无解耦器的定子磁场定向矢量控制系统

为克服感应电机按定子磁场定向矢量控制解耦器带来的不便,提出一种不需解耦器的定子磁场定向控制方法.采用扩张状态观测器对磁链与转矩电流间耦合进行观测和补偿,结合自抗扰控制器进行磁链环的控制,同时将自抗扰控制器引入转速环,并进行了数字仿真和实物实验.结果表明,采用该方案取消了解耦器,简化了系统结构,降低了系统设计难度,并实现了定子圆形磁链的控制.不同转速下系统都具有快速动态响应和高稳态精度.     

引入扩张状态观测器的PMSM无差拍电流预测控制

针对永磁同步电机PI控制方法带来的稳态误差大、响应速度慢等问题,设计电流环采用无差拍电流预测控制(DPCC),速度环采用PI控制的双闭环控制系统.但DPCC对电机参数的精度依赖性强,当电感和磁链失配时,会产生电流静差.为此,加入扩张状态观测器,利用观测到的交直轴电流对电机实际电流进行校正以及利用观测到的系统内外部扰动对...     

自抗扰控制器在同步电机调速系统中的应用

针对同步电机磁场定向控制系统受负载扰动、电机参数变化影响问题,将自抗扰控制器(ADRC)应用于调速系统中.为解决传统磁链观测器存在的直流偏置和依赖电机参数的问题,提出了基于ADRC的磁链观测器.仿真结果表明:ADRC对负载扰动和参数变化具有较强的鲁棒性,并且响应速度快、超调小,具有优良的稳态和动态性能;改进后的磁链观测器能有效抑制直流偏置和参数变化带来的影响,提高磁链的观测精度.     

一种感应电机定子磁场定向解耦控制方法

针对感应电机按转子磁场定向控制,系统受电机转子参数变化影响较大的问题,采用定子磁场定向控制,以定子磁链作为反馈量,克服矢量控制系统对转子参数的直接依赖性,同时运用电流励磁分量解耦补偿环节,实现了定子磁场定向控制下电机转速与定子磁链间的解耦控制．并针对定子磁链估计算法中存在的纯积分问题,提出了一种改进型积分算法予以解决．最后在dSPACE实时仿真试验平台上,对所提出的控制方法进行了试验验证,试验结果和分析证明了所提出控制算法的有效性,系统动静态性能良好,实现了转速与定子磁链的解耦控制。     

一种全阶转子磁链观测器的仿真模型的建立

将一种全阶磁链观测器引用到异步电动机的直接转子磁场定向中,研究其运行时受电机参数变化的影响.借鉴频率响应法,对比常见的电流模型磁链观测器和电压模型磁链观测器,采用数据拟合的方法对电机参数变化下的磁链观测值进行拟合,得到其参数鲁棒性结论.仿真结果表明,应用该全阶磁链观测器可以克服电机转子电阻变化的影响,减小电机定子电阻变...     

定子磁链全阶观测器增益矩阵的确定方法

为了提高异步电机定子磁链观测精度,减小观测误差受其运行过程中温度、频率和磁路等因素的影响,使用定子磁链全阶观测器观测定子磁链.利用静止坐标系下的异步电机数学模型,分析当电机参数改变时,高速运行状态下定子磁链观测器u-i模型和低速运行状态下i-n模型的观测误差变化情况,然后给出定子磁链全阶观测器增益矩阵的确定方法.在Matlab/Simulink仿真环境下,进行了仿真验证.研究结果表明:定子磁链观测精度主要是随着电机在运行过程中转速和转矩的变化而变化;采用此方法在保证观测器稳定的前提下,依据不同的转速区间,选择合适的观测器极点配置,可以提高异步电机全速运行状态下定子磁链的观测精度;采用此方法有效地提高了全速范围内定子磁链的观测精度,并且实现简单.     

感应电动机标量控制下的磁通控制策略

针对普通V/f控制在低频或负载时难以维持感应电动机磁通恒定的问题,基于定子磁场定向的同步旋转坐标系,根据定子磁链与定子电压之间的关系,提出了新的标量控制下电机磁通控制策略.利用定子磁链观测器估计电机定子磁链,并对其进行闭环控制,实现低频和额定负载情况下电机磁通的恒定控制.基于全数字感应电动机调速系统的实验,证明了该方法的正确性和有效性.     

