轨道车辆用永磁同步电机系统效率优化智能集成控制研究

为提高轨道车辆用永磁同步电机(PMSM)系统在稳态下的效率,将智能控制技术与转矩补偿相结合,提出一种适用于轨道车辆用PMSM系统的效率优化智能集成寻优控制策略.在搜索的前半程采用模糊逻辑自适应地调节直轴电流分量效率的优化方法,自适应地调整步长,解决转矩波动问题;在搜索的后半程采用黄金分割法搜索,以加速搜索过程,提高收敛性;在整个过程中,引入转矩校正方案,在调节励磁电流的过程中,实时地补偿转矩电流,以解决转矩的脉动问题,保证系统动态和静态性能.针对100 kW的轨道车辆用永磁同步电动机开发了基于TMS320LF2407A DSP的效率优化智能集成控制系统.实验结果证明了本策略的有效性.     

永磁同步电机的电流比较控制及速度预测控制

讨论了一种永磁同步电机(PMSM)电流比较控制和速度预测控制方案。该方案采用瞬时电流分量的比较控制方式，通过查询开关规则表，输出逆变器的开关状态矢量，得到了平稳的直轴电流响应和快速且平稳的交轴电流响应；将预测控制方法应用于PMSM的速度控制系统，对PMSM模型的精度要求低，允许模型可有较大失配，系统算法简单，鲁棒性强。仿真结果表明，该方案的PMSM控制系统具有优良的动、静态特性。     

电动汽车驱动用永磁同步电机数字控制系统

为提高电动汽车的动力性和行驶里程,提出了车用永磁同步电动机数字化控制策略。该策略采用具有参数自调整功能的模糊P1速度控制器来提高系统的动力性和鲁棒性,采用基于空间电压矢量脉宽调制方法设计电流控制器来提高车载电源电压利用率,从而提高电动汽车的行驶里程。基于该策略开发的车用永磁同步电动机数字化控制系统实验结果证明了该策略的有效性。     

永磁同步电动机的驱动控制

1 永磁同步电动机的状态空间模型 众所周知,分析同步电机,通常采用以转子速旋转的d、q、o系统最为合理(见图1)。图1示出了二极同步电机的空间坐标示意图。     

永磁同步电机直接转矩控制的改进与仿真

本文在分析永磁同步电动机数学模型的基础上提出了基于空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)的永磁同步电动机直接转矩控制系统,同时采用Matlab/Simulink建立了系统的仿真模型,并给出了仿真结果,同永磁同步电动机传统DTC控制系统仿真结果进行比较,说明了该系统具有抑制转矩脉动、抗干扰能力强的特点。     

基于模糊PI控制具有升压电路的永磁同步电机调速系统

为了改善内置式永磁同步电机（IPMSM）调速系统的动态抗扰性能，在利用常规比例积分（PI）调节的基础上提出了模糊PI复合控制的方法，用于电机转速控制和直流母线电压控制．分析了具有升压电路并由脉宽调制型（PWM）逆变器驱动的永磁同步电机调速系统的结构和特性,通过仿真和实验结果，可以证明这种基于模糊PI复合控制、具有升压电路的永磁同步电机调速系统可实现电机的平滑宽调速，并具有良好的动、静态特性。     

永磁同步电机驱动系统效率分析

本文首先简要介绍目前电梯的主要节能方式,然后,针对目前开始大量使用的VVVF永磁同步电机驱动系统,详细分析永磁同步电机的设计上影响驱动系统的效率提高的因素。     

基于逆控制的永磁同步电机速度伺服系统

针对永磁同步电机系统解耦性能,提出一种逆控制的新型控制策略,应用逆系统方法对永磁同步电机进行解耦控制研究.通过对永磁同步电机的数学模型可逆性分析,将永磁同步电机系统解耦成二阶线性转速与一阶线性定子电流两个低阶的线性子系统.仿真结果表明,控制方案具有优良的动态和静态性能,且对负载变化具有较强鲁棒性.     

