面向全矢量线控车辆极限运动的分层式协同控制

装配四轮分布式驱动-转向(4WID-4WIS)底盘的全矢量线控车辆具备多可控自由度、高速稳定性强的特点,是极限工况稳定裕度和安全性较高的理想车型。为了解决全矢量线控车辆在极限工况下纵横向控制冲突危害行车安全的问题,提出一种基于模型预测控制(MPC)的分层式车辆纵向和横向运动协同控制方法。建立基于单轨模型的期望运动状态识别方法,设计模型预测控制器转换动力学目标,采用泰勒展开和前向欧拉方法对预测模型进行线性离散化处理;设计基于负荷率的轮胎力优化分配方法,利用反正切轮胎逆模型求解控制执行量。仿真结果表明,协同控制方法能显著提高车辆在不同路面下的极限运动稳定性,更精准地跟踪期望运动状态,扩大稳定裕度,保障行车安全。

智能永磁直驱技术在矸石山提升机中的应用

枣庄矿业集团公司高庄煤矿矸石山绞车采用永磁直驱系统,控制实现主从跟随,转矩和速度平衡,并且可通过调节频率,实现软启、软停,永磁直驱系统将机械传动效率提高到98.5%,电动机额定效率可达96%。在控制方式上,采用全矢量控制,实现转矩和速度调节,对节能增效、减轻检修人员的劳动强度具有重要意义。

异步牵引电机全速域转子磁场定向校正策略及应用

大功率异步牵引系统通常采用间接矢量控制,磁场定向易受转子电阻影响,且高速方波区采用标量控制。针对此问题,提出了一种分段转子磁场定向校正方法,即在非方波区采用不同坐标系下观测电磁转矩差异性去补偿转差频率;在方波区采用基于q轴电流误差补偿转差频率。其中,磁链观测采用BPF(带通滤波器)电压模型法,可消除采集电流直流偏置及初值误差。针对牵引控制系统双中断架构特点,提出了一种通过定时器中断中指令电压幅值及载波中断中实际电压角度重构电压的方法,提高电压重构准确度的同时易于工程化实现。最后,通过仿真和实验,验证了该方法可对转子电阻变化引起的磁场定向偏差实现全速域定向校正。

基于DSP-FPGA全数字控制的矢量控制系统

主要介绍了一种基于DSP和FPGA的全数字化感应电动机矢量控制系统,在分析系统总体设计方案的基础上,重点介绍了速度检测、电流采样和闭环调节器设计,并阐述了控制系统的软件实现方法。通过对实际电机的控制试验结果表明,该控制系统具有优良的动静态性能和较好的控制效果,具有广阔的应用前景。

高速永磁同步电动机全数字化矢量控制研究

基于单个锁定型霍尔元件的位置预估方法,在旋转坐标系下实现了高速永磁同步电机的id=0矢量控制,并对控制滞后进行了分析和补偿。实验结果证明了所设计的控制系统的可行性。

异步电机全阶自适应磁链观测和速度辨识研究

设计了一种基于全阶观测器的自适应磁链观测器,通过引入定子电流反馈使观测器对电机参数具有一定的鲁棒性,减少了电机参数的误差以及参数在运行过程中的变化对磁链观测准确性的影响。同时在系统中设置了电机参数的在线辨识,使系统具有了很强的自适应能力。还设计了一套基于TMS320F2812新型DSP的异步电机控制系统,并在该系统上完成了控制系统的设计和实验,实验结果验证了自适应磁链观测器的有效性。

一种新型的基于自适应磁链观测器的速度辨识

提出了一个基于自适应磁链观测器的速度辨识方案。应用Lyapunov稳定性理论,观测器的增益借助于Matlab中LMI工具箱求解一线性矩阵不等式得到,它解决了采用极点配置的自适应速度观测器存在不稳定区域的问题。利用速度估计自适应机构和矢量控制方案设计了无速度传感器感应电机矢量控制系统。仿真结果表明提出的鲁棒自适应观测器在全速范围内具有很好的稳态和动态性能,并具有很好的鲁棒性。

新型船舶综合全电力推进模拟实验系统研究

在简要分析全电力推进船舶发展的基础上,构建了一种新颖的船舶综合全电力推进实验模拟系统.通过比较“变频器-异步电机”系统的两种高性能控制方法VC(矢量控制方法)和DTC(直接转矩控制方法)的优缺点,分别对推进单元中的推进电机和螺旋桨模拟电机采用不同的控制策略,取得了试验数据和波形,实验验证了该模拟系统的可行性.

