车用永磁同步电机控制系统实验平台开发

为研究车用驱动电机控制策略的有效性,本文开发了基于DSP2812的车用永磁同步电机控制系统实验平台.实验平台由硬件系统和软件系统两大部分组成,其中,硬件系统包括主电路、控制电路和驱动保护电路,软件系统包括下位机程序和上位机调试程序,实验平台通过上位机调试界面监测电机运行状态,并可直接修改下位机程序相关参数,使得验证永磁同步电机高性能控制策略十分便捷.最后,在实验平台上测试了永磁同步电机最大转矩比电流矢量控制策略,得出转速响应曲线和电机控制精度图,利用此平台进行实验,参数修正容易,调试方便,为研究车用永磁同步电机高性能控制策略奠定了实验基础.     

稀土永磁式同步电机的控制策略探讨及其实现

本文针对稀土永磁式同步电机的结构特点,从永磁式同步机的控制机理出发,对稀土永磁式同步电机的控制策略进行了探讨,并应用滑模(Sliding Mode)理论和矢量控制技术,探讨了控制策略的实现方法。     

基于扩张状态观测器的永磁同步电机自适应滑模调速控制

针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)调速系统存在参数不确定性及负载扰动问题,提出了一种基于扩张状态观测器的自适应滑模控制方法.在系统模型存在参数不确定性及负载扰动情况下,通过扩张状态观测器对系统的总和扰动进行实时观测,并在控制过程中加以前馈补偿以降低系统总和扰动对控制精度的影响,提高系统的动态性能.由于系统观测误差上界无法精确获得,自适应滑模控制器中的切换控制增益采用参数自适应律来调节,可有效改善系统的抖振现象,保证系统输出高精度跟踪期望信号.仿真结果表明,与传统的比例-积分(proportional-integral,PI)控制方法相比较,提出的基于扩张状态观测器的自适应滑模控制方法具有转速超调量小,响应速度快,对系统的参数不确定性及负载扰动具有很强的抑制力,且能够有效减弱滑模控制的抖振问题和提高系统的鲁棒性能.     

内埋式永磁交流发电机低电压调整率的条件分析

采用相量法分析了内埋式永磁交流发电机带纯电阻负载且考虑电枢电阻、电压调整率等于零及负值时所具备的条件,得到了相应的负载变化范围,总结了电压调整率随电机参数变化的规律.采用场路结合方法设计了一台低电压调整率的电机,利用有限元计算了负载场,得到了电枢反应电抗的饱和值和电压调整率.计算和测量结果证明了理论分析的正确性.这为设计额定负载时,其电压调整率低甚至为零的永磁交流发电机提供了依据和有效途径.     

一种减少永磁同步电机转矩脉动方法

对内埋式永磁同步电机直接转矩控制系统特性进行了深入研究.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的缺点,提出了一种新的永磁同步电机直接转矩控制策略.以减小转矩脉动为目标引入模糊逻辑思想,将磁链偏差和磁链偏差的变化率进行了合理的模糊分级,模糊调节选择电压矢量和反电压矢量作用时间.这种方法可以保持恒定的开关频率并有效地减小转矩脉动.为了获得高性能的无速度传感器内埋式永磁同步电机控制系统,设计了一种无速度传感器方案.最后,通过仿真验证了所提控制策略的有效性.     

内埋式永磁电机低速和静止时的无位置传感器控制

首先将内埋式永磁电机的数学模型转化为一种表贴式永磁电机模型的等效形式,在此基础上提出了一种静止和低速时的位置观测器。此方法采用高频的旋转矢量电压注入到电机的定子绕组中,通过对高频电流建立模型参考自适应的模型进行位置跟踪,从而取代通过电流滤波方法跟踪位置,该方法可以有效的区分正D轴和负D轴的位置。最后建立了此算法的仿真模型,仿真结果验证了方法的有效性。     

PMSM的高精度感应电势状态观测器与位置估计

提出了永磁同步电动机考虑参数变化时精确的感应电势关系式新模型,建立了微分型和非微分型两种高精度感应电势观测器,证明了感应电势观测器的稳定性和收敛性,分析了参数变动对位置估计的影响.针对无位置传感器矢量控制系统,以内埋式永磁同步电动机为例进行了仿真实验研究,结果表明设计的感应电势状态观测器具有优良的性能.     

