MATLAB/SIMULINK永磁同步电机矢量控制系统仿真

永磁同步电机矢量控制系统在工业控制、医疗等众多领域具有广泛的应用前景。基于MATLAB/SIMU-LINK环境,采用模块式的结构,分别对PI(Proportion Integration)调节、速度环调节、dq/αβ变换、SVPWM(Space Vector Pulse Width Module)波产生、主回路和整个系统模型进行了仿真研究。采用Scope空间对定子电流、转子转角和转子转速、以及转矩进行观察,及时调整系统模型参数,使系统性能达到最佳化,实现了永磁同步电机矢量控制和正反转调速。结果表明,该系统具有启动快、过载能力强和调速特性好等特点,为永磁同步电机矢量控制系统设计与实现提供有效方法,可明显缩短开发周期,在实现永磁同步电机高精度的控制和节能控制方面具有实际意义。

三电平逆变器同步不连续空间矢量调制输出电流优化策略

以中点钳位型三电平逆变器为研究对象,对同步不连续空间矢量调制展开研究,提出一种平均误差电流矢量幅值最小的输出电流优化策略。首先对同步不连续调制开关序列构成原则进行研究,根据各参考矢量所处区域将调制度进行分段,对空间矢量平面进行合理划分。其次依据同步性与对称性原则,确定各调制度区段内的备选开关序列,并将零电平钳位状态开关序列加入备选序列,扩充了备选开关序列集合。最后计算各开关序列对应的平均误差电流矢量幅值,以平均误差电流矢量幅值最小为原则,确定线性调制范围内的最优作用开关序列。仿真与实验结果表明,该优化调制策略能有效降低输出电流谐波畸变率,实现对逆变器输出电流质量的优化。

谐波对矢量同步法线路差动保护的影响

变压器励磁涌流带来的谐波会对采用矢量同步法的差动保护带来影响。分析矢量同步方法原理,说明了变压器励磁涌流谐波对线路差动保护矢量同步方法带来的误差原因。理论分析了全波差分傅氏算法和半波差分傅氏算法的异同,并采用这2种算法对同一组数据进行仿真验证。通过理论和实际两方面的对比总结出,对使用矢量同步方法的线路差动保护采用全波差分傅氏算法后可以大大减小谐波带来的同步误差,提高保护装置的可靠性。

基于负载前馈补偿的永磁同步电机矢量控制研究

传统PMSM矢量控制应对突变负载干扰的能力薄弱,为了提高系统的抗干扰性,本文提出了负载转矩前馈补偿电流环控制的新方法。为了能够同步观测到电机上的负载情况,本文提出了龙伯格负载转矩状态观测器,将检测到的负载转矩以前馈补偿的形式对电流环进行优化,从而提高PMSM矢量控制系统的抗负载能力,实现动态和稳态特性的优化。最后通过Simulink搭建控制系统模型并进行仿真,实验结果验证了该方法的可行性。

永磁同步电机滑模变结构矢量控制

将滑模变结构控制策略引入永磁同步电机矢量控制中,以提高永磁同步电机矢量控制系统的响应速度,增强其鲁棒性。叙述了滑模变结构的基本原理,给出了永磁同步电动机滑模变结构模型,推导了滑模变结构控制律,并分析了抖动产生原因及相应对策。仿真结果表明,该控制策略极大地改善了系统的动、静态性能,对系统参数和外部干扰表现出较强的鲁棒性,是永磁同步电机矢量控制中一种新颖的改进控制方式。

一种基于平均误差电流矢量幅值的三电平逆变器输出波形质量评价方法

该文以应用于中压大功率电机驱动的三电平逆变器为对象,针对同步空间矢量调制策略,提出一种逆变器输出电流波形质量的评价方法。通过建立一个采样周期内误差电流矢量终端轨迹三角形的重心与平均误差电流矢量幅值之间的等效关系,推导得到不同开关序列作用下逆变器平均误差电流矢量幅值的表达式。在此基础上,进一步推导得到不同调制策略在一个基波周期内平均误差电流矢量幅值的表达式。以连续同步空间矢量和5种不连续同步空间矢量调制策略为例,将根据表达式计算得到的平均误差电流矢量幅值与根据傅里叶分析得到的输出电流总需求谐波畸变率进行比较,两者结果一致,验证该文提出的评价方法的正确性。所以该文提出的评价方法对于各种同步空间矢量调制策略输出波形质量的比较和开关序列的优化设计具有指导意义。

