改进型高速永磁同步电机偏差解耦控制

针对高速永磁同步电机载波比低、数字控制延时较大所引起的电流环解耦效果差问题,在传统偏差解耦控制的基础上提出一种改进型偏差解耦控制策略。首先,该策略对电流环的控制时序进行分析,研究数字控制延时产生的角度延迟的影响;其次,在考虑延时效应导致的轴间附加耦合项与电机自身耦合项的基础上,依据传统偏差解耦控制的原理,建立含耦合项的电流控制方程,推导出新的解耦项,并将其作为系统补偿量来抵消耦合项的相互影响。通过搭建三相高速永磁同步电机仿真模型对所提控制策略进行验证,与传统偏差解耦控制相比,在负载突变工况下,q轴电流波动降幅为54.6%~62.5%,d轴电流波动降幅为43.9%~60.3%,三相电流波形明显改善,提高了系统的控制性能。

基于滑模观测器的永磁同步电机电流偏差解耦控制

为解决传统电压前馈解耦控制对电机参数敏感、抗扰性差的问题,该文提出一种基于滑模观测器的电流偏差解耦控制方法。通过计算偏差解耦控制电流的耦合项,发现相对于传统电压前馈解耦,偏差解耦的耦合项简单且易于控制,解决了传统电压前馈解耦控制解耦效果不理想的问题。通过电流滑模观测器的跟踪特性,将定子电流的估计值作为状态变量,反馈到系统输入端,用以补偿定子电流误差值。该方法不仅对电流环实现更好的补偿控制,还实现d、q轴电流完全解耦,保证系统动态响应速度,提高了系统的抗扰性。通过仿真和实验证明所提出控制器的有效性。

基于滑模自抗扰的PMLSM电流偏差解耦控制

针对永磁直线同步电动机(PMLSM)存在电流耦合以及在运行过程中易受参数变化的影响使系统鲁棒性降低,本文设计了一种基于滑模自抗扰的电流偏差解耦控制(SADRC-CDDC)方法。从参考电流与实际电流作差处引入两轴交叉耦合支路,建立含耦合项的电流控制方程,计算出耦合量并对系统进行补偿,设计电流偏差解耦控制器(CDDC),用于削弱d、q轴电流耦合量的影响。但是当电感参数发生变化时,并不能实现解耦,为此利用滑模自抗扰控制器(SADRC)解决参数变化对系统造成的扰动,并对系统进行补偿,进而实现近似完全解耦。从理论上分析证明该控制器的渐近稳定性,提高了系统的鲁棒性。通过系统实验,验证所设计的SADRC-CDDC方案的有效性,与CDDC相比,SADRC-CDDC在受到电流耦合、参数变化时,d轴电流最大振荡幅度减小了34.88%~54.76%,q轴电流最大振荡幅度减小了47.83%~71.43%,具有更强的鲁棒性。

永磁同步电机偏差解耦控制策略研究

永磁同步电机在运行过程中存在参数变化、突加负载等时变性干扰,影响了偏差解耦控制策略的动态解耦效果。为了改善偏差解耦控制策略的动态解耦效果,采用一种带干扰观测器的偏差解耦控制策略,该策略将d,q轴间的耦合电流和电感参数变化引起的电压误差视为系统扰动,利用干扰观测器对其进行估计,并将观测值作为补偿量反馈到电压输入端以减弱扰动对系统的影响,实现电流环的精确控制。理论分析和实验结果表明,引入了干扰观测器的偏差解耦控制策略提高了系统的动态解耦效果与鲁棒性。

基于位置偏差解耦的直驱H型平台滑模同步控制

在永磁直线同步电机驱动的H型平台伺服系统中,为了克服机械耦合对系统同步控制性能的影响,提出一种基于位置偏差解耦的滑模同步控制策略。首先建立含有机械耦合动力学特性的同步运动系统数学模型;其次为削弱耦合刚度摄动对解耦性能的影响,利用单轴位置跟踪误差设计位置偏差解耦控制器,提高系统对耦合刚度摄动的鲁棒性;然后,将耦合刚度摄动造成的不完全解耦和外部扰动视为系统扰动,设计积分滑模位置控制器,在保证系统控制性能的同时,进一步提高系统的解耦能力;最后,进行仿真分析与实验验证,结果表明该控制策略实现了平行轴间的完全解耦,能有效提高系统同步控制精度,增强系统鲁棒性。