基于改进分数阶滑模控制的PMLSM直接推力控制

针对分数阶滑模控制在永磁直线同步电机(Permanent Magnet Linear Synchronous Motor, PMLSM)直接推力控制下转速环精度不高、磁链和推力波动大等问题,提出一种改进的分数阶滑模控制算法,即分数阶双幂次指数趋近律、分数阶变速趋近律相结合的组合趋近律,能有效减弱滑模控制引起的系统振荡,加快趋近速率。仿真结果表明:与分数阶滑模控制相比,在PMLSM直接推力控制系统中采取改进分数阶滑模控制,磁链和推力波动明显减弱,系统响应速度加快,提高了PMLSM推力响应的抗干扰能力。

基于直接推力控制的直驱波浪发电系统功率优化

为提升系统波能捕获能力,分析浮子受力,以状态空间法近似拟合辐射力,建立直驱式波浪发电系统数学模型。基于最优控制理论,以系统捕获波能为目标函数,在S域求解Hamilton方程,计算奇异最优控制率,经拉氏逆变换后得到理想电磁力信号。结合直接推力控制,设计二阶滑模控制方案,保证电机推力与初级磁链的跟踪效果。仿真结果表明,所提最优功率方案下系统捕获功率高,滑模控制器跟踪误差小、动态性能好,可提高波能转化率,有效降低推力与初级磁链脉动,增强系统鲁棒性。

基于占空比调制的永磁同步直线电机直接推力控制策略

【目的】为了降低永磁同步直线电机的控制成本,本研究提出一种采用占空比调制实现电机直接推力控制的策略,只使用速度传感器即可实现电机的闭环控制。【方法】在传统直接推力控制策略的基础上,可推导出有效电压空间矢量和电机的推力波动间的关系。在此基础上,通过在一个控制周期内同时采用非零电压矢量和零矢量的共同作用,来降低电机的推力脉动。【结果】针对永磁同步直线电机的结构特点,通过仿真来分析其控制性能,结果显示该方法对降低电机推力波动有一定效果。【结论】因此,采用占空比调制策略能有效减小电机的推力波动。

基于空间矢量调制和滑模变结构的永磁直线电机直接推力控制

对永磁直线同步电机(PMLSM)基于空间矢量调制和滑模变结构直接推力控制系统进行仿真和实验分析。提出了两种基于空间矢量调制技术的控制方法,利用预测思想和PI推力调节器控制下一周期磁链,采用滑模变结构控制器控制定子磁链和推力。仿真结果表明,两种基于空间矢量调制的控制系统不仅可以获得与传统直接推力控制一样的快速响应特性,而且可以明显减小动子磁链和推力脉动。采用滑模变结构控制器对由动子电阻变化而引起的动子磁链观测角度误差有较强的鲁棒性。最后基于TMS320LF2407的实验平台实现了传统直接推力控制与滑模变结构控制。仿真和实验结果表明控制系统的性能优越。

永磁直线同步电动机直接推力控制系统研究

分析了永磁同步电动机直接转矩控制原理,在此基础上建立永磁直线同步电动机的直接推力控制系统的数学模型,对系统的推力控制和磁链控制进行了理论研究.根据电磁推力及初级绕组磁链的实际值与各自参考值之差,选择合适的电压矢量,实现直线电机直接推力控制.针对整个控制系统中的一些关键环节的实现方法进行了详细介绍,从理论上对直线电机直接推力控制系统的可行性进行了研究.用MATLAB/SIMULINK对整个直接推力控制系统进行仿真,验证所设计的控制系统的正确可行.

永磁直线同步电机无模型自适应直接推力控制

针对永磁直线同步电机模型参数不确定且时变并且在运行过程中容易受外部扰动影响的特点,首次将无模型自适应控制理论应用到永磁直线同步电机直接推力控制中。采用无模型自适应方法,实时拟合出永磁直线同步电机运行过程中电磁推力和速度之间的时变差分方程,通过控制率函数推算出给定电磁推力,实现永磁直线同步电机无模型自适应直接推力控制。与传统的PI控制相比,无模型自适应直接推力控制算法既不需要调节PI参数,又明显减少了由于电机控制系统参数变化和负载扰动引起的速度和推力脉动,在保证了系统稳定运行情况下提高了电机控制系统对内部和外部干扰的鲁棒性。

