基于转矩前馈补偿的双永磁电机系统转速同步控制

针对负载转矩扰动造成的双永磁电机系统转速同步性能下降的问题,提出采用观测器测量负载转矩并进行前馈补偿的策略,以减小负载转矩扰动对系统同步性能的影响。首先基于电机数学模型设计了负载观测器,根据传感器测量得到的机械角速度与q轴电流信息准确地估计电机的负载转矩,并结合交叉耦合结构实现了两台电机的转速同步。仿真与实验结果证明:采用所提策略可以准确观测负载转矩,显著减小双永磁电机间的同步误差,大幅缩短双电机调速过渡过程,有效提升系统同步性能。

ADRC与转矩前馈补偿算法在永磁同步电机控制中的研究

由于永磁同步电机传统矢量控制系统速度PI调节器存在超调量与快速性难以协调、抗干扰能力和鲁棒性差等问题,提出一种运用自抗扰(ADRC)与转矩前馈补偿复合控制的新方法。该方法采用简化的ADRC取代速度调节器中传统的PI算法,同时采用负载转矩前馈补偿对电流环进行优化,全面提高PMSM矢量控制系统双环的抗干扰能力,实现动态和稳态特性的优化;通过Simulink搭建控制系统模型并进行仿真,结论表明,运用自抗扰与转矩前馈补偿复合控制可有效提高PMSM调速系统的抗负载抗干扰能力,同时解决了传统PI控制器快速性与超调量之间的矛盾,验证了该方法的可行性。

基于风速模型的风电机组动态转矩前馈控制技术

对基于风速模型的风电机组动态转矩控制技术进行研究。首先基于扩展Kalman滤波器构建风速估计模型,利用风电机组空气和结构动力学特性建立动力学方程并对其进行线性化。在利用扩展Kalman滤波器进行状态观测器设计时,采用连续离散混合类型的迭代方式构建风速估计模型。然后利用该风速模型估计出风轮气动转矩,利用估计出的气动转矩建立风电机组动态转矩前馈控制算法,并给出了控制算法稳定性设计方法。最后以国内某厂家2MW风电机组为例,对风速估计前馈控制算法进行了仿真和现场测试验证。结果表明,风速模型的估计值与现场实测值吻合度较高,风速相关性达98.4%,基于风速模型的风电机组动态转矩控制方法可以有效降低风电机组关键部位的极限载荷。

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。

永磁同步电机转矩脉动抑制方法

分数槽集中绕组永磁同步电机被广泛用于伺服控制系统。由于电机极槽配合以及制造过程中机械加工与装配误差等因素,所以永磁同步伺服电机输出转矩中会存在固有的周期性转矩脉动,影响伺服系统实现高精度的速度与位置跟随。因此,采用转矩观测器来估计由上述原因造成的转矩脉动,再将转矩脉动与位置信号通过一定处理,计算出相应的前馈转矩电流,补偿到电流指令端,对转矩脉动进行抑制,从而减小转速脉动。通过仿真和试验验证了抑制方法的有效性。

基于负载转矩补偿的永磁同步电机滑模控制

针对永磁同步电机速度控制中出现抗扰动和超调问题,采用滑模变结构和负载转矩补偿相结合的控制方案,提出一种改进的滑模变结构转矩补偿前馈控制方法,对系统的建模过程进行了详细介绍并进行了仿真验证,通过与传统的PI控制器、传统SMC控制器的比较可知,改进的滑模变结构前馈补偿控制方法具有响应速度快、超调小,并且使滑模控制器的固有抖振得到有效抑制.

基于负载转矩观测器的PMSM抗负载扰动控制策略

为提高永磁同步电机转速环的抗扰特性,本文提出一种基于转矩电流前馈补偿的永磁同步电机抗负载扰动控制策略,在转矩电流中加入负载转矩的补偿。为此,在降阶负载转矩观测器的基础上,提出一种改进型的观测器,在原有积分环节中加入比例环节对负载转矩进行实时观测,能有效提高负载转矩观测的收敛速度。仿真和实验结果表明负载转矩的观测具有一定的实时性,引入转矩电流的前馈补偿可以提高永磁同步电机转速环的鲁棒性。

总线伺服系统前馈控制的分析与应用

本文分析伺服系统中速度前馈和转矩前馈的原理及作用,针对传统微分提取速度和转矩前馈量的控制方法存在的不足以及总线伺服系统位置轨迹规划在驱动器内部的特殊性提出了一种新型速度和转矩前馈量的提取方法,并在三轴冲压机械手上进行了应用测试,对比每轴测试结果证实本文方法的可行性和优越性。

基于估计的风力机最大功率跟踪控制

在额定风速以下,变速恒频风力发电机组应采用可靠控制策略,保证最大风功率跟踪;在不估计风速的情况下,提出一种风力机最大功率跟踪方法;首先,利用状态观测器和非线性扩展卡尔曼滤波,估计风力机最佳转速,采用PI控制器给出风力机转矩估值;其次,以风力机转矩、转速估值为输入,采用风力机转矩前馈控制,在计算风力机最优转速后,给出发电机转矩控制量,从而实现低风速时的最大功率跟踪;在Matlab/Simulink软件上搭建了仿真平台,仿真验证了估计的有效性和控制的正确性。

