基于离散空间矢量调制的永磁同步电机无参数预测电流控制

针对传统电流梯度更新的无参数预测电流控制(parameter-free predictive current control,PFPCC)存在电流梯度更新停滞及电流脉动大的问题,提出一种基于离散空间矢量调制(discrete space vector modulation,DSVM)的PFPCC优化方法。首先,通过分析不同电压矢量在α-β轴上的电流梯度关系,得到相邻两个控制周期内各电压矢量与电流梯度的数学关系;然后,在一个控制周期内更新所有电压矢量的电流梯度,有效减小了传统PFPCC中的停滞效应。为了进一步减小电流脉动,将DSVM引入到所提方法中。结合DSVM选矢量的方式,以较小计算量即可将所有的电流梯度更新,从而保证电流预测的可靠性和准确性。实验结果表明:所提PFPCC方法与基于模型的预测电流控制相比,具有类似的动静态性能。与单矢量PFPCC相比,DSVM-PFPCC方法在保证动静态性能的同时,能够显著减小电流脉动,提高在实际系统中的控制性能。

一种基于离散空间矢量调制的Vienna整流器模型预测控制方法

应用于三相整流器的有限控制集-模型预测控制(finite control set model predictive control,FCS-MPC)方法以指标函数最小为目标,遍历计算输出单一最优电压矢量,开关频率不固定,输入电流品质依赖较高的采样频率。该文提出一种基于离散空间矢量调制(discretespacevector modulation,DSVM)的Vienna整流器模型预测控制方法。该方法采用由实矢量线性组合而成的虚拟矢量,在一个采样周期内可输出多个实矢量,能固定开关频率;通过引入虚拟矢量,增加预测控制中的可控矢量集,能有效减少参考电压和预测电压之间的误差,从而降低输入电流总谐波畸变率(total harmonics distortion,THD)。该文分析虚拟矢量及其调制方式,给出DSVM-MPC的实现方法。为验证所提DSVMMPC方法的正确性,与常规FCS-MPC方法进行仿真和实验对比分析,结果表明所提方法可提高输入电流品质。

采用离散空间电压矢量调制方法的异步电机直接转矩控制

异步电机直接转矩控制 (DTC)方法在数字实现时 ,由于电压矢量个数的有限和采样及数值运算带来的的滞后 ,使稳态输出转矩的波动远大于给定转矩容差。采用离散空间矢量调制(DSVM)方法可以在不增加功率管开关频率的前提下明显改善转矩和电流波动 (尤其在低速时 ) ,且不增加系统和电路的复杂性 。

基于离散空间矢量调制的SRM转矩预测控制

针对开关磁阻电机(SRM)转矩脉动控制问题,在对SRM进行简化解析建模的基础上,推导得到SRM磁链和转矩的计算公式。以三相不对称半桥功率变换器的门极控制信号、直流母线电压、转子位置角度和相电流为输入量,根据转矩估计框图,计算得到SRM的总转矩。提出了基于离散空间矢量调制的转矩预测控制方法,通过估计k+1时刻的转矩输出,并与其参考值比较,在每一个采样周期中求解代价函数的最优解,从而最终确定所需要的输出控制信号,使得SRM实际转矩跟随给定转矩,达到减小转矩脉动的目的。仿真和实验分析验证了所提控制策略有效、可行。

基于离散空间矢量调制的永磁同步电机DTC方案

传统直接转矩控制方法具有转矩脉动大,开关频率不恒定等缺点。在叙述永磁同步电机传统直接转矩控制原理的基础上,详细分析了零电压矢量和非零电压矢量对转矩变化的影响,提出了一种基于离散空间矢量调制的新型直接转矩控制方法。该方法根据实时转矩误差和电机转子速度来选择电压矢量,仿真和实验结果表明基于离散空间矢量调制的永磁同步电机直接转矩控制能够减小传统直接转矩控制中的转矩脉动,改善了控制系统性能。

基于离散空间矢量调制的直接转矩控制系统的仿真研究

针对异步电动机直接转矩控制(DTC)系统存在转矩和磁链脉动等缺点,提出一种基于离散空间矢量调制(DSVM)的DTC系统。根据转矩、磁链误差和速度的不同,在高低速应用不同的开关表,达到改善异步电动机运行性能的目的。仿真结果表明,利用该方法可明显改善异步电动机的电磁转矩脉动。

