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。     

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.     

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。     

基于无轨迹卡尔曼滤波器的感应电机转速估计

借助仿真,深入探讨了卡尔曼滤波器家族新成员—无轨迹卡尔曼滤波器(UKF)用于感应电机转速估计这一问题。分析了采样周期以及滤波器参数对UKF收敛特性的影响,从静态性能、动态响应速度、对电机参数的灵敏度、算法复杂度等各方面评价了UKF转速估计性能,并与经典的扩展卡尔曼滤波器(EKF)转速估计进行了比较。结果表明UKF并不能以预想的突出优势在感应电机转速估计问题上取代EKF。     

基于EKF的感应电机无速度传感器逆解耦控制

提出了一种感应电机无速度传感器逆解耦控制新方法。采用逆系统方法将感应电机的转速和转子磁链进行动态解耦，并由扩展的Kalman滤波器（EKF）对转速及转子磁链进行实时估计。在此基础上，采用线性综合方法分别对转速和转子磁链子系统设计闭环控制器，从而实现感应电机的无速度传感器逆解耦控制。仿真结果表明EKF可在整个调速范围内进行高精度的转速和磁链估计，控制系统具有优良的动态和稳态性能。     

感应电机无速度传感器模糊控制仿真研究

基于Takagi-Sugeno（T-S）模糊模型,提出了一种感应电机的模糊转速磁链观测器,并实现了一种新的感应电机无速度传感器模糊控制方法。该方法利用Lyapunov稳定性理论分析了观测器的稳定性,通过求解受线性矩阵不等式（LMI）约束的广义特征值问题来得到观测器的反馈矩阵。在Matlab软件平台上,利用SimPowerSystems Blocks（PSB）电气模块和Simulink通常模块搭建了基于模糊观测器的无速度传感器控制系统,仿真实验验证了该系统的正确性。仿真结果表明该方法在全速度范围各种工况下都能稳定工作,准确观测定子磁链和转速。

Abstract：

Based on Takagi-Sugeno （T-S） fuzzy model,a fuzzy speed and flux observer of induction motor （IM） was proposed and a novel speed sensorless fuzzy control for IM drives was developed based on fuzzy observer design. This method utilized Lyapunov stability theory to analyze the stability for the observer. The observer gains were obtained by solving a generalized eigenvalue problem （GEVP） under linear matrix inequality （LMI） constraints. The speed sensorless control system of IM drives on the basis of the fuzzy observer was built with PSB blocks and Simulink blocks in Matlab platform and verified by simulation results. The simulation results indicate that the proposed method could operate stably in whole range of speed with preferable observation precision of stator flux and rotor speed.     

基于自适应速度观测器的感应电机控制策略

给出了一种基于全阶模型参考自适应速度观测器的感应电机速度和磁通控制策略.该控制策略能确保转子速度和转子磁通幅值准确跟踪参考值,且对转子时间常数的漂移和负载转矩的变化具有强鲁棒性.控制器的结构由开环和闭环两部分组成,其中开环控制器确保控制信号能够准确跟踪期望值,闭环控制器由实现系统鲁棒镇定.所采用的速度观测器在低速条件下性能良好,观测结果明显优于传统速度观测器.仿真结果验证了该控制策略和速度观测器的有效性.     

三电平无速度传感器发电状态下稳定性的改进

在分析无速度传感器自适应观测器原理的基础上,指出了常规自适应观测器构造中存在的问题,对低速发电工况下不稳定问题进行了分析,提出了一种改进的自适应观测器,结合三电平逆变器直接转矩控制系统进行仿真研究.仿真结果表明,所提出的自适应观测器在全速范围内具有良好的稳态和动态性能,改善了低速发电状态下的稳定性.     

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.     

