基于Matlab无刷直流电机系统仿真建模的新方法

在分析无刷直流电机(BLDC)数学模型的基础上，提出了无刷直流电机系统仿真建模的新方法。在Matlab／Simulink中，建立独立的功能模块，如BLDC本体模块、电流滞环控制模块、速度控制模块等，再进行功能模块的有机整合，搭建无刷直流电机系统的仿真模型。为保证仿真快速性和有效性，模型采用分段线性法生成梯形波反电动势，系统采用双闭环控制：速度环采用PI控制，电流环采用滞环电流控制。仿真结果证明了该方法的有效性，同时也适用于验证其他控、制算法的合理性，为实际电机控制系统的设计和调试提供了新的思路。     

无刷直流电机的神经网络控制器的仿真研究

提出了一种无刷直流电机的神经网络非线性跟踪器的设计方法。在无刷直流电机的高性能速度跟踪中，若仅采用传统的PID调节，则难以克服系统本身参数扰动所带来的转速偏差问题。本文采用双神经元网络的控制方法，一个用于辨识，一个用于控制，并在Matlab与Simulink下进行了仿真。文中提出一种易于应用自适应权值修正的方法，可以加大采样频率。仿真结果表明，这种方法可以在不影响控制精度的条件下，大大减秒计算量，有利于在线实现。     

一种基于Matlab的无刷直流电机控制系统建模仿真方法

在分析无刷直流电机(BLDC)数学模型的基础上,提出了一种无刷直流电机控制系统仿真建模的新方法。在Matlab/Simulink环境下,把独立的功能模块和S函数相结合,构建了无刷直流电机系统的仿真模型。系统采用双闭环控制:速度环采用离散PID控制,根据滞环电流跟踪型PWM逆变器原理实现电流控制。仿真和试验结果与理论分析一致,验证了该方法的合理性和有效性。此方法也适用于验证其他控制算法的合理性,为实际电机控制系统的设计和调试提供了新的思路。     

无刷直流电机PID控制系统仿真及实验研究

建立了无刷直流电机的数学模型,并设计了基于Matlab的无刷直流电机PID仿真系统.借助数字信号处理器TMS320F2812,将PID控制与BLDCM控制系统有效的结合在一起.通过实验验证,设计的控制系统具有快速响应能力,减少了转矩脉动,改善了控制系统的性能.     

直线永磁无刷直流电机推力波动的综合补偿

推力波动直接影响直线永磁无刷直流电机的加速性能,而齿槽定位力和不规则的反电势波形是推力波动的主要来源.提出了通过磁枢错位来减小齿槽定位力的方法,分析了该方法对反电势波形的影响,用直接力控制方法实现了对推力波动的综合补偿.系统仿真的结果表明,所提方法可以有效减小推力波动.     

基于小波分析的无刷直流电机PWM生成技术的研究

提出了基于小波分析的无刷直流电机的PWM波形生成方法。在对电机的电流数据进行采样以后,利用离散小波变换分析和逆变换来分析电机电流得到高频分量,分析了PWM与生成的高频分量的关系。并利用高频分量抑止电流的谐波分量。构造了一个逆变换器来实现对高频分量的抑止效果。仿真结果看来,这种控制方法很好的抑止了电机的电流脉动,使之更加接近于方波,并且电机转速也相应的更加趋于平稳。     

DSP在无刷直流电机控制系统仿真中的应用

给出了一种应用于无刷直流电机控制系统的数字信号处理器(DSP)的模型。根据实际DSP应用中各种重要的硬件功能、控制方法,以及各种环境干扰和非线性因素,在Simulink环境中构建了整个DSP模型,包括CAP模块、AD采样模块、PWM产生模块和控制模块。通过使用Simulink模型优化技术,如CMEXS-函数和子系统封装技术,提高了DSP模型的仿真精度和速度。结合无刷直流电机模型和三相逆变桥模型仿真所得到的结果表明,该模型能够较为准确地描述出无刷直流电机用DSP控制器的工作特性,对无刷直流电机的DSP数字控制系统的设计和实现均具有重要的实用价值。     

基于SVM逆系统的PMSM云模型整定PID控制

针对多变量、强非线性、高耦合的永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM),设计了不依赖精确数学模型的支持向量机(support vector machines,SVM)辨识逆系统,应用多变量非线性控制逆系统理论,对PMSM进行动态解耦控制研究;针对直接逆开环控制鲁棒性差及支持向量机建模误差,设计了基于云模型规则推理的参数自整定PID(Proportional Integral Differential)闭环控制器,提高了系统的鲁棒性。仿真结果表明基于SVM逆系统的云模型整定PID控制策略不依赖被控对象数学模型,系统抗干扰能力较强,在实现定子电流励磁分量和转子转速动态解耦的同时转速能够精确跟踪给定响应,系统具有良好的动、静态特性。     

