基于一阶线性自抗扰控制器的同步磁阻电机无速度传感器控制

同步磁阻电机在实现无速度传感器控制时出现交叉耦合效应,导致dq轴电感随着电流发生非线性变化,转速环使用传统PI控制器已无法满足系统较强的抗扰性能和较高的转子位置估计精度。为了改善此问题,该文提出一阶线性自抗扰控制器的同步磁阻电机无速度传感器控制策略,利用其机械运动状态方程,将同步磁阻电机的交叉耦合效应及负载扰动变化视为扰动。首先通过扩张状态观测器对负载扰动快速观测并进行前馈补偿,以此来提高系统抗扰性;其次利用静止实验法,得到dq轴磁链与电流的非线性函数模型,将该模型运用至磁链观测器中,以减小交叉耦合效应,提高转子位置估计精度;最后在1.5 kW的同步磁阻电机对拖加载实验平台上进行实验,验证了该控制方案的有效性。

新能源汽车速度传感器故障检测与控制技术分析

随着现代化社会的快速发展,新能源汽车兴起,传感器作为其关键组成部分之一,在推动汽车电动化和智能化发展方面扮演着至关重要的角色。本文基于新能源汽车驱动系统对速度传感器的检测与控制关键进行简单分析,根据分析结果深入探究该装置设备的故障检测与控制技术,最后开展模拟仿真实例分析,以期控制跟踪速度,提高新能源汽车行驶安全性,为相关工作或人员提供有效参考。

基于扩张滑模-锁相环的感应电机无速度传感器矢量控制

在高性能感应电机无速度传感器矢量控制系统中,需要对转子磁链与转速进行准确的估计,而电动势项包含直流偏置,影响了转子磁链的准确估计。而且传统的正交锁相环方法在加减速工况下,转速估计难以收敛至实际值。该文针对这两个问题,首先,设计一种以定子电流与电动势为状态变量的Super-Twisting滑模观测器,结合可编程滤波器来估计转子磁链,以提升转子磁链估计精度;其次,提出一种基于扩张滑模锁相环的速度估计方法,提高加减速工况下的转速估计性能;最后,通过1.5 kW感应电机测试平台验证所提方法的有效性。

无人驾驶汽车纵向速度的磁敏传感器控制方法

在无人驾驶汽车行驶过程中,工况的切换导致纵向速度控制难度较大,为提高行驶的稳定性和安全性,提出了基于磁敏传感器的无人驾驶汽车纵向速度控制方法。对无人驾驶汽车纵向运动的参数计算,为磁敏传感器建立基础环境。利用永磁体为磁敏器件提供偏置磁场,计算点磁源磁场强,获得磁敏传感器空间坐标。在空间坐标内,将汽车转速跟踪控制问题转化为连续系统的传感器状态描述,算出加速度和变化速率约束范围,得到最优控制输入增量;为避免制动与驾驶方式频繁转换,将节气门开度和期望制动器主液压控制量作为执行器控制输入,完成汽车纵向速度控制。实验表明,所提方法能够很好地跟踪期望的纵向速度,可以根据探测信息实时地调节控制参数,纵向车速控制效果更加稳定,保证行驶安全。

基于SMC与SVPWM的永磁同步电机无速度传感器控制技术研究

针对传统永磁同步电机控制是利用速度传感器获取实时速度信息而导致系统复杂性与成本增加的问题,提出一种基于SMC与SVPWM的永磁同步电机无速度传感器控制技术。在对滑模控制与空间矢量脉冲宽度调制理论分析的基础上建立了电机无速度传感器控制模型,并在MATLAB/Simulink平台下搭建了仿真模型,对电机转速与负载变化下的速度与位置跟踪性能进行仿真,结果表明所提出的控制技术在两种工况下具有良好的性能。对降低系统成本与复杂性,使得永磁同步电机具有更广泛的用途提供了参考。

基于两级滤波的改进滑模观测器PMSM无速度传感器控制

针对永磁同步电动机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)伺服系统中由滑模观测器引起的位置估算误差以及抖振问题,提出了一种改进的两级滤波滑模观测器。首先,根据PMSM的数学模型,设计了利用传统滑模观测器估计定子电流和反电动势的估计算法;其次,分析了传统滑模观测器在PMSM伺服系统应用中的不足;再次,提出了一种新的饱和函数以代替传统的符号函数,改进了滑模观测器的控制律;最后,通过变截止频率滤波器和卡尔曼滤波器组成的二级滤波器,得到PMSM转子更精确的位置估计信息。利用Matlab,对使用了传统观测器的系统和使用改进的观测器的系统分别进行了仿真,仿真结果表明:与使用了传统观测器的PMSM伺服系统相比,使用了改进观测器的PMSM伺服系统转速误差更小、估算结果更准确。