基于相关性分析和神经网络的直接推力控制

传统的发动机控制是将一些可测量参数作为被控制量,如转速和压比,因为可由它们推算出推力。但由于推算的过程不准确,为保证发动机安全运行,在发动机的设计过程中常常保留了较大的裕度。而直接推力控制可以降低这些裕度,充分发挥发动机的性能。针对在飞行中推力无法直接测量的情况,本文使用了相关性分析和神经网络技术设计了非线性推力估计器,使用若干测量参数作为输入,实时计算出发动机的推力值。并针对发动机使用的实际情况,使设计出的估计器不但可以估计额定发动机的推力,而且可以估计非额定发动机的推力。在仿真结果中,估计出的推力跟踪上了正常和非额定发动机的推力。

基于电压预测的直线永磁同步电机直接推力控制

直线永磁同步电机直接推力滞环控制,导致开关频率不定及稳态运行时会有明显的推力和磁链脉动产生。针对这些问题,提出了一种低脉动、快速动态响应、恒开关频率的直接推力电压矢量预测控制方法,该方法根据磁链及推力差预测下一时刻的参考电压,并采用空间矢量调制技术确定逆变器开关时间。仿真结果表明,与传统的DTC方法相比,该方法不但保持了快速响应的特点,且稳态运行时的磁链、推力脉动得到明显改善,开关频率也可根据需要在一定范围内进行选择。

PMLSM直接推力控制系统研究

直接推力控制(DFC)是在直接转矩控制(DTC)的基础上发展起来的,以其结构简单、推力响应快、控制性能优越、鲁棒性好等特点,受到广泛关注。将直接推力控制引入永磁直线同步电机(PMLSM)的运行性能控制,提高系统的运行稳定性是一个具有研究价值的领域。在分析直接推力控制原理的基础上,结合所建立的PMLSM的数学模型,对DFC的推力控制和磁链控制进行研究。分析DFC的原理、系统构成,以及实现方法,利用Simulink进行系统建模,并对负载起动后减载、负载起动后加速两种PMLSM运行状态进行仿真。仿真结果验证了所搭建的控制系统模型的正确性和可行性,表明PMLSM直接推力控制具有良好的静、动态性能。

基于SVPWM的永磁直线同步电机直接推力控制系统

为克服传统直接推力系统存在的推力和磁链脉动大的缺陷,以基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)的直接推力控制(DTC)为控制策略,以智能功率模块IPM、高精度直线编码器和霍尔电流传感芯片为主要硬件基础,设计了一套以TMS320F28035DSP控制芯片为核心的永磁直线同步电机(PMLSM)伺服系统。对伺服系统进行负载实验,实验结果表明该伺服系统运行平稳,电流噪声低,推力脉动小,响应速度快。

基于模糊逻辑的直线永磁同步电机直接推力控制

针对滞环DTC控制中转矩脉动大,效率低的问题,提出了动态生成定子参考磁链并基于模糊逻辑电压预测的DTC控制方法,建立了隐极式永磁直线同步电机推力直接控制的仿真模型,仿真及试验结果分析证实,与传统的DTC方法相比,稳态运行时的磁链、推力脉动得到明显的改善,且提高了系统的效率.

基于12扇区的PMLSM直接推力控制

针对永磁直线同步电机(PMLSM)传统6扇区直接推力控制推力脉动大的问题,提出了基于12定子磁链扇区和13电压空间矢量的直接推力控制方法,设计了一种新的电压选择开关表,利用三相和两相混合导通方式,实现13电压矢量输出,利用Matlab/Simulink对永磁直线同步电机12扇区直接推力控制系统进行了建模与仿真研究。仿真结果表明,与传统的直接推力控制方法相比,改进的12定子磁链扇区直接推力控制可以明显减小推力和磁链脉动,性能优越。

改进的永磁直线同步电机直接推力控制

针对传统直接推力控制系统响应慢和脉动大的问题,提出一种改进无传感器永磁直线同步电机直接推力控制方法,在定子磁链坐标系下建立电机模型,对推力和磁链进行解耦控制。根据推力和负载角的线性关系设计推力调节回路,将推力和磁链的误差作为PI控制器的输入,利用定子磁链矢量角把产生的正交参考电压分量进一步转化到固定参考系下,采用空间矢量调制代替传统的开关表生成所需的电压矢量。磁链负载角和动子速度由磁链的正交分量计算得出,不使用任何传感器。仿真结果表明,改进的直接推力控制可以得到快速、平滑的推力和磁链响应,提高了系统的控制性能,同时验证了无传感器方法的有效性。

