大范围变载直驱系统的速度滑模控制与扰动补偿研究

针对数控机床中大范围变载永磁同步直线电机直驱系统采用速度滑模控制策略时,出现滑模控制器中切换系数对系统的抗扰性和抖振相矛盾的问题,设计了一种带滑模负载观测器前馈补偿的新型速度滑模控制策略。该策略采用速度观测误差做闭环滑模扰动观测器,并将扰动观测值前馈补偿到速度环控制器的输出端,从而可以使速度滑模控制中切换系数较小的情况下有较强的抗扰性,同时达到削弱速度抖振的目的。仿真结果表明,所提出的策略在保证系统稳定的同时,提高了负载扰动时电磁推力的跟踪相应性能,削弱了系统抖振,因此该策略适用于机床大范围变载直驱系统的应用。

基于改进MRAS的永磁同步电机滑模速度控制设计

针对传统MRAS观测器在外部干扰和运行工况变化时观测精度差的问题,提出一种改进型MRAS观测器。通过对传统MRAS中的自适应律重新推导,考虑参数分布理论,引入电阻自适应律来进一步提升观测器的性能。为解决传统PI速度控制器无法满足高精度控制的要求,提出一种新型趋近率,设计相应的滑模速度控制器取代传统PI速度控制器。仿真结果表明,与传统的PI控制器和滑模控制器相比,改进后的滑模速度控制器和MRAS观测器具有更优越的控制性能和观测性能,稳定性高、抗负载扰动能力强。

基于STM32F4的无刷电机滑模速度控制策略研究

研究基于STM32F4微控制器的无刷直流电机滑模速度控制策略,实现一种比传统控制系统(proportional integral derivative,PID)更优的速度方法,提高电机控制的响应速度和稳定性。控制策略采用滑模控制理论设计了一套完整的控制算法,并通过STM32F4微控制器实施。实验结果显示,滑模控制在动态性能和抗扰动性方面均超越了PID控制,展现了较好的控制效果。该研究不仅证实了滑模控制在无刷电机速度控制中的应用价值,也展示了STM32F4在实现复杂控制策略方面的强大能力,对工业自动化和相关领域有着重要的实际意义。

基于模糊滑模速度调节器的船舶推进电机矢量控制系统研究

基于传统PI速度调节器的船舶推进电机矢量控制系统广泛应用于推进电机的转速调节,但是在推进负载受到外部扰动时,系统的动态响应速度和稳定性仍然不够理想。本文提出一种基于模糊滑模速度调节器的新型船舶推进电机矢量控制系统,并在Matlab/Simulink中建立了模糊滑模速度调节器以及整个矢量控制系统的仿真模型。仿真结果表明,和基于传统PI速度调节器的船舶推进电机矢量控制系统相比,采用该控制系统的异步电机在电机转速调节时拥有更快的响应速度和更小的超调量,并且对负载的转矩波动具有较强的鲁棒性。

基于双滑模控制器的开关磁阻电机调速策略

针对开关磁阻电机(switched reluctance motor,SRM)传统滑模控制方法响应速度慢、抖振大且鲁棒性差的问题,该文提出一种基于双滑模控制器的开关磁阻电机调速策略。首先,设计全局积分滑模速度控制器(global integral sliding model speed controller,GISMSC),消除系统到达滑模面的过程,提高响应速度和鲁棒性,并通过改进趋近律来减小滑模抖振;其次,设计扰动滑模观测器(disturbance sliding mode observer,DSMO),对负载和未知扰动进行观测,并前馈补偿至全局积分滑模速度控制器中,进而复合构成双滑模速度控制器,并将其作为速度外环与模型预测控制(model predictive control,MPC)相结合,减小转矩脉动的同时提升其调速性能;最后,仿真和实验考虑到转速和负载突变以及电机参数失配等情况,结果表明,所提方法不仅提高了系统调速性能,减小了转矩脉动,而且克服了电机内部参数变化和外部扰动的影响,使系统具备更强鲁棒性。

一种用于感应电机控制的新型滑模速度观测器研究

提出一种新颖的用于感应电机控制的滑模速度观测器。与传统的滑模速度观测器相比,此观测器具有结构简单、新颖、易于实现的特点,且有效消除了在无速度传感器的电机控制系统中,运用滑模观测器所固有的高频速度抖动现象。该观测器利用电压和电流信号构成观测器估计电机转速、转子磁通值及转子磁通位置,其理论的正确性由李雅普诺夫理论证明。将其运用于采用磁场定向矢量控制方法的无速度传感器感应电机控制系统,实验证明在整个调速范围内都取得了良好的效果,系统具有良好的稳态精度及动态响应性能。

