交流永磁同步电机伺服系统的线性化控制

提出了交流伺服系统自适应反馈线性化的控制方案 ,通过将在线估计的参数应用于坐标变换和非线性状态反馈 ,达到了线性化控制的目的 ;讨论了增强参数收敛性问题。

利用扩张状态观测器的交流永磁同步电机控制

为了提高交流永磁同步电机控制系统的控制品质,保证系统在内外各种扰动的影响下仍能保持快速、无超调、高精度的控制品质,提出了一种改进的控制方式。首先,根据电机模型的特点,分析了影响系统控制品质的因素,包括电流环的动态耦合、速度环的未知扰动等。然后,在介绍扩张状态观测器的原理及功能的基础上,设计了三个扩张状态观测器分别估计速度环和电流环的总扰动,进而设计出具有扰动前馈补偿和误差反馈律相结合的复合控制器。最后仿真和实验均证明了改进的控制策略的有效性。实验结果表明,使用同一组控制器参数,改进的控制策略能够同时实现高低速的高品质动态响应。设定速度为600 r/min时,与传统PI控制器相比,调节时间从0.54 s缩短为0.09 s,速度稳态误差RMS值从2.2 r/min降为1.6 r/min;设定速度为0.01 r/min时,改进的控制策略仍能够保持电机平稳运行,且位置误差在±1码。该控制策略能够满足交流永磁同步电机高精度控制的要求。

交流永磁同步电机伺服系统的变结构控制

运用变结构控制理论 ,分析和设计永磁同步电机磁场定向交流伺服系统 ,并采用了基于观测器重构状态的控制方案。仿真实验表明 ,采用变结构控制的伺服系统响应速度快 ,控制精度高 ,对负载变化和自身参数扰动具有较好的鲁棒性 ,其调速和定位性能明显优于传统的控制方法。

交流永磁同步电机伺服系统模糊PID控制

分析了永磁同步电机(PMSM)在d-q轴的数学模型,结合传统PID控制和模糊PID控制的优点,根据永磁同步电机伺服控制系统随着负载变化或干扰因素影响,引起其对象特性参数或者结构发生改变,从而建立PID参数自调整的推理规则,设计了PMSM伺服控制系统的模糊PID参数自适应控制器。仿真结果表明,模糊PID控制器与传统PID控制器相比具有更好的动态稳定性,对外界干扰具有较强的鲁棒性。

交流永磁同步电机全数字伺服控制器设计

介绍了一种交流永磁同步电机全数字伺服控制器的软硬件组成及设计方案,系统采用TIDSPTMS320LF2406A组成核心控制电路,以智能功率模块构成主电路,具有通用紧凑的系统结构。

大功率盘式交流永磁同步电机电磁场分析

针对应用于石油钻井平台的510kW盘式交流永磁同步电机进行了建模,并分别从空载、负载、电感角度进行了三维电磁场仿真。建模中考虑了模型的对称性和周期性,将整体模型简化成1/4模型,从而显著减少了仿真的计算量。在电机空载状态下,得到了空载磁通密度分布,分析了永磁体极弧系数、槽口宽度和极槽配合对齿槽转矩的影响,通过优化,在永磁体极弧系数取0.85、槽口宽度取5mm、极槽配合取18槽16极时,得到了最小的齿槽转矩30.64N·m,这将有利于降低转矩波动,从而减小电机的振动和噪声,提高系统的控制精度和品质。在电机负载状态下,分析了不同电流激励源和内功率因数角下的电磁转矩波形:在恒转矩区,当相电流为550A、内功率因数角为22°、额定转速为1 600r/min时的电磁转矩为3.115kN·m;在恒功率调速区,当相电流为550A、内功率因数角为41°、转速为2 000r/min时,电磁转矩为2.577kN·m;在过载工作区,当相电流为1 140A、内功率因数角为47°、额定转速为1 600r/min时,电磁转矩为4.756kN·m,电机达到1.5倍过载。与同体积的其他电机相比,该电机的电磁转矩密度有显著提高,内功率因数角调整裕度也较大,能满足过载能力要求。此外,结合电机空载和负载求得的参数,绘制了盘式电机矢量图,求得同步电感值为0.31mH。

