基于非奇异负载转矩观测器的永磁同步电机抗扰动控制

针对永磁同步电机负载转矩波动及惯性负载的变化对控制性能的影响,采用一种非奇异负载滑模观测器实时辨识负载转矩,并将观测的负载转矩按比例转化为补偿电流值对控制系统进行前馈补偿,以降低负载扰动的影响;采用模型参考自适应算法辨识系统的转动惯量,并将观测出的惯量输入到负载转矩观测器中,减少惯性负载扰动的影响。实验结果表明,在不同工况下负载转矩和系统惯量变化时,设计的非奇异负载转矩滑模观测器补偿效果比一阶滑模负载转矩观测器补偿效果好,能够快速恢复到给定速度,系统的抗扰性能有很好改善。

基于负载转矩观测器的热连轧电机模型预测控制

在大型热连轧机传动领域,交流电机作为传动电机取代直流电机已经是必然的发展趋势。交流异步电机凭借低成本、质量小、易操作、结构简易、运行可靠、易于维护、能够用于易燃易爆等恶劣环境等优点,在大型热连轧机主传动领域受到广泛青睐。针对大功率低转速的热连轧机异步传动电机设计模型预测转矩控制系统,并设计负载转矩观测器对速度外环控制器做前馈补偿。仿真实验结果表明,该控制系统能够有效地对热连轧机异步传动电机进行控制,具有较快的响应速度和较高的稳定性。

基于负载转矩滑模观测器的永磁同步电机转速复合PI控制

针对电动化工程机械用永磁同步电机(PMSM)频繁变转速、变负载扰动运行工况的需求,设计了一种复合PI控制器,以降低转速响应的超调。同时,为减小系统变负载扰动影响,提出一种负载转矩滑膜观测器,将其转矩观测值补偿到电流环的给定,实现对随动负载的快速响应,提升系统抗负载扰动性能。通过仿真与实验证明,设计的转速复合PI控制器能够可靠降低转速响应超调,提升系统抗负载扰动性能;提出的负载转矩观测器与前馈补偿控制算法,能够准确观测实时的负载扰动,补偿至电流环给定的负载扰动,有效减低了转速的波动,改善了动态性能。

永磁同步电机负载转矩观测器

负载转矩的扰动会影响永磁同步电机控制系统的性能,测量或者观测负载转矩并用作前馈补偿,形成二自由度控制器可以减小负载转矩扰动的影响。本文研究分析了几种实用的永磁同步电机负载转矩观测器,可以根据测量的电流、机械位置和转速等准确观测负载转矩,不增加额外的硬件设备。全阶负载转矩观测器还可以根据机械传感器的输出量观测准确的转子位置和转速,代替了传统的转速计算方法,避免了微分计算,减小了测量噪声和离散误差的影响。以基于Kalman滤波器的负载转矩观测器为例,对观测器和前馈补偿的性能进行了仿真和实验验证。

带有负载转矩观测器的PMSM自适应反步控制

针对永磁同步电机(PMSM)的非线性特点,引入了反步控制方法。该方法设计过程简单,且能够实现PMSM控制系统的完全解耦,控制效果明显优于传统的PI控制方法。考虑到在电机运行过程中电阻易受温度变化而改变阻值,提出了自适应方法与反步法相结合的控制策略,克服了参数改变对系统稳定性能的影响。设计了一套负载转矩滑模观测器来降低负载实变对速度的影响,将辨识的转矩引入电流环控制中实现电流的前馈补偿。仿真结果表明,自适应反步控制与负载观测器相结合能够有效提高控制系统的动态响应速度,使系统具有较强的鲁棒性。

基于负载转矩观测器的无刷直流电机SVPWM矢量控制

针对传统比例积分(proportion integral, PI)控制下的无刷直流电机(BLDCM)转速响应慢、噪声大等问题,采用基于空间电压矢量脉宽调制技术(space,voltage,vector,pulse,widthmodulation,SVPWM)驱动BLDCM。同时,为了削弱负载转矩扰动对BLDCM运行状态的影响,提高整个系统的抗干扰能力,以id=0控制为基础,结合负载转矩观测器和滑模控制器研究BLDCM控制系统。电流环采用滑模控制方法,速度环采用改进型积分滑模控制器和负载转矩观测器结合的控制方法。通过观测器估计实际的负载,将输出转换为电流信号并反馈给控制器。为了验证该方法的控制效果,搭建控制系统仿真模型,仿真结果表明,基于负载转矩观测器及滑模控制下的BLDCM系统具有良好的运行特性。该种方法比传统PI控制方案的运行效果更好,转速响应快,到达稳态时间短,并且具有较好的抗负载干扰能力。

