基于旋转高频电压注入的六相串联三相永磁同步电机系统转子初始位置解耦观测

用一台逆变器驱动两台永磁同步电机串联系统,可以通过控制不同平面的电压矢量实现对两台电机的独立解耦控制。该文提出在一台六相逆变器的六相平面和三相平面下同时注入旋转高频电压信号,通过解调静止坐标系下电流响应的负序分量来分别获得两台电机的转子初始位置角。同时为了提高观测精度,利用解调电流响应中正序分量所获得的误差角对解耦获得的转子初始位置角进行补偿。此外,对于六相串联三相永磁同步电机(PMSM)系统,考虑到系统中两台电机的浅磁饱和特性,在极性判断中利用了与传统单台永磁同步电机相反的结果来进行判断。根据该文所设计的旋转高频电压注入法,可以实现两台电机转子初始位置解耦观测。六相PMSM和三相PMSM的估计误差绝对值的平均值分别为3.72°和1.81°。最后,实验验证了所提观测算法的有效性。

神经网络用于永磁同步电机系统波动力矩补偿

电机系统的波动力矩是影响精密伺服系统响应精度的一个关键因素 .对恒速工作的永磁同步电机系统进行分析并提出了在电机系统控制指令中叠加补偿指令的抑制波动力矩方法 ,构造了相应的多层前馈神经网络模型 ,采用改进的BP网络———SPDS算法进行网络训练 ,实现了波动力矩补偿指令的计算 ,经样机系统验证得到了满意的波动力矩补偿结果 .

多通道并联逆变器馈电永磁同步电机系统谐波性能改进及容错控制

研究了多通道并联逆变器馈电永磁同步电机系统的谐波性能改进方法以及逆变器发生故障并开路运行后的容错控制策略。提出了移相混沌空间向量脉宽调制(SVPWM)策略,通过各并联逆变器SVPWM采样时间的交错,消除了开关频率部分倍频处谐波。同时通过无规则变化开关频率,将所有开关频率倍频处谐波能量在频谱上平铺,进一步减小了谐波峰值。本文针对系统中逆变器故障情况,分别提出并比较了"正常通道直接补偿"、"正常通道不对称电流补偿"及"等额电流补偿"三种容错控制策略。论文通过实验对上述谐波性能改进方法及容错控制策略进行了验证。

新能源汽车永磁同步电机系统标定方法及实现

电机系统是新能源汽车的主要动力源,电机系统性能直接影响整车经济性、驾驶感受等。扭矩的准确性以及系统效率的优化依赖于电机与电机控制器的准确标定,通过分析电机控制器的扭矩控制框图,针对标定过程中影响扭矩控制准确性及系统稳定性的因素进行了分析,确定了电机控制器的标定内容和标定方法,通过搭建的测试台架完成了电机与电机控制器的系统标定。通过不同转速及扭矩下的控制测试,验证了标定方法的有效性。

一种永磁同步电机驱动系统效率优化方法

常规永磁同步电机驱动系统效率优化方法中电机功率因素变化值小,搜索时间长。因此,提出了一种工程化的效率优化方法。在低电压穿越工况下,从运行速度和母线电压等多方面考虑构建了一种非线性的载波切换曲线。根据曲线中最高值和最低值来设置调制系数,采用空间矢量脉宽调制方式的控制器在线性区做最大调制。在此基础上调节最优电流角,通过不连续脉宽调制方法将七段式发波规律改为五段式,最终实现永磁同步电机驱动系统效率的优化。通过对比试验发现,与其他两种效率优化方法对比电机驱动系统,提出的工程化的效率优化方法更具优势。

基于快速控制原型的永磁同步电机控制系统设计及应用

为满足未来社会生产要求,设计了一套基于快速控制原型的永磁同步电机控制系统。在确定快速控制原型开发流程的基础上,提出了最大转矩电流比控制方案,并分别从硬件设计、软件设计以及矢量控制等几个方面入手,对永磁同步电机控制系统设计方案进行阐述。永磁同步电机控制系统设计方案充分彰显了快速控制原型的优势,具有技术可行性。在永磁同步电机控制系统设计中,应考虑到硬件与软件等几方面因素的影响,通过完善设计路径可以增强系统功能,值得关注。

永磁同步电机改进非线性反步自抗扰位置控制

为提高永磁同步电机(PMSM)位置伺服系统的性能,针对外部扰动及参数不确定性对控制性能的影响,提出一种改进的非线性反步自抗扰控制方法。首先,针对传统自抗扰位置控制器中反馈控制律的设计仅限控制增益已知的情况且其收敛性能有限的问题,基于反步控制及连续光滑非线性函数改进了控制律设计;其次,针对传统自抗扰控制器所采用的等效扰动估计方法性能有限的问题,引入朗道自适应观测器对扰动及参数分别辨识。仿真结果表明,所提出的非线性反步自抗扰控制方法有效地提高了永磁同步电机位置伺服系统位置的跟踪收敛速度及跟踪精度,增强了系统对外部扰动及参数不确定性的自适应能力。