交流伺服系统的新型滑模速度控制器研究

针对永磁同步电机交流伺服系统，提出了一种新型的滑模速度控制器的设计方案 .采用积分变结构控制方法，省去实现传统滑模速度控制所必需的加速度信号 .并通过负载扰动观测器的设计对负载扰动进行补偿，从而削弱了变结构控制系统的抖振，仿真结果表明该方案对系统参数变化和负载扰动具有很强的鲁棒性，系统无静差 .

基于滑模速度控制器的PMSM二阶滑模直接控制

在基于bang-bang控制的传统DTC系统中定子磁链波动和电磁转矩波动比较大、转速起步超调较大,为了解决此问题提出了一种基于滑模控制的控制方法。该方案使用滑模速度控制器取代了PI速度控制器增强了系统的响应速度抗干扰性,用二阶滑模控制结构取代控制结构bang-bang来控制定子磁链和转矩,利用SVPWM代替传统DTC中的开关表,保持开关频率恒定。最后通过仿真实验进行验证:改进过后控制系统在磁链和转矩脉动的问题上得到了有效的解决,超调问题也有了很大的改善。

一种用于异步电机控制的新型滑模速度观测器研究

提出了一种新颖的用于异步电机控制的滑模速度观测器。该观测器具有结构简单、新颖、易于实现的特点,在无速度传感器的电机控制系统中,能有效地消除运用滑模观测器所固有的高频速度抖动现象。该观测器利用电压和电流信号构成观测器估计电机转速、转子磁通量以及转子磁通的位置,其理论的正确性可由李雅普诺夫理论证明。将其应用于采用磁场定向矢量控制方法的无速度传感器的感应电机控制系统,实验证明,在整个调速范围内都取得了很好的效果,系统具有很好的稳态精度和动态响应性能。

基于滑模速度控制器的永磁同步电机矢量控制系统性能研究

永磁同步电机(PMSM)具有体积小、效率和功率因数高等优点,被广泛应用于工业控制中。为了获得良好的控制性能,要求系统具有快速响应的速度环。现提出一种基于滑模速度控制器的矢量控制方法,并在Matlab/Simulink环境下进行了仿真研究。仿真结果表明,该控制算法有效提高了速度环的响应速度,对PMSM在工业控制系统中的应用具有一定的理论指导意义。

基于GD32F450的永磁同步电机滑模速度控制器设计

永磁同步电机(PMSM)控制系统在民用领域和军用领域如机器人、雷达控制、光电转台等方面均有着重要应用。GD32F450作为国产化高性能处理器,具有丰富的电机控制外设,在国内芯片自主可控的背景下,十分适合应用于电机控制系统。针对一款低压PMSM,设计了伺服驱动电路。针对常用的PI速度控制器容易出现超调现象的问题,使用滑模速度控制器替代,与PI控制相比,可实现速度控制更加平滑,试验结构证明了方案的合理性。

搭载超螺旋滑模观测器的永磁同步电机无传感器控制策略

针对永磁同步电机无传感器控制系统中调速存在超调、转子位置和转速估计存在误差和抖动的问题,在超螺旋滑模观测器(STSMO)的基础上,提出搭载新型滑模趋近律的滑模速度控制器的方法。该方法采用积分滑模面代替传统的滑模面,以提高速度误差值收敛到零的速度,将系统状态变量相关量引入趋近律中,增强系统的抗干扰能力。仿真结果表明,在电机带载启动、负载突变等情况下,提出的控制方法能够准确观测转子位置及转速,不仅能够克服转速超调的问题,而且能够有效抑制转矩和三相电流的脉动、减小滑模的固有抖振,具有良好的抗干扰能力和鲁棒性。

基于新型指数趋近律的PMSM滑模控制研究

针对应用传统指数趋近律的永磁同步电机(PMSM)调速系统存在的超调过大、抖振大、鲁棒性差等问题,通过对传统趋近律进行改进,得到一种新的指数趋近律。在等速项中引入了涵盖对数项的分数多项式,并由此设计了相应的滑模速度控制器。对系统进行仿真建模,并与传统指数趋近律控制和PI控制进行比较。仿真图像显示:运用改进指数趋近律的滑模速度控制器有效地提高了PMSM调速系统的响应速度,削弱了抖振,提高了稳定性。

