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。

永磁同步电机新型趋近律滑模控制器设计

针对传统指数趋近律因函数不连续性引起抖振、趋近速度与抖振抑制之间无法同时满足高性能控制系统要求的问题,提出基于系统状态变量的新型滑模趋近律,并应用于永磁同步电机速度、电流控制器中。趋近律引入系统状态变量幂次项和状态变量的双曲正弦值,使系统状态变量以等速和指数2种速率趋向切换面,可以加快系统到达切换面的速度,当系统接近切换面时,指数项接近于0,等速项开始起关键作用,对系统的抖振进行抑制。同时采用双曲正切开关函数替代符号函数,以去除因函数的不连续性所引起的抖振问题。既能提高系统到达滑模面的速度,又能有效抑制固有抖振,提升系统的动态性能。仿真和实验结果表明,新型趋近律相比于传统指数趋近律能够有效降低永磁同步电机启动时转速超调,提高系统的响应速度,抑制系统的抖振。

一种基于电机旋变传感器的链式自动机定位控制器设计

需要对链式自动机闩体进行精确定位控制,以确保能够在射击结束时完成抽壳并能在确定的位置点进行供弹和弹种转换操作。提出了一种基于电机旋变的增量式位置控制器设计。通过射长、传动减速比计算绝对位置主令,通过圈数特征和旋变位置确定位置反馈,实现位置闭环控制。提出一种射长不定的特殊情况下,位置主令的计算方法。通过对位置控制环开环传递函数分析,实现高精度定位控制。研制了一套自动机驱动控制系统作为实验平台,试验结果表明,能够有效实现高精度闩体位置控制。

新能源汽车驱动电机控制器深度解析

文章针对新能源汽车驱动电机控制器的结构原理进行深度解析,阐述电机控制器的基本结构、基本功能,深入分析逆变电路的逆变原理、能量回收整流原理、正弦交流电产生原理和变压与变频原理,介绍电机控制器驱动电路与控制电路的基本组成与结构特点,对职业院校新能源汽车技术专业教师和新能源汽车维修行业维修人员具有一定的参考和借鉴意义。

基于自抗扰控制器的永磁同步电机直接转矩控制

针对传统永磁同步电机直接转矩控制(DTC)中转矩和磁链脉动较大以及转速超调的缺点,文中提出了一种基于自抗扰控制器的直接转矩控制策略。对于传统的PI控制策略中的磁链环、转矩环以及转速环不能满足控制系统非线性的需求,所提出的控制策略中非线性的自抗扰控制器满足了系统的非线性需求,提高了控制系统的动态响应能力。该策略中使用自抗扰控制器取代了传统PI控制结构,设计磁链、转矩和转速自抗扰控制器。通过搭建半实物仿真平台,进行实验验证文中控制策略的有效性。实验结果表明所提出的控制策略与传统的直接转矩控制相比较,文中提到的控制策略可以有效降低转矩和磁链的波动并提高系统的稳定性,降低了转速超调,改善了系统的动态性能。

分子泵用无位置传感器无刷直流电机控制器设计

首先介绍了无刷直流电机的基本模型和特性,对无位置传感器控制方式的基本原理进行研究。随后据此设计了一种分子泵用无位置传感器无刷直流电机控制系统,该系统采用反电势过零点检测方法获取转子位置信息,以进行换相逻辑控制,改进了电机的预定位及启动方式,降低了分子泵电机结构设计的复杂度,提高了分子泵的可靠性。接着从硬件设计和软件控制策略部分详细介绍了该控制系统。最后在实验平台上进行验证。使用所设计的控制器对分子泵进行驱动实验,结果表明,分子泵能够稳定启动并进入额定工作状态,分子泵额定转速可达90 000 r/min,且转速波动可稳定在±60 r/min内。

基于Fluent流固耦合的电机控制器功率器件结温仿真分析

绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块是电机控制器的核心部件,在工程应用中,常由于结温过高导致器件损毁,对控制器的可靠性影响重大。为探究IGBT模块内部的温度场分布,文章进行了损耗建模,并通过Fluent软件进行了结温估算。在控制器额定工况下,IGBT芯片最高结温约为113℃,IGBT与二极管芯片最高温度差接近10℃。同时分析了冷却液流速变化对电机控制器散热性能的影响,根据芯片最高温度及进出口压降,确定冷却液流速在1~2 m/s范围内为最佳区间,为电机控制器的散热性能设计提供参考依据。