Newman-Watts型小世界电机网络混沌行为的牵制控制

小世界永磁同步电机(PMSM)网络的耦合强度和连接概率参数值处于某些范围时,会出现混沌行为,这将严重危及电机网络传动系统的稳定运行。因此,如何控制PMSM网络中的混沌行为成为保持其稳定性的关键问题。首先给出了NewmanWatts型小世界PMSM网络的牵制控制模型,然后通过Lyapunov稳定性理论证明了受控系统的稳定性,并得到牵制控制器参数的选择条件,最后利用数值仿真方法验证该牵制控制方法的正确性。     

永磁球形步进电机控制驱动器设计仿真与实验

为了在三维永磁球形步进电机中应用新的电流控制方式,采用自适应和变结构控制算法以适应电机负载运行的复杂工况,设计了基于电流跟踪PWM和分时控制基础的电流控制驱动器。Simulink环境下的仿真模型验证了该设计思想的可行性,并在具体的实验平台上得以验证。实验结果表明,该控制驱动系统可以实现永磁球形步进电机的连续轨迹运动控制,完成相应的高级控制算法。

Abstract：

In view of adapting new current control method in the complicated working state of the three-dimensional permanent magnet spherical stepper motor,adaptive and switching control algorithm were applied in the motor control to drive mechanical loads.A current control driver system based on current-tracking and time-sharing strategy was discussed.Simulation and experiment results prove the efficiency of the design principle in Simulink environment and on test platform.Experiment results show that this control system could assure the rotor to follow the continuous path motion and accomplish relevant advanced control algorithm.     

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.     

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Lyapunov稳定性理论的星型耦合电动机网络的混沌同步

基于Lyapunov稳定性理论和多个体协调控制,通过设计网络中互联电动机节点之间的耦合函数,实现整个星型耦合电动机网络的渐进同步。从理论分析和数值仿真两个方面,证明并验证了该控制策略的有效性。提出的耦合函数结构简单、控制效果良好,对保证电动机传动系统的协调同步运行具有较好的应用参考价值。     

直接驱动H型平台鲁棒最优同步控制仿真研究

针对永磁直线同步电机直接驱动的H型运动平台存在双轴耦合、参数摄动及外部扰动等不确定因素,影响系统的同步控制精度和鲁棒性的问题,提出了一种基于H型运动平台耦合动力学模型的鲁棒最优同步控制方法。基于Euler-Lagrange方程,建立双轴耦合动力学模型;设计交叉耦合同步控制器,有效地将单轴跟踪误差与双轴同步误差及其变化率结合起来;设计H∞鲁棒最优同步控制器来克服参数摄动及外部扰动等不确定因素的影响,增强系统的鲁棒性。通过仿真实验证明了该方法的有效性。     

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。     

基于EKF的永磁同步电机转子位置和速度估计

提出了一种新颖的基于EKF(扩展卡尔曼滤波)实现PMSM(永磁同步电机)转子位置和速度估计的方法。利用该算法，通过测量电机的端电压和流过定子线圈的电流在线估计电机转子的位置和速度，实现了永磁同步电机的无传感器控制策略。仿真结果验证了该算法的可行性。     

基于Levant微分器的磁浮球控制算法研究

针对永磁电磁混合悬浮系统控制中因信号突变和噪声干扰引起的控制效果不理想等问题,提出一种改进型Levant微分器和PID相结合的控制方法(improve Levant-PID, ILevant-PID)。融合PID控制适应性强和Levant微分器对输入噪声的鲁棒特性优势,解决系统输出抖振问题,利用模拟退火-粒子群优化解决ILevant-PID控制器参数多、关联性强等制约问题。仿真实验表明：与传统PID控制方法相比,ILevant-PID控制方法在阶跃输入下,启动更为平缓,调节时间减小了41.19%,超调量减小了40.36%。ILevant-PID控制器在阶跃输入时有无噪声条件下的稳态误差分别为±0.37 mm及±0.23 mm,相对于PID降低了87%以上。在跟踪方波输入时,ILevant-PID可实现PID无法对8 mm给定信号无超调跟踪,较好地改善PEMS(permanent magnet electro magnetic hybrid suspension)系统控制性能。