步电机(PMSM)损耗模型的基础上,结合直接转矩控制方案,通过实时在线调节磁链给定的控制算法,使永磁同步电机运行于最小损耗控制方式下,并利用MATLAB仿真软件建立了系统模型。该控制方法根据推导出最小损耗控制下的电流来实时确定电机的给定磁链。仿真结果表明与传统的直接转矩控制相比,最小损耗控制方式下的电机损耗有明显减小,达到节能的目的。     

基于空间矢量PWM的新型直接转矩控制系统仿真

针对传统的直接转矩控制（DTC）转矩脉动大、开关频率不恒定等向题，在分析永磁同步电机（PMSM）数学模型的基础上，提出了一种善于空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术的新型直接转矩控制系统，并利用MATLAB仿真软件建立了系统模型。该系统采用PI控制器调节磁链和转矩．逆变器由SVPWM控制．仿真结果表明该直接转矩控制系统设计是正确的，并能有效减小磁链和转矩脉动，改善控制系统的性能。     

基于强跟踪滤波器的PMSM无速度传感器DTC策略

针对扩展卡尔曼滤波器(EKF)对模型误差鲁棒性差的问题,提出了基于强跟踪滤波器(STF)的永磁同步电机(PMSM)无速度传感器直接转矩控制(DTC)策略,该方法利用永磁同步电机定子坐标系下的非线性数学模型和强跟踪滤波技术建立了STF观测器,从而实现了对电机定子磁链、转速和转子位置的实时在线观测。仿真结果表明,STF观测器可以准确地观测出电机定子磁链和转速,同时与EKF观测器相比,该观测器对于系统参数摄动、外部干扰等系统模型失配具有更强的鲁棒性。     

遗传BP网络转速辨识器的设计及在DTC中的应用

为实现无速度传感器直接转矩控制,有时采用神经网络转速辨识器,但前馈神经网络结构难以确定,运用BP算法时又极易陷入局部解。将遗传算法和BP算法结合,采用混合编码的遗传算法优化神经网络的结构及网络初始权值,再利用BP算法对网络权值进行精确调节;这种将遗传算法与BP算法相结合的GA BP算法,实现了遗传算法的全局搜索能力与BP算法的局部寻优性能的互补结合。将所设计的神经网络转速辨识器运用到直接转矩控制系统当中,利用MATLAB/SIMULINk实现无速度传感器控制系统的仿真实验结果表明,该算法具有良好辨识效果。     

电动车用永磁同步电机的双模糊控制研究

介绍了电动车用永磁同步电机的数学模型,并利用Matlab/Simulink建立了仿真模型。由于常规的直接转矩控制采用滞环比较器,其宽度调节有限,容易产生转矩脉动和逆变器开关频率过高,与此同时常规的速度PI调节器的比例积分参数恒定,以致速度跟踪精度不高,设计了模糊直接转矩控制器和模糊速度PI控制器。仿真结果证明:该双模糊控制器能自动调节开关频率,在响应速度,超调方面均优于常规控制器,为今后进一步的控制研究和设计打下基础。     

基于SVPWM的直接转矩控制新方案

针对传统的直接转矩控制(DTC)转矩脉动大、开关频率不恒定等问题,提出了一种基于空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)技术的直接转矩控制系统新方案.该系统采用经遗传算法优化后的模糊控制器代替常规的磁链和转矩控制器,以获得任意相位的空间电压矢量,然后利用SVPWM技术来合成该矢量.仿真结果表明该方案能有效减小磁链和转矩脉动,改善系统的性能.