基于无位置变载波频率的深海矢量推进电机控制方法

为了提高矢量推进电机在深海探索中的稳定性与隐身性,文中以表贴式永磁同步电机为基础,结合周期扩频调制技术和改进型滑模观测器无位置控制技术,提出了基于无位置变载波频率的深海矢量推进电机控制方法。通过电机变载波频率、电机起动变速和负载突变仿真实验,验证所提控制方法的控制效果,结果表明所研究控制方法转速估算准确,对转速有良好的动态跟踪性能,额定转速工况下转速估算误差率仅为0.32%,0.5倍额定转速工况下转速估算误差率仅为0.09%,且具有明显的高频谐波扩频抑制效果和良好的动态抗干扰性能。结合减少位置传感器带来的电机结构简化效果,文中提出的控制方法可有效降低深海矢量推进电机作业时的故障率,减少易被探测的高次固定频率谐波,提高了深海矢量推进电机的可靠性与隐身性,为深海UUV提供高效可靠的动力保障。

MATLAB/SIMULINK永磁同步电机矢量控制系统仿真

永磁同步电机矢量控制系统在工业控制、医疗等众多领域具有广泛的应用前景。基于MATLAB/SIMU-LINK环境,采用模块式的结构,分别对PI(Proportion Integration)调节、速度环调节、dq/αβ变换、SVPWM(Space Vector Pulse Width Module)波产生、主回路和整个系统模型进行了仿真研究。采用Scope空间对定子电流、转子转角和转子转速、以及转矩进行观察,及时调整系统模型参数,使系统性能达到最佳化,实现了永磁同步电机矢量控制和正反转调速。结果表明,该系统具有启动快、过载能力强和调速特性好等特点,为永磁同步电机矢量控制系统设计与实现提供有效方法,可明显缩短开发周期,在实现永磁同步电机高精度的控制和节能控制方面具有实际意义。

基于矢量控制的异步电机改进模型预测控制

针对异步电机矢量控制系统中模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)在线计算量大且复杂等问题,提出了一种改进型MPC方法,该方法首先以基础电压矢量为角平分线将矢量平面分成6个大区,再利用无差拍控制理论和引入纵向压缩变换概念得到参考电压预测值及所在大区,并通过旋转因子转换到横轴所在的大区,最后通过逻辑判断得到最优电压矢量。该方法不需要8次滚动预测,其价值函数最优控制由原来的8次计算和7次判断简化为1次计算和4次判断,从而减小了计算量。仿真结果表明:采用改进性MPC和传统MPC的电机虽然都具有一致的调速性能,但前者电磁转矩的波动比后者小12.5 N·m,同时前者的定子电流两相静止坐标绝对值比后者小10A,因此跟踪效果更好。

感应电机矢量控制系统的神经网络转速辨识

为解决感应电机无速度传感器矢量控制系统的转速辨识问题,在给定的无速度传感器感应电机间接矢量控制系统中,根据感应电机的数学模型,经过一定的变换,利用电机易于检测到的定子电压和电流,以及基于BP算法的两层神经网络,用期望状态与实际状态之间的偏差来调整神经网络模型的权值,达到实时辨识电机转速的目的。该方法简单、直观,不仅利用了神经网络的优点,又能适应感应电机调速系统实时控制的要求。仿真结果验证了该方法的有效性。

感应电机矢量控制系统的神经网络转速辨识

在给定的无速度传感器感应电机间接矢量控制系统中,利用基于BP算法的两层神经网络,根据期望状态与实际状态之间的偏差来调整神经网络模型的权值,达到实时辨识电机转速的目的。该方法简单、直观,不仅利用了神经网络的优点,又能适应感应电机调速系统实时控制的要求。仿真结果验证了该方法的有效性。

异步电机矢量控制系统损耗模型磁通智能优化方法及其应用

在异步电机的矢量控制损耗模型的效率优化中,最优磁通的求解是关键环节,针对传统理论上解析式算法的不足,提出一种智能优化方法——基于神经网络的预测最优磁通的算法。仿真试验表明该方法建模便捷、运算快,得到了较好的优化磁通结果,是提高矢量控制系统效率的一种新方法。

