电网异常条件下的DFIG转子位置观测器

论文根据双馈感应发电机(DFIG)在电网异常条件下的数学模型,提出一种滞环转子位置观测器来获得转子位置角。该观测器的实现主要依据实际转子电流和估算转子电流正序分量的相位偏差,采用滞环控制器来调节估算转子位置。此观测器结构简单,无需调节任何参数,实现方便;所提出的观测器既适应于理想电网条件下DFIG的运行控制,也适用于电网异常情况下DFIG的故障穿越运行。搭建了双馈风力发电系统仿真模型,对提出的控制策略进行仿真验证。仿真结果验证了所提方案的可行性和正确性。     

改进型滑模观测器的永磁同步电机无传感器控制策略

针对永磁同步电机(PMSM)实际运行时定子电阻和电感常发生随机变化的情况,提出了一种可进行永磁同步电机无传感器控制的定子电阻和电感在线辨识的改进型滑模观测器。为了削弱系统高频抖振,用近似饱和函数代替开关函数;基于Lyapunov稳定性理论,在保证观测器稳定性的同时,进行定子电阻和电感参数辨识,并将其反馈到观测器模型,实时修正观测器模型参数,从而提高估算精度;采用锁相环技术计算出转子位置和速度信息,将其反馈到电机控制系统。数值仿真结果表明,改进型滑模观测器能够快速、准确地跟踪转子位置,估算转子速度,且能辨识定子电阻和电感值并进行反馈,实现永磁同步电机无传感器控制。     

新型非奇异终端滑模观测器的永磁同步电机无传感器控制

为了实现对永磁同步电机无位置矢量控制系统所需的转子位置和速度的准确估计,提出一种基于跟踪微分器的新型非奇异快速终端滑模观测器(NFTSMO)。首先,构建积分型非奇异快速终端滑模面,使电流观测误差在有限时间内快速收敛到零,避免了终端滑模存在的奇异问题及传统非奇异终端滑模面中微分状态带来的噪声;然后,结合具有终端吸引子的低抖振切换控制设计滑模控制律,经过跟踪微分器获得平滑的反电动势估算值,减小了传统滑模观测器中低通滤波器引起的相位滞后;最后,基于锁相环原理,从观测的反电动势中调制出转子位置和速度信息。仿真结果表明,采用文中提出的新型滑模观测器可以实现对永磁同步电机转速的准确估计,转速最大估计误差在±1r/min之间,且估计的转子位置无相位滞后,误差小,系统动、静态响应好。与传统滑模观测器相比,该新型滑模观测器具有收敛速度更快、跟踪精度更高、反电动势抖振更小的特点,当系统存在负载扰动及参数摄动时,仍然能够准确地估算出电机转子的位置和速度,具有较强的鲁棒性。     

基于新型滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器控制

提出一种新型滑模观测器对永磁同步电机(permanent magnetic synchronous motor,PMSM)转子的位置和速度进行精确的参数估算,该观测器采用变边界层S函数替代传统的正负号函数,S函数的边界层宽度根据永磁同步电机的转速进行调整,有效的克服了正负号函数作为开关函数所带来对电机参数的依赖和抖振的影响。结合永磁同步电机在旋转坐标系的数学模型,推导出观测器的收敛条件,并利用李亚普诺夫理论证明了算法的收敛性。仿真结果表明,该滑模观测器可准确观测转子位置和速度,并且具有良好的动态响应特性和鲁棒性。     

DSC变频调速系统中的无速度传感器技术

为提高控制系统的鲁棒性和稳定性,抑制电机参数变化的影响,本文比较几种作为参考模型的转子磁链算法,提出基于电流反馈估算转子磁链的观测器算法作为参考模型,利用模型参考自适应在线辩识转速,对无速度传感器的直接转矩控制调速系统的性能进行了全面的分析。     

内置式永磁同步电机转子位置与速度预估

设计了一种新型的滑模观测器（SMO）的IPMSM转速及转子位置观测器,通过电机电流的滑模观测模块对扩展反电动势进行观测,采用转速参数辨识和转子位置角度的锁相环(PLL),分别得到电机转速及转子位置信息,以减小转速和转子位置的观测误差,使用S型函数取代传统的离散控制率减少系统抖动.开发了基于STM32F103嵌入式微控制器的滑模观测矢量控制系统,设计全数字化永磁同步电机无位置传感器矢量控制调速系统的软硬件.实验结果证明:该新型无传感器矢量控制系统结构合理,稳态精度和动态性能良好,能够满足实际应用要求.     

