永磁同步电机变频调速系统动态解耦控制方法

常规的永磁同步电机变频调速系统解耦控制,主要采用系统反馈信号完成解耦控制,忽略了反馈信号的预测误差,导致解耦控制结果负荷响应幅值不够稳定.因此,提出永磁同步电机变频调速系统动态解耦控制方法.建立系统数学模型,在该模型中分离系统模式系数获取控制信号,对该信号进行优化处理,基于输出期望值计算预测误差,加权修正预测值,形成动态控制信号,分离有功-无功信号实现动态解耦控制.实验结果表明:所提方法应用后得出的动态解耦控制结果,表现出的负荷响应幅值较为稳定,满足了永磁同步电机变频调速系统的实际解耦控制需求.

永磁同步电动机无位置传感器全速域控制仿真实验设计

为了解决现有永磁同步电动机(PMSM)无位置传感器控制方法存在的位置估计精度低、各速域切换不平稳问题,提出了一种全速域复合控制策略。在低速域采用脉振高频电压注入法获取准确的转子位置。在中高速域采用基于快速超螺旋滑模(FSTSM)算法的模型参考自适应系统(MRAS)无传感器控制方法,通过增加反馈校正环节加快误差的收敛;采用FSTSM算法替代比例-积分(PI)环节,并引入双曲正切函数代替FSTSM算法中的符号函数。仿真实验结果验证了所提控制策略的可行性和有效性。

矿用电机车永磁同步电动机模糊滑模控制策略的研究

矿用电机车为煤矿井下的辅助运输工具,由于井下恶劣的工作环境,影响到电机车的可靠性和工作效率。为了提高矿用电机车控制系统的技术性能,提出采用永磁同步电动机驱动及模糊滑模控制方案,设计了模糊滑模速度控制器,采取指数趋近律来降低滑模控制的抖振现象。对所提的矿用电机车永磁同步电动机的控制策略,在加减速和爬坡等实际工况进行了系统仿真,并与传统PI控制器进行了比较分析,结果表明模糊滑模控制有着更好的控制性能,有助于平稳调速,增强抗干扰能力。

采用改进遗传算法优化LS-SVM逆系统的外转子无铁心无轴承永磁同步发电机解耦控制

为了实现外转子无铁心无轴承永磁同步发电机(outer rotor coreless bearingless permanent magnet synchronous generator,ORC-BPMSG)的精确控制,提出一种基于改进遗传算法(improved genetic algorithm,IGA)优化最小二乘支持向量机(least square support vector machine,LS-SVM)逆系统的解耦控制策略。首先,基于ORC-BPMSG的结构及工作原理,推导其数学模型,并分析其可逆性。其次,建立LS-SVM回归方程,并采用IGA优化LS-SVM的性能参数,从而训练得到逆系统。然后,将逆系统与原系统串接,形成伪线性系统,实现了ORC-BPMSG的线性化和解耦。最后,将提出的控制方法与传统LS-SVM逆系统控制方法进行对比仿真和实验。仿真和实验结果表明:所提出的控制策略可以较好地实现ORC-BPMSG输出电压和悬浮力、以及悬浮力之间的解耦控制。

永磁同步电机直接转矩控制系统实验教学设计与实现

为加深学生对电气传动控制技术和永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制(DTC)系统理论知识的理解,培养学生的团队合作能力和综合实践能力,搭建了直接转矩控制系统的实验平台,在课程教学中引入了HiGale半实物仿真系统和MATLAB软件。学生基于MATLAB软件对永磁同步电机的直接转矩控制系统进行仿真建模、参数调试、运行和分析,并进一步在HiGale中进行半实物仿真实验,对主要实验过程及结果加以分析,使得教学形式更加多样化。该平台帮助学生加深对直接转矩控制系统的理解和认识,提高学生理论联系实际的能力,激发学生对电机控制技术的学习兴趣。

多智能体系统固定时间一致性的多永磁同步电机转速协同控制

为了提高多电机转速协同控制精度,该文提出一种多智能体系统固定时间一致性的多永磁同步电机转速协同控制新思想。首先,将多永磁同步电机调速系统视为一个多智能体系统,设计了基于无向通信拓扑图的固定时间一致性协议;同时,设计了固定时间滑模观测器估计扰动并在一致性协议中引入前馈补偿,从而得到期望的q轴电流。然后,在矢量控制调速系统的框架下设计了固定时间互补滑模电流控制器,用于跟踪q轴参考电流。利用李雅普诺夫函数分别证明了控制器和观测器可以在与系统初始状态无关的情况下实现固定时间内收敛。最后,在三台永磁同步电机调速系统实验平台上与传统偏差耦合控制算法进行了对比实验验证,证明了所提控制算法的可行性和鲁棒性。

