基于复系数滑模观测器的永磁同步电机位置估计误差抑制

采用sigmoid函数的传统滑模观测器能够有效抑制滑模抖振,但反电动势的估计值与实际值之间存在幅值和相位偏差。为了抑制估计反电动势相位滞后导致的位置估计误差,首先根据观测器模型,分析了传统滑模观测器的位置估计误差产生机理。其次,利用两相静止坐标系的相位关系在传统滑模观测器中引入复系数电流误差项,构造了一种复系数滑模观测器以消除估计反电动势的相位滞后,从而提高无位置传感器控制系统的位置估计精度。最后,根据李亚普诺夫稳定性理论和观测器状态方程分析了复系数滑模观测器的稳定条件和动态性能。理论分析和实验结果表明:所提出的复系数滑模观测器结构简单、运算量低,能够有效抑制估计反电动势相位滞后的问题,提高转子位置估计精度。

电励磁双凸极电机两种电动控制策略的分析和比较

讨论了 QFW-1 8电励磁双凸极起动 /发电系统在电动运行时的两种控制策略 ,对其进行了理论上的分析 ,并在 QFW-1 8k W样机上进行了实验研究。结果表明 ,双凸极起动 /发电系统在电动运行时通过对两种控制策略的结合 ,能较好地解决航空发动机在起动过程中双凸极电机与发动机的转速及转矩的匹配问题。

基于锁频环前馈的PMSM位置估计误差抑制

基于滑模观测器与锁相环(PLL)的永磁同步电机(PMSM)无位置传感器控制系统,其矢量控制性能与转子位置的精度密切相关。针对传统PLL在斜坡加减速过程中存在位置估计稳态误差的问题,提出一种基于锁频环的前馈锁相环(FLL-FPLL)。通过在复系数滤波器的基础上构造锁频环(FLL),实现复系数滤波器中心频率的自适应调节,并将FLL的估计角速度引入PLL,提高位置估计精度。理论分析与实验结果表明:所提出的FLL-FPLL能够有效抑制斜坡加减速过程中的位置估计稳态误差,提高PMSM无位置传感器控制性能。

双凸极永磁电机气隙对电机静态特性的影响研究

结合双凸极永磁电机的结构特点及工作原理 ,在 1 2 /8极双凸极永磁电机模型的基础上 ,采用二维磁场有限元分析法 ,在取电机气隙不同值的情况下 ,对电机内电磁场进行了仿真计算 ,并对计算结果作了分析处理 ,得出气隙大小影响电机静态特性的关系 ;对同一台原理样机 ,在取气隙不同值时对其输出特性进行了实验测试。根据理论分析和实验结果 ,当确定电机气隙的大小时 ,须根据负载的特性要求 ,选择一个合适的值。

永磁式双凸极电机角度提前控制方式

以12/8极永磁式双凸极电机为研究对象,针对现有文献中提出的控制方式——电动运行方式,提出了角度提前控制方式。并在有限元法对电机内电磁场计算分析的基础上,运用理论分析及系统稳态运行仿真模型,研究了不同角度提前量对永磁式双凸极电机相绕组电流及系统输出特性的影响。结果显示,合理地选择角度提前量,能提高电机换相后绕组电流上升率和平均值,提高电机在中等转矩下的转速和输出功率。并在一台原理样机上进行了试验验证,试验结果和分析结果间有很好的一致性。

永磁式双凸极电机输出转矩和电流关系研究

双凸极电机是上世纪九十年代提出的一种新型交流调速系统,自提出以来对双凸极电机的研究工作主要集中在电机本体结构及电机静态特性方面,而对电机系统在稳态运行特性研究较少。文中以现有研究成果为基础,以1台12/8极永磁式双凸极电机为研究对象,在有限元法对电机内电磁场分析结果的基础上,运用理论分析及系统稳态运行仿真模型,研究了该系统在不同转速下改变电流限幅值对其输出转矩的影响,并在1台原理样机上进行了试验验证。研究及试验结果表明:在低转速下,系统输出转矩与电流限幅值基本上成线性关系;在高转速下,改变电流限幅值对系统输出转矩的作用减弱。