交流永磁同步电机伺服系统的变结构控制

运用变结构控制理论分析和设计永磁同步电机磁场定向交流伺服系统;从实现的角度,采用了基于观测器重构状态的控制方案。仿真实验的结果表明,采用变结构控制的伺服系统响应速度快,控制精度高,对负载变化和自身参数扰动具有较好的鲁棒性,其调速和定位性能明显优于传统的控制方法。

粘着控制中的交流永磁同步电机调速控制研究

交流永磁同步电机的模型参数辨识精度是影响电机矢量控制方法性能的关键。基于此,在交流永磁同步电机同步旋转坐标系的数学模型下,提出了一种交流永磁同步电机模型参数的辨识方法,采用直轴电流阶跃响应实验同时辨识定子电阻和直轴电感,脉冲电压实验检测交轴电感,速度驱动实验检测转子磁通。在电机模型参数辨识结果的基础上,讨论了基于矢量控制的交流永磁同步电机调速控制系统电流环和速度环的设计方法。在基于TMS320F2812 DSP的电力机车粘着控制实验平台上进行了实验研究。实验结果表明电机模型参数辨识方法的有效性,调速系统具有良好的动态和稳态性能。

大功率盘式交流永磁同步电机温度场流场耦合分析

根据510 k W盘式电机的电磁设计参数及热物性参数建立了三维温度场流场流固耦合模型,分析了额定工况下电机发热部件的温度分布,接着对样机进行了温升试验。针对温升试验电机温度偏高进行了改进性研究探索,从主动降低损耗和被动降低损耗两方面,研究了影响盘式电机温升的因素。主动降耗方面,建立了等效的二维直线电机模型,从铁耗理论模型和电磁仿真模型角度分析了不同牌号硅钢片在空载和负载工况下,铁耗瞬态变化趋势。对于供电频率较高的电机,尤其在弱磁区,铁耗往往成为影响电机温升的主要因素,对于卷绕定子铁心,建议采用沿着卷绕方向易于磁化、高磁感应强度、低损耗的晶体取向超薄硅钢片来降低高频铁耗。被动降耗方面,基于建立的三维耦合模型,分析了水道不同入口流速对电机定、转子最高温度影响、额定负载和过载工况下的定子绕组最高温度随入口冷却液流速变化趋势,最后将端盖端面水道流体单独建模,通过以上温升影响因素的分析,为之后盘式电机热管理的改进设计提供理论依据。

全数字交流永磁同步电机控制器设计与实现

介绍了一种交流永磁同步电机全数字伺服控制器的软硬件组成及设计方案,系统采用TI DSP TMS320LF2406组成核心控制电路,以智能功率模块构成主电路,具有通用紧凑的系统结构。

交流永磁同步电机控制器的设计与实现

介绍了矢量控制的原理,并运用TI公司的高性能数字信号处理器TMS320F2811进行三相永磁同步电机空间矢量控制器的设计;设计方案分为硬件设计和软件设计两个部分,硬件设计部分详细介绍了硬件系统设计方案,并提供了编码器电路、电流检测电路、过流保护电路;软件设计部分介绍空间矢量控制算法的设计与实现,对电流环和转速环的控制算法进行了详细说明;通过实践检验,该系统符合设计要求,具有控制精度高、反应速度快等优点。

一种在线测算交流永磁同步电机定子电感参数的方法

本文介绍了一种采用准电流定向控制在线测算交流永磁同步电机定子电感参数的新方法,该方法利用通用的PWM调制的电压型逆变器在电机定子d轴上施加了一个正负交替的小电压,与d轴上获得的正负交替的小电流一起推算出定子电感参数。该法具有测试时间短和电机无需堵转的特点。它所涉及到的数学计算简单易于数字编程实现。MATLAB仿真结果证明了该方法的可行性和正确性。

基于MATLAB的交流永磁同步电机解耦控制研究

介绍了一种采用现代控制理论对交流永磁同步电机的直交轴耦合分量进行解耦的有效方法,该法通过加入状态反馈矩阵使电机的电磁力矩得到独立控制,MATLAB仿真结果证明了该方法的有效性。

