基于改进双抛物线的电流跟踪技术控制算法

为了克服抛物线法电流控制技术存在的抛物线基准电流环不易实现、转换点检测不精确的问题,基于脉冲宽度调制(PWM)变换器的电流控制模型,提出了一种改进的双抛物线电流控制算法,通过公式推导计算精确转换点,并通过仿真对比了双抛物线及其改进技术的3种算法。结果表明:牛顿-双抛物线电流控制技术较斜线双抛物线电流控制更精确,其PWM信号周期基本恒定;且与一般的双抛物线电流控制相比,该方法简化了比较电路,提高了转换点的抗扰性,控制过程更易实现。研究结果表明改进的牛顿双抛物线控制技术结合了双抛物线和斜线双抛物线两者优点,更具可行性和优越性。

基于周期观测的幅值可变双抛物线电流控制技术研究

为了使PWM变换器能够实时精准控制输入电流,在能馈型电子负载的实际应用中,针对前级电流跟踪控制中采用的双抛物线电流控制算法,分析了引起双抛物线幅值波动的不同因素,进而影响电流的跟踪效果,提出了一种基于观测补偿的幅值可变的双抛物线电流控制方法.本文采用了牛顿迭代法实现对下一周期值的观测估计,并且通过周期和幅值的关系来确定反馈值,对下一时刻的幅值进行补偿.最后本文通过仿真验证了该方法的有效性,实现了周期恒定的电流实时跟踪.

基于双主动桥输入输出电流协调控制的二次纹波电压抑制策略

单相电力电子变压器(PET)隔离级传输二次脉动功率较少且不可控,使其直流侧出现较大幅度的二次纹波电压,将影响系统供电质量以及供电可靠性。在传统双主动桥(DAB)降阶等效模型中加入开关电阻、变压器磁化电感和铜耗电阻,提升了二次脉动功率传输的准确性;在DAB控制中,电流内环采用比例-积分-谐振(PIR)控制,并引入低压直流侧二次纹波电流前馈,使高低压直流侧二次脉动功率向负载侧稳定传输,高低压直流侧二次纹波电压幅值显著减小;为加快控制器动态响应速度,对控制器关键参数进行优化设计,最后通过仿真和实验验证了所提方法的有效性。

感应电动机交-交变频调速系统的双内模控制研究

基于先进的内模控制理论,提出了一种双内模控制结构,将内模控制拓展应用到多环控制的感应电动机交-交变频调速系统的外环;仿照调速系统调节器的工程设计方法,提出了基于内模控制原理的调速系统调节器设计原则,并进行了调节器设计。所设计的电流调节器为PI结构、磁链和转速调节器为PI或PID结构,但都只有一个可调参数,结构简单,参数调整方便。仿真实验表明,采用内模控制后,系统的输出动态性能优于工程设计方法设计的动态性能。

一种优化的双电机主-从模型转矩预测控制策略

针对转子同轴连接的双电机主-从结构直接转矩控制(DTC)中出现的转矩脉振与主-从电机转矩差问题,提出一种优化的主-从模型转矩预测控制(MS-MPDTC)策略。该策略将模型预测控制引入双电机主-从控制系统中,设计预测电流的差值反馈环节来修正主-从预测转矩以减小稳态转矩差,并增加了随转速变化的反馈权重来抑制动态阶跃前后的转矩差值;同时为了补偿系统自身的延迟现象,在双电机单步预测的基础上进行二步预测,提高转矩的预测精度。仿真与实验结果表明,新的转矩预测控制策略有效抑制了双电机输出转矩脉振与主-从动、稳态转矩差,提升了系统的整体性能。

用于飞轮储能单元的神经元自适应比例-积分-微分控制算法

提出了种应用于飞轮储能系统的神经元自适应比例?积分?微分(proportional integral differential,PID)控制算法。该算法基于传统的双闭环调速系统与神经网络理论,实现对飞轮驱动电机的控制,使飞轮驱动电机能够根据系统要求,驱动飞轮储能单元储存或释放能量。运用李亚普诺夫稳定性理论证明了该控制算法的稳定性和有效性,并给出了其稳定性条件。经过仿真验证,该算法可以有效地实现对飞轮储能单元的充放电控制,其控制参数可以随着系统的运行自适应调节,飞轮储能单元的控制精度和鲁棒性也有所提高。