电动汽车永磁同步电机弱磁调速系统设计

近些年来,电动汽车作为一种清洁、高效的交通工具,受到了人们的广泛关注和应用。文章针对电动汽车永磁同步电机弱磁调速系统进行了设计,提出了一种基于MTPA控制算法的弱磁调速系统设计方案,并描述了永磁同步电机的数学模型。对PMSM调速系统进行建模与仿真设计,提出了系统性能优化方法建议。

永磁同步风力发电系统的最大功率跟踪模糊分数阶控制

在“双碳”背景下,风电作为零碳电力和新能源发电的主力军,在助力社会全面绿色低碳转型方面发挥了关键性作用。在保证发电稳定的前提下实现风能的最大化利用,提升风力发电系统发电量至为重要。文中针对永磁同一步风力发电系统的最大功率跟踪(maximum power point tracking, MPPT)问题进行研究。首先建立了永磁同步风力发电系统的机理仿真模型,用两电平双PWM全功率换流器连接风力发电机与电网。然后基于以上模型,分别设计了整数阶PI控制器、分数阶PI"控制器、模糊分数阶PP控制器以实现MPPT控制。最后对以上控制策略进行了仿真研究。结果表明,无论在阶跃风速还是随机风速下,模糊分数阶PU控制器相较于其他两种均具有更出色的MPPT性能与更强的鲁棒性。

模型预测转矩自抗扰控制下直驱永磁同步发电机最大追踪系统

为了更好地获取风能,构建了一种基于模型预测转矩自抗扰的最大功率追踪控制系统,用于直驱永磁同步发电机(permanent magnet synchronous generator,PMSG)来实现系统的最大输出功率追踪。为了提升PMSG响应性能,增强PMSG抗扰动性能,首先在电流环设计了模型预测转矩控制(model predictive torque control,MPTC),同时在速度环提出了一种参数补偿改进自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)策略,该方法继承了ADRC和MPTC的优点,可以很好地处理内部和外部干扰、建模误差和风速变化等不确定性问题,以实现在不同风速下最大功率追踪性能。从仿真结果可知当风速变化较小时所提控制策略转速静态误差几乎为0,传统MPTC控制策略误差为0.2 rad/s;当风速变化较大时所提控制策略转速静态误差较小,传统MPTC控制策略误差达到5 rad/s。研究结果表明所提出的控制方法在最大功率追踪较传统控制器具有更好的动态响应性能以及抗干扰性能。

基于VxWorks的永磁同步电动机控制系统设计

针对难以精确地用数学语言描述永磁同步电动机机理特性的问题,设计了基于VxWorks实时操作系统的硬件在环永磁同步电动机对拖实验平台。利用VxWorks实时操作系统实现控制系统控制信号及采集信号的实时性;使用频率变化的正弦信号激励出永磁同步电动机特定频率范围内的模态,采用功率谱密度函数模型辨识方法建立其数学模型,并将辨识出的数学模型用于系统速度环的控制器设计,并通过仿真及平台进行了实验。实验结果表明,辨识模型可以较精确地描述实验平台的快速性、相对稳定性等动态特性。该方案将重点放在模型建立和控制器设计上,门槛低,灵活性大,可大大缩减实验时间。

永磁同步电动机调速系统的模糊PI智能控制新方法

在分析永磁同步电动机 (PMSM )数学模型的基础上 ,利用Matlab软件建立了控制系统的仿真模型 ,提出了一种新型的模糊PI控制方法。在PMSM双闭环调速系统中 ,电流控制采用滞环电流调节器 ,而转速控制通过采用常规PI控制和模糊控制相结合的方法来实现。仿真结果表明 ,这种新型的模糊PI智能控制方法响应快、无超调、鲁棒性强、抗干扰能力好 ,较传统PI控制具有更好的动。

永磁同步电动机调速系统的矢量控制仿真

从矢量控制下的PMSM工作原理出发 ,利用MATLAB/SIMULINK仿真平台建立了整个调速系统的仿真模型并进行仿真和分析 ,给出仿真结果。通过实验 ,验证了模型的正确性。

永磁同步电动机无速度传感器矢量调速系统的积分反步控制

基于永磁同步电动机(PMSM)的数学模型,设计了由积分反步控制和滑模变结构模型参考自适应系统组成的无速度传感器矢量控制系统.其中带有积分作用的反步控制作为矢量系统的速度和电流控制器,实现给定速度和电流的无静差跟踪;而滑模变结构模型参考自适应方法作为速度辨识器估计电机速度,能够快速准确的跟踪实际速度.通过Lyapunov定理证明了所设计的速度控制器和辨识器的稳定性.仿真结果验证了所设计的无速度传感器矢量调速系统良好的速度跟踪性能和抗扰动性能.