基于滑模变结构的感应电动机直接转矩控制

针对感应电动机常规直接转矩控制中存在磁链、转矩脉动大,低速控制不精确等问题,在建立α-β坐标系感应电动机数学模型的基础上,提出了一种基于滑模变结构的新型直接转矩控制方法。该方法利用转速滑模变结构控制器代替常规直接转矩控制中的PI控制器,可有效减小常规直接转矩控制中的磁链和转矩脉动,增强了系统的稳定性。仿真结果证明了该方法的正确性。

变工况下的车用永磁同步电机非奇异终端模糊滑模速度控制方法

由于传统方法在实际应用中控制误差较大,且车用永磁同步电机转子速度恢复稳态时间较长,速度控制效果不佳,提出变工况下的车用永磁同步电机非奇异终端模糊滑模速度控制方法。利用机械运动方程建立永磁同步电机数学模型,描述电机转子运动状态,以模糊数学理论为理论依据,设定模糊滑模速度控制规则,计算电机非奇异终端模糊滑模速度控制输出量,由控制器对输出量执行,实现对电机非奇异终端模糊滑模速度控制。经实验证明,设计方法控制误差较小,并且电机转子速度恢复稳态时间较短,具有良好的控制效果。

新型复合转子双定子同步电机的复合滑模控制

针对新型永磁/磁阻复合转子双定子低速大转矩同步电机矢量控制系统,对其单速度环PI速度调节器进行改进,根据内外电机电磁转矩解耦原理,设计该电机的单滑模速度控制器来测算内外电机所需转矩电流。此外,针对转矩电流计算存在误差的问题,设计负载扰动观测器进行反馈调节,可提高转矩电流的计算精度,从而得到更为精确的参考转矩电流,最后通过重新分配转矩电流实现内外电机的转矩解耦控制。通过仿真分析,验证了所提方法的可行性和有效性,可提高系统的动态响应速度和抗负载扰动能力。

基于二阶滑模的永磁同步电机抗负载扰动控制研究

为提高永磁同步电机(表贴式)的控制性能和抗负载扰动能力,设计了一种基于滑模的速度控制器以提高系统的稳定性和快速性,该速度滑模控制器采用积分型滑模面,并进行了收敛性证明。提出了一种滑模负载观测器,采用饱和函数sat替换切换函数sign,并对转速环电流补偿,以降低扰动对电机转速的影响。通过仿真以及实验验证,提出的控制方法能够改进电机的快速响应,鲁棒性强,且比比例积分(PI)控制器具有更良好的动态性能。

机床用基于加性分解PMSM的滑模控制

针对机床用永磁同步电机(PMSM)控制驱动系统的复杂性和控制性能易受到负载扰动、非线性干扰等因素的影响,利用加性分解理论的优点将永磁同步电机(PMSM)驱动控制系统分解为主系统和辅系统。其中,辅系统采用基于改进的滑模控制方法,在保证系统的稳定调速性和鲁棒性同时,还有效地削弱了传统速度滑模控制器特有的抖振。而主系统采用了基于电流双闭环的跟踪策略,可以更好地控制驱动系统的响应性能,提高了该方法的工程实用性。仿真实验结果表明,该结构控制提高了系统的动态性能和鲁棒性,即可用于机床电机驱动系统。

直角坐标机器人迭代滑模交叉耦合控制器设计

为克服机械惯性、负载扰动以及复杂的轮廓误差模型等因素对三轴直角坐标机器人末端执行器位姿精度的影响,设计了一种迭代滑模交叉耦合控制器。其中:滑模速度控制器用以抑制非周期干扰;迭代学习位置控制器用以减小跟踪误差;轴间变增益交叉耦合控制器用以消除轮廓误差。通过仿真验证了上述复合控制器的性能。结果表明,所设计的迭代滑模交叉耦合控制器具有较高的轮廓精度和较强的鲁棒性。

基于模糊PI和滑模的电动汽车用异步电动机DTC控制

为提高电动汽车驱动系统的控制性能,针对异步电动机无速度传感器控制进行研究,提出一种基于滑模控制的改进型方案,建立滑模变结构速度控制器,并将SVPWM-DTC和模糊自适应PI控制器相结合。仿真表明,新系统能有效地跟踪转速变化,提高系统的动态性能和稳定性。