基于双滑模控制器的开关磁阻电机调速策略

针对开关磁阻电机(switched reluctance motor,SRM)传统滑模控制方法响应速度慢、抖振大且鲁棒性差的问题,该文提出一种基于双滑模控制器的开关磁阻电机调速策略。首先,设计全局积分滑模速度控制器(global integral sliding model speed controller,GISMSC),消除系统到达滑模面的过程,提高响应速度和鲁棒性,并通过改进趋近律来减小滑模抖振;其次,设计扰动滑模观测器(disturbance sliding mode observer,DSMO),对负载和未知扰动进行观测,并前馈补偿至全局积分滑模速度控制器中,进而复合构成双滑模速度控制器,并将其作为速度外环与模型预测控制(model predictive control,MPC)相结合,减小转矩脉动的同时提升其调速性能;最后,仿真和实验考虑到转速和负载突变以及电机参数失配等情况,结果表明,所提方法不仅提高了系统调速性能,减小了转矩脉动,而且克服了电机内部参数变化和外部扰动的影响,使系统具备更强鲁棒性。

基于PID控制器的无轴承异步电机控制策略研究

无轴承异步电机(Bearingless Induction Motor,BIM)具有摩擦小、无需润滑、运转速度高等优点,具有重要的研究和应用价值。但是相对于传统异步电机,无轴承异步电机的数学模型是一个强耦合、多变量、非线性的高阶函数,导致其控制策略相对复杂。为此,本文研究了一种基于PID控制器的无轴承异步电机气隙磁场定向控制策略,对其控制原理和实现方法进行了详细的论述,采用Matlab仿真软件对其有效性进行了验证,并基于TMS320F28335搭建了实验平台,对控制效果进行了验证。

基于PID控制器的电力设备电机自动化控制研究

为实现电机自动化控制的自适应性和快速响应性,并提高控制过程对不同工况的泛化能力,提出基于PID控制器的电力运行设备电机自动化控制方法,构建电力运行设备电机的数学模型,融合神经元和PID,构建单神经元PID自适应控制器,通过径向基函数网络实现电力运行设备电机转速误差的非线性逼近,并将其作为单神经元PID自适应控制器的前馈路径,进行电机转速误差的非线性补偿,在控制过程中,不断调整径向基函数网络和单神经元PID自适应控制器的参数,依据参数调整后的单神经元PID自适应控制器反馈路径实现对电机转速误差精准控制。通过实验验证可知,该方法实现的电力运行设备电机转速控制具有较小的运行误差,对电机转速跳变以及突降进行快速反应,快速使得电机转速恢复平稳。

基于SPD1148单片机的车用有刷电机风扇控制器设计

冷却风扇是发动机冷却系统必不可少的一个重要组件。为提升汽车发动机冷却系统核心器件的自主可控率,本文提出一种基于国产MCU的车用直流有刷电机电子风扇控制器。系统以国产SPD1148作为主控芯片,根据电子风扇的应用需求,采用模块化设计,完成了系统的外围电路设计。测试结果在预期范围内。本方案具有很强的工程实用性,是对芯片国产化的一次应用尝试,也为电子风扇控制器后续的相关开发和改进提供参考。

基于驱动电机性能的控制器谐波影响研究

文章论证了驱动电机实测效率偏低的原因,对于分析解决电机单体效率不达标问题具有重要指导及参考价值。从理论上分析了谐波产生的原因及对电机性能的影响分析,并通过仿真分析的手段论证了谐波对电机输出转矩以及效率的影响。基于某款新能源乘用车驱动电机,结合两款控制器,通过控制器谐波数值差异与实测电机效率的偏差值分析,论证了谐波对电机效率带来的负面影响。最后说明了谐波抑制对于提升电机效率的必要性,并提供了相关可行的优化措施。

电机控制器散热结构及热仿真分析

电机控制器在工作过程中会产生大量的热,能够快速高效地散热对控制器的稳定性、安全性及寿命具有决定性作用。本研究旨在通过优化电机控制器的散热结构,达到提高其散热效率并使其温度较为均匀分布的目的。首先通过有限元分析对电机控制器进行散热仿真,得到其温升结果及其温度分布。仿真结果发现控制器的散热效率较低,存在温度分布不均匀的情况。为了解决这个问题,对控制器散热结构及其尺寸进行优化,该结构以尽可能地增加散热表面积,从而提高散热效率。结果表明,新的散热结构可以有效提高电机控制器的散热效率并使其温度分布得更加合理。结合优化的散热结构和热仿真技术,我们可以提高电机控制器的散热效率,从而保证电机控制器的稳定性和延长其寿命。本研究的结果对电机控制器的设计和制造具有一定的参考价值。

纯电动车用高性能电机控制器设计及研究

文章针对纯电动汽车对电机控制器高性能的要求,开发一款高输出扭矩、高输出功率和高工作效率的电机控制器。阐述电机控制器的系统原理,对高压元器件进行选型,介绍电机控制器结构、硬件和软件的设计方案,并通过搭建的测试台架对电机控制器系统进行试验验证。试验结果表明,所设计的高性能电机控制器具有较高的输出功率和扭矩,均优于设计目标和仿真值,同时具有较高的工作效率和系统效率。