基于改进型滑模观测器的无位置BLDCM控制

永磁无刷直流电机是多变量、强耦合的非线性系统,为进一步深入研究无位置BLDCM控制方法,以解决估算转子位置以及传统滑模观测器的抖振等问题,提出基于改进型滑模观测器的无位置BLDCM控制方法,引入正弦函数的[-π/2,π/2]部分作为滑模观测器的控制函数,以削弱抖振;同时构建反电动势观测器直接提取反电动势信号,并利用李雅普诺夫理论证明其稳定性,引入CORDIC算法以获取电机转子位置和转速.仿真实验结果表明,该控制策略能够准确估计电机转子位置,同时削弱观测器的抖振问题,提高系统精度和可靠性.     

基于MRAS的感应电机无速度传感器矢量控制

提出了一种基于模型参数自适应系统（MRAS）的感应电机转子速度估算方法,用电机状态方程构成全阶观测器观测定子电流和转子磁链,利用李雅普诺夫第二法推导出转速估算公式,并在理论上证明了系统的全局渐近稳定性．分析了定子电阻和转子电阻的变化对转速估算的影响,并对严重影响速度估算的定子电阻的变化进行了补偿,从而构成无速度传感器感应电机间接磁场定向控制系统．仿真结果表明,该系统在低速下具有较好的转矩转速特性以及良好的抗干扰性．     

基于卡尔曼滤波和高频信号注入法的永磁同步电机转子位置自检测

永磁同步电机的运动控制是一个强耦合的非线性动态控制系统,而且在控制过程中测量数据带有噪声,采用传统的线性控制理论很难达到系统要求.提出一种非线性系统的随机观测器--卡尔曼位置观测器,它用于高频信号注入法下的转子位置检测.利用脉动高频信号注入法进行永磁同步电机转子位置自检测,将产生的高频载波电流解调后,送入设计的卡尔曼位置观测器,可有效去除干扰噪声,准确观测出转子位置.仿真实验结果表明,在有系统噪声和测量噪声的情况下,基于卡尔曼位置观测器的脉动高频信号注入法能够精确地跟踪转子位置.     

异步电机转子磁链观测器的准确度分析与设计

提出一种基于频率响应函数的转子磁链观测器准确度分析方法,推导出两种基于开环转子磁链观测器观测值相对实际值的频率响应函数,分析了电机参数的估计值偏离实际值对观测值准确度的影响,应用Gopinath最小阶观测器理论设计了了一种新型闭环转子磁链观测器,实例分析表明,此方法能对转子磁链观测器准确度进行透彻分析,设计的闭环转子磁链观测器结构简单,综合了电流模型和电压模型开环转子磁链观测器最好的特性。     

三级式无刷同步电机转子初始位置估算方法

提出一种三级式无刷同步电机在无位置传感器并且静止的情况下转子初始位置的估算方法。该方法首先利用三级式无刷同步电机主发电机定子铁心的饱和特性,通过给主发电机定子施加特定方向的电压空间矢量,检测并比较相应的定子电流来预估1个转子的初始位置。然后,利用预估的转子初始位置对主发电机定子电流进行造型,通过高斯曲线拟合估算转子初始位置。实验结果表明:转子初始位置的估算精度在0.5°电角度以内。     

异步电机转子磁链观测器的准确度分析与设计

提出一种基于频率响应函数的转子磁链观测器准确度分析方法 ,推导出两种基本开环转子磁链观测器观测值相对实际值的频率响应函数 ,分析了电机参数的估计值偏离实际值对观测值准确度的影响 .应用Gopinath最小阶观测器理论设计了一种新型闭环转子磁链观测器 .实例分析表明 ,此方法能对转子磁链观测器准确度进行透彻分析 ,设计的闭环转子磁链观测器结构简单 ,综合了电流模型和电压模型开环转子磁链观测器最好的特性     

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...     

