基于动态数学模型转速磁链闭环异步电动机矢量控制系统的设计与研究

根据三相异步电动机在三相静止坐标轴系(ABC)上的数学模型,可以确定三相异步电动机是一个非线性强耦合的复杂系统。为了对其实现矢量控制,在转子磁链定向的条件下,通过坐标轴系变换得到异步电动机在旋转坐标轴系(MT)上线性解耦的动态数学模型,并在此基础上构建具有转矩内环的转速、磁链闭环矢量控制调速系统。为进一步提升控制性能,在系统中又增设了磁链观测器环节和电流滞环比较器环节。通过仿真,结果表明:该矢量控制调速系统具有响应速度快、抗干扰能力强、鲁棒性好等良好性能。

基于非线性磁链动态模型的无速度传感器矢量控制系统

在实际工况下,异步电机参数变动会导致基于转子磁场定向的矢量控制系统定向出现偏差。针对此问题提出了一种非线性磁链动态模型的数学模型。该模型在高速运行时采用电压模型进行磁链估计,低速时采用电流模型补偿,在不同范围内各自的比例不同。结合异步电机数学模型,推导了闭环观测器的非线性磁链动态模型,在对其做近似线性化处理后建立了在不同速度范围内的切换机制,利用稳定性理论分析了误差相关因素,并对电机参数进行敏感性分析和补偿。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。

混合励磁双凸极电机电磁转矩非线性模型建模

针对混合励磁双凸极电机磁路饱和特性对电磁转矩的影响,提出一种具有几何意义的电磁转矩非线性计算模型。首先利用有限元电磁模型计算了磁链分布,提出磁链梯度的概念,根据磁共能原理,推导出电磁转矩的积分表达式,描述了其几何含义;然后仿真验证了所推导公式的正确性,并分别求解出满足恒转矩运行和最大转矩运行时的电枢电流波形,实现了电机在一定转子角度内的恒转矩输出和最大转矩输出;为便于实现方波控制,对方波电枢电流的波形参数进行优化,实现电机在方波电流下的最大转矩输出。经仿真验证,提出的混合励磁双凸极电机电磁转矩非线性模型具有计算准确、简单直观、便于应用的特点,为混合励磁双凸极电机设计提供参考。

超磁致伸缩致动器的磁滞非线性动态模型

超磁致伸缩致动器的输入磁场与输出应变存在着磁滞非线性。为了控制及使用致动器,必须建立其准确的数学模型。该文基于Jiles—Atherton磁滞模型、二次畴转模型、非线性压磁方程和致动器结构动力学原理,建立了超磁致伸缩致动器的磁滞非线性动态模型。应用该模型对致动器的输出应变进行计算,计算结果与实验结果符合较好,验证了模型的正确性和实用性。

超磁致伸缩执行器的三维非线性动态有限元模型

超磁致伸缩执行器工作时超磁致伸缩材料的磁导率会随着应力变化而变化,并存在磁滞损失和涡流损失等非线性问题,同时磁场、电场、温度场及机械应力场之间存在耦合.建立了超磁致伸缩执行器电场、磁场和机械应力场3场耦合的三维非线性动态有限元模型,考虑了超磁致伸缩执行器Terfenol-D棒质量、预压应力、偏置磁场、磁滞和涡流损失.使用Jile-Autherton磁化模型计算磁滞损失,在商业有限元软件FEMLAB中实现了有限元模型.模型仿真结果和实验结果相一致,验证了所建立模型的正确性.

涡旋式膨胀机的非线性数学模型及动态仿真

为了设计涡旋式膨胀机控制系统,根据涡旋式膨胀机机理分析,以膨胀机的进气管道、进气腔、膨胀腔和排气腔等组建的静态数学关系为基础,建立了阀门开度与膨胀机进气管道压力以及膨胀机内部功率与转子转速两组非线性微分方程,通过膨胀机进气管道压力与膨胀机内部功率之间的关系,得到了阀门开度与转子转速的动态模型.仿真结果表明:所建立的动态模型符合涡旋式膨胀机的特性,在一定程度上证明了模型的正确性和有效性.

航空发动机动态数学模型非线性方程组解法研究

本文主要介绍发动机过渡态控制系统分析时所必须的动态数学模型中应用的Broyden法解非线性方程组的方法。对Broyden法的程序实现也作了一定的介绍。

非线性粉体动态数学模型的参数估计

本文探讨了非线性粉体动态数学模型的参数估计方法,研制了用于该方法的计算机软件H-16。用该软件对雾化铁粉热压的实验数据进行处理,得到了令人满意的结果。本文还讨论了加速迭代过程的方法,将变步长辛普生积分算法作适当的改进,其积分运算速度可提高一到几十倍。

基于虚拟磁链的PWM整流器数学模型及仿真

分析了PWM整流器工作原理,建立了电压型PWM整流器在αβ,dq坐标系下的数学模型,并在此基础上,通过应用虚拟磁链概念,提出了三相电压型PWM整流器在αβ,dq坐标系下的虚拟磁链模型。此模型输出直流电压动态响应快,能够准确控制输入电流,使其畸变率较低。针对这些不同数学模型,运用MATLAB/SIMULINK开发了PWM整流器仿真模块,通过仿真对各个模型进行比较,仿真结果证明了虚拟磁链模型的正确性和优越性。

基于变结构模糊神经网络的开关磁阻电动机非线性模型

开关磁阻电动机驱动系统是一个时变、非线性系统 ,若采用通常的建模方法 ,无法获得精确的数学模型。给出了开关磁阻电机变结构模糊神经网络非线性模型 ,基于Takagi Sugeno模糊神经网络 ,提出可变结构的变步长学习算法。仿真结果表明此法比BP神经网络具有更高的精度和更快的收敛速度。