大型直驱风电机组快速响应优化控制策略

针对大容量风电系统风轮的大惯量特性所造成的系统在快速响应控制上的困难,基于风力机特性和永磁同步电机数学模型,建立风电系统的仿射性非线性模型,运用微分几何学原理及反馈线性化理论提出系统转速控制策略。在此基础上引入负载转矩前馈补偿的方法,形成一种易于物理实现的快速响应控制策略。具有较高相较于传统矢量控制策略及电压前馈解耦控制策略,所提控制策略在大容量风电机组快速响应控制问题上具有较高有效性和先进性。

清江隔河岩第二级升船机主拖动系统设计与分析

介绍了清江隔河岩第二级升船机主拖动系统的组成结构 ,并对系统控制策略进行了分析比较 。

改进的双电机虚拟总轴同步控制

传统虚拟总轴控制策略中扭矩反馈存在较大时滞,当负载发生扰动时,电机之间转速和位置同步误差会不断增大,导致产品质量下降。针对这一问题,提出了改进的双电机虚拟总轴同步控制策略。在改进策略中,为提高弹性扭矩的反馈速度,采用滑模观测器观测将观测的负载转矩直接反馈给虚拟电机;为减小电机之间的位置差,在虚拟机械单元引入积分项。仿真结果表明,改进的控制策略提高了系统应对负载突变的能力,有效减小了电机间转速和位置同步误差,具有一定的实用价值。

造纸生产多电机总轴同步优化工艺质量控制

造纸传输单元的多电机同步控制采用传统的电子虚拟总轴控制策略,在负载发生扰动的过程中,传统电子虚拟总轴控制策略因虚拟弹性扭矩反馈存在时间滞后,引起电机之间转速和位置同步误差较大,从而导致纸张质量下降。针对这一问题,提出了改进的电子虚拟总轴控制策略。在上述策略中,为减小电机之间的转速同步误差,采用滑模观测器观测负载转矩,将观测的负载转矩反馈给虚拟电机,同时进行实时的前馈补偿;为减小电机之间的位置差,在虚拟机械单元引入积分项。仿真结果表明,改进的电子虚拟总轴控制策略提高了造纸传输单元应对负载突变的能力,有效减小了电机间转速和位置同步误差,从而提高纸张工艺质量。

采用ESO的自适应算法在PMSM无位置传感器控制中的应用

分析了模型参考自适应(Model reference adaptive system,MRAS)实现永磁同步电机无位置传感器控制的原理,针对传统的MRAS抗扰动性差,位置估计误差大的问题,提出采用扩张状态观测器(Extended State Observer,ESO)代替传统PI观测器。ESO不仅能提高转子位置的估计精度,其观测的负载转矩还能用作前馈补偿,以减小负载转矩扰动对系统的影响。试验结果表明,在负载和速度突变情况下,使用新型变结构模型参考自适应(MRASESO)估算的转速较传统MRAS的抗干扰性能力更好,系统的鲁棒性更强。

一种二惯性系统低频振动抑制新方法

工业应用中连接电机驱动和负载设备中经常使用弹性装置,这导致负载侧运作部位发生振动。为了实现高性能高精度伺服控制,二惯性系统中的振动抑制是非常重要的有待解决的问题。为了抑制振动,本文提出了一种新的前馈补偿和负载观测的方法来抑制振动。文中分析了振动问题的来源,然后从系统的传递函数着手研究了传统PI控制下与文中提出的方法下的两者波特图,解释了本文抑制振动方法的原理。此外,本文运用FFT方法对速度误差频谱分析,得到振动频率,再利用CDM方法解决了控制参数的设计问题。最后,本文给出了Simulink仿真环境下本文抑振方法和传统PI控制下的系统性能对比,此外给出了相对应的实验验证。结果都表明文中的振动抑制方法对抑制速度位置振动很有效。

反电动势非正弦的五相PMSM缺一相容错型DTC

为了提高反电动势非正弦波的五相永磁同步电机直接转矩控制系统的可靠性,在无故障数学模型的基础上,重构缺一相后剩余四相逆变桥输出电压矢量,研究缺一相时基波平面转矩及三次谐波平面电流直接控制策略。在减小电机输出转矩脉动的原则上,采用添加转矩给定前馈补偿的方式,克服了因不解耦而导致的转矩脉动。实验结果表明,该控制策略能够使电机在缺一相下平稳运行,且能由绕组无故障不间断切换到缺相运行。

采用永磁同步电机的单转子压缩机的减振研究

为了解决采用永磁同步电机的单转子压缩机在转速低于40r/min下振动较大的问题,本文提出了前馈转矩补偿的控制策略,建立了相应的控制框图和流程图,并实验验证了通过调节前馈转矩补偿的角度和电流对振动的减小效果。结果表明,当固定补偿电流时,通过调整补偿角度,最优角度处压缩机整体振动比最差角度处的振动降低了18%;当固定补偿角度时,通过调整补偿电流,增大补偿电流,压缩机整体振动减小了25%;增加转矩补偿使压缩机的电流和功率均增加。