基于TI DSP的永磁同步电机三电阻电流采样的实现

为实现永磁同步电机(PMSM)的高性能、低成本矢量控制,改进三电阻电流采样法。针对三电阻电流采样法存在非观测区的问题,提出了根据脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)波形动态设置电流采样点、对PWM进行移相重构电机电流的方法,提高母线电压利用率,提升电机控制系统的输出能力。基于德州仪器公司的数字信号处理器(TI DSP)平台实现该方法的软件算法,通过实验验证本文方法的正确性和可靠性。

基于事件触发机制的自适应神经网络永磁同步电机跟踪控制

针对具有输入时滞的永磁同步电机(PMSM)系统的信号跟踪问题,采用基于事件触发机制的自适应神经网络控制方法,能够在含有输入时滞的情况下通过该控制方法完成对永磁同步电机系统的跟踪控制。通过仿真试验证明,所提出的事件触发控制策略可以有效追踪到参考信号,并显著减少控制器的更新次数,从而延长执行器寿命,提高系统控制性能。

面装式永磁同步电机驱动系统无位置传感器控制

为了实现面装式永磁同步电机(SMPMSM)驱动系统的无位置传感器运行或位置传感器故障下的系统自适应容错运行,首先介绍基于微分代数的SMPMSM驱动系统转子位置和转速的获取方法,其次研究逆变器死区效应对转子位置估计精度的影响,给出基于纹波电流计算的逆变器死区补偿方案,提出基于微分代数且集成逆变器死区补偿的SMPMSM驱动系统无位置传感器控制方案,进而架构无位置传感器控制的SMPMSM驱动系统。通过系统建模、仿真和实验测试验证了所提出的SMPMSM驱动系统无位置传感器控制方案的合理性和有效性。

基于纹波电流计算的面装式永磁同步电机驱动系统逆变器死区补偿

对于电压源型逆变器,由于其功率开关管寄生电容的存在,使逆变器开关周期内输出电压上升和下降不再是瞬时实现,而传统的死区补偿方法并未考虑寄生电容的影响,不仅导致死区补偿效果欠佳,而且存在电流过零点判断困难及易产生过补偿的技术不足。为此,论文首先分析计及开关管寄生电容的逆变器死区效应,然后,针对面装式永磁同步电机(SMPMSM)驱动系统,详细推导其逆变器输出纹波电流的计算公式,提出基于纹波电流计算的逆变器死区补偿方法,并通过基于不同死区补偿方法的SMPMSM驱动系统建模、仿真和实验,验证了所提出的死区补偿方法的技术优势。

一种永磁同步电机伺服系统双内核控制结构设计

针对永磁同步电机伺服系统的控制要求,设计了一种DSP+FPGA的双内核控制结构。在充分考虑DSP和FPGA的芯片特点和资源的基础上,合理划分了系统的控制任务,基于总线空间和分级中断的通信方式实现了内核之间的数据交换。双内核的控制结构简化了系统电路,进一步提高了全数字化程度,增强了系统的稳定性,为伺服系统的设计提供了一种新的方法。

基于级联多模块的永磁同步电机驱动系统传导EMI建模与预测

随着半导体器件开关频率的不断提高,采用脉宽调制(pulse width modulation,PWM)技术的电机驱动系统面临着严重的传导电磁干扰问题。在实际应用中,诸如滤波器、电缆、电机及驱动器单元通常处于级联状态,同时系统级的电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)预测无需获得系统内部每个支路/节点的EMI信息。针对上述特点,文中提出一种基于级联T参数的模块化EMI建模方法。所提方法采用基于替换定理的干扰源建模技术以考虑交流电机驱动系统中的PWM开关动作行为。同时,该方法将系统中的各个阻抗单元视为一个二端口网络“黑盒”,并采用T参数进行描述以避免Z参数不能直接应用于级联单元运算的问题。此外,对EMI标准未限制的级联器件单元进行模块化划分,并采用T矩阵运算对其进行简化,该简化过程不存在理论近似。理论分析表明,因EMI优化而增加或改变滤波器等级联模块时,基于级联T矩阵的EMI预测方法只需对涉及的级联单元重新进行划分和阻抗计算即可。最后,以一台永磁电机驱动系统为例进行分析及验证,实验对比结果表明,所提模型具有模块化、复杂度低的特点。

