基于速度自适应磁链状态观测器的感应电机直接转矩控制系统研究

出了一种速度自适应的定子磁链闭环观测器 ,并应用于直接转矩控制系统中 ,以取代传统的纯积分器。经过理论证明 ,该系统是超稳定系统。针对 1 1kW感应电机 ,采用数字信号处理器DSP (TMS32 0C32 )进行了数字化实现。仿真与实验表明 ,该方案对电机参数变化的鲁棒性较好 ,磁链观测精度高。同时 ,基于磁链状态观测器设计的速度辨识方案收敛速度快 ,精度高 。

新型速度自适应磁链观测器在直接转矩控制中的应用

将一种全阶磁链闭环观测器应用于直接转矩控制系统中 ,取代了传统的纯积分器 ,经过仿真分析得知该磁链观测器对定子磁链的观测精度高 ,对于电机参数的鲁棒性较好 ,在电机低速运行时仍能实现对定子磁链准确的观测 .在此基础上根据Popov超稳定性理论 ,成功地设计出 2种电机转速的自适应辨识方案 ,并进行了对比仿真和实验研究 ,结果表明第 1种自适应方案的收敛速度快 ,动态性能更好 ,但是 2种方案的稳态性能差别不大 .本系统以 1 1kW异步电机为控制对象 ,并采用数字信号处理器DSP(TMS32 0C32 )

基于定子磁链滑模观测器的异步电机空间矢量调制直接转矩控制

针对异步电机直接转矩控制,设计了一种基于滑模控制理论的定子磁链自适应滑模观测器,它以定子电流和磁链为状态变量,利用实际电流与观测电流的误差构成滑模面,并将状态开关信号,输入到电流、磁链状态方程,对电流、磁链观测进行校正,此外通过一个由李亚普洛夫函数附加关系式完成对转子角速度的辨识。为降低系统低速稳态运行时的转矩脉动且保证瞬态运行时转矩的快速响应,在传统直接转矩控制基础上,使用占空比技术,实时计算电压矢量减小转矩误差所需的脉宽,实现对转矩的无差控制,该方法在保证系统响应速度的同时减小了系统平均转矩脉动。实验结果表明,定子磁链滑模观测器观测精度较高,速度辨识过程响应较快、精度较高,新转矩控制方法充分利用了功率器件开关频率,在低速时获得了相对圆形磁链轨迹更小的转矩脉动。

基于自适应磁链观测器的永磁同步电机最小损耗控制策略

在分析内置式永磁同步电机损耗模型的基础上,结合直接转矩磁链控制方案,提出了一种新颖的基于自适应磁链观测器的控制算法,在线计算最小损耗实时调节磁链给定值,使电机在不同的运行工况下达到运行最佳效率,改善了系统的动静态性能.利用Matlab/Simulink仿真软件建立了系统模型,验证了控制算法的有效性和可行性.

基于级联式变频器的全阶磁链观测器转速估算

针对级联式高压变频器的拓扑特点,研究一种基于转子磁链自适应观测器的异步电机无速度传感器矢量控制系统。该方案依据李雅普诺夫理论得出观测器稳定的充分条件,合理构建了自适应律,再以小信号模型推导出满足系统稳定的新型复合反馈矩阵,该矩阵同时具备低速稳定性和中高速抗扰性。仿真和实验表明,该转速估算方案可以准确估算电机的转速和转子磁链,实现了无速度传感器的高精度和高性能控制。

基于自适应磁通观测器的感应电动机转子时间常数辨识研究

分析了转子时间常数变化对系统控制性能的影响;提出一种新颖的基于自适应磁链观测器的辨识方法。与传统的极点配置方法设计反馈增益矩阵不同的是,它采用鲁棒控制理论和Lyapunov稳定性理论,通过求解线性矩阵不等式,求出观测器的反馈增益矩阵。仿真结果表明,该方法能准确辨识感应电机的转子时间常数,具有较快收敛性和较高的无差度及鲁棒性强的特点。

新型的速度自适应观测器在直接转矩控制系统中的应用

实现高性能直接转矩控制系统的重要环节是准确地观测异步电机的定子磁链。文中将一种新型的速度自适应磁链闭环观测器 ,应用于直接转矩控制系统中 ,取代了传统的积分器 ,理论证明该系统是超稳定系统。仿真与实验表明 ,该方案电机磁链观测精度高 ,电机参数鲁棒性好 ,同时基于磁链观测器所设计的速度自适应辨识方案准确性好 ,收敛速度快 ,使系统在较低转速下仍能保持优良的性能。本系统针对 1 .1 k W异步电机 ,采用数字信号处理器 DSP( TMS32 0 C32 )进行了数字化实现 ,实时控制软件是采用

实时ADI仿真下感应电机全阶观测器的研究

针对当前无速度传感器的控制方法中,存在低频时无法稳定运行、转速估算不精准、计算量偏大等问题,利用鲁棒性控制理论、线性矩阵不等式(LMI)来选择观测器的增益,推导了符合稳定性与收敛性要求的自适应律。并在此基础上,优化设计了转子速度和定子电阻能同时观测的自适应全阶磁链观测器,以此来对转子速度进行准确估算,确保电机在全速范围内稳定运行。用MATLAB对自适应全阶磁链观测器进行模型仿真,最后以实时ADI半实物仿真试验系统验证了在实际运用中自适应全阶磁链观测器的设计在全速范围内准确估算转速的可行性,且有良好的抗负载扰动能力。