基于自适应变结构永磁直线电机直接推力速度控制

针对永磁直线电机参数变化和外部扰动对伺服性能的影响,提出自适应变结构直接推力速度控制设计方法。由推力、磁链误差的积分函数建立滑模面,实际应用中存在的参数变化及负载扰动等不确定因素由自适应率修正。经分析验证,与经典直接推力控制相比,自适应变结构直接推力速度控制算法明显减少了由于系统参数变化和外部扰动引起的速度的推力脉动,能快速准确地跟踪给定指令,在保证系统稳定情况下增强了鲁棒性。

自适应变结构永磁同步直线电动机直接推力控制

和矢量控制相比,永磁直线同步电动机直接推力控制具有快速和鲁棒性特点。由于经典直接推力控制在电机参数变化和负载扰动影响下会产生推力波动,严重影响系统性能,为改善系统性能,采用一种新颖的自适应变结构控制器控制动子磁链和推力。计算出动子电压矢量,根据空间矢量调制(SVM)控制逆变器的开关频率。整个控制系统经仿真验证,证明在动子参数变化和负载扰动的影响下,系统具有平滑、快速的动子速度和推力响应。

基于预测控制的直接推力控制系统

针对传统永磁同步直线电机直接推力控制中存在较大的推力脉动和磁链脉动问题,提出了一种基于预测控制的直接推力控制方法,并具体设计了控制技术实现方案,包括参考矢量的生成和电压空间矢量调制等.仿真结果表明,该方法能够有效地改善推力脉动和磁链脉动问题.

永磁直线同步电动机直接推力控制系统的优化设计

目的:对永磁直线同步电动机(permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)的传统直接推力控制(direct thrust control,DTC)系统进行优化设计,以提高其抗干扰性和稳定性。方法:采用空间矢量脉冲宽度调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)技术代替传统DTC系统中的开关状态选择表,并在其中引入"预测"的思想,对电压空间矢量进行细分优化,并对定子磁链和推力进行误差补偿。将该方法应用于实验室电动机,首先在Matlab/Simulink环境下搭建控制系统各重要部分的仿真模型,进行仿真实验,然后搭建优化改进后整个控制系统的仿真模型,最后将仿真实验结果与传统直接推力控制系统仿真结果进行比较。结果:从仿真图形上可看出,优化后系统的动态响应速度基本不变,但其抗干扰性提高,稳定性更好。结论:该方法可应用于电梯、自动感应门、电动护理床等要求直线运动的场合,使此类直线电动机控制系统的设计更加理想。

基于T-S模糊策略永磁直线同步电动机直接推力控制

直接推力控制系统存在推力和磁链脉动以及效率低等问题。首次将T-S模糊控制策略应用到永磁直线同步电动机直接推力控制系统,采用模糊规则取代滞环控制,采用系统辨识方法明确T-S模糊规则的后件并将其直接作为控制量来选择控制逆变器开关的空间电压矢量。采用该方法无须专门解模糊处理,简化了解模糊的过程。基于Matlab软件对所设计系统进行仿真,讨论了系统稳定性问题。从仿真结果可以得出所设计的新系统有效减小了推力脉动,得到快速的速度响应。

基于虚拟定子磁链的五相圆筒永磁电机两相开路故障容错直接推力控制

为实现五相圆筒永磁电机(tubular permanent-magnet motor,TPMM)在任意两相开路故障情况下的平稳运行,该文提出一种基于虚拟定子磁链的容错直接推力控制(fault-tolerant direct thrust-force control,FT-DTFC)策略。在两相静止坐标系中提出虚拟定子磁链,结合由最优容错电流推导出的降阶正交变换矩阵,求出补偿电压。采用该电压在两相静止坐标系上消除任意两相开路故障的TPMM模型的不对称性,进而实现定子磁链和电流矢量在两相静止坐标系上的圆形轨迹。最后,在传统直接推力控制基础上构建FT-DTFC控制器。仿真和实验结果表明所提出的容错策略能使TPMM在任意两相开路故障情况下具有平滑的推力和优良的动态性能。

参考磁链动态生成的直线永磁同步电机直接推力控制

目前在给定定子参考磁链直线永磁同步电机直接推力控制中,若给定参考磁链大于系统在最佳效率运行时所需的磁链值,造成实际电流的增加,由此带来电机热损增加,对电机绝缘提出了更高的要求,针对这些问题提出了采用根据电机最佳运行效率生成定子参考磁链的控制方法,分别对隐极、凸极两种类型的直线永磁式交流伺服电动机的动态定子参考磁链的生成做了分析研究,并以隐极式直线永磁式交流伺服电动机为例做了仿真分析,结果证实了该方法对节能和提高效率的有效性。