永磁同步电机非线性控制策略研究

永磁同步电动机由于具有高功率密度、运行性能优良等特点,在驱动控制领域得到了广泛应用。高性能的电机驱动系统必须具备快速准确的响应和良好的抗干扰性能。因此,利用非线性控制的方法提高系统性能是很有必要的。考虑到永磁同步电机是一个复杂耦合的非线性系统,本文采用了直接反馈线性化方法,从而实现PMSM系统的输入输出线性化,实现高性能控制。通过仿真验证了该方法的有效性。     

内置式永磁同步电动机弱磁控制的简化方法

针对直流侧母线电压对永磁电机扩速限制的问题,提出了一种基于电压坐标系的简化弱磁控制方法.由传统的基于电流坐标系的矢量控制转换到电压坐标系下进行分析,推导出电压坐标系下的转矩表达式,根据极限电压控制电流分量,得到相应的弱磁控制策略.理论分析和仿真实验表明该方法简化了计算过程,最大限度地利用直流侧电压,扩速范围更广,具有良好的动态响应.     

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。     

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。     

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.     

一种改进的永磁同步电机直接转矩控制方法

针对传统的永磁同步电机直接转矩控制在低速运行时磁链和转矩脉动大,以及低速时定子电阻的变化导致磁链估算产生较大误差等影响电机稳定运行的问题,提出了一种改进的永磁同步电机直接转矩控制方法。该方法首先利用饱和函数-sat函数代替二阶滑模算法中的符号函数,实现滑模控制切换的连续性,削弱滑模控制中的抖振;然后再利用改进的二阶滑模算法来设计速度和磁链控制器,替代传统的直接转矩中的滞环比较器,抑制转矩和转速的波动;最后通过在磁链估算中建立基于模糊比例积分（proportional integral,PI）控制的定子电阻补偿器,消除定子电阻变化对磁链估算的影响。仿真结果证明了所提方法的有效性与可行性。     

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.     

永磁同步直线电机模糊预测控制策略

为了解决模型预测控制寻求最优控制变量时,由于权重系数选取不合理而导致的实际电流不能紧密跟随给定或预测输出电压波动过大的问题,提出了一种基于模糊控制动态选择权重系数的模型预测控制方法。将模糊控制应用到选取权重系数中,把最优权重系数在线输送给当前正在运行的模型预测控制系统;通过3组试验对不同的权重系数进行仿真、对比和分析,得出权重系数的合理区间。仿真结果表明,基于模糊控制的权重系数具有良好的兼顾性能,当负载变化剧烈时,电机的鲁棒性较好,电流可以紧密跟随给定;当负载变化平缓时,在满足电流可以跟随给定的条件下,输出电压的波动会减小。改进后的控制系统具有较强的抗扰动能力,可以根据负载变化需求自动变化权重系数,为永磁同步直线电机的控制设计提供参考。     

永磁同步电动机电流预测控制

提出一种新型电流预测控制策略(Current Predictive Control,CPC)。综合了矢量控制(Space Vector Modulation,SVM)和直接转矩控制(Direct Torque Control,DTC)的优点,可以有效地提高永磁同步电动机调速系统动态响应速度,同时减小转矩脉动。有别于矢量控制的双闭环速度、电流PI控制结构,CPC通过比较电流预测值与速度控制器提供的电流参考值,根据电流预测误差直接给出电压源逆变器(voltage-source inverter,VSI)最优开关序列,省略了SVM中电流PI控制器和脉宽调制器(pulse width modulation,PWM),提高了系统动态响应速度;同时减小了DTC中由于滞环控制产生的转矩脉动。仿真结果表明了稳定MPC控制器结构简单,计算量小,静、动态性能优异,鲁棒性强。     

永磁直线同步电机弦截法内模控制系统

提出了一种基于弦截法的内模控制（secant method—basedinternal modelcontrol,SIMC）策略实现对永磁直线同步电机（permanent magnet linear synchronousmotor,PMLSM）的高精度位置控制。以核岭回归方法建立被控对象模型作为内模,进而以弦截法求解内模的根作为逆模,构成SIMC系统。实验仿真结果表明：与传统的内模控制（internalmodelcontrol,IMC）系统相比较,由于弦截法求解内模的根作为逆模可实现逆模与内模的完全匹配,使SIMC系统对内模控制PMLSM控制具有更高的正弦信号跟踪精度,更好的鲁棒性与抗干扰性;对于阶跃输入信号,SIMC系统没有稳态误差。SIMC系统一般只要1～2次迭代就能获得稳定的控制量,可满足控制系统快速性要求。     

基于DSP的永磁同步电动机控制系统的研究

介绍了一种新颖的永磁同步电动机速度闭环控制系统,该系统以数字信号处理器（DSP）为核心器件,采用速度、电流双闭环控制策略.阐述了系统的工作原理、硬件结构和软件编程,最后进行了实验研究.实验结果表明,该系统具有硬件设计独特、抗干扰能力强以及动态响应快等优点.