基于自抗扰控制的双环伺服系统

为提高永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)伺服系统的抗负载扰动和参数摄动能力,提出一种基于自抗扰控制的位置–电流双环控制策略。分析伺服系统的扰动机理,构建基于离散最速控制综合函数的跟踪微分器进行位移规划,通过引入三阶扩张状态观测器,得到位置和转速复合控制的非线性自抗扰控制器,优化了系统结构,降低了参数整定难度。为进一步提高系统刚度和对突变负载扰动的响应能力,设计电流环自抗扰控制器,引入二阶观测器估计扰动量并进行扰动补偿,给出电流环线性自抗扰控制器参数的确定方法。仿真和实验结果表明,该控制策略能够减小外部转矩干扰和电机参数摄动对系统性能的影响,验证了基于自抗扰控制的双环控制方法的有效性。

基于非线性自抗扰控制的双闭环PMSM速度控制策略研究

针对在传统PI控制策略下永磁同步电机伺服系统中存在转速易超调和抗扰能力差等问题,提出一种基于非线性自抗扰控制的双闭环永磁同步电机速度控制策略。在速度环和电流环中将传统的PI控制器替换为非线性自抗扰控制器,分别设计转速环和电流环的非线性自抗扰控制器。在转速环中,利用跟踪-微分器解决响应快速性和超调之间的矛盾;引入二阶扩张状态观测器,对扰动进行估计并补偿;通过非线性状态误差反馈控制律,提高系统的控制精度。在电流环中,通过引入自抗扰控制中最核心的扩张状态观测器,减小未知扰动对系统的影响。仿真结果表明,系统具有响应快、无超调、抗扰能力强的特点,对负载、转速变化具有较强的鲁棒性,验证了该控制策略的有效性。

基于光伏并网逆变器的一种滞环电流控制技术

在三相光伏并网逆变器系统的设计中,滞环电流控制策略具有开关频率高、电流谐波失真较大等问题。介绍了一种空间矢量-不对称双滞环电流控制方法,在MATLAB/Simulink仿真平台分别搭建了基于三相静止坐标系下与两相静止坐标下的仿真模型,在并网电流与电网电压、开关频率、功率因数等方面对两种控制策略进行对比分析,仿真结果验证了空间矢量-不对称双滞环电流控制方法能够在一定程度上减小开关频率,降低输出电流的总谐波失真。

轴向磁通线圈辅助定子励磁双凸极无刷直流电机及转矩脉动抑制方法

传统永磁无刷直流电机(brushless direct current motor,BLDCM)无法控制永磁磁通量及永磁体固有缺陷,限制了其在许多高科技领域中的应用。该文提出新型双凸极无永磁BLDCM。突破传统结构原理,用轴向线圈磁场辅助径向定子励磁,取消永磁材料特性制约。线圈辅助定子励磁电机更高输出转矩特性可通过提高气隙磁通及电枢绕组的电流实现。用有限元软件进行数值分析并验证其准确性和有效性;基于该电机的特殊结构和电感模型,搭建联合仿真模型,用三相六状态角度导通方式,增加输出转矩,减小转矩脉动;根据辅助励磁线圈调磁特性,进行励磁线圈和电枢绕组混合之励磁电流-转矩控制。实验验证新型结构电机样机及控制方法的可行性和有效性。

一种非线性自抗扰控制的PMSM速度控制策略研究

针对永磁同步电机伺服系统中存在的抗负载扰动能力差和转速超调等问题,提出一种基于非线性自抗扰控制的新型PMSM速度控制策略。通过分析伺服系统的扰动机理,在速度环将传统的PI控制器替换为非线性自抗扰控制器。通过跟踪-微分器将给定转速平滑化,克服了响应快速性和超调之间的矛盾,提升系统响应能力;通过引入二阶扩张状态观测器,对外部扰动进行估计并补偿,提高系统的抗干扰能力;通过非线性状态误差反馈控制律,利用“小误差大增益,大误差小增益”的非线性控制,提高系统的控制精度。仿真结果表明,系统具有响应快、无超调、抗负载扰动能力强的特点,对负载变化、转速变化具有较强的鲁棒性,验证了该策略的有效性。

