改进STSMO的PMSM无传感器直接转矩控制系统

为提高滑模观测器转子位置观测精度,抑制抖振频发,提出了一种基于超螺旋滑模观测器(STSMO)的双重滤波直接转矩(DTC)控制方法。传统滑模观测器为了提取连续的扩展反电动势估计值,通常需要外加一个低通滤波器滤除高频信号,采用STSMO来提取反电动势,在低通滤波器前提下增加了卡尔曼滤波器,形成双重滤波结构,进一步滤除噪声和干扰信号,减小估算反电动势中的纹波,同时用饱和函数替代原有的符号函数以减小抖振。实验和仿真结果证明,改进STSMO控制系统能有效抑制系统抖振,具有更好的控制精度和稳态品质。

无速度传感器的异步电动机模糊自适应PI直接转矩控制

文章针对传统无速度传感器直接转矩控制转速不稳定、超调量大等问题做出两点改进。首先,引入自耦PI对传统MRAS无速度传感器直接转矩控制进行改进,该方法改善无传感器直接转矩控制调速性能、降低超调量、减小稳态误差;其次,针对直接转矩控制具有转矩脉动大、调速性能差等缺点,提出变论域静态模糊自适应PI控制策略,减小转矩脉动并改善调速性能,大大提升了抗负载能力;最后,在Matlab/Simulink仿真环境下进行了仿真并进行分析,证明了上述方法的有效性和可行性。结果表明,相对于传统的无速度传感器直接转矩控制系统,仿真结果显示减小了转速超调量,缩短了转速上升中到达高速工况的响应时间,提升了抗负载能力。

基于级联惯性负载转矩观测器的永磁伺服电机复合抗扰控制

针对永磁伺服电机在运行时位置跟踪精度差和抗干扰性能弱等问题,提出一种模型预测位置控制与非奇异快速终端滑模速度控制相结合的复合模型预测控制策略。该控制策略采用非奇异快速终端滑模设计速度控制器,以有效提高响应速度及系统鲁棒性;采用模型预测位置控制提高位置跟踪精度;同时,采用基于转动惯量观测和负载转矩观测器相结合的级联惯性负载转矩观测器观测负载转矩并进行前馈补偿,进一步提高系统的抗干扰性能。通过仿真和实验结果可得,所提复合模型预测控制可有效提高永磁伺服电机的动态响应速度和抗负载扰动能力。

基于MRAS理论的无速度传感器直接转矩控制调速系统

在MRAS理论基础上讨论了三种转速观测法,并将其中既能实现电机转速辨识又能实现定子电阻辨识的交互式模型参考自适应方法应用于异步电机无速度传感器直接转矩控制中。该方法能较好地解决电机参数变化对调速精度和系统稳定性影响的问题,仿真结果证明了该方案的有效性。

无速度传感器异步电动机直接转矩控制系统的研究

基于模型参考自适应理论，利用异步电机转子磁链方程设计了无速度传感器异步电机直接转矩控制系统，并对其进行了仿真和实验研究。仿真和实验结果表明系统性能很好。

异步电机无速度传感器直接转矩控制系统

基于模型参考自适应控制系统原理(MRAS)设计了一种新型的速度磁链自适应观测器,它以定子电流和定子磁链为状态变量,把磁链观测和速度辨识结合在一起,可以将定子磁链观测值直接应用于直接转矩控制算法中,并实现了异步电机无速度传感器直接转矩控制系统。定义了李亚普诺夫函数,根据其稳定性理论确定了速度自适应律。利用SIMULINK中的库元件和S-function构建了异步电机无速度传感器直接转矩控制系统仿真模型,仿真实验结果表明提出的速度磁链自适应观测器对速度辨识快速而准确,算法比较简单,计算量小,便于在线实现。该系统具有较好的定子磁链和转速观测精度以及对定子电阻变化的鲁棒性,能改善低速时磁链畸变的程度和运行特性。

采用定子电阻辨识和无速度传感器的异步电机直接转矩控制模糊系统

为解决异步电动机直接转矩控制(direct torque control,DTC)中低速运行时定子电阻变化对系统性能影响较大的问题,提出了一种基于定子电阻辨识和无速度传感器的异步电机直接转矩控制模糊系统。其中定子电阻采用模糊神经网络进行辨识;电机转速采用基于转子磁链的模型参考自适应系统(model reference adaptive sys-tem,MRAS)法进行估计;同时采用三输入单输出的模糊控制器调节脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)信号占空比的异步电动机直接转矩控制的策略,三输入变量为转矩误差、磁链幅值误差和磁通角。此策略即在传统异步电动机直接转矩控制的基础上,用模糊控制器代替传统DTC中的滞环比较器和空间电压矢量状态选择器来细分控制规则,最后控制逆变器的开关,以减小低速时转矩和磁链脉动,提高系统转矩响应速度。仿真结果表明该系统可减小转矩和磁链脉动,提高系统的鲁棒性和自适应性,改善系统的动、静态品质。