大型矿用电铲永磁外转子提升系统动力学特性研究

针对传统电铲提升系统存在传动效率低、能量损耗高、维护工作量大等问题,基于永磁外转子滚筒直接驱动提升装置,提出了一种电铲提升设计方案,并对永磁外转子提升系统的动力学特性进行了研究。首先,分析了电铲挖掘轨迹,建立了以时间为历程的挖掘轨迹函数表达式,确定了齿尖载荷、挖掘体积的计算方法,从而对挖掘过程中铲斗的受力进行了分析;然后,利用SolidWorks建立了电铲三维模型,将其导入SimulationX的CAD模块,建立了电铲多体动力学模型,并加载了外部载荷曲线以模拟铲斗挖掘过程中的受力情况;之后,将电铲多体动力学模型封装成MATLAB子系统,连接到Simulink的永磁外转子滚筒控制模块,采用了比例积分(PI)调节器和永磁同步电机(PMSM)矢量控制方法提高了滚筒的动态性能和抗扰动能力;最后,利用Simulink中的联合仿真模型对电铲挖掘过程进行了仿真分析,得到了提升力、推压力和电机功率等变化曲线。研究结果表明:与传统提升系统相比,永磁外转子滚筒提升系统节能降耗约27%,而电铲挖掘过程整体节能约18%,并在1∶30模拟样机试验台对提升推压力进行了对比验证。永磁外转子滚筒提升方案大大降低了挖掘能耗,为电铲绿色装备转型提供了参考。

永磁同步电动机调速系统

永磁同步电动机传动系统容易控制 ,动态特性好 ,适用于中小功率的高性能伺服场合。文章研究了改进的变参数PID的速度控制方法 ,实验证明该方法是一种经典实用。

永磁同步电机自抗扰控制系统设计及扩张状态观测器参数特性分析

针对传统永磁同步电机矢量控制系统采用的PI速度控制算法存在参数鲁棒性差、抗干扰能力弱等问题,提出了一种基于一阶线性自抗扰控制(LADRC)速度控制器的永磁同步电机矢量控制方案。分析了线性扩展状态观测器(LESO)的跟踪收敛性能和噪声滤波性能。然后总结了LESO的带宽参数设置规则。最后通过仿真验证了LADRC速度控制器的性能和LESO带宽参数设置规则的有效性。

汇川技术HD93系列8MVA高压变频器在电励磁同步电机上的应用

高压大功率同步机的变频改造一直是各高压变频器厂家研究的重点和难点,本文主要介绍了汇川技术在电励磁同步机矢量控制上的技术特点和解决方案,以及汇川HD93系列同步机专用高压变频器在冶金烧结主抽风机上的应用情况。

基于LTS的软件构件组装行为适配研究

在软件构件组装过程中,构件之间的兼容性是保证构件正确交互的前提,对于组装中的失配情况如何生成适配器使构件间正确协作是一个必须解决的重要问题.本文首先基于标签转换系统LTS对构件行为进行建模,将构件间交互动作映射关系表示为同步矢量,将矢量之间的时序关系定义为适配契约.然后分析了不同失配情况和适配对策.最后设计了适配算法,自动生成适配器规约,保证了在适配器的协调下不兼容的构件之间能够正确交互,并通过案例验证了方法的有效性.

通用构件行为适应方法研究

基于构件的软件工程中,构件行为适应是一个关键的问题.目的是为了解决构件交互过程中由于行为不兼容而引起的各种不匹配问题.给出了解决构件行为不匹配的一种通用的方法.该方法首先根据给定的构件接口的行为协议描述计算构件行为之间的同步关系,得到适配器的描述.然后在构件的同步产品中,利用死锁来检测具有同步行为关系的行为之间的不匹配.利用构件及适配器描述计算同步矢量产品的过程中,根据同步矢量来计算适配器的行为协议,适配器通过一对互补事件与被适应构件进行交互.适配器适应交互的构件行为,使得构件交互过程中没有死锁发生,实现对消息顺序的重新排序,解决了具有数据传递的构件行为之间的不匹配问题.最后,用一个实例对文中所述方法进行了说明.