永磁同步直线电机弱磁调速时的设计

从凸极率角度出发，对内部磁极结构电机提出了新的设计方法，为使电机的特性具有可比性，假设电机均运行于相同的基值点，并采取相同的控制策略，着重了研究凸极率（ld/lq)对电机最大可能速度，逆变器功能（VA）和电流控制特性的影响，所得结论对电机及其驱动系统的选择和有积极的参考指导作用。     

带负载异步起动高速永磁同步电动机设计

针对纺织机械设计了一台可带额定负载异步起动的高速永磁同步电动机.利用有限元方法对电机进行了磁场分析,准确计算了空载漏磁系数和计算极弧系数,并与磁路计算相结合得出初步设计方案.着重研究了定子绕组参数、转子槽形、导条材料和永磁体尺寸等对电机起动转矩和牵入同步特性的影响.当所设计电机永磁体轴向长度比电机长度短5 mm时,平均...     

永磁同步电机自抗扰控制研究

将自抗扰控制引入永磁同步电机的速度环控制中,为减少算法计算量和降低参数调整难度,对非线性自抗扰控制进行结构优化和线性化处理,完成永磁同步电机的线性自抗扰控制器设计和仿真分析.仿真结果表明,自抗扰控制较常规PI控制抗负载扰动能力强,对不同转速的运行具有较强适应性.     

永磁直线同步电机自适应内模控制研究

为了解决永磁直线同步电机（PMLSM）运行过程中对系统参数摄动及负载扰动等不确定因素敏感的问题,结合内模控制和模型参考自适应控制各自的优点,设计了PMLSM自适应内模控制器（AIMC）.仿真结果表明,自适应内模控制器同常规PI控制器相比,具有更好的动态稳定性和跟踪性能,对外界干扰具有较强的鲁棒性.     

永磁同步电机模型的精确线性化

用状态反馈线性化理论研究了永磁同步电机非线性数学模型的线性化问题.证明了永磁同步电机的模型可通过状态反馈进行精确线性化,并给出了实现线性化的状态反馈/微分同胚的具体形式,从而将永磁同步电机控制系统设计问题转化为线性系统问题.     

钕铁硼永磁同步电动机的设计及优化

目前永磁同步电动机的设计和使用中存在的一个突出问题是永磁材料的价格昂贵。文中在编制了3KW、4极钕铁硼永磁同步电动机磁路设计电算程序的基础上,采用复合形法对磁钢尺寸进行优化。该方法具有优化快速、可靠、程序简单、实用性强的特点,结果表明,电机经优化设计后,不但所用永磁体的尺寸大大减少,其运行特性曲线还具有高效率、高功率因数的优良品质。     

一类永磁同步电机的自适应混沌同步

给出了一类永磁同步电机(PMSM)混沌系统的自适应同步控制方法.通过仿射变换和时间尺度变换,将转子磁场定向坐标系下的PMSM模型,变换成一种简单的无量纲模型,分析了PMSM的混沌动态行为.在此基础上,采用Lyapunov稳定性方法,设计控制器和参数估计器对未知参数的PMSM混沌系统进行同步控制,证明了自适应控制器是渐近稳定的.数字仿真结果表明该方法可实现未知参数PMSM混沌系统的同步.     

无轴承永磁同步电机转子初始定位策略

为解决无轴承永磁同步电机(BPMSM)快速稳定启动的问题,提出了一种基于指令电流控制的转子初始定位方法.给出了BPMSM悬浮原理;分析了BPMSM实现准确转子初始定位的充要条件,初始定位中定位步距角的确定,初始定位的定位相序优化,同时确定了120°→240°→0°的BPMSM初始定位相序,并在BPMSM数字试验平台上进行了空载三步定位试验,给出了试验波形.结果表明:基于指令电流控制的初始定位方法可使定位精度控制在-1°～1°范围内,定位角度值最小分辨率为0.2°,电机转子的径向位移被控制在200μm之内,能准确地完成无轴承永磁同步电机转子的初始定位,确保电机快速稳定启动.     

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。