一种改进的离散空间矢量调制方法

针对异步电动机直接转矩控制(DTC)系统在低速时存在转矩脉动等缺点,提出了一种改进离散空间矢量调制的方法,仿真结果表明,该控制方法能有效地减小转矩脉动,改善定子磁链和电流的波形,改善电机的低速性能。

基于离散空间矢量调制的三电平逆变器异步电机直接转矩控制方法

二极管钳位型三电平逆变器广泛的应用于电力拖动领域。本文提出了一种基于离散空间矢量调制(DSVM)的三电平异步电机直接转矩控制(DTC)方法。这种方法在保持直接转矩控制(DTC)方法优点的前提下,保持开关频率恒定,并没有增加输出电压的dv／dt和开关损耗。仿真结果表明了这种控制方法的有效性。

基于改进离散空间矢量调制的直接转矩控制系统

提出一种基于离散空间矢量调制(DSVM)技术的异步电机直接转矩控制(DTC)的改进算法,并对其进行仿真研究。在DSVM技术中,每个采样周期分为3个相等的时间段,每个时间段中作用1个电压矢量。改变这3个电压矢量的作用顺序,不会改变最终的控制目标,但是对转矩脉动有很大影响。通过分析每个采样周期中的转矩波形,得到优化的电压矢量选择表。在MATLAB/Simulink下对DSVMDTC系统进行建模仿真,详细阐述模型结构。最后,给出仿真运行结果并进行分析。仿真结果证明所提出的DSVMDTC算法能够进一步减小转矩脉动。

一种改进的直接转矩控制电压矢量调制方法

设计了一种新型的直接转矩控制矢量调制方法,通过简单可靠的算法得到任意方向与大小的等效电压矢量,并获得恒定的器件开关频率。该方法无需进行极坐标变换,运算量小,是一种快速准确的控制手段。仿真结果表明,在稳态和瞬态条件下都能良好工作。

基于离散空间矢量调制的无刷直流电机转矩脉动抑制

永磁无刷直流电机转矩脉动问题限制了其在高性能设备上的应用,针对无刷直流电机普遍存在的换相转矩脉动较大的问题,本文从持续导通相电压是否发生突变的角度分析了换相转矩脉动产生的原因。通过理论分析,论证了使用离散空间矢量调制方式的可行性,进而设计了一种易行的补偿方法,很大幅度上降低了换相转矩脉动。在MATLAB/Simulink仿真平台下搭建仿真模型,对方案进行了验证。

基于TMS320LF2407的离散空间矢量控制技术在直接转矩控制中的应用

本文采用离散空间矢量调制技术来解决传统直接转矩控制低速时转矩脉动大的缺陷,并用TMS320LF2407建立数字化平台,用实验来验证该方案的可行性。

基于对称电压矢量组的直接转矩控制

提出了一种新型的直接转矩控制策略和定子磁链观测误差校验方法。通过分析SPWM的特点,设计出基于对称电压矢量组的调制方法,并探讨了采用此方法时三相桥式电压型逆变器的电压输出能力。该调制方法获得方向任意且大小可控的等效电压矢量,以此控制定子磁链的幅值和旋转速度,从而达到对输出电磁转矩的有效控制,并获得恒定的器件开关频率。利用电压矢量组所具有的对称性,对积分获得的交流电动机磁链幅值和位置角的误差进行校正。该方法可以明显减少感应电动机定子磁链、电磁转矩和电流的波动,而转矩的快速响应仍能保持。具有鲁棒性强、开关频率恒定的优点。仿真结果验证了该方法的有效性。

基于拓展控制集的PMSM有限控制集无模型预测电流控制策略

永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)具有高效率、高功率密度与高可靠性等优势,已在工业界得到广泛应用。文中针对PMSM驱动系统,提出基于拓展控制集的有限控制集无模型预测电流控制(finite-control-set model-free predictive current control,FCS-MFPCC)。首先,分析PMSM系统的数学模型并详述有限控制集模型预测电流控制(finite-control-set model predictive current control,FCS-MPCC)的原理。其次,介绍基于线性扩张状态观测器(linear extended state observer,LESO)的传统FCS-MFPCC。针对传统FCS-MFPCC稳态性能不足的问题,采用基于离散空间矢量调制(discrete space vector modulation,DSVM)的控制集拓展方案,将控制集的电压矢量数目拓展至25。然后,为解决拓展控制集带来的高计算量问题,提出一种快速寻优策略,阐述该策略的实施原理与流程。最后,基于一台500 W PMSM实验平台,对比传统FCS-MFPCC与所提FCS-MFPCC的控制性能,验证所提算法的有效性与优越性。实验结果表明,所提算法能够有效提升系统稳态性能,且定子绕组电流总谐波畸变率由10.07%降低至6.48%。