基于负载转矩观测器的永磁同步电机抗负载扰动策略

针对负载扰动影响永磁同步电机(PMSM)无位置传感器控制精度和稳定性的问题,提出一种基于负载转矩观测器的PMSM抗负载扰动控制策略。考虑负载扰动的影响,利用无迹卡尔曼滤波的非线性无损滤波特性,对转子位置、转速和负载转矩进行实时观测,并将负载转矩观测值作为前馈补偿,减小转矩和电流脉动,提高电机速度和转矩的响应性能。仿真结果表明,所设计的观测器能准确跟踪、观测负载变化,可有效解决负载突变引起的电机输出转速波动问题,提高系统的鲁棒性,验证所提控制策略是有效的。

基于ADSP-2188自动导引车负载转矩观测器数字化实现

针对AGV系统负载转矩扰动,根据永磁同步电机机械运动方程和矢量控制理论,建立了负载转矩的动态数学模型,并根据速度补偿原理推导出全补偿条件。在全数字交流调速系统基础上建立了基于ADSP-2188全数字负载转矩观测和补偿环节。实验结果表明,此系统可有效地对扰动进行监测和补偿,极大地提高了电机的动态性能。

基于负载转矩观测器的直驱式永磁同步电机新型速度控制器设计

为减小采用传统PI速度控制器控制时直驱式永磁同步电机转速的超调量,提出了一种新型速度控制器。同时,针对负载转矩和电机参数变化等扰动因素对系统控制性能的影响,设计了负载转矩观测器,并将观测的转矩值转换为负载电流引入到电流调节器的输入端,对新型速度控制器的输出进行补偿。仿真与实验结果表明,所提出的新型速度控制器可有效减小转速的超调量,提高转速的跟踪性能和系统的抗负载扰动能力;设计的负载转矩观测器能够对负载转矩进行准确的观测;采用的负载转矩前馈补偿控制方法进一步提高了系统的抗负载扰动能力,验证了该文所提基于负载转矩观测器的新型速度控制器的正确性和有效性。

基于负载转矩观测器的永磁同步电机积分滑模控制

为实现永磁同步电机的高精度控制,设计了一种积分滑模控制器。针对负载扰动问题,设计了一种改进的龙伯格负载转矩观测器。通过将观测值反馈至滑模控制器中,实现了对转矩电流的补偿。仿真实验表明,该负载转矩观测器能有效跟踪实际负载变化,且滑模控制器在负载变化时能有效维持转速的稳定性。

异步电动机系统负载转矩观测器的设计及仿真

针对在异步电动机调速系统中,负载转矩通常是变化和不易测量的特点,设计了负载转矩观测器来观测负载转矩,并利用负载转矩观测值对非线性状态反馈解耦控制律进行在线调整,从而保证了异步电动机控制系统的非线性解耦.最后利用计算机仿真工具MATLAB对负载转矩观测器进行了仿真分析,结果证实是有效的.

基于改进型负载转矩观测器的永磁同步电机滑模控制

为减少负载转矩扰动对永磁同步电机控制造成的影响,设计了一种改进型负载转矩观测器。以转速和负载转矩为观测对象建立负载转矩观测器,将观测的负载转矩前馈补偿至转矩电流中,并加入可变增益算法,有效抑制了滑模速度控制器输出的抖振问题;采用改进滑模速度控制器替代传统的PI控制,通过改进控制器中指数趋近律函数,提高了系统的响应速度。仿真结果表明,该方法能准确地观测负载转矩,减少系统抖振问题,提高系统的抗干扰能力及动态响应性能。

带负载转矩观测器的永磁同步电机位置控制

在传统PID调节的永磁同步电机三闭环串级控制结构基础上,增加观测负载转矩并前馈补偿到转速环输出端,以提高控制系统的抗扰动性能。负载转矩观测器采用了一种降维状态观测器,并利用提出的基于李雅普诺夫第二法优化方法来寻求最优观测器参数。为了提高转矩补偿性能,设计了基于复矢量分析的电流环动态解耦控制器;提出了一种机械参数的简便测量方法。实验结果验证了所提方法的有效性和实用性。

基于负载转矩观测器的PMSM鲁棒无源控制

从能量角度出发,将永磁同步电机看作是有能量输入和输出端口的装置.按照端口受控耗散哈密顿系统对其建模,利用互联和阻尼配置的能量配置方法,设计无源控制器.针对无源控制下的系统受到干扰时稳定性较弱,结合鲁棒控制技术,设计鲁棒无源控制器,以提高控制品质.系统转速调节采用滑模控制器,同时由负载转矩观测器估计实际转矩,增强系统抗负载扰动能力.仿真结果表明了该控制方法的有效性.