带负载转矩估算的非线性观测器内嵌式永磁同步电机无位置传感器控制策略

针对内嵌式永磁同步电机无位置传感器控制系统中转子位置和转速估算精度不高的问题,提出一种带有负载转矩估算的非线性观测器方法。基于合成反电动势建立了内嵌式永磁同步电机的数学模型,在静止坐标系下设计了非线性观测器,通过状态矫正控制策略,使非线性观测器收敛到期望的平衡点。依据扰动理论建立了负载转矩估算方程,在线估算负载转矩,以消除由机械模型误差引起的转子位置和转速的估算误差。在无位置传感器控制实验平台上进行了实验验证,实验结果表明所提出的方法能够在稳态和动态条件下准确估算转子位置和转速。

基于滑模模型参考自适应观测器的无速度传感器三相永磁同步电机模型预测转矩控制

针对三相永磁同步电机(PMSM)驱动系统,基于滑模变结构模型参考自适应(MRAS)技术,提出了一种新颖的无速度传感器模型预测转矩控制(MPTC)策略.采用滑模变结构模型参考自适应方法构造电机转速观测器,以改善速度估计精度并提高系统鲁棒性;利用模型预测转矩控制策略,以达到减小转矩和磁链纹波并提高系统控制性能的目的.仿真结果表明:就滑模MRAS观测器与MRAS观测器比较而言,基于前者的PMSM无速度传感器MPTC系统比基于后者的PMSM无速度传感器MPTC系统具有较强的鲁棒性和更好的动态性能;就MPTC与直接转矩控制(DTC)和磁场定向控制(FOC)比较而言,采用前者策略的无速度传感器电机驱动系统能够降低逆变器开关频率、减少相电流总谐波失真(THD),从而提高系统可靠性.

基于扩张状态观测器的无速度传感器容错逆变器驱动永磁同步电机系统自抗扰模型预测转矩控制

针对三相四开关逆变器驱动永磁同步电机(PMSM)系统,基于扩张状态观测器(ESO)技术,提出了无速度传感器的自抗扰模型预测转矩控制(ADRMPTC)策略.建立了三相四开关逆变器驱动PMSM系统的数学模型;采用ESO技术构造了PMSM系统转速观测器,以实现对转速快速准确地实时估计;用自抗扰控制器(ADRC)作为系统的转速调节器,以提高系统的鲁棒性;利用模型预测转矩控制(MPTC)方法,以达到减小转矩和磁链脉动的目的.所设计基于ESO的无速度传感器ADRMPTC策略能够使三相四开关逆变器驱动的PMSM系统可靠稳定运行,达到满意的转矩和转速控制效果.与基于PI的MPTC策略相比,本文控制策略使PMSM系统不仅具有良好的动态性能,而且具有较强的抗负载干扰能力.仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性.

内置式永磁同步电机宽转速范围无位置传感器直接转矩控制

针对内置式永磁同步电机,提出一种可在宽转速范围运行的无位置传感器直接转矩控制方法。在直接转矩控制中,定子磁链的估算和控制是算法实施的关键。为保证在宽转速范围内准确估算定子磁链,当电机静止和低速运行时,利用旋转高频注入方法得到电机实时三相电感,结合相电流得到由定子电流产生的磁链分量,并综合转子磁链分量得到定子磁链;当电机中高速运行时,使用反电动势滤波估算定子磁链。根据所得定子磁链,结合基于转矩角的直接转矩控制方法控制电机运转,并使用滞环方法保证低速与中高速运行之间平滑过渡。实验结果表明,该无位置传感器控制方法在包含静止的宽转速范围内能稳定带载运行,并具有良好的动静态性能。

基于神经网络的无速度传感器直接转矩控制系统的研究

针对传统的直接转矩控制系统 ,定子磁链受定子电阻及积分计算的影响 ,辨识不准确及使用速度传感器的不足 ,通过采用新型磁链观测器 ,获得全速范围内准确的定、转子磁链 ,并以此为基础 ,采用神经网络辨识电动机转速 。

基于单神经元自适应PID的无刷直流电机反电势与磁链观测及无位置传感器直接转矩控制

提出了一种无位置传感器无刷直流电机直接转矩控制方法。通过采用一种基于单神经元自适应PID方法,建立了两相静止坐标系下的反电势和磁链观测器,通过Lyapunov稳定性分析方法实现了观测器的稳定性证明。给出了单神经元比例系数不同取值时反电势估计误差,给出了推荐的取值范围,并给出了神经元比例系数的在线调整方法,补偿了由于定子电压计算不准确而引起的磁链和转矩估计偏差。最终实现了无刷直流电机的直接转矩控制。仿真和实验结果表明与传统控制方法相比,该方法具有较好的静动态特性,进而表明方法的正确性和可行性。

