神经网络控制的双电动机同步系统

以多变量、非线性和强耦合的双电动机同步控制系统为研究对象,针对电流跟踪型SPWM变频器供电的感应电动机系统,建立双电动机同步系统的数学模型。采用RBF神经网络自适应PID控制器,结合自适应神经元解耦补偿的解耦控制技术,设计了双电动机同步调速系统的神经网络控制器,试验结果表明该方法可以实现转速和张力的解耦控制。

双三相永磁同步电动机驱动器全开路故障模式的诊断方法

准确地对驱动器开路故障进行识别与诊断能够有效防止故障进一步恶化所引起的严重事故,也是实施恰当容错控制策略的先决条件。驱动器的开路故障类型包含单个功率开关管故障、多个功率开关管故障以及功率开关管和相的混合故障,提出能够识别上述所有类型全开路故障模式的诊断方法。首先,为了便于模拟多类型的故障场景并提高理论模型的计算精度,构建能够计及诸多非理想因素和电机与驱动器之间相互影响关系的直接耦合分析模型,并通过实验验证了该模型的准确性和有效性。其次,通过矢量空间解耦中的子平面电流和绕组相电流分别提取故障因子和辅助故障因子,提出基于2种故障因子的诊断方法,并明晰2种故障因子的阈值范围和使用方法。最后,依托验证后的直接耦合分析模型,对6种不同类别的开路故障进行识别和诊断,证明所提方法的有效性。

基于电流预测及谐波抑制的双三相永磁同步电动机容错控制研究

针对传统的比例积分(PI)控制器在双三相永磁同步电动机(DTP-PMSM)容错控制系统中存在响应速度慢及谐波电流大的问题,本文提出一种基于电流预测及谐波抑制的DTP-PMSM容错控制策略,通过对一相绕组故障后的DTP-PMSM进行建模,然后对电压方程进行二次解耦变换,在基波子平面的电流环中引入无差拍控制器以提高系统的动态响应速度,同时在谐波子空间引入比例谐振(PR)控制,抑制谐波电流对电动机运行的影响。通过仿真结果对比表明,所研究的容错控制策略能使电动机在单相断相后保持稳定运行,且相较于传统PI控制器,在动态响应速度及谐波抑制方面具有一定优化效果。

双电动机电伺服同步驱动实验系统设计

设计了一种基于工业PLC的双电动机电伺服同步驱动教学实验系统。该系统融合了"等同式"同步算法、内外闭环控制理论、电伺服驱动技术、PLC控制技术、旋转编码器技术、现场总线技术和机电传动与控制技术,具有结构紧凑和机电一体化集成度高的特点,既可以完成机电传动控制实验、位移传感器技术实验和PLC控制实验等基础性教学实验,还可以实施现场总线实验、电伺服控制实验和双电动机电伺服同步控制实验等高科技水平的进阶型教学实验,具有一定的创新性和先进性。

双三相永磁同步电动机直接转矩控制仿真研究

针对双三相永磁同步电动机(PMSM)在采用传统的直接转矩控制时出现的定子谐波电流过大的问题,提出了一种基于三相解耦SVPWM技术的双三相PMSM直接转矩控制算法。通过重新合成12个基本电压矢量,不用改变开关表,在保证电机运行性能不受影响的情况下削弱定子电流的谐波分量,降低定子铜耗。该算法计算量小,易于实现,仿真结果证明了该算法的有效性。

基于相位分析的双定子低速大转矩永磁同步电动机转矩脉动研究

针对双定子低速大转矩永磁同步电动机的转矩脉动问题,该文基于相位分析研究了内外定子槽数配合以及内外定子相对位置对双定子永磁同步电动机转矩脉动的影响。利用叠加原理,将整个电机分为两个部分,即内、外两个电机分开研究转矩脉动。在内外定子槽数不同的情况下,通过分析反电动势,发现谐波的绕组系数正负性会对内外电机反电动势的相位产生影响,基于此,对内外电机反电动势相位进行了预测,并进一步预测内外电机各自的纹波转矩相位,分析了内外电机纹波转矩相位对整个电机纹波转矩的影响。在内外定子槽数相同时,基于电动势和电流的转矩模型,论证了内外定子A相轴线的相对位置会影响整个电机的转矩脉动大小。通过有限元仿真,验证了以上的理论预测。

双三相永磁同步电动机绕组不同相移的控制性能分析

基于Ansoft Maxwell 2D的仿真环境,建立两套绕组不同相移(相移30°和180°)的双三相永磁同步电动机仿真模型。在静态磁场,空载瞬态磁场和负载瞬态磁场下,分别对这两种永磁同步电动机的内部电磁场进行仿真分析。获得绕组自感和互感曲线,感应电动势和电磁转矩曲线,比较两种模型的电磁性能。然后结合电磁场分析结果,利用Matlab仿真软件建立两种电机的数学模型,对电机的控制性能进行仿真分析。分析结果为双三相永磁同步电动机的优化设计及进一步研究提供了理论依据。