转子磁场定向下有速度传感器的感应电机矢量控制

分析了转子磁场定向的原理及转子磁场定向下感应电机的矢量控制方法,从而对观测器的感应电机矢量进行更准确的控制。

基于负载前馈补偿的永磁同步电机矢量控制研究

传统PMSM矢量控制应对突变负载干扰的能力薄弱,为了提高系统的抗干扰性,本文提出了负载转矩前馈补偿电流环控制的新方法。为了能够同步观测到电机上的负载情况,本文提出了龙伯格负载转矩状态观测器,将检测到的负载转矩以前馈补偿的形式对电流环进行优化,从而提高PMSM矢量控制系统的抗负载能力,实现动态和稳态特性的优化。最后通过Simulink搭建控制系统模型并进行仿真,实验结果验证了该方法的可行性。

电机矢量控制的相电流采样与滤波方法的研究

电流的采样对电机矢量控制是非常重要的。在低成本应用场合,采用双电阻相电流采样的方法具有一定的优势。论文对双电阻相电流采样原理进行了阐述,并对相电流波形进行了分析,提出了适用的数字滤波方法。并经过实验验证了双电阻相电流采样原理的正确性和数字滤波方法的有效性。

基于RTLAB&MATLAB的三相异步电机矢量控制系统在回路仿真研究

本文建立了三相异步电机矢量控制数学模型,利用MATLAB仿真工具和RTLAB半实物仿真平台搭建了三相异步电机硬件在回路矢量控制系统,并将该仿真系统移植到实际变频驱动系统上,半实物仿真与试验结果基本吻合,验证了半实物仿真模型准确,半实物仿真移植到实际系统可行、便利,该仿真研究方法可应用到产品开发和科研中,具有应用价值。

永磁同步电机滑模变结构矢量控制

将滑模变结构控制策略引入永磁同步电机矢量控制中,以提高永磁同步电机矢量控制系统的响应速度,增强其鲁棒性。叙述了滑模变结构的基本原理,给出了永磁同步电动机滑模变结构模型,推导了滑模变结构控制律,并分析了抖动产生原因及相应对策。仿真结果表明,该控制策略极大地改善了系统的动、静态性能,对系统参数和外部干扰表现出较强的鲁棒性,是永磁同步电机矢量控制中一种新颖的改进控制方式。

双馈电机功率因数控制技术研究

根据定子磁场定向控制矢量原理建立了双馈电动机功率因数控制模型,对双馈电机功率因数控制技术进行了理论分析,推导出功率因数与转子电压和电机参数之间的关系式以及功率因数控制特性。并以DSP为控制核心研制了双馈电动机闭环控制实验系统。理论分析和实验表明,所提出的双馈电动机功率因数控制技术是可性的,当双馈电动机的输出功率或转速发生变化时,通过调节转子励磁电压的幅值或相位可以控制双馈电动机的功率因数,从而提高系统运行效率和稳定性,节约电能。

基于DSP的电脑刺绣机主轴电机伺服控制系统

介绍了一种为实现最大刺绣效率所采用的,基于单神经元自适应控制的电脑刺绣机主轴交流伺服驱动系统。主轴电机采用交漉异步电机,设计了单神经元直接模型参考自适应下的,空间矢量控制方式速度控制策略,并通过DSP实现。仿真和实际验证表明,所设计的控制策略及交流伺服驱动系统能够使刺绣机主轴电机跟踪随机速度、位置控制信号,可在较大的范围内实现无级平滑调速,满足了高效刺绣的工艺要求,是一种新型的性价比高的电脑刺绣机的主轴控制系统。

基于双幂次趋近律的感应电机控制设计与仿真研究

为了提高感应电机矢量控制转速环中转速控制的跟踪性能和抗干扰性能,提出一种用于转速控制的基于双幂次趋近律的滑模控制器设计方法。采用比例积分滑模面减小转速稳态静差。通过双幂次趋近律实现快速跟随转速指令。用双曲正切函数来减小抖振现象。同基于传统比例速度控制器的对比仿真表明,所提出控制器使转速控制不仅获得了较快的跟踪性能和较好的抗干扰性能,而且没有明显抖振现象。