基于自适应迭代优化FSMO的PMSM无感控制

针对磁链滑模观测器(flux sliding mode observer,FSMO)中存在的抖振以及转子位置估计精度的问题,提出了一种自适应迭代磁链滑模观测器(adaptive iterative flux sliding mode observer,AIFSMO)。首先,构建了以电流和磁链为状态变量的FSMO模型;其次,为了减少计算FSMO最优增益的迭代次数,构建了带有速度和电流的误差准则函数对其进行自适应调整,减少了系统的抖振;最后,与转子速度自适应辨识相结合,设计了改进转子位置估计器,在稳态、转速突变和负载突变3种工况下进行仿真测试。测试结果表明,与基于PLL(phase locked loop,PLL)的FSMO相比,消除了系统的抖振,提高了转子速度和位置的估计精度,在转速和负载突变时使系统的动态性能得到加强,减小了相位延迟。

异步电动机自适应矢量控制系统

针对经典的矢量控制系统中磁链观测器的参数偏差影响系统稳态性能和动态性能的不足,提出了把自适应控制融合到矢量控制当中的策略,设计了转子磁链自适应观测器,得出了异步电动机的转子磁链自适应观测器的算法,构成转速与磁链闭环的矢量控制系统。仿真结果表明,该系统具有一定的鲁棒性和较好的稳、动态性能。

异步电动机自适应矢量控制系统的一种仿真方法

针对异步电动机矢量控制系统在电动机参数变化时性能下降的问题,提出了一种拥有转子磁链自适应观测器的矢量控制方案,设计出转子磁链自适应观测器,构成转速与磁链闭环的矢量控制系统.利用SIMULINK仿真工具建立了仿真模型,并对系统进行了仿真研究。 分析结果可知,这种转子磁链自适应观测器的设计方法是有效的。

感应电机速度和电阻自适应辨识的LMI方法(英文)

该文研究了一种感应电机无速度传感器模型参考自适应系统(model reference adaptive system,MRAS),提出一种新型的基于自适应磁链观测器的常数增益速度辨识方法。首先,运用李亚普诺夫(Lyapunov)稳定性理论设计出自适应磁链观测器及速度估算方法,通过MATLAB中的线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)工具箱求解线性矩阵不等式获得磁链观测器的增益矩阵,保证了此磁链观测器的稳定性,同时也克服了运用极点配置方法带来不稳定区域的问题。该文还研究了基于自适应观测器的电阻辨识问题。基于给出的自适应磁链估计方法,设计了感应电机无速度传感器直接转矩控制系统,并进行了MATLAB仿真和实验,结果表明,提出的无速度传感器速度方法在全速范围内具有很好的动态和静态性能。

混合永磁轴向磁场磁通切换记忆电机分段弱磁控制

混合永磁轴向磁场磁通切换记忆电机(hybrid permanent magnet axial field flux-switching memory machine,HPM-AFFSMM)采用钕铁硼和铝镍钴两种永磁励磁,既具有轴向磁通切换永磁同步电机转矩和功率密度高的优点,又具有记忆电机永磁磁化状态在线可调的特点。在研究HPM-AFFSMM调磁原理、电磁参数及数学模型的基础上,提出了一种HPM-AFFSMM宽调速控制方法。基于分区控制,低速区采用永磁饱和磁化方式运行,高速区采用分段弱磁方式运行。在分段弱磁区域,所需永磁磁链满足给定转速所在区间内的最大转速对应的永磁磁链。在全速度范围内,为实现充去磁,提出了一种对电机参数敏感性较低的自适应永磁磁链观测器设计方法。仿真和实验结果表明,在低速区,饱和增磁运行缩短了电机的起动过程;在高速区,分段弱磁运行优化了永磁磁链的控制,拓宽了电机的调速范围。因此,HPM-AFFSMM非常适合应用于电动汽车起/发一体机。

感应电动机转子时间常数辨识

提出一种新颖的基于自适应磁链观测器的辨识方法,与传统的配置电机极点方法设计反馈增益矩阵不同的是,它采用鲁棒控制理论和Lyapunov稳定性理论,通过求解线性矩阵不等式,求出观测器的反馈增益矩阵。仿真结果表明,该方法能准确辨识感应电动机的转子时间常数,具有较快收敛性,较高的无差度及鲁棒性的特点。

先进控制在异步电动机直接转矩控制中的应用

为提高直接转矩定子磁链的观测精度 ,给出了一种新的自适应定子磁链观测器的设计方案 ,它采用正实误差模型下的参数调节率 ,该方案不依赖于定子电阻。最后给出实例 。

改进直接转矩控制在海上风力机模拟中的应用

分析了用于海上永磁直驱同步发电机的风力机模型及其运行特性,采用基于全阶自适应定子磁链观测器和定子电阻在线辨识的改进直接转矩控制技术,实现异步电机模拟风力机输出特性。仿真结果表明,改进直接转矩控制改善了传统直接转矩控制在低速范围内具有较大电流和转矩脉动的缺点,更加适用于低转速的海上永磁直驱同步发电机。