有限冲击响应数字滤波器在异步电机定子磁链观测中的应用

异步电机直接转矩控制中,通常由定子电压积分模型法得到定子磁链,由于观测值中直流和低频分量的存在,低速时无法精确获得定子磁链,从而恶化了系统的低速性能.该文将有限冲击响应数字滤波器与电压积分模型法相结合,提出了一种新的定子磁链观测器电压积分+有限冲击响应数字滤波器(UI&FDF), 通过实验比较了该观测器与传统观测器、基于Chebyshev滤波的磁链观测器的效果.实验结果表明,该方法可以在异步电机运行各频率范围内实现较为精确的定子磁链观测,将此观测值用于直接转矩控制,可以改善电机的低速性能.     

单边直线感应电机纵向边缘效应的研究

单边直线感应电机（SLIM）因结构简单牢固,直接产生前进的电磁推力,在交通中得到广泛应用。 由于其磁路断续,电机运行中存在横向和纵向边缘效应;次级的入口和出口因气隙磁链守恒原理会产生涡流, 并随速度上升而加大。边缘效应和涡流大小对直线电机气隙磁链产生重要影响,造成气隙有效磁通和牵引力系 数降低。探讨直线电机工作特点,得到了电机d－q轴等效电路,通过d轴互感和电阻变化来实时反应第二纵 向边缘效应和次级涡流的影响。结合旋转电机转子磁场矢量控制方法,建立了对应的SLIM控制方程。采用转子 磁链、速度和电流三个调节器,提出了uds,uqs,iqs实时在线解耦补偿控制方法,对SLIM的推力、d－q轴电 压、d－q轴磁链等进行调节和控制,对d轴互感大小进行限制。结果表明,该方法在电机速度突变时减小了力 矩脉动,定子电流过渡平滑,速度平稳,改善了SLIM的运行性能,为电机实际运行分析提供了理论依据。     

异步电动机速度辨识中极点配置和参数辨识

深入分析了以定子电流、转子磁链为状态变量的异步电机状态观测器方案,提出一种异步电机状态观测器的极点配置方法,系统给出观测器的设计过程;并给出定子电阻、转子电阻和速度的自适应率.仿真研究和现场实验表明,该方案对电机参数变化的鲁棒性好,磁链观测精度高,收敛速度快.基于该状态观测器方可实现高性能的无速度传感器运行.     

基于电流控制环的参数自适应永磁同步电机研究

针对永磁同步电机伺服系统,其电阻、磁通等参数会发生变化,使电流控制环性能变差的情况,提出了一种在同一模型中对电阻、电感与磁通进行辨识的自适应控制方法.该方法首先使用统计求均值的方法辨识电机的电感,然后根据波波夫超稳定理论设计电阻与磁通的模型参考辨识方法,并利用这些辨识值修正PID控制的系数.仿真结果表明,系统可以快速地...     

永磁同步电机直接转矩模糊控制系统

结合永磁同步电机(PMSM)的数学模型和经典直接转矩控制理论,采用空间矢量控制方法,以定子磁链角增量为控制目标,将模糊控制器作为转速与转矩调节器和定子磁链优化控制器.运用MATLAB/Simulink软件对该控制系统建模和仿真.结果表明:与经典DTC控制系统相比,该控制方式能够减小转矩脉动,降低系统损耗,从而提高了效率.     

基于无源性的定子磁场定向感应电机控制器

根据无源性控制的基本思想,并借鉴定子磁场定向控制理论,以定子磁场定向同步坐标系下的定子电流和定子磁通作为系统的状态变量,构建了一种新的电压源型混合控制器,并给出了系统的稳定条件.在理论分析的基础上,证明了在互联与阻尼分配的基于无源性的感应电机控制器设计方法中,将模型表达为欧拉方程的形式是不必要的,且动态解耦条件的数学描述约束过于严格.仿真和实验结果验证了该混合控制器的稳定性、有效性以及良好的静动态性能,同时提出的结论也由此得到了证明.     