加速度控制传感器对正弦振动试验结果的影响

以压电式加速度传感器作为电动振动试验系统垂直台面的加速度控制传感器,分析控制传感器在台面不同位置、设置不同灵敏度值时所采集的正弦振动试验数据,发现控制传感器布置在台面中间位置时,正弦振动试验结果最准确可靠,而对控制传感器设置不同的灵敏度值时,所采集到的结果数据偏差较大。研究结果可为实验室开展正弦振动试验时控制传感器安装位置的选取和灵敏度值设置提供依据。

基于无速度传感器的永磁同步电机反步控制设计与仿真

给定信号和外部负载的扰动对永磁同步电机的输出有着不可忽略的影响,为提高永磁同步电机在多种工况条件下的稳定性,采用先进控制算法对提高系统的控制效果具有重要意义。文中采用反步控制与无速度传感器相结合设计了一种新的控制策略,该方法利用了反步控制全局稳定性好,动、静态性能优良的特点,可以有效抑制负载变化带来的扰动,同时系统采用扩展卡尔曼滤波器进行相关过程参数的辨识,为控制器提供电机的当前运行状态。对所提出的永磁同步电机控制系统进行了数学模型推导,并且通过MATLAB进行了仿真实验。仿真结果表明,与传统的反步控制系统相比,所提出的无速度传感器永磁同步电机驱动系统能更有效地控制电机的转速,具备良好的动、静态特性和鲁棒性。

矿用高频隔离型变频调速无速度传感器矢量控制研究

在各行业中需要使用电动机作为驱动的重要部分,而且电动机所发挥的作用非常的重要,设备的核心组成部分,在各种应用场景中发挥着至关重要的作用,由于速度传感器容易受到外界环境的影响而导致故障,且需要额外的维护成本。本文探讨矿用高频隔离型变频调速系统,聚焦无速度传感器矢量控制技术,解决传统矢量控制中的问题,提出简单、低成本的解决方案,为电动机调速提供新思路。

永磁同步电机无速度传感器无差拍预测控制研究

文章针对无速度传感器的永磁同步电机的无差拍预测控制策略进行深入研究。通过引入扰动观测器,实现对电机转子角度和速度的在线估计,避免对速度传感器的依赖;其次基于角度和速度估计结果,提出一种改进的无差拍电流预测控制方法,以提高系统的控制精度和响应速度;最后通过仿真实验和应用测试,验证所提出控制策略的有效性。结果表明,该控制策略能够实现对PMSM的精确控制,同时降低了系统成本和复杂性,具有广阔的应用前景。

一种自适应扩展卡尔曼滤波的永磁同步电机无位置传感器矢量控制

在粗差干扰或噪声统计偏差情况下,扩展卡尔曼滤波(EKF)对永磁同步电机(PMSM)的速度和转子位置估计存在精度下降问题,为此提出一种基于新息序列的自适应扩展卡尔曼滤波算法(AEKF)。首先,将粗差干扰加入系统观测方程中,分析粗差干扰对系统观测精度的影响。其次,为增强算法的抗扰性能,在新息协方差计算中设置加权系数,通过调整临近时刻的新息协方差阵权重,计算出新息协方差值,并更新到卡尔曼增益的计算。最后,建立AEKF数学模型,并对比粗差干扰与噪声统计出现偏差情况下,AEKF与EKF两种策略的观测性能。仿真和实验结果表明,在粗差干扰或噪声统计信息出现偏差情况下,AEKF算法对永磁同步电机转速的观测具备更强的鲁棒性及更高的预测精度。

基于无速度传感器的煤矿电力机车牵引调速器控制

为保证煤矿电力机车电机转速的稳定运转,保证机车的安全运行,提出基于传感器的煤矿电力机车牵引调速器控制方法。以牵引电机无速度传感器矢量控制方法为核心,构建虚拟的速度传感器数学模型,对牵引电机的转速和转子磁场位置进行计算;通过黏着控制方法观测煤矿电力机车实时运行状态;在此基础上,采用Luenberger状态观测器的转速自适应估计算法,估计该状态下的机车初始转速;依据该估计结果,基于电流数字PI控制器,控制煤矿电力机车牵引电机转速,实现煤矿电力机车牵引调速器控制。测试结果显示:该方法应用性能较好,控制后电子调速波动率在35%以下;牵引电机转速的响应结果和给定转速之间偏差在2~5 r/min;有效控制不同情况下的电机转速。

基于双传感器的枕式包装机速度自动调节系统

包装机速度调节系统存在进入稳态耗时长、稳态误差大和调节精度低的问题,导致产品破损率高,提出基于双传感器的枕式包装机速度自动调节系统。系统硬件采用温度传感器和位置传感器,结合可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)转换和调配各个机构的速度,实现包装机速度自动调节;系统软件采用等时间原则,确定包装盒传输到封端位置和温度的时间,从而匹配速度,根据齿轮传动原理确定速度变化量,实现枕式包装机速度自动调节。实验结果表明,设计系统进入稳态的耗时仅为20 s,包装破损率均低于7.5%,该系统减小了超调量、缩短耗时、提高控制精度,降低了不同尺寸产品包装破损率,具有较好的通用性和可靠性。