永磁式双凸极电机机械特性

双凸极电机是20世纪90年代提出的一种新型交流调速电机,由于对其特性研究不多,目前该种电机的应用还很有限。本文以12/8极永磁式双凸极电机(DSPM)为研究对象,以有限元法对电机内电磁场分析结果为基础,运用理论分析及系统稳态运行仿真模型,对永磁式双凸极电机的机械特性进行了初步研究,将机械特性曲线划分为三个区域加以分析。研究结果表明:区域2内特性曲线最硬,区域1、3内特性曲线均较软。在一台原理样机上进行了试验验证,试验结果和理论分析及仿真之间有很好的一致性。

永磁式双凸极电机系统稳态运行模型研究

以一台12/8极永磁式双凸极电机为研究对象,以有限元法对电机内电磁场分析结果为基础,对双凸极电机系统在不同控制方式下的稳态运行过程进行分析,得到与之相应的一阶非线性常微分方程。在Mat- lab编程环境下对各微分方程进行求解并结合电机的数学模型,建立永磁式双凸极电机系统稳态运行仿真模型,并将仿真得到的电流波形和机械特性曲线与实测得到的相关波形对照,二者间有很好的一致性。表明提出的双凸极电机系统研究方法具有一定的实用价值。

适用于连续加减速的永磁同步电机模糊增益自调整PI控制研究

传统模糊增益自调整PI的模糊规则在转速误差为正或为负时,其比例和积分系数的调节方向是单向的,这使其仅仅适用于单向调速。该文提出一种新型的参数双向变化模糊规则,可以适用于连续加减速的情况,并结合积分重置来降低积分饱和带来的影响,减少了需调整的参数个数。通过规则的隶属度函数和可变比例因子的组合降低了软件实现的难度。通过仿真和实验,证明了此方法适用于永磁同步电机加速和减速的场合。

双凸极永磁电机控制方式II的两种通电原则比较

以12/8极双凸极永磁电机为研究对象,介绍了其在控制方式下的两种通电原则,对二者进行了分析比较,并对其稳态运行过程进行了仿真模拟,最后在一台原理样机上进行了实验验证。结果表明:双凸极电机在控制方式下的两种通电原则,其工作模式间存在着本质的差别,因而在实际运用中只能采用通电原则。

永磁式双凸极电动机系统开环转速和电压关系

双凸极电动机是20世纪90年代出现的一种新型交流电动机调速系统。以12/8极永磁式双凸极电动机为研究对象,在有限元法对电动机内电磁场分析结果的基础上,运用理论分析及系统稳态运行仿真模型,研究了在不同负载转矩下改变变换器直流母线电压对电动机系统开环转速的影响,并在原理样机上进行了试验验证。结果表明,轻载时改变直流母线电压对电动机转速影响较大;重载时改变直流母线电压对电动机转速影响较小。

电动伺服系统电流环设计

为了构成高性能的电动伺服系统电流环,论文介绍了永磁同步电动机矢量控制的原理和数学模型,然后根据系统动态性能的要求,设计并选择调节器的类型。仿真结果表明,所设计的电流环具有很高的电流跟踪能力,为实现高性能电动伺服系统奠定了基础。

基于卡尔曼观测器的永磁同步电机自抗扰控制

根据卡尔曼滤波理论建立观测器,对永磁同步伺服系统的负载转矩进行实时观测,并利用负载转矩的观测值在系统中形成转矩前馈补偿,极大地提高了系统的动态性能和抗干扰能力。试验证明,该方法简单有效,可以显著提高系统的抗干扰能力和鲁棒性。

永磁同步电机性能分析的一种图形化方法

针对永磁同步电机(PMSM)性能分析不便的问题,提出了一种通过定子电流矢量轨迹分析PMSM性能的方法,即基于PMSM的数学模型,编写MATLAB程序,计算电机的各项性能下的参数,从而提高分析的效率。同时,以图形方式给出定子电流矢量轨迹,可让人很直观地了解电机的性能。