无速度传感器感应电机控制中定子电阻辨识策略研究

在对基于模型参考自适应方法(MRAS)的无速度传感器感应电机矢量控制系统分析的基础上,提出了一种基于MRAS的电机定子电阻在线辨识策略,分析了定子电阻的变化对转速估算的影响,利用李雅普诺夫定理在保证系统全局渐近稳定的前提下推导出定子电阻的自适应辨识公式.基于Matlab/Simulink仿真环境,对无速度传感器感应电机矢量控制系统定子电阻辨识进行了仿真.仿真结果表明,提出的定子电阻估算方法辨识效果较好,采用辨识后的电机定子电阻提高了转速估算的精度,改善了无速度传感器控制系统的动态性能和稳态性能.     

基于DSVM直接转矩控制的风力机实时模拟系统

为解决实验室无法用真实风力机研究风力发电的相关技术问题,提出了用先进的直接转矩控制（DTC）策略控制异步电机模拟风力机特性的技术。设计了风机转矩的计算方法,及异步电机直接转矩控制系统,使其跟随风机转矩变化,进一步利用离散空间矢量调制（DSVM）技术改善了系统的低速性能,并在RT-LAB仿真平台下对所设计的风力机模拟系统进行了实时仿真,验证了系统稳定性好,准确性高的特点,为实验室内研究风力发电技术提供了一个良好的方案。     

基于快速控制原型的风力发电半实物仿真系统

为提高风力发电MPPT控制器设计与测试验证的快捷有效性,提出了基于LabVIEW FPGA的MPPT快速控制原型(RCP)系统。在LabVIEW RT实时运行平台上,采用PXI-FPGA架构设计了风速、风力机和PMSG的实时仿真模型,以及MPPT快速控制原型。将功率变换器、实时仿真模型和MPPT快速控制原型相连接,构造出半实物仿真(HIL)闭环测试系统。通过渐变风速和自然风速的实时仿真测试,验证了所述快速控制原型系统设计的正确有效性,为风力发电系统的进一步深入研究提供了一套有效的实时仿真和半实物测试平台。     

双馈发电机最大风能捕获和转换策略的仿真

为了最大限度地利用风能,提高风力发电系统的效率,提出了一种既可实现双馈发电机系统低于额定风速下的最大风能捕获又可使得电机铜耗最小化运行的优化控制策略。在分析风力机特性和双馈发电机基本电磁关系的基础上,推导了双馈发电机实现最大风能捕获和转换的定子有功功率和无功功率的数学模型,并应用基于动态同步轴系下的双馈发电机励磁控制策略实现了系统的最优控制。利用Matlab/Simulink对不同风速下双馈发电机系统的运行性能进行了分析和比较,结果验证了该控制策略的正确性和可行性。     

基于双级矩阵变换器的无刷双馈风力发电系统仿真研究

从转子速旋转坐标模型出发,研究了同步坐标下无刷双馈电机的教学模型.采用基于功率绕组定子磁链定向的矢量控制策略,运用最大风能捕获原理,建立无刷双馈电机风力发电系统仿真模型.同时提出一种基于d-q坐标系下的双级矩阵变换器输出电压闭环控制方案,以优化系统中变频器的控制.仿真验证了模型与控制策略的可行性和有效性.     

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Wiener模型的风力发电系统变桨距控制

风力发电系统具有非线性强和波动性大的特点,如何在风速随机变化的工况下,快速地将风电机组输出功率控制在额定范围内是风电系统控制面临的重大难题。针对5 MW风电机组的变桨距控制问题,提出一种基于Wiener模型的风力发电系统变桨距控制方案。根据Wiener模型线性和非线性环节可分离的特殊结构,通过计算非线性环节的逆,构造具有线性性质的广义风电系统被控对象,将风电系统非线性变桨距控制问题简化为线性模型控制问题。采用独立可分离信号分步辨识风电机组Wiener模型,可以更加精准地预测风电机组输出功率。仿真实例表明：该控制方法有效地提高了变桨距系统的控制效果。     

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。     

坦克炮控系统矢量调制型直接转矩控制研究

介绍了坦克炮控系统中对交流电机的一种新型控制策略,并在基本型直接转矩控制方法上进行了改进设计.完成了基于空间电压矢量调制的永磁同步电机直接转矩控制的仿真研究,结果表明新型直接转矩控制技术对坦克火炮具有优良的控制性能.