矩阵变换器-永磁同步电机系统的S型滑模观测器矢量控制

针对传统滑模观测器开关函数切换带来的抖动、滤波器延时问题,利用S型开关函数替代滑模观测器中传统符号开关函数,在解决了上述问题同时省去了观测器中的低通滤波器和角度补偿环节,使系统具有响应快、鲁棒性强和结构简单等优点。分析了该观测器结构及消抖原理,依据稳定性判据给出了滑模增益取值范围,并将此S型观测器应用于双级矩阵变换器驱动的永磁同步电机系统,获得了优良传动性能的同时,更具有"绿色"网侧性能。实验结果验证了方案可行性和正确性。

基于改进型滑模观测器的直驱PMSG矢量控制

在分析直驱永磁同步风力发电机数学模型的基础上,提出了基于滑模观测器(sliding mode observer,SMO)进行转子位置和速度估测的矢量控制方法,并对传统滑模观测器性能进行了改进:利用饱和函数替换不连续的开关函数,以削弱滑模观测器固有的抖振缺陷;另外,针对传统方法选用低通滤波器提取连续信号造成相位延迟的问题,构建出反电势观测器取代低通滤波器直接提取反电势信号,省略了相位补偿环节,改善了估测精度。通过对比仿真分析,证明该系统能准确估算转子位置和转速,有效削弱了抖振的影响,具有良好的动、静态性能。并进一步在实验室7.5 kw模拟实验平台上对此方案的可行性和有效性进行了验证,研究结果为直驱永磁风电系统无速度传感器的工程应用提供了有一定理论指导价值的参考。

基于优化型滑模观测器的PMSM换相控制研究

为了提高正弦波永磁同步电机(PMSM)无位置传感器控制性能,研究一种优化型滑模观测器对PMSM反电动势进行估计,得到转子位置进而实现电机换相控制。为了得到平滑不含抖振的反电动势观测值,在优化型滑模观测器中构建一种新型切换函数代替传统符号函数。应用李雅普诺夫(Lyapunov)稳定性理论,对优化型滑模观测器增益进行选取。仿真和实验表明,该方法能够准确估计PMSM反电动势和转子位置,实现了PMSM无位置传感器换相控制。

基于改进型滑模观测器的PMSM矢量控制

在无传感器矢量控制条件下,设计了基于滑模观测器的永磁同步电机的矢量控制,通过估算出转子位置和转速从而省去了硬件传感器。针对滑模观测器中"抖振"的这一问题提出了将双曲正切函数替换原有的开关函数形成改进,同时结合归一化处理的锁相环节,进而提高了系统的估计精度。最后通过仿真证明了改进型滑模观测器的良好动态性能,并且得出滑模观测器更适用于高转速的环境中。

基于改进型滑模观测器的飞轮储能系统控制方法

在改进型滑模的观测器使用的时候,我们会很容易发现对于很多模型观念测器来说,他们的飞轮储能系统的控制是存在一定的难度的,所以在对系统进行优化的时候,就需要对系统的控制方法进行改造和提升,从而提高他的质量和施工的速度。本文主要探讨的就是在飞轮的储能的系统中的控制方法,从而提高这些工具的发展速度。推动这个行业的发展,从而带动经济的整体发展。

基于可变边界层的永磁同步电机滑模观测器

为了提高 SPMSM转子位置和速度的观测性能,提出一种基于准滑动模态的可变边界层 S型开关函数与锁相环模块相结合的滑模观测器系统。首先,基于隐极式 PMSM的数学模型,建立电流信号的滑模面;其次,为提高电机转速与转子位置估算精度,采用可变边界层的设计思想,通过一种边界层随转速变化的 S型开关函数代替传统符号函数,达到减弱抖振并提高跟踪精度的目的;再次,利用锁相环得到转子位置及转速信号,并针对锁相环在动态阶段跟踪精度较低的缺点,设计一个信号抑制器以削弱动态误差并提高响应速度;最后,搭建 Matlab/Simulink仿真平台对此方法进行验证,结果表明提出的方法可行并拥有良好的跟踪能力。

基于PMSM的改进型滑模变结构观测器研究

永磁同步电动机(PMSM)控制控制策略的研究重点是获得转子位置和转速的信息。直接使用转子位置传感器会大大增加成本,因此对于PMSM的无位置传感器的研究是很有必要的。本文提出了一种改进型滑模变结构观测器,并在Matlab/simulink上进行仿真实验。通过对仿真实验波形观察,证明这种改进后的观测器有效地防止转子转速观测抖动以及具有准确的转子位置观测能力。