基于非奇异终端滑模的永磁同步电机无速度传感器直接转矩控制

将非奇异终端滑模观测器引入基于转矩角控制的永磁同步电机直接转矩控制系统中,利用估算反电动势推算电机转子的位置和速度,实现了无速度传感器直接转矩控制.与传统滑模观测器相比较,非奇异终端滑模观测器无需附加低通滤波器,避免了速度估算滞后以及相位滞后问题,提高了转速的估算精度.仿真结果表明,利用非奇异终端滑模观测器的调速系统可获得更高的估计调速精度,并改善系统的动态性能.     

永磁同步电机扩展滑模观测器设计

为了提高永磁同步电机无位置传感器控制系统的转子位置估算精度,研究一种以反电动势信息作为扩展变量的扩展滑模观测器(ESMO)。根据李雅普诺夫稳定性定理设计了一种简化的滑模系数的设计方法,并着重分析了系统的抖振现象与反馈增益之间的关系。不同于传统的滑模观测器,本文采用一种新型的切换函数,通过合理的设计切换函数的参数,可以有效的减少稳态误差和抑制抖振现象。最后利用软件锁相环结构来提取电机位置信息和转速。经仿真验证,设计的观测器能够获得满意的跟踪性能。     

基于滑模观测器的感应电机矢量控制技术研究

为了对感应电机进行快速精确的调速,研究了一种基于滑模观测器的感应电机矢量控制技术。基于电机的静止两相参考坐标系,重新整理了电机模型。根据电机模型的特点,设计了滑模电流观测器。利用李亚普诺夫稳定定理,证明了观测器的稳定性。在电流观测器的基础上,根据等价控制的概念,估算了转子磁链和转速。Matlab Simulink仿真结果表明,基于滑模观测器的矢量控制技术对于转速和负载转矩的不确定性均能呈现很好的调速性能、鲁棒性好。     

基于AFO 的感应电机无速度传感器控制

针对传统的基于模型参考自适应理论MRAS(Model Reference Adaptive System)的感应电机无速度传感器控制系统存在的参考模型不准确的缺点, 提出了一种以电机本身为参考模型, Luenberger 全阶状态观测器为可调模型的自适应无速度传感器AFO(Adaptive Full-Order Observer)控制策略。整个系统包含产生电机所需转子 磁链的全阶观测器和一个使用自适应率估计转速的转速估算机构。以李雅普诺夫稳定性理论为基础, 使用电机的估算定子电流误差和观测出的转子磁链推导出转速自适应率。以观测器极点配置的方法, 设计了一种快速收敛的反馈矩阵, 保证了在大范围内电机的稳定运行。针对转速估计在低速再生制动时的不稳定现象, 利用劳斯稳定判据, 设计了一种新的反馈矩阵保证转速估算的全局稳定性。通过Matlab/ Simulink 仿真验证了结论的有效性。     

开关磁阻电机无位置检测技术的仿真研究

提出了一种基于滑模观测器的无位置检测技术,用于开关磁阻电机控制系统的转子位置和速度估测.该方法采用线性电感模型,通过测量电机终端的电压、电流,便可实现电机的转子位置和转速估测.借助Matlab/Simulink软件,搭建了一个基于滑模观测器的开关磁阻电机仿真模型.仿真结果表明,该方法具有较强的鲁棒性和一定的可行性.     

无位置传感器伺服系统分数阶滑模观测器设计

为了提高传统滑模观测器对转子速度和转角的估算精度,本文提出一种分数阶非奇异终端滑模观测器设计方法,首先在非奇异终端滑模面上增加一个含有分数阶的混合项;然后,在确保系统稳定的条件下,设计一种含有分数阶项和积分项的控制律来得到连续光滑的反电动势,来减小系统的高频抖振。最后通过把分数阶PID引入到锁相环中,使其准确、快速的调制出转子位置与速度。仿真结果表明本文提出的设计方法能够解决传统设计方法估算精度不高和相位延迟问题。     

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.