基于多传感器融合的模糊PID采煤机截割路径自适应控制方法

截割路径自适应控制是提高采煤机生产效率和质量的重要手段,但现行方法控制精度较低,在实际中,截割路径RMSE、MAE均比较高。针对现行方法存在的不足和缺陷,提出基于多传感器融合的模糊PID采煤机截割路径自适应控制方法。采用多传感器融合技术感知采煤机截割运动学模型中位置及状态信息,并对多传感器数据融合处理,根据采煤机截割运动学规律得到采煤机截割路径,模糊化截割路径偏差,利用PID控制器调控比例、积分、微分3个参数,修正采煤机截割路径偏差,实现基于多传感器融合的模糊PID采煤机截割路径自适应控制。实验证明,设计方法应用下的采煤机截割路径RMSE和MAE得到了明显降低,为采煤机截割路径自适应控制提供了一定参考。

无速度传感器控制矿用电力机车牵引变频调速器

基于异步电机的定子磁场定向控制模型,研制了无速度传感器控制矿用电力机车牵引变频调速器,选用高性价比的M16C系列MCU作为主控单元,采用PWM死区补偿及速度和励磁电流闭环控制,输出电流谐波小,起动力矩大,成功地用于煤矿10吨架线式矿用电机车的牵引控制。采用变频调速牵引代替了原来普遍使用的调阻电机车和直流斩波电机车,提高了生产效率,大大减小了能耗,降低了机车维修及损耗材料费用。

地铁牵引系统无速度传感器带速重投控制策略研究

文章研究了适用于地铁牵引系统的异步电机无速度传感器矢量控制方法,在闭环全阶转子磁链观测器基础上推导出转速自适应辨识算法,重点针对无速度传感器控制技术在工程实践应用中的难题—带速重投,提出了一种直流脉冲注入结合磁链锁相环以及零转矩修正的两段式带速重投策略。最后通过硬件在环仿真测试以及地面对拖试验证明该无速度传感器控制系统具有良好的动静态性能,并且可以在较小电流、转矩冲击下快速地完成带速重投过程。

永磁同步电机无位置传感器控制策略概述

系统地梳理了永磁同步电机无位置传感器控制技术的发展动态,剖析了中高速状态下扩展反电势法、滑膜观测器法、龙伯格观测器法等不同技术的数学模型与结构框图,分析了零低速下脉振高频信号注入法、低频电流注入法等多种策略的向量图原理,揭示并对比了各类永磁同步电机无传感器控制技术各自的优点与不足,分析相应的适用场合,并前瞻性地指出了未来研究中可能聚焦的议题。

牵引电动机无速度传感器及带速度重投控制

研究了无速度传感器控制技术在大功率电力牵引传动系统中应用问题。在异步电动机Luenberger观测器模型基础上推导出速度自适应辨识算法,针对无速度传感器控制在电力牵引中应用的难题——控制系统的带速度重投,提出了一种初始转速自优化搜索算法,可以在很小的电流、转矩冲击下完成重投励磁过程。实验结果表明该无速度传感器控制系统具有非常高的转矩动态调节性能,可以在极低的定子频率下稳定运行,达到工程化应用的要求。

矿井皮带机用感应电机无传感器控制研究

针对大功率矿井皮带机用感应电机无速度传感器系统带负载启动困难的问题,提出一种无速度控制工程实用方法,电机起动采用电流单闭环I/F控制,进入低频运行后应用自适应状态切换策略调节转矩电流,当系统满足设定的切换条件时投入磁链、速度闭环矢量控制,实现速度及转矩的平滑状态切换,满足矿井皮带机在各种负载工况下的启动及全速度范围正常运行。以一种混合磁链模型作为MRAS转速估计器的参考模型,电机低频运行阶段能得到较精确的转速估计值,可以较早使系统切换到矢量控制模式,在交流对拖样机平台进行了带负载起动及中高速运行实验,电机可以顺利起动并在3Hz时满足切换条件,平滑切换到矢量控制模式,电机转速响应快,动态特性较好,实验结果表明了该方法的正确性和有效性。

基于MRAS永磁同步电机无速度传感器的改进控制策略

为了优化永磁同步电机无速度传感器的控制策略,对模型参考自适应永磁同步电机控制算法进行了改进。设计了基于同步旋转坐标系下的定子磁链状态方程模型参考自适应的修正补偿,改善了可调模型的可控性,转速抖动小,收敛速度快;理论验证和仿真结果表明,改进后的控制策略对电机实际参数的依赖性低,适用于参数可发生变化的实际工况,提高了永磁同步电机矢量控制的鲁棒性以及系统稳定性。