基于降阶负载转矩观测器的永磁同步电机广义预测控制

针对永磁同步电机(PMSM)转速控制,提出了一种基于降阶负载转矩观测器的非线性预测控制(NPC)策略。在速度环控制律中负载转矩通常作为扰动值来考虑,将降阶负载转矩观测器与广义预测控制相结合,利用得到的转矩估计值代替实际值。仿真试验结果表明,所提控制策略能有效实现转速跟踪,与传统PI控制相比,趋于稳定的时间短、超调量小、抗干扰能力强、转速环控制的鲁棒性较高。

降阶负载转矩观测器与电机调速

主要针对永磁同步电机矢量控制系统中由于负载的扰动对电机调速的影响,设计了一种负载转矩降阶观测器,通过实现对电流的前馈补偿抑制负载扰动产生的电机转速的波动,通过反馈加前馈的补偿策略实现电机的稳定运行,提高控制系统的鲁棒性。通过MATLAB实验仿真结果表明,该设计的负载转矩降阶观测器,能够有效地调节系统对速度的跟随性,体现了良好的抗负载扰动能力。

基于降维负载转矩观测器的永磁同步电机转矩前馈补偿策略

针对飞机电蒸发冷却系统中永磁同步电机(PMSM)在不同工况下的抗负载扰动问题,研究了负载转矩前馈的方法,提出了一种基于降维负载转矩观测器的转矩前馈控制难点。针对降维负载转矩观测器提出工程化设计方法,通过将观测到的负载转矩补偿到电机电流环输入,实现电机对负载扰动的快速响应,提高了抗负载扰动能力。仿真和试验结果验证了降维负载转矩观测器设计方法以及PMSM负载转矩前馈控制算法的正确性和有效性。

基于降维负载转矩观测器的调速系统控制技术研究

针对高精度电动燃油调速系统在负载突变工作时燃油增压与燃油流量调节的稳定性问题,研究了前馈补偿控制策略,提出了一种基于降维负载转矩观测器的抗负载扰动控制方法。该方法实时对电动调速系统的同步电机输出转速与负载转矩进行观测,并将观测到的负载转矩补偿到同步电机交轴电流,实现闭环调速控制,从而避免了负载扰动影响系统输出转速,减小电动燃油泵对燃油的压力与流量的影响。仿真和试验结果表明,在快速加载与卸载实验条件下所提出的方法的正确性与可行性。

采用新型负载转矩观测器和INFORM/EMF组合式模型的永磁同步电机在全速度范围内的无速度传感器控制研究

为了使永磁同步电机的无速度传感器控制在全速度范围内稳定运行,本文提出了一种与改进型电压模型有关的机械观测器结构。本文根据不同的速度范围采用了两种不同的反馈结构,并对低速范围时的结构和稳定性进行了分析。机械观测器对转子转速、转子角度位置和负载转矩进行了估测,并用INFORM测量方式使其稳定。观测器的输出使反电动势(EMF)模型在静止和低速时稳定,因此该观测器保证了当由低速运动到高速时,较高的动态性能。进一步,观测器估测所得的负载转矩被作为速度控制器的输出端的扰动补偿量,因此,速度控制器可以被看作一个在负载下没有静态误差的普通比例系数。

基于负载转矩观测器的动态恒风量控制

当前不基于外部传感器的恒风量控制技术的控制性能有限。针对此问题,提出一种基于负载转矩观测器的动态恒风量控制技术。构建降阶龙贝格负载转矩观测器,实现风机负载转矩及风道参数的实时观测,并进一步计算风压与风量。将实时计算的风量作闭环PI控制,形成风量-转速-电流三环控制。实测结果表明,所提出方法的风量控制精度高,且无需外部传感器,可有效兼顾实现低成本与高控制性能。