一种新型双余度永磁同步电动机

提出了一种低热耦合无电磁耦合的双余度永磁同步电动机。该电机在12槽10极双层分数槽集中绕组永磁同步电动机的基础上,在各相绕组间设置小齿和隔热板,使各相之间无电磁耦合,热耦合很低。借助于有限元分析,通过优化小齿形状和合理选择小齿所占空间角度,可以有效地改善永磁电动势波形,并能削弱特定次数的谐波电动势;选择合适的永磁体极弧系数,能够降低小齿对齿槽转矩的影响。经理论分析和仿真验证,证明所提出的电机方案可行。

采用绕组变换的双三相永磁同步电动机建模研究

提出了一种双三相永磁同步电动机的数学建模新方法.基于产生相同磁动势和功率不变的原则,构建了一个等效的三相绕组,绕组变换后,原双三相永磁同步电动机等效为普通的三相永磁同步电动机.应用三相永磁同步电动机在两相同步旋转坐标系下的数学模型,完成了双三相永磁同步电动机在d-q坐标系下的数学建模和基于Matlab/Simulink的仿真建模.对一台6极双三相永磁同步电动机进行了仿真和实验,两者间最大误差在5%以内,因此该建模方法是有效和正确的.

船舶电力推进用双三相永磁同步电动机建模

为了研究船舶电力推进系统,提出了一种双三相永磁同步电动机的数学建模新方法.基于产生相同磁动势和功率不变的原则,先将双三相绕组等效变换为双两相绕组,再将双两相绕组等效变换为两相绕组.经过2次绕组变换后,双三相绕组等效变换为两相正交绕组.应用成熟的两相旋转坐标系下的数学模型,完成了双三相永磁同步电动机在dq坐标系下的数学建模和基于Matlab/Simulink的仿真建模.设计了一台6极、2.2 kW的双三相永磁同步电动机,进行了仿真和试验研究.比较仿真结果和试验数据,两者间最大误差在5%以内,该建模方法是有效和正确的.

基于TMS320LF2407无刷双馈混合励磁同步电动机矢量控制

无刷双馈混合励磁同步电动机是一种新型的混合励磁永磁电机,具有电机转子磁场调磁方便和功率密度高等优点。首先利用有限元分析软件对无刷双馈混合励磁同步电动机的电磁场分部进行了分析,然后提出了一种基于DSPTMS320LF2407电机控制的矢量控制方案,并对该方案做了介绍和分析。

双三相永磁直线同步电动机的运行特性研究

针对永磁直线同步电机推力波动大的明显缺点,提出了一种新型的双三相永磁直线同步电机,完成了双三相永磁直线同步电机在d-q坐标系下的数学建模,重点研究了双三相永磁直线同步电机的运行特性,最后通过Ansoft有限元方法(FEM)进行了验证,仿真实验证明了理论的正确性,研究结果为双三相永磁直线同步电机设计理论及控制策略有着指导意义。

双三相永磁同步电动机交互磁饱和模型仿真研究

为研究双三相永磁同步电动机交互磁饱和机理,根据有限元法得到d,q轴电感与电流的非线性关系,搭建了基于内插外推法的电机饱和模型,仿真实验,验证了所建立的饱和模型的有效性。

双Y移30°永磁同步电动机串联系统的仿真

双Y移30°永磁同步电动机串联系统可以实现同一变频电源供电和同一套控制平台下2台电机的解耦运行,节省了控制装置和外围电路,降低控制系统的体积、重量与成本。文章给出了双Y移30°永磁同步电动机串联系统的矢量控制策略,建立了仿真数学模型,并进行了变负载运行的仿真,结果验证了该串联系统解耦运行的可行性。

双三相永磁同步电动机的改进抗饱和滑模控制

基于对双三相永磁同步电动机内部结构的分析,建立了绕组相移30°和180°两种方式在矢量空间解耦建模方法下的数学模型,提出了一种改进抗饱和滑模控制策略。通过优化符号函数和改变趋近律的速率来减小滑模抖振,提高动态响应速度;对传统PID抗饱和方法进行分析,设计一种适合滑模控制的抗饱和方法,减小系统超调。根据构建的数学模型搭建矢量控制系统,对所设计的算法在Simulink环境下进行仿真分析。结果表明:所提方法相比于传统滑模控制,提高了系统的动态响应性能和稳定性,减小了系统超调量;比较分析绕组相移30°和180°时的控制性能,绕组相移180°时的电机响应速度更快且转矩脉动更小。