基于全阶观测器的三电平逆变器异步电机无速度传感器矢量控制系统

采用全阶观测器的方法在三电平逆变器平台上实现了异步电机的无速度传感器矢量控制。针对观测器中增益矩阵选择困难的问题,采用解析推导的方法借助数学软件完整地得出了六组增益矩阵,并指出了采用不同状态变量时增益矩阵之间的联系。全阶观测器只需要两路直流母线电压和两路电机电流信号,可以在全速域范围内准确的观测磁链和转速,并成功的将观测得到的转速和磁链用于闭环矢量控制中。仿真和实验表明基于全阶观测器的矢量控制系统动静态性能良好,对电机参数变化具有较好的鲁棒性。采用预励磁的方法可以在减小起动电流的同时增大起动转矩,保证系统的低速稳定运行。

矢量控制系统中转子电阻辨识方案的仿真研究

设计了一种基于自适应磁链观测器的无速度传感器感应电机矢量控制系统,给出了转速和转子电阻的辨识率,保证了系统在全速度范围内能够稳定运行。通过仿真和实验,对转子电阻随温度的变化对无速度传感器控制系统的影响进行了模拟研究。研究结果表明:给出的转子电阻的辨识方案具有更快的收敛速度;转子电阻的辨识对电机的速度辨识具有很好的修正作用。

永磁同步电动机矢量控制方案的一种数字实现

本文简要叙述了永磁同步电动机 (PMSM)的矢量控制理论 ,并在此基础上给出了其矢量控制调速系统的构成框图。为实现全数字化控制并使系统具有良好的性能 ,采用专用于电机控制的TMS32 0F2 4 0 DSP芯片为核心实现其对PMSM的控制。本文给出了详细的软硬件实现方案 ,整个系统控制方法可通过编写软件实现。

基于滑模控制的异步电机全阶观测器研究

针对基于全阶观测器的异步电机矢量控制系统的低速稳定运行和宽调速范围等问题,提出了一种基于滑模控制的改进型异步电机全阶观测器方法。该方法利用全阶磁链观测器来估计电机的转速、转子磁链,提高电机低速时的带载能力,并合理设计滑模转速控制器来达到拓宽调速范围的目的,增强系统鲁棒性。最后,基于Matlab搭建系统仿真模型和基于DSP28055搭建了物理实验平台。仿真实验结果表明,所提控制策略拓宽了电机调速范围,提高了低速带载能力,验证了方法的可行性。

变论域模糊PI在全范围调速系统中的应用设计

针对三相异步电动机调速系统采用传统PI控制只在一定范围内调速性能最优,对全范围调速难达到比较高的动态品质和稳态精度,因此从工程应用角度出发,通过基于误差和误差变化率分区方法选择伸缩因子对变论域模糊PI控制在三相异步电动机矢量控制全范围调速系统中的应用进行了设计;并对临近稳态阶段,由于"模糊控制规则"切换造成的转速响应不平滑提出了一种改善方法。通过与传统PI、模糊PI控制的仿真比较,结果表明所设计的变论域模糊PI控制器具有更强的适应性,在异步电动机高、中、低档调速中,性能最优。

智能网联背景下汽车底盘线控系统及控制技术应用

近年来智能网联汽车技术快速发展,底盘电控化水平不断提升,底盘线控技术作为智能网联汽车领域中的重要技术,直接影响车辆操作稳定性和安全性,合理采用相应的控制技术至关重要。本文分析智能网联背景下汽车底盘线控技术的原理,研究智能网联汽车底盘线控系统和相关的控制技术,旨在为增强智能网联汽车底盘线控系统和控制技术的应用效果提供技术支持。