永磁同步电动机转子位置计算方法

永磁同步电动机在运转之前,转子的位置是未知的,而在矢量控制中必须确定转子的位置才能进行有效的控制。在使用绝对式位置传感器时,利用电机转子装有永磁磁极的特性,通过对电机定子绕组通入直流电,使转子固定在特殊位置。结合解码模块和数字信号处理器,提出了一种精确计算转子位置信息的方法,实验结果验证了该方法的正确性。

永磁同步电机无传感器单电流环启动及闭环切换研究

针对永磁同步电机无位置传感器的低速启动问题,对转速开环、电流闭环的单电流环启动法,即给定旋转电流矢量带动电机转子旋转启动进行了研究。采用单电流环启动的方法,开展了由单电流环模式切换到转速闭环模式运行的切换过程分析,提出了在启动及切换过程中增加d轴电流控制环节,即增大"转矩-功角自平衡"区域来优化启动与改进的切换方法,利用DSP构成的全数字交流控制系统对提出的方法在切换时电流冲击与功角差进行了测试。研究结果表明,所提出的启动与改进切换方法是可行的,能够使电机由零速平稳启动,在切换时电流与功角差变化大大减小,可以平滑地完成单电流环启动至转速闭环控制模式的切换,最终平顺地加速到额定运行状态。

采用滑动平均低通滤波的脉振高频信号注入法在表贴式永磁同步电机无位置传感器控制中的应用

分析了脉振高频信号注入法实现表贴式永磁同步电机无位置传感器控制的原理,针对注入的高频电压会使电流回路中出现相应的高频电流,而巴特沃斯低通滤波器不能完全滤除高频电流,导致电流调节器产生相应的响应从而削弱注入的高频电压的问题,提出了滑动平均低通滤波器,选择了合适的参数使该滤波器能完全滤除高频电流,最后,在基于TMS320F28335的电机驱动控制平台上,实现了一台表贴式永磁同步电机的无位置起动、低速运行和低速突加突卸负载,并验证了滑动平均低通滤波器对高频电流滤波有效性。

全局滑模控制在永磁同步电机位置伺服中的应用

为了简化位置伺服控制中滑模面的设计,将典型的梯形速度波形设计成指数形式,采用速度和位置两段滑模来代替四段滑模。这样既减少了设计的复杂程度又可应用新的全局滑模和变指数趋近率来提高系统的鲁棒性和消除抖振,并且采用线性化设计、积分消除静差等措施来实现精确的位置定位和速度控制。仿真和实验均证明了该方案对系统参数不确定、外部扰动和噪声具有强鲁棒性。系统的动态、静态品质优良,滑模变结构的抖振也得到了明显抑制,所设计的滑模控制方案是可行和优越的。

电感法辨识无刷直流电机转子初始位置研究

针对应用在不能反转场合采用无位置控制技术的无刷直流电机,分析了其绕组等效电感和转子初始位置的关系。设计了一套通过注入检测电压矢量,比较对应母线电流大小关系来确定转子初始位置的方法,并分析了不同续流方式对位置辨识的影响。利用基于DSP的控制平台对所设计方法进行测试,实验结果表明,所设计的方法可以在无刷直流电机静止的情况下准确地辨识电机转子初始位置所属区间。

考虑非线性的永磁同步电机电流环分析

为提高永磁同步电机的动态性和鲁棒性,对非线性的永磁同步电机电流环进行分析。从永磁同步电机的数学模型入手,利用分析工具Matlab对电流环的开环传递函数进行近似线性化。画出不同转速下开环传递函数的伯德图以分析电枢反应和反电势对电流跟踪效果的影响,并基于Matlab/Simulink永磁同步电机转速控制模型进行仿真验证。分析结果表明:针对选定的永磁同步电机,电枢反应主要对电流环的动态响应产生不利影响且随着转速增加影响增大,而反电势则主要对电流环的稳态误差产生影响且与转速无关。