低速电动轿车60V电机控制器维修笔记

故障现象:打开点火开关后,车辆无法行驶。某修理厂朋友接修的此车,怀疑是控制器损坏,将控制器带来,找笔者进行检测维修。电机控制器的外壳如图1所示。故障诊断:经过拆检,此款控制器分为上板和下板两部分。下板是功率板,上板是控制板。控制板的外形如图2所示。

基于SiC的高电压平台电机控制器设计及研究

为解决纯电动车续航里程不足、充电时间长的痛点,开发一款基于SiC功率模块的800V电压平台电机控制器。文章首先对电机控制器高低压电路架构原理进行阐述,其次对主要高压元器件进行选型和设计,最后对控制器进行传感器标定,并进行台架测试验证。结果表明,所设计的电机控制器具有较高的电流电压采样精度、输出扭矩、功率、工作效率和系统效率,满足设计目标要求。

基于广域测量的汽轮发电机励磁反步控制方法

由于汽轮发电机励磁反步控制过程中没有实时获取发电机的运行数据,致使电机励磁反步控制效果较差,为此提出基于广域测量的汽轮发电机励磁反步控制方法。通过广域测量系统的同步相量测量单元,实时采集汽轮发电机功角与电流等运行数据,将采集的运行数据变更成标幺值形式,根据该形式建立汽轮发电机励磁控制的数学模型,获取励磁反步控制变量,并结合反步法,设计汽轮发电机励磁反步控制器,通过径向基函数神经网络估计控制器内的扰动,完成控制器扰动补偿。实验结果表明:该方法可精准采集汽轮发电机运行参数,有效反步控制汽轮发电机励磁,令汽轮发电机功角与转子角速度等迅速恢复至稳定状态,具备较优的反步控制效果;应用该方法后,可确保电网运行稳定性,降低故障后电网切机量。

基于改进型滑模变结构的永磁同步电机的无位置传感器矢量控制

针对传统滑模控制采用不连续的符号函数作为滑模面切换函数所引起的抖振问题,提出一种基于改进型滑模变结构的永磁同步电机的无位置传感器矢量控制方法,来削弱抖振,从而改善系统的动、静态性能。首先,设计了改进型滑模控制器和改进型滑模观测器的变结构控制系统。其次,采用连续的开关函数——双曲正切函数作为滑模面切换函数,并通过模糊逻辑控制对双曲正切函数的形状系数进行调整,减弱固定边界层厚度所引起的抖振。然后,运用李雅普诺夫第二定理证明所设计的控制系统的稳定性。最后,与其他方法相比,仿真结果证明了所提方法的可行性和有效性。

基于几何约束优化的重复控制器及PMSM电流谐波抑制应用

重复控制器凭借其具有多个谐振峰而广泛应用于电流谐波抑制领域,然而在实际电机控制系统中,由于系统采样频率固定而电流谐波频率随电机转速而变化,会导致重复控制器中出现分数阶延时环节,而该环节在实际控制器中无法实现。对此,该文针对现有分数阶处理方法进行讨论,分析了插值逼近方法中插值系数对重复控制器整体频率特性的作用,据此提出基于几何约束优化的分数阶重复控制器,通过优化各插值系数,电机在全转速范围内都可以保证谐振频率和电流谐波频率相吻合,并且谐振峰值更符合电机谐波组成规律;还分析了滤波器所处反馈回路位置对频率特性的影响,作为组合滤波器设计依据;为保证系统稳定,对包含PI、重复控制器以及离散电机模型的电流控制系统进行稳定性分析,并作为控制参数选取依据。最后,通过台架实验验证了该文所提出的方法的谐波抑制性能是更优的。

基于超扭曲滑模的双定子绕组感应电机转速磁通控制

针对双定子绕组感应电机DSWIMs(dual-stator winding induction machines)在传统直接转矩和磁通控制下转矩、磁通和电流纹波大,在低速下控制磁通难度大、噪声大等问题,提出1种基于超扭曲滑模控制器STSMC(super twisting sliding mode controller)的DSWIMs新型转速和磁通直接控制方法。通过设计满足李雅普诺夫稳定条件的有限时间收敛误差为0的非线性控制器,提出1种DSWIMs新型转矩分配算法,可使DSWIMs在较宽的转速范围内运行,并包括零转速,所需电磁转矩由2组绕组根据其额定功率提供。此外,针对DSWIMs设计了1种基于滑模控制的全阶观测器,能够高精度地估计绕组磁通、磁通角和转子转速,以实现最优磁通状态。最后,在1个3.3 kWDSWIM驱动系统上进行实验测试,评估所提DSWIM控制方案的性能,实验结果证明了所提控制方法、转矩分配算法和全阶观测器在不同速度区域的有效性。