基于开关型霍尔的PMSM改进型位置检测策略

为了克服霍尔传感器的局限,利用低分辨率的信号实现更精确的位置检测,提出一种基于改进最小二乘法和积分型滑模观测器的混合控制策略。首先,利用改进型最小二乘法完成可靠起动与低转速下平稳运行;其次是到达指定切换速度,系统切换运行状态,通过改进最小二乘法对积分型滑模观测器进行不断校正,在减小系统的滞后与累积误差的同时,使输出的位置信号尽可能连续。最后通过改进型位置检测策略与传统一阶加速度位置检测策略进行对照试验,结果表明,所提出的改进型位置检测策略,在电机起动时的位置检测精度提高了30%以上,在电机中高速稳态时转速误差降低至0.5%以内,位置检测误差降低至1%以内,具有较高的位置检测精度。

基于改进型SMO的PMSM无传感器鲁棒控制方法

为提高永磁同步电机无传感器控制系统的控制性能和抗干扰能力,提出一种改进型滑模观测器无传感器鲁棒控制方法。该方法引入双曲正切函数替代传统滑模观测器的开关函数,并采用锁相环技术对转子状态信息进行提取,以削弱观测器的抖振效应和提高转子状态估计精度;为抑制转子状态估计误差和不同负载工况等干扰,提高无传感器控制系统的整体性能,设计速度环自抗扰控制器来替代传统的PI调节器。控制系统仿真结果表明:相比传统方法,该方法不仅能有效抑制抖振,提高转子状态的估算精度,而且进一步提高了电机无传感器转速跟踪控制的性能和鲁棒性。

基于模糊算法的双三相PMSM无传感器控制

针对现有高速情况下双三相永磁同步电机无传感器控制精度低,增益值固定的问题,提出一种提高精度同时可变换增益值的基于模糊离散型超螺旋滑模观测器。首先,对双三相永磁同步电机的数学模型与电流方程进行分析;其次,结合电流方程与超螺旋算法构建超螺旋滑模观测器并利用反向差分离散法进行离散化,同时加入模糊控制得到变换增益值,解决了超螺旋滑模观测器受固定增益值限制无法兼具收敛速度快和观测误差小的问题;最后,在MATLAB环境下搭建了仿真模型对所提算法进行验证,仿真结果表明了新型观测器精度高的同时也能够改变增益值从而快速收敛。

优化I/F起动的PMSM改进型SMO无位置传感器控制

为了削弱滑模控制中的抖振现象,提高永磁同步电机的无位置传感器矢量控制性能,提出了一种改进型滑模观测器。使用Sigmoid函数代替sign函数进行削弱抖振,使用PLL锁相环代替反正切估算转子位置,提高了转子位置的估算精度。传统的电流闭环I/F起动策略中电流矢量幅值恒定,将会导致起动加速阶段转矩失衡,且切换过程转矩不稳,速度突变。提出了一种优化I/F起动方法,改变电流矢量的幅值保证转矩平衡和匀速切换。实验证明:相比于传统的I/F起动和滑模观测器,基于优化I/F起动方法的改进型滑模观测器起动迅速,转矩平稳无冲击,且能更好地抑制抖振,稳定性更强。

基于改进自适应滑模的转台电机控制研究

针对转台系统电机运行过程中会受到多种环境因素的干扰,由于摩擦力矩等非线性因素造成较大误差,本文通过改进传统滑模中使用的开关函数为饱和函数,引入低通滤波器,对估算的转子角度进行补偿,设计出了改进型的自适应滑模观测器,仿真实验表明,该方法对减小转子转速估计误差有明显作用。

制导火箭弹一维稳定平台控制系统设计与分析

针对制导火箭弹在飞行过程中产生的旋转速度会对惯性测量单元产生影响从而影响命中精度,且传统的多传感器反馈系统在高速运转中可能会失效,研究了一种新型制导火箭弹一维稳定平台控制系统。系统由控制模块、驱动器、位置传感器与舵机组成。其中制导火箭弹舵机分为上舵机、横舵机与下舵机。对上舵机与横舵机选用凸极型永磁同步电机,下舵机选用绕线转子型永磁同步电机。对3个永磁同步电机分别采用改进型滑模观测器、高频脉振电压信号注入法与模型参考自适应法的无速度传感器矢量控制方法。模型仿真结果表明,所设计的一维稳定平台控制系统能够准确估算电机转子位置与转速且运行平稳、精度高、鲁棒性高,所使用的3种控制方法相互补充,控制精度更为精准,最后验证在高中低速下系统的控制性能较高,为实际制导火箭弹一维稳定平台控制系统的研制提供一种新型设计思路。

基于无位置传感器的永磁同步电机控制技术研究

永磁同步电机在应用中通常需要位置传感器,但是位置传感器的使用不仅增加了系统成本,而且增大了电机体积,限制了其应用场合,因此研究无位置传感器的电机控制技术具有重要意义。滑模观测器可以对永磁同步电机的转子位置和速度进行估算,但是传统的滑模观测器常采用含有符号函数的切换方式,在快速切换的同时容易产生抖振现象。为减小抖振并提高系统的稳定性,采用改进型滑模观测器对转子位置和速度进行估算,并将估算的速度和位置信息反馈给控制系统实现系统的闭环控制。最后通过半实物仿真平台对控制算法进行实时仿真,验证了方案的有效性和正确性。