改进的同步磁阻电机模型预测转矩控制

针对同步磁阻电机模型预测转矩控制转矩脉动大且受电感参数影响大的问题,提出一种改进的同步磁阻电机模型预测转矩控制方法。利用带遗忘因子的递推最小二乘法对电感参数进行辨识,将辨识得到的电感参数用于模型预测转矩控制中,可提高模型预测控制中数学模型的准确性、减少电感参数变化对模型预测转矩控制性能的影响。引入离散空间矢量调制技术,该技术通过合成大量的虚拟矢量提高系统的稳态性能,同时提出一种电压矢量选择简化方法,避免计算全部电压矢量,可减少计算量。仿真结果表明,该方法转矩与磁链脉动小,具有良好的动稳态性能。

三电平NPC逆变器的简化MPC-DSVM策略

为解决传统模型预测控制结合离散空间矢量调制MPC-DSVM(model predictive control-discrete space vector modulation)方法计算量大的问题,提出了一种基于细化分区的简化MPC-DSVM策略。该方法将电流跟踪转化成电压矢量控制,运用无差拍控制结合数学几何法快速确定最优矢量,简化了寻优过程,将参与在线寻优的候选矢量数目从传统MPC-DSVM的74个减少为3个,大幅度降低了计算成本。结果表明,该方法可以固定开关频率,有效地降低输出电流谐波,具有良好的稳态和动态控制性能。

直接转矩控制系统中减小转矩脉动方案的比较

采用离散空间矢量调制(DSVM)和转矩预测技术减小感应电机直接转矩控制系统(DTC)低速时的转矩脉动,为了系统实现时编程简单,对DSVM的开关表进行了优化,将每个采样周期分为3个相等的时间段,每个时间段中作用一个电压矢量,采用单一非零电压矢量与零电压矢量的组合来代替非零电压矢量与非零电压矢量的组合,简化了开关表,降低了开关频率,保证了低速时的带载能力。在此基础上将DSVM与转矩预测进行了实验对比。实验结果表明:与转矩预测相比,开关表优化后的DSVM在减小低速时的转矩脉动,改善电流和磁链波形方面取得了更好的控制效果,且保持了转矩动态响应快的优点。

基于模糊DSVM控制策略的异步电机直接转矩控制

针对传统的异步电机直接转矩控制系统低速转矩脉动大、磁链轨迹内陷、电流畸变严重以及开关频率不固定等缺点,基于离散空间电压矢量调制(DSVM)技术和模糊控制技术提出一种改善异步电动机直接转矩控制系统低速运行性能的控制策略。将一个控制周期细分为m个时间片,每个时间片输出1个电压矢量,可以合成多个等效的空间电压矢量,供控制策略选择,优化了开关选择表。采用模糊控制器选择电压工作矢量,取代传统的滞环比较控制器。仿真结果表明,改进的DSVM控制策略及模糊控制算法的应用,有效改善了直接转矩控制的低速运行性能。在开关频率恒定的前提下,低速时磁链轨迹趋于圆形,电流谐波分量明显减少,平均转矩脉动降低为3.1%。

基于改进的直接转矩控制的风力机模拟系统

传统的异步电机直接转矩控制系统模拟风力机特性存在低速转矩脉动大、电流畸变等缺点,严重影响其在直驱永磁同步风力发电模拟系统中的应用。采用离散空间矢量调制技术,以改善风机模拟系统的低速性能。设计了基于改进的直接转矩控制的风力机模拟系统的结构,并与直驱式永磁同步发电机组成风力发电并网模拟系统,实现了最大功率点跟踪(MPPT)控制。在Matlab/Simulink仿真环境下建立仿真模型,为实验室建立实物系统奠定了基础。

基于DSVM混合磁链模型感应电机直接转矩控制

在感应电机的直接转矩控制中,为了提高定子磁链观测的准确性,引入一种混合定子磁链观测模型解决电压-电流磁链模型与电流-转速磁链模型之间平滑切换的问题;同时,针对传统滞环直接转矩控制开关表中可选电压矢量数量少,且固定采样周期内作用时间不合理的缺点,运用离散空间电压矢量调制技术(DSVM),在改进原有电压矢量开关表的基础上获得了更多的有效电压矢量。利用Matlab仿真工具对系统进行了仿真研究,结果表明:与传统滞环直接转矩控制相比,转矩脉动有所降低。最后,通过实验验证了方案的可行性。