基于定子磁链模型的异步电动机反馈线性化控制

从异步电动机的定子磁链模型出发 ,应用直接反馈线性化理论实现了异步电动机系统的输入 -输出线性化与解耦。系统分解成转速和磁链两个独立的最简线性子系统 ,实现了转速和磁链的完全解耦。算法简单实用 。

内置式永磁同步电动机非线性模型研究

在研究内置式永磁同步电动机交直轴磁链和电感非线性特性的基础上,对电动机参数进行了实测研究,给出了d-q轴磁链和电感拟合的表达式。建立了d-q轴系下内置式永磁同步电动机精确的数学模型,依据该模型对内置式永磁同步电动机进行了仿真研究。仿真结果与实验结果的比较证明了所建立的非线性模型能够准确地反映电动机的实际运行状况。该模型有助于对内置式永磁同步电动机系统进行深入研究。

啮合式磁阻电机参数化非线性模型的建立

啮合式磁阻电机是一种新型电机,它将磁阻电机与行星齿轮减速器天然融为一体,可作直驱电机使用。为了提高啮合式磁阻电机的输出扭矩,需建立参数化矩角特性模型。用非线性磁网络法建立了6极啮合式电机的参数化模型。给出了气隙磁导的解析算法,详细讨论了磁阻矩阵和雅各比矩阵的生成,给出了磁网络模型的求解步骤,建立了参数化的磁链函数和矩角特性模型。最后用实测法和有限元法验证了矩角特性模型的精度和正确性,结果表明该模型计算精度与有限元法比较接近。

采用气隙磁链定向控制的十二相同步电动机数学模型

通过对采用气隙磁链定向控制的十二相同步电动机的深入分析 ,分别得到了十二相同步电动机在abc坐标系、dq坐标系以及气隙磁链定向的MT坐标系的数学模型。本文建立的十二相同步电动机数学模型可用于该类调速系统运行性能的仿真研究。

直驱型机电作动器中永磁容错电机非线性模型研究

针对直驱型机电作动器中永磁容错电机存在饱和凸极效应的特点,建立三相12槽10极永磁容错电机非线性数学模型。将电机绕组磁链分为定子电流和转子磁极产生的磁链两部分,把转子磁极产生磁链等效为随转子位置变化的等效电流产生磁链,将电感表示为绕组总电流函数。辨识电机非线性磁链模型,在此基础上得出永磁容错电机非线性模型参数,在Matlab/Simulink中建立永磁容错电机非线性数学模型,并进行仿真分析。最后,利用有限元法和实验验证永磁容错电机非线性数学模型的有效性。此模型可推广到其他永磁容错电机中,可以为永磁容错电机无传感器控制设计提供参考,对提高直驱型机电作动器可靠性很有帮助。

静止无功发生器动态模型和非线性逆系统-PI控制策略研究

应用状态空间平均建模法推导出静止无功发生器(SVG)的动态数学模型。基于此模型,采用双变量传统PI控制策略控制SVG系统,发现该控制策略在两个控制目标变量(无功功率和直流侧电压)的动态性能方面存在不足。依据所建立的动态数学模型推导出SVG系统的逆函数,由此进一步得出非线性逆系统-PI控制策略以提高SVG系统无功功率和直流侧电压的动态响应速度。应用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建SVG的控制系统模型,仿真结果表明了SVG动态数学模型的正确性和非线性逆系统-PI控制策略的有效性。

多模型小波网络非线性动态系统辨识

由于许多复杂的工业系统具有非线性特性 ,难以建立确切的数学模型 ,因此提出用多模型小波网络辨识非线性动态系统 ,并给出了辨识结构和训练算法 .仿真实验比较了多模型小波网络与单小波网络在辨识非线性系统时性能上的差异 ,验证了该方法收敛速度快 ,抗干扰能力强 。

基于方程驻轴的永磁同步电机动态数学模型

常用的三相永磁同步电机动态矩阵数学模型的推导过程庞杂,理解难度大。用复数矢量表示绕组轴线位置,获得包含绕组位置信息的绕组驻轴电压方程,推导永磁同步电机的复数矢量电压方程,建立具有随转子旋转的正交两相绕组的永磁同步电机数学模型。用复数矢量运算阐述数学模型推导过程,简练且物理概念清晰,可促进对永磁同步电机动态数学模型的理解及应用。

舰船通信网络信号动态变化特性数学模型

为提升复杂环境下网络信道特性的表征能力,设计描述舰船通信网络信号动态变化特性的数学模型。依据坎贝尔定理,通过节点之间的泊松点过程,构建舰船通信网络的信道模型。基于所构建的信道模型,依据Friis公式,引入直射路径的信道衰落、镜面反射路径的信道衰落,以及反射路径的信道衰落构建信道衰落模型。依据网络信号传输状态,考虑信道衰落情况,利用马尔科夫链构建信号传输距离、接收机接收功率、信号接收位置关联的二维传输模型,通过二维传输模型体现舰船通信网络信号的动态变化特性。实验结果表明,该模型能够精确表征复杂环境下的舰船通信网络信号动态变化特性,可以作为提升舰船通信网络质量的重要依据。

基于动、静态电感特性的开关磁阻电机非线性磁参数模型

基于Matlab/Simulink,利用动态和静态电感等磁参数建立了一种开关磁阻电机的非线性磁参数模型。在电机磁场二维有限元数值计算的基础上,采用增强型能量增量法,计算得到电机的动态电感和静态电感;然后通过三次样条插值求取静态电感关于位置角的导数;再利用Matlab/Simulink中的查表模块建立开关磁阻电机的非线性模型。该模型中避免了微分环节,提高了仿真速度;可实时分析感应电动势和运动电动势。