基于改进型SM-ADRC的PMSM控制策略研究

在永磁同步电机(PMSM)控制中,传统的滑模自抗扰控制(SM-ADRC)能够减小外部负载变化和参数变化导致控制系统性能下降所带来的影响,但是还存在控制器参数太多,整定过于复杂化的问题,故提出一种改进型SM-ADRC方法。设计了一种新型变指数趋近律及新型控制函数将其引入扩展状态观测器(ESO)和非线性状态误差反馈控制律(NLSEF),得到新型滑模状态观测器(SM-ESO)和新型滑模状态误差反馈控制律(SM-NLSEF),减少了SM-ESO和SM-NLSEF待整定参数个数,简化了SM-ADRC参数整定。建立Simulink仿真模型和Links-RT半实物仿真实验平台,仿真和实验结果均表明:与传统SM-ADRC相比,改进型SM-ADRC在简化参数整定的同时提高了系统的响应速度和系统的抗扰性能,减小了电流脉动。

基于SABO算法的PMSM弱磁和MTPA控制方法

永磁同步电机因其结构紧凑、噪声较少、功耗较少、运行速度快、操作稳定,已被普遍采用。针对永磁同步电机弱磁控制过程中,转速环参数选取采用传统PI(proportional-integral)控制方法,依靠经验整定参数,外界抗干扰能力较差、难以保证在各运行区间具有优良性能等问题,提出了一种基于减法平均优化算法的永磁同步电机的弱磁和MTPA(maximum torque per ampere)控制的宽运行范围方法。将智能寻优算法、MTPA控制、弱磁控制三者相结合,利用减法平均优化算法优化PI控制器的参数,提高了系统的响应性能和抗干扰能力;工作电压未超过电压极限圆使用MTPA控制策略运行;工作电压超过电压极限圆利用电压闭环反馈,进行弱磁控制。使用MATLAB/Simulink构建的永磁同步电机弱磁控制仿真模拟,通过PI控制器和减法平均优化算法优化后的PI控制器性能对比,从仿真结果得到控制器方法的有效性。实验有效证明了该控制方法能够解决各种运行工况下控制器参数的优化整定问题,提高电机控制精度。

定转子双开槽对永磁同步电机齿槽转矩的影响

针对内置式永磁同步电机齿槽转矩过高导致的振动和噪声的问题,提出一种定子开矩形槽转子开弧形槽的电机模型,可以在不牺牲输出转矩的情况下抑制齿槽转矩。在分析齿槽转矩的基础上,以8极36槽内置式永磁同步电机为例,通过有限元仿真,分析在定转子上单独开辅助槽以及同时开辅助槽时,电机齿槽转矩随辅助槽参数的变化。然后对优化前后电机的性能参数进行对比,验证了所提方法的可行性。仿真结果表明,齿槽转矩随辅助槽参数的变化先减小后变大,定转子同时开辅助槽时,齿槽转矩削弱了92.01%,相较于单独在定子或转子开槽,可以更好地削弱电机齿槽转矩,且双开槽模型可以更有效地削弱气隙磁密谐波,提高电机的输出转矩。