基于AT89S52单片机控制的电动自行车驱动系统设计与研究

提出基于AT89S52单片机为主控芯片的无刷直流电机控制方案。由霍尔传感器采集的信号计算出驱动电机转速,单片机通过PWM方式实现驱动电机电源控制;对驱动电机相电流采样进行电流闭环控制;组成"速度-电流"双闭环控制系统,提升骑行舒适度,可以满足不同应用场合的需求。

自动变速器电子油泵电机控制方法研究

无刷直流电机是随着电力电子技术及新型永磁材料的发展而迅速发展起来的一种新型电机。自动变速器的电子油泵电机由于控制系统设计简易、成本低廉、控制算法合理、开发周期短的要求,也采用了此电机。基于电子油泵的特性,研究无刷直流电机的控制方法。电子油泵电机采用转速-电流双闭环控制系统,该系统可以极好地适应液压系统的扰动带来的负载突变过程,能够快速达到稳态。并且应用电路简单,体积小,易于实现。在后续研究中还可加入油压-电流特性控制,以达到液压系统精确调节主压力的控制需求。

变电站轨道式巡检机器人驱动系统设计

为解决变电站轨道式巡检机器人运行时转速稳定性差的问题,以控制特性较好的永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)为驱动电机,设计变电站轨道式巡检机器人驱动系统,计算机器人的结构参数和运动参数,完成电机选型;结合矢量控制(field oriented control,FOC)与空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)策略,采用软件MATLAB Simulink搭建比例-积分-微分(proportional-integral-derivative,PID)速度-电流双闭环控制方式的PMSM驱动系统仿真模型,验证设计系统的稳定性与可靠性,搭建实物试验平台进行电机空载与带载转速试验。结果表明:采用PID速度-电流双闭环控制方式的PMSM驱动系统,变电站轨道式巡检机器人的转速稳定,工作可靠;试验结果与仿真结果吻合,满足预期设计要求,该设计方案可行。

纯电动客车用BLDCM双闭环控制系统建模与仿真

为了给电动汽车的研发提供参考,针对某型城市公交中巴客车改装的纯电动汽车,设计了无刷直流电机(BLDCM)的车速-电流双闭环控制系统,在MATLAB环境下搭建了该系统的动态仿真模型,并从空载(负载)运行、换挡运行、循环工况运行3个方面进行了仿真试验。研究结果表明:相比于传统的仅针对电机的驱动控制系统,该系统直接以车速为控制对象,可以将整车控制与电机控制有机结合起来;测速装置从电机转移到车轮上,利于降低BLDCM的设计复杂度和制造成本;该系统的电机调速控制效果与传统的电机驱动控制系统相当,并可有效控制汽车换挡带来的车速突变、迅速响应频繁变化的车速需求,能够满足多挡位纯电动客车的城市道路行驶要求。

助航灯光系统中恒流调光器的研究

恒流调光器是机场助航灯光系统调整不同灯光亮度的设备,针对传统调光器存在输出纹波大、成本较高的问题提出了一种新型的恒流调光器,该恒流调光器在逆变部分采用直-直变换器模式,使得恒流调光器输出电流为恒定直流,这样在满足调光器负载供电要求的情况下减少传统调光系统后端电路所需要的成本。控制方法上,根据逆变电路在直-直变换器模式下的解,采用瞬时无功功率理论结合电压电流双环控制,可将输出电流的纹波从2%降到1%。并在MATLAB/SIMULINK中进行了仿真验证,仿真结果表明,此新型恒流调光器输出电流纹波仅为1%,且交流侧电流谐波含量低,THD值仅为2.7%。

基于6RA80的励磁功率扩展方案的研究与应用

介绍了西门子6RA80直流调速装置的功能和特点。结合具体实践,讨论了采用6RA80的转速-电流双闭环控制和EMF控制的原理,研究了“电枢+外部励磁”调速方案在电机试验站大功率直流电机调速系统中的应用。

蒙皮检测机器人动力学建模与反步镇定控制

研究了双层架构蒙皮检测机器人在切换运动方式下的动力学问题.首先分析了蒙皮检测机器人的结构和受力情况;然后建立了非完整约束方程,进而基于牛顿-欧拉法分别建立了蒙皮检测机器人内外框架两个子系统的动力学模型,并建立了双层架构状态空间表达式;最后设计了反步切换控制算法.通过仿真实验验证了切换控制算法的有效性和可行性.