基于LabVIEW的双端驱动轴承试验机同步控制系统研究

以双端驱动轴承试验机为实验平台,对双电动机同步性能进行了研究。建立了基于单轴控制系统模型的双电动机同步控制系统,推导了双电动机电流同步误差传递函数的数学模型,并分析了在典型输入信号下的电流同步误差。在交叉耦合控制的基础上,与模糊PID控制相结合,设计了模糊PID交叉耦合控制器。在LabVIEW软件中搭建了模糊PID交叉耦合控制器的仿真模型,并在轴承试验机上进行验证。仿真和实验结果表明,该控制器在阶跃、斜坡等典型输入情况下可以有效地减小系统同步误差,并且有良好的抗扰动性能和自适应能力,可使轴承试验机系统获得良好的控制效果。

双Y移30°永磁同步电机的空间矢量调制

阐述了双Y移30°永磁同步电动机电压空间矢量脉宽调制(pulse width modulation,PWM)技术的2种矢量选择方式,提出一种新颖的空间矢量过调制技术。过调制区域根据调制度分为4种模式。在过调制方式I和II中,对z1-z2电压平面上的电压矢量采用不同的优化策略。依据电压输出矢量自身的特性,提出了一种易于DSP实现的寻找次优解的方法。为进一步提高直流母线电压利用率,过调制方式III和IV采用两电压矢量调制,不再对z1-z2电压平面上的电压矢量进行优化。通过仿真计算,对输出电压的波形和谐波成分进行分析。构造基于低功耗定点数字信号处理器TMS320F2812的7.5kW双Y移30°永磁同步电动机控制系统。实验结果证实提出方法的正确性和可行性。

基于i_d=0的双Y移30°永磁同步电机磁场定向控制仿真

双Y移30°永磁同步电机(PMSM)由于其结构特点,不存在感应电机的转差频率电流。在磁场定向控制过程中,不需要对磁链进行观测,因而PMSM的磁场定向控制简单。但是磁场定向控制方法依赖于电机精确的数学模型。根据双Y移30°PMSM的数学模型,选择了一种易于实现的六相PMSM高性能电磁转矩控制的磁场定向控制方法,并对其进行仿真。基于PMSM在六相静止坐标系下的数学模型,运用坐标变换理论建立了PMSM在二相旋转坐标系下的数学模型。与六相静止坐标系相比,数学模型在两相旋转坐标系下有了很大的简化,降低了微分方程阶数,直轴电磁链和交轴磁链不再是角度的函数。在此模型下,用基于id=0的磁场定向控制方法完成对双Y移30°PMSM的解耦控制,通过仿真证明该控制方法可以得到稳定的转速和转矩,非常适合多相PMSM的控制系统。

双三相多相永磁同步电机驱动器混合直接转矩控制策略

针对传统直接转矩控制(direct torque control,DTC)存在的动态响应慢、稳态性能不足以及低转矩脉动和低电流谐波等问题,提出了一种基于双三相多相永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)驱动器的新型混合直接转矩控制策略。首先,分别在稳态和动态运行模式下设计了不同的转矩控制器,实现传统DTC策略的快速动态响应和稳态性能,并在动态运行模式中充分利用电压矢量的控制能力跟踪参考转矩。其次,针对转矩和定子磁通设计了一种新型的解耦控制器,以充分利用电压矢量对转矩的转换能力。最后,基于转矩控制器提出了双模式转换方法,实现两种操作模式之间的平滑转换,并通过实验验证所提策略的有效性。实验结果表明,所提控制策略具有良好的稳态和瞬态性能,可实现快速的转矩跟踪,并可避免较大的转矩波动,且能够利用合成的无谐波电压矢量限制低阶电流谐波。

基于模糊逻辑和重构电压矢量的双Y移30°PMSM直接转矩控制

对双Y移30°PMSM的数学模型和直接转矩控制系统进行了详细描述。针对双Y移30°PMSM直接转矩控制中转矩脉动和存在k=6m±1(m=1,3,5...)次谐波电流问题,提出一种基于模糊逻辑和重构电压矢量的双Y移30°PMSM直接转矩控制策略。首先,利用脉宽调制技术对逆变器输出的原始电压矢量进行重构,对z1?z2平面上的电压矢量进行优化,从而减小k=6m±1(m=1,3,5...)次谐波电流损耗;其次,为了能够充分利用重构的不同电压矢量对定子磁链和转矩产生的影响,构建了基于模糊逻辑的电压矢量选择控制器,用以替代传统的滞环比较器和开关表。仿真和实验结果证实提出方法的正确性和可行性。