基于全阶状态观测的无速度传感器矢量控制仿真研究

针对速度传感器不利于伺服驱动装置在恶劣条件下工作的特性,介绍了无速度传感器控制技术.利用全阶状态观测器的方法实现磁链观测和转速估算.以电机为参考模型,全阶观测器为可调模型,基于参考自适应理论,实现电机转速的辨识,进而实现无速度传感器控制.状态观测器实时观测非线性动态系统的参数和状态,估计状态以反馈方式进行校正.利用Matlab/Simulink构建无速度传感器矢量控制系统仿真模型.仿真结果表明:全阶状态观测器对转子磁链估计精度高,在宽转速的范围内有较好的稳定性能和动态性能.

感应电机转速自适应全阶磁链观测器的离散化

全阶磁链观测器是以状态重构的方式来获取感应电机不可测量的相关信息,因其数学模型为四阶微分方程组,给数字化算法实现研究和分析带来难度,并且采用不同的离散化方法对系统控制性能的影响不同.基于数值积分单步法原理,分别采用一阶精度的欧拉法和二阶精度的梯形法,并采用适用于特殊应用场合的高精度三阶龙格-库塔法和四阶龙格-库塔法,实现以定、转子磁链为状态变量的开环和闭环全阶磁链观测器的数字化算法.针对2.2 kW感应电机实验平台,通过大量的实验结果验证不同算法的有效性、精度及其执行效率.

感应电动机无速度传感器矢量控制系统极低速性能研究

针对感应电机无速度传感器矢量控制系统在低速、尤其是极低速时运行不稳定的问题,该文提出一种新的全阶自适应观测器算法。该算法由全阶自适应观测器中改进的反馈矩阵算法和改进的转速自适应律算法组成。通过建立考虑逆变器非线性电压误差和定子电阻压降的观测器状态误差方程,分析逆变器非线性电压误差对估计转速的影响,提出一种可降低逆变器非线性电压误差和定子电阻压降对转速估计影响的反馈矩阵;同时对传统自适应律进行改进,即在传统自适应律的基础上添加与逆变器非线性电压误差和定子电阻压降等造成的磁链误差相当的补偿量,且该补偿量表达式具有一定的自适应性,使得在低速时转速估计具有满意的精度。通过在2.2kW感应电机实验平台对此方法进行有效性的验证,实验结果证明:所给出的算法能保证电机在低速、极低速和零速下带额定负载及1.8倍额定负载稳定运行,并且具有良好的动静态性能。

基于DSP和FPGA的全数字永磁同步电机伺服系统的设计

采用数字信号处理器和现场可编程门阵列,结合矢量控制策略设计了一种新型的全数字永磁同步伺服系统。在分析矢量控制策略的基础上,介绍了系统的硬件和软件设计方法。试验结果表明,该系统不仅结构简单,而且实时性强,具有良好的动态性能。

高速永磁同步风电机组建模及其控制策略

为分析高速永磁同步风电机组的并网运行特性,建立了包括永磁同步发电机、双PWM变流器和电网电压跌落的风电系统模型。分析了其实现最大风能跟踪、低电压穿越的过程,建立了机侧、网侧变流器的矢量控制模型。运用MATLAB/Simulink建立了2MW机组仿真模型,对风速变化和电压跌落时机组运行状况进行了仿真,结果验证了模型的合理性及控制策略的正确性和可行性。

间接矢量控制系统中的异步电动机参数辨识

本文详细介绍了间接矢量控制系统中的异步电动机参数辨识方法。通过改进的直流试验和单相交流试验辨识出异步电动机的定子电阻、转子电阻和定转子漏感;采用转差频率控制,实现电机的空载试验,从而辨识出互感。以上三个试验可以辨识出间接矢量控制所需要的全部参数,并且精度更高,算法更简单,最后以带载试验来证明辨识的参数是准确的。本文提出的方法充分利用了全数字间接矢量控制的有利条件,简化了算法,实现了电机参数的准确辨识,从而保证了这类系统的控制性能。