带有超级电容储能的永磁同步电机—电梯曳引系统

现有永磁同步电机—电梯曳引系统一般是通过电阻消耗电梯运行过程中的再生能量,耗能大且效率低。对此,文中引入超级电容储能环节,利用双向DC/DC变换将储能元件并联至中间直流母线,通过对变换器的控制,使得系统在永磁同步电机再生发电运行时给超级电容充电,而在电机电动运行时为超级电容放电,以充分利用负载再生能量,提高系统的运行效率。仿真结果表明,相比传统耗能方式,采用超级电容储能可有效回收利用系统的再生反馈能量,系统工作在给定实验条件下,单个周期节约能量占系统所需最大能量的58.8%,同时该系统动态过程中转速超调<2%,稳态过程中转速转矩静态误差<1%。由此可知,该系统可实现较好的节能效果,同时还具有良好的运行性能。

永磁同步电机驱动系统在皮带运输机上的运用

简要介绍和分析了永磁同步电机驱动系统的结构以及特点,并且基于此对永磁同步电机驱动系统在皮带运输机上的具体运用,展开了探讨。同时,通过该方面可以知道,永磁同步电机驱动系统的各项性能,非常适合皮带运输机的运行,可以大大提高皮带运输机的运行效率。

永磁直线同步电机伺服系统鲁棒反步控制器设计

针对永磁直线同步电机(PMLSM)伺服系统强鲁棒性、高控制精度的要求,提出一种鲁棒反步控制器。为了解决常规PID跟踪精度不高、参数调节难度大及鲁棒性差的问题,将自适应控制与反步控制结合。利用自适应机制实时估计系统的扰动,去除了反步控制设计过程中对外界扰动上界的要求,同时克服了控制律高频抖振的问题。同时,分析了闭环反馈系统中高频噪声的特性以及对系统的不利影响,使用低通滤波器来抑制高频噪声。最后,在Googol公司的试验平台上,通过与一种改进的PID对比,验证了设计的鲁棒反步控制器的可行性以及抑制高频噪声的有效性,可为先进控制理论的工程化提供参考。

城轨车辆永磁同步电机牵引系统研究现状与发展前景

随着城市道路的不断发展,地铁等轨道交通已经成为人们日常出行不可缺少的交通工具之一.城市轨道交通车辆的安全性不容忽视,因此有必要不断加强对轨道交通车辆安全性的研究和分析.在轨道交通车辆中,电气牵引系统是车辆必不可少的核心技术之一,它能有效地控制轨道交通车辆的牵引和电制动稳定性,保证车辆行驶过程中的安全.永磁牵引系统利用永磁同步电机高效、低噪音、高功率密度的特点,在满足列车正常运行的基础上,实现列车的节能运行.本文从永磁牵引系统与传统异步牵引系统的区别、永磁牵引系统的特点及存在的问题等方面,综合分析了永磁牵引系统在城市轨道交通领域的应用前景.

分数阶永磁同步电机混沌系统的自适应模糊滑模同步控制

针对带有参数不确定与外部扰动的分数阶永磁同步电机混沌系统,文章采用T-S模糊控制,滑模变结构控制及自适应控制相结合的控制策略,设计了一种新的模糊滑模自适应控制器,实现了此类分数阶混沌系统的同步控制问题。首先,基于T-S模糊模型对分数阶永磁同步电机混沌系统进行了系统重构;其次,对重构后的全局模糊系统引入了滑模变结构和自适应控制策略,设计了能够保证分数阶驱动系统与分数阶响应系统全局渐近同步的模糊滑模自适应控制器。最后,通过仿真结果证明了所设计的模糊滑模自适应控制算法对于参数不确定与外部扰动的鲁棒性及控制器设计方法的有效性。

时变扰动下的永磁同步电机滑模控制

时变扰动环境下,永磁同步电机(PMSM)采用鲁棒性较好的滑模控制。根据滑模控制中传统指数趋近律,提出一种改进型的趋近律,并基于改进型趋近律设计了一种PMSM调速系统的滑模速度控制器,提高电机的运行性能。通过仿真结果对比分析,设计的基于改进型趋近律的滑模速度控制器不仅可以提高系统的动态性能,而且削弱了系统的抖振现象,使电机在时变扰动下仍具有较高的运行性能。

永磁同步电机在非晶带材卷取上的设计与应用

针对异步电机机械特性比较软,非晶带材精度很难达到系统要求的问题,提出使用永磁同步电机卷取伺服系统实现收卷的精度误差小于2%的方法。介绍非晶生产线带材抓取和卷取的工艺过程和要求,通过对三项异步电机和永磁同步电机的机械特性曲线精度对比,对采用双闭环控制的永磁同步电机卷取伺服系统进行理论分析。实际应用过程中的生产数据验证了理论计算的正确性,证明永磁同步电机伺服系统达到了精确的收卷效果,使得系统精度误差小于2%。