基于LTS的Web服务组合行为兼容性分析

Web服务描述语言仅包含语法层信息,不能刻画服务交互的行为信息,不能对组装后的系统进行兼容性验证,为此提出既包含服务接口调用方法又包含内部逻辑行为的服务视图,采用标签转换系统(LTS)表示服务行为协议。根据服务组合的消息收发关系,将组合交互过程表示为多个LTS之间动作的同步变迁,通过LTS同步积模拟组合系统交互的动态行为;通过检查同步积中是否存在死锁状态,进行行为兼容性判定,设计判定算法以实现兼容性的自动分析,通过一个典型的电子商务应用系统分析验证了该方法的有效性。

基于光反馈的单向耦合注入垂直腔表面发射激光器的矢量混沌同步特性研究

基于自旋反向模型(SFM),数值研究了基于光反馈的单向耦合注入垂直腔表面发射激光器的矢量混沌同步特性,研究结果表明:当外部光反馈时间等于光从发射系统到接收系统传输时间时,^x偏振模和^y偏振模都能接收最好的完全混沌同步质量.若外部光反馈时间不等于传输时间且注入电流接近阈值电流时,占主导的^y偏振模能暂时实现较好的完全混沌同步质量.相比较而言,占主导地位的^x偏振模至始至终获得很差的同步质量,另外,当系统输出为混合偏振模时,混合偏振模中的每一个线性偏振模获得很差完全同步质量.然而,当注入电流远大于阈值电流时,系统输出仅为^y偏振模,这时^y偏振模能稳定地实现最好的完全混沌同步质量.最后,当接收激光器受到线性偏振模的强注入时,每一个注入线性偏振模能与接收激光器输出的对应的线性偏振模实现很好的注入锁定同步.然而,每一个占主导的线性偏振模比另一被抑制的线性偏振模获得更差注入锁定同步质量、如果有相等的能量的两个线性偏振模同时存在,这两个线性偏振模获得差不多一致的注入锁定混同步质量,换句话说,能量较少的线性偏振能获得较高的注入锁定同步质量.

级联式无刷双馈风力发电机的运行控制

为延长双馈电机的使用寿命,提高其可靠性,在分析级联式无刷双馈电机原理的基础上,通过转子和功率绕组、控制绕组之间的坐标变换,根据d-q双轴数学模型,推导出无刷双馈电机矢量解耦数学模型。仿真结果表明:同步角矢量解耦控制系统能够实现对电机转矩和磁通的完全解耦控制,空载并网控制调节过程快、精度高,并网过渡平稳,具有良好的控制性能,验证了无刷双馈电机矢量解耦控制的可行性和优越性。

TR08磁浮列车驱动控制系统的研究

为了模拟基于三电平逆变器驱动的磁浮列车用的直线同步电机的性能,并检验三电平逆变器所用的空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,简称SVPWM)方法和电气参数的正确性,文中利用动子磁场定向控制、坐标变换、空间矢量控制技术建立了TR08磁浮列车的驱动控制系统模型。最后得出的仿真结果与技术资料所提供的数据基本吻合,从而证明了所建立的磁浮列车驱动控制仿真模型的正确性和有效性。

电网不对称故障下双馈风力发电系统电压的检测

基于双矢量dq同步旋转变换,将基波电压正负序分量进行解耦,电网电压进行双αβ和双矢量dq同步旋转变换,旋转变换后得到的分量进行滞后T/4(T为电压周期)调压控制,实现基波电压正序分量快速检测.仿真结果表明,所提出的电压检测方法可实现在电网不对称故障下能快速检测出电压跌落时刻和幅值,基波电压正序分量输出平滑,验证了所提出电压检测方法的有效性.

大功率交直交变频器在安钢的应用

本文介绍了大功率IEGT交-直-交变频器在安钢炉卷轧机主传动中的应用,重点阐述了全数字控制系统的构成和控制原理。

BP神经网络补偿ADRC在PMSM控制中的研究

本文采用一阶简化ADRC作为永磁同步电机矢量控制系统的速度控制器,并针对传统ADRC的稳态稳定性和抗干扰能力难以实现双优的问题,提出利用BP神经网络补偿ADRC的新方法,在保证系统具有良好的稳态稳定性的前提,进一步强化ADRC速度控制器的抗干扰能力,实现系统的稳定性和抗干扰能力的双优化。最后通过Simulink搭建控制系统模型并进行仿真,得出结论,BP神经网络补偿自抗扰速度调节器能有效提高调速系统的稳定性和抗负载抗干扰能力,验证了该方法的可行性。

基于双状态观测器的ADRC在PMSM控制中的研究

由于传统的永磁同步电机(PMSM)矢量控制系统采用的PI速度控制算法存在参数鲁棒性差、抗干扰能力薄弱等问题,本文提出了基于一阶线性自抗扰(LADRC)速度控制器的PMSM矢量控制方案;以优化LADRC速度控制器的抗扰性能为目的,提出了双状态观测器线性扩张状态观测器(LESO)的观测压力新方法,通过仿真验证了新方法的有效性,结论表明新的PMSM矢量速度控制器能有效提高系统的抗扰和抗噪能力。