交流电机控制与MATLAB仿真软件结合的教学实例探讨

矢量控制是交流调速理论中最抽象、最重要的内容之一,本文根据目前交流电机控制教学中存在的问题，将MATLAB仿真技术运用到交流电机矢量控制系统教学中，通过对各个单元模块的仿真建模，把抽象的理论知识分解成对各个模型的认识，使得一个复杂系统的输入、输出以及控制变得简单、直观，从而实现生动形象地引导学生理解矢量变频调速原理，提高教学质量的目的。

永磁同步电机自抗扰控制系统设计及扩张状态观测器参数特性分析

针对传统永磁同步电机矢量控制系统采用的PI速度控制算法存在参数鲁棒性差、抗干扰能力弱等问题,提出了一种基于一阶线性自抗扰控制(LADRC)速度控制器的永磁同步电机矢量控制方案。分析了线性扩展状态观测器(LESO)的跟踪收敛性能和噪声滤波性能。然后总结了LESO的带宽参数设置规则。最后通过仿真验证了LADRC速度控制器的性能和LESO带宽参数设置规则的有效性。

基于单神经元PI的船用异步电机无速度传感器仿真

针对船用异步电机转速辨识不精确而导致的控制系统不稳定问题,使用基于模型参考自适应系统的无速度传感器技术取代传统的转速检测装置对转速信号进行估测。根据神经网络的自学习和自适应能力,设计了一种单神经元自适应PI调节器以实现控制参数的在线自整定,克服了传统PI控制器在非线性和时变系统中控制能力差的缺陷。结合异步电机矢量控制技术,使用基于转子磁链模型的转速辨识算法对电机转速进行估测,将单神经元PI控制器应用于转速估测系统,实现对电机转速的精确估计。仿真结果表明,相对于传统控制器,设计的单神经元自适应PI调节器响应速度快,参数自调节性能强,转速估测更为精确。

新型的异步电机参数辨识方法

异步电机矢量控制效果严重依赖于电机参数的准确性,而电机的电阻参数是随温度而变化的。因此,在对电机进行矢量控制时,需要在线辨识电机的电阻等参数,以便对控制模型的参数进行在线修改。根据电机绕组电阻与温度的变化规律,在线检测绕组的温度,然后计算出绕组的动态电阻值。通过样机试验,结果表明该辨识方法正确并且辨识精度高。该辨识方法模型简单、计算量小,易于实现,具有广泛的应用前景。

感应电动机全数字矢量控制系统的设计

感应电动机全数字矢量控制系统设计以82C196MD单片机为控制核心,构成以电流控制为内环,转速控制以外环,以高速电力电子器件IGBT功率模块为逆变器开关元件的全数字化矢量控制变频调速系统。文中给出了系统的软件、硬件、保护电路和软件抗干扰的设计方法。

大型矿用电铲永磁外转子提升系统动力学特性研究

针对传统电铲提升系统存在传动效率低、能量损耗高、维护工作量大等问题,基于永磁外转子滚筒直接驱动提升装置,提出了一种电铲提升设计方案,并对永磁外转子提升系统的动力学特性进行了研究。首先,分析了电铲挖掘轨迹,建立了以时间为历程的挖掘轨迹函数表达式,确定了齿尖载荷、挖掘体积的计算方法,从而对挖掘过程中铲斗的受力进行了分析;然后,利用SolidWorks建立了电铲三维模型,将其导入SimulationX的CAD模块,建立了电铲多体动力学模型,并加载了外部载荷曲线以模拟铲斗挖掘过程中的受力情况;之后,将电铲多体动力学模型封装成MATLAB子系统,连接到Simulink的永磁外转子滚筒控制模块,采用了比例积分(PI)调节器和永磁同步电机(PMSM)矢量控制方法提高了滚筒的动态性能和抗扰动能力;最后,利用Simulink中的联合仿真模型对电铲挖掘过程进行了仿真分析,得到了提升力、推压力和电机功率等变化曲线。研究结果表明:与传统提升系统相比,永磁外转子滚筒提升系统节能降耗约27%,而电铲挖掘过程整体节能约18%,并在1∶30模拟样机试验台对提升推压力进行了对比验证。永磁外转子滚筒提升方案大大降低了挖掘能耗,为电铲绿色装备转型提供了参考。