永磁同步电动机调速系统的模糊控制与仿真

对电动汽车驱动用永磁同步电动机(PermanentMagnetSynchronousMotor缩写为PMSM)的调速系统进行模糊控制并对其结果进行仿真。对PMSM进行数学建模,根据其数学模型在MATLAB/Simulink下建立PMSM、PMSM测量环节、dq/abc转换器和PWM三相逆变器的仿真模块并进行封装。采用二维模糊设计,以电动汽车行驶时所要求的电动机转速n′与电动机的实际转速n之间的偏差E和其偏差变化率EC作为系统的输入变量,把控制占空比的电流信号U作为输出语言变量,进行模糊控制器的设计。根据PMSM的各模块和所设计的模糊控制器,在MATLAB/SIMULINK下创建电动汽车PMSM调速系统的模糊控制仿真结构模型,并进行仿真,从而验证控制方法的正确性。

基于双扰动观测器的永磁同步电机双惯量系统无模型递归终端滑模控制

为了提高永磁同步电机双惯量系统在不确定性扰动影响下的控制性能,提出一种基于双扰动观测器的无模型递归终端滑模控制策略。首先,建立存在不确定性扰动的永磁同步电机双惯量系统模型,并结合无模型控制与递归终端滑模控制设计无模型递归终端滑模控制器,使系统状态直接从滑模面开始运动,缩短了状态误差的收敛时间,有效抑制抖振。其次,通过构造扩张状态观测器观测负载速度并反馈到改进型扩展扰动滑模观测器中,构成双扰动观测器。同时,双扰动观测器精确估计总扰动信号并前馈补偿到所设计的控制器,进一步提高系统稳态性能和抗扰动能力。最后,通过仿真和实验验证得出,所提出的控制方案相较于比例积分控制和改进型无模型滑模控制方法更具有优越性和可行性。

基于RESO和复合滑模的永磁同步电动机调速控制

针对永磁同步电动机存在建模误差、参数和负载变化等内外干扰问题,提出一种基于降阶扩张状态观测器的复合滑模调速策略.首先,基于永磁同步电动机的状态空间模型,考虑到光电编码器可测量永磁同步电动机的转速信号,只需要设计观测器对系统的总干扰进行估计和消除,并分析降阶扩张状态观测器的性能;接着,引入滑模控制,设计滑模面和控制律,提高系统的抗干扰能力,并用Lyapunov方法证明控制器的稳定性;最后,基于DSP芯片TMS320F28335为控制核心和MATLAB环境下的控制模块,搭建半实物调速控制系统平台,并与传统PI控制和线性自抗扰控制进行对比验证.结果表明,所提出的复合滑模控制策略相较于传统方法在加载时转速变化量减少了60%以上,具有优越的抗干扰和调速性能.

基于分数阶PI~λ控制器的永磁同步电动机调速系统研究

为了使交流永磁同步电动机调速系统的控制性能提高,将分数阶比例积分控制器应用到控制系统当中。采用粒子群优化参数的方法整定分数阶控制器的各项参数,并将分数阶比例积分控制器与整数比例积分控制器分别应用于同一控制系统中进行仿真比较。结果表明：分数阶PIλ控制器与整数阶PI控制器相比,拥有更良好的快速性、稳定性及抗干扰能力。

稀土永磁同步电动机变频调速系统最佳控制方案的探讨

通过对永磁同步电动机基本理论的分析 ,推导出当 cosφ=1时电枢电流并非最小。故提出对于恒转矩负载 ,根据最小电流状态设定压频比值 ( u/f) =常数的方法 ,采用磁链轨迹控制方法实现该理论 。

基于模糊时变滑模的永磁同步电机调速系统设计

针对永磁同步电机突然加入负载时存在的转速波动和不稳定问题,提出一种基于积分时变滑模面和新型模糊增益趋近律的滑模调速方法。采用积分时变滑模面,在传统积分滑模面中加入一个时变项,借此提升系统的响应速度。改进传统的指数趋近律,加入非线性函数来削弱系统的抖振,同时根据不同的系统状态用模糊算法整定趋近律增益参数,着重于提升趋近速度和系统抗扰动能力。最后,使用李雅普诺夫稳定性判据证明了该控制系统的稳定性。在MATLAB/Simulink环境下将此控制策略与传统滑模控制策略进行对比,仿真结果表明:采用此控制方法的系统响应速度更快、抑制系统扰动和抖振的能力更强,具备更好的综合性能。

永磁同步电动机调速系统动态分段控制策略

转速动态性能是高性能永磁同步调速系统主要性能指标之一。为提高调速系统转速动态调节的控制精度及响应时间,提出一种算法设计实现简便的动态分段控制策略,该算法建立在详细分析转速动态三段调节的基础上,根据每段的不同特点分别设计不同的控制算法加以控制。最后,通过仿真和实验验证所提控制策略的正确性和有效性。