异步电动机自抗扰控制系统的仿真

介绍了自抗扰控制器的内部结构及其各组成部分的功能,并将自抗扰控制系统应用于在异步电动机调速系统中,此控制方案不需要精确的电机模型就可以实现干扰补偿,使得自抗扰控制器的设计能够独立于异步电动机精确的数学模型。在MATLAB/Simulink环境下进行了仿真研究,并根据仿真结果分析了线性自抗扰控制系统较传统PID控制器的优缺点。     

轮毂电机驱动电动汽车机电耦合垂向动力学特性

电动车用轮毂电机受路面激励和车重的双重作用,定转子相对偏心进而产生不平衡磁拉力,其垂向分量与车辆悬架系统的垂向振动相耦合,影响电动汽车的平顺性、舒适性等性能。针对这一机电耦合问题,以一台永磁式轮毂电机为研究对象,利用磁场叠加法获得负载气隙磁密分布,引入复数相对磁导和偏心磁导修正系数,建立考虑定子开槽效应的电机偏心磁场和不平衡磁拉力解析模型,并通过有限元仿真和样机试验验证了解析模型的有效性。根据悬架系统的垂向振动与电机偏心不平衡磁拉力的实时耦合关系,利用拉格朗日法求解车辆动力学方程,建立1/4车身垂向耦合振动模型。以轮毂电机定子垂向振动加速度、车身垂向振动加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷为主要指标,研究机电耦合效应对车辆垂向动力学特性的影响,揭示不平衡磁拉力输出特性与车辆动力学响应之间的机电耦合机理。研究结果表明,机电耦合效应使电动汽车的平顺性、操稳性和安全性等性能总体下降。     

四旋翼姿态的反步滑模自抗扰控制及稳定性

为了解决四旋翼无人机姿态控制中存在的问题,设计了一种基于反步滑模自抗扰姿态控制器.首先,介绍了四旋翼无人机的动力学模型,建立了基于反步滑模自抗扰控制算法的姿态控制方案.控制方案构成主要包括扩张状态观测器及基于Lyapunov稳定性分析的反步滑模控制器.稳定性分析表明,通过合理调整参数可以保证控制系统是渐近稳定的.仿真结果表明,所设计的控制器同经典自抗扰控制器相比,对扰动有较强的抑制能力,提高了自适应性和鲁棒性,表明该控制系统具有更好的稳定性和动态性能,对四旋翼姿态控制更加有效.     

基于EKF的感应电机无速度传感器矢量控制系统

给出了一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的感应电机无传感器矢量控制系统转速和负载转矩同时估算的方法.在矢量控制的基础上,将电机的运动方程作为一个状态方程,把电机负载转矩看作系统的扩展状态量,根据定子侧测量的电压、电流值,由EKF估算出电机转子磁链、转速及负载转矩.在此基础上,采用负载转矩前馈控制型转速控制器,提高系统抵御负载扰动的能力.仿真结果表明,无速度传感器矢量控制系统具有良好的动态控制性能,所提出的EKF估计器能够准确地估计转子磁链、转速及负载转矩.     

同步磁阻电机直接转矩稳定控制研究

传统同步磁阻电机控制方法需解耦控制,实现过程复杂,且在低速范围内无法保证电机的稳定性。为此,针对低速范围环境,提出一种新的同步磁阻电机直接转矩稳定控制方法。建立同步磁阻电机数学模型和转子的机械运动方程。对电机端电压与电流进行测量,采用坐标变换,将其转换至两相静止坐标系,求出定子磁链、电磁转矩以及转速。将得到的定子磁链与转矩和既定值相比,通过查表确定适宜的电压空间矢量,完成同步磁阻电机直接转矩稳定控制。在低速范围内将扇区分成正负两个对等部分,施加不同电压矢量,从而获取新的电压矢量选择表,保证控制稳定性。实验结果表明,所提方法能够优化低速范围内电流畸变与平均转矩脉动大的弊端;在加速与转速突变状态下,可快速平稳地变化;磁链幅值与转矩值稳定。