考虑转速滤波的交流永磁同步电机位置伺服系统自抗扰控制

在高性能交流永磁同步电机伺服系统中,通常会将转速进行滤波后反馈。若转速反馈不考虑转速滤波的实际情况,系统性能必定受到转速噪声的影响,而考虑转速滤波会增加系统的阶数,使参数整定变得困难。为此,设计了一种考虑转速滤波的交流永磁同步电机位置伺服自抗扰控制系统,以表贴式永磁同步电机为例,建立转子磁场定向下的转子机械运动数学模型和机械角状态方程,将转速滤波考虑为一阶低通滤波器,建立转速状态方程,采用误差反馈控制律,构造转速环三阶扩张状态观测器,基于该观测器设计了转速环一阶自抗扰控制器;再以机械角状态方程为基础,构造位置环二阶扩张状态观测器,设计了位置环一阶自抗扰控制器。为了验证设计的可行性,在Matlab环境下搭建了交流永磁同步电机位置伺服自抗扰控制系统模型。仿真实验表明,考虑了转速滤波的交流永磁同步电机位置伺服系统的转速、交轴电流等波动明显减小,系统控制性能得到较大的提升。

基于MATLAB软件的交流永磁同步电机调速系统研究

介绍了一种采用磁场定向理论控制交流永磁同步电机的调速系统,应用现代控制理论对电机直交轴耦合分量进行了解耦,并利用经典控制理论设计了电流环和角速度环调节器。MATLAB仿真结果证明了该方法的有效性,但系统调试时仍需根据具体情况适当调整以得到更理想的效果。

交流永磁同步电机的非线性控制研究

基于交流永磁同步电机的dq模型,采用非线性系统的微分几何方法,利用状态非线性反馈将交流永磁同步电机数学模型精确线性化,然后利用线性系统的LQR最优控制理论获得交流永磁同步电机的基于精确线性化的LQR控制器。通过仿真研究结果表明,采用基于精确线性化的LQR控制器不仅没有超调量,而且具有更好的速度响应特性和控制精度。

盘式交流永磁同步电机温升影响因素研究

首先根据510 kW盘式电机的电磁设计参数以及热物性参数建立了三维温度场流场耦合模型,分析了额定工况下电机发热部件的温度分布,接着对样机进行了温升实验。针对温升实验电机温度偏高进行了改进性研究探索。主动降温方面,建立了三维轴向磁通电机模型,从铁耗理论模型和电磁仿真模型角度分析了不同牌号硅钢片,在空载和负载工况下,铁耗瞬态变化趋势。被动降温方面,基于建立的三维耦合模型,分析了入口流速、端盖材质、额定负载和过载对电机定转子最高温度影响。接着分析了不同水道模型、不同入口流速条件下,对壁面对流换热系数以及入口和出口压力损失变化规律。通过以上温升影响因素的分析,为后续盘式电机散热冷却改进设计提供理论依据。

交流永磁同步电机的PCI总线计算机控制及组态仿真

针对交流永磁同步电机具有控制算法复杂、控制参数较多等特点,提出采用计算机为控制系统核心、采用高速PCI总线数据卡为通讯媒介构建交流永磁同步电机控制系统方案。给出交流永磁同步电机控制系统结构组成及其主要硬件装置。阐述交流永磁同步电机的磁场定向控制策略及其实现步骤。使用组态软件设计交流永磁同步电机控制系统的组态画面,生动直观地显示交流永磁同步电机控制系统的控制全过程。

交流永磁同步电机数字伺服技术

介绍了一种交流永磁同步数字伺服控制系统,硬件基于数字信号处理器DSP和智能功率模块IPM,系统采取了位置反馈来改善性能。用DSP作为主控制器,实现了伺服电机的速度控制和位置控制。该系统具有硬件简单,性价比高的特点。

交流永磁同步电机低速控制算法的研究

为了提高交流永磁同步电机低速运行性能,首先对交流永磁同步电机矢量控制进行分析,对电机控制系统进行建模,推导了矢量控制下电压方程及转矩方程。然后,分析了电机在低速运转时的扰动转矩,为了对该扰动转矩进行观测提出最小维扰动观测器算法,不仅将测得的扰动转矩以前馈的方式反馈至电流环中,同时为了抑制出现大的超调,增加了补偿系数。最后对该算法进行仿真,结果表明：不仅提高了电机低速运行的抗干扰能力,而且改善了电机低速运行性能。