基于直接转矩控制无速度传感器交流调速研究

在直接转矩控制的基础上,结合定子磁场定向和转子磁场定向各自的特点,详细讨论了速度估计的算法和有关的参数计算,提出了一种简单、实用的速度估计方法,并进行了仿真研究。仿真和试验结果表明,速度估计值与实际值能很好地吻合。

同步磁阻永磁电机无传感器直接转矩控制仿真研究

介绍了同步磁阻永磁电机(SR-PM)的结构和直接转矩控制的原理,其中重点讨论了直接转矩控制应用于SR-PM电机的特点。在此基础上分析了基于磁链的反电动势直接积分实现其无(位置/速度)传感器直接转矩控制的模型,并说明了实现其无传感器控制的关键是在磁链位置的基础上补偿转矩角得到转子实际位置。本文介绍了若干种不同位置补偿的方法,仿真结果,证明了它们在带入位置和速度闭环后能实现无传感器直接转矩控制。

永磁同步牵引电机无速度传感器转矩精确控制

为了改善轨道交通矢量控制系统永磁同步电动机转矩控制的性能,采用有效磁链和等效反电动势的概念,设计了基于等效反电动势的扩展非奇异快速终端滑模观测器实现了无速度传感器控制,基于有效磁链实现了精确转矩闭环控制。首先,建立了基于等效反电动势的内置式永磁同步电动机模型;其次,构建了基于等效反电动势的自适应扩展非奇异快速终端滑模观测器,推导并建立了估算转速的自适应率,并利用李亚普诺夫理论证明了算法的收敛性;最后,基于滑模等值控制方法实现了等效反电动势和有效磁链的观测以及转矩的估算,以此和转矩给定值构成精确转矩闭环控制。该方法不仅适用于内置式永磁同步电机(IPMSM),而且适用于表贴式永磁同步电机(SPMSM)。该方法提高了轨道交通矢量控制系统PMSM转矩控制的精度,改善轨道交通控制系统的性能,通过仿真实例验证了方法的可行性和有效性。

无速度传感器三电平逆变器异步电动机直接转矩控制系统(II)——基于全阶定子磁链观测器的参数和速度辨识

在固定合成矢量的控制算法基础上,提出了一种基于定子磁链的自适应全阶观测器的三电平逆变器供电异步电动机直接转矩控制(DTC)方法,在准确观测磁链的同时能够进行电动机定子电阻和转子转速辨识。实验结果证明本文提出的方法实现了三电平逆变器供电异步电动机高性能无速度传感器直接转矩控制系统运行。

基于宽速滑模观测器的新型自减速永磁轮毂电机无传感器直接转矩控制

研究了一种基于宽速滑模观测器的新型自减速永磁轮毂电机无传感器直接转矩控制方法,解决了传统直接转矩中转矩和磁链脉动大以及电机运行于空载或突加负载时直轴电流分量较大等问题;并解决了传统滑模观测器相位延迟的问题,有效改善系统抖振并提高了低速时转子位置估算精度。建立新型自减速永磁轮毂电机无传感器直接转矩控制调速系统并进行仿真和实验测试。仿真和实验结果验证了所提方法的可行性和有效性。

基于双滑模变结构PMSM直接转矩控制无传感器运行

提出基于双滑模变结构永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制(DTC)无传感器运行。以电磁转矩误差、定子磁链误差和转速等信号作为磁链和转矩滑模控制器输入信号,其输出实现电压空间矢量调制,取代了传统DTC中滞环比较器和开关电压矢量选择表,有效地降低磁链和转矩脉动,并保证逆变器开关频率恒定;设计滑模观测器对转速进行准确估计,实现PMSM无传感器运行。仿真和实验结果验证了该方法的可行性和有效性。

无刷直流电机无位置传感器控制下的转矩波动抑制新策略

永磁无刷直流电机位置传感器和转矩波动的存在限制了它的应用范围.为扩大无刷直流电机在精度较高的伺服系统中的应用,提出在实现无位置传感器控制的同时,减少转矩波动的新策略.无刷直流电机转子位置与电机的电压、电流之间以及电机电流与转子位置、转矩之间都存在着一定的非线性对应关系.通过对两个径向基函数(RBF)神经网络按自适应训练算法进行训练,训练后的两个RBF神经网络分别实现了无刷直流电机转子位置和最大转矩运行时参考电流的在线估计.根据估计的参考电流对绕组的实际电流进行调节,最大限度地抑制了因电流波形不理想引起的转矩波动,为无刷直流电机在高性能伺服系统中的应用提供了保证.实验结果表明了此控制策略的有效性.