基于自抗扰的永磁同步电机附加谐波损耗抑制方法

针对永磁同步电机在变频器供电时,由时间电流谐波所引起的附加谐波损耗过大及难以在电机初始设计时被考虑到的问题,采用场路耦合联合仿真模型来计算电机的附加谐波损耗,并以4台现有的表贴式永磁同步电机为例,通过实验验证了场路耦合联合仿真模型的有效性,为电机设计之初附加谐波损耗的选取,以及后续温升的计算提供了前期计算的方法。同时提出一种基于自抗扰技术的附加谐波损耗抑制方法,设计一种适用于永磁同步电机矢量控制的自抗扰控制器,并从理论上验证了自抗扰控制器对于时间电流谐波的抑制作用,以及针对自抗扰控制器参数众多调参困难的问题,给出一种参数整定方案。最后通过引入所设计的自抗扰控制器,对电机的时间电流谐波进行计算和分析,使电机的附加谐波损耗降低了68.1%,为同类型电机的附加谐波损耗抑制提供了一种有效的方法。

永磁同步电机直接转矩控制系统实验教学设计与实现

为加深学生对电气传动控制技术和永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制(DTC)系统理论知识的理解,培养学生的团队合作能力和综合实践能力,搭建了直接转矩控制系统的实验平台,在课程教学中引入了HiGale半实物仿真系统和MATLAB软件。学生基于MATLAB软件对永磁同步电机的直接转矩控制系统进行仿真建模、参数调试、运行和分析,并进一步在HiGale中进行半实物仿真实验,对主要实验过程及结果加以分析,使得教学形式更加多样化。该平台帮助学生加深对直接转矩控制系统的理解和认识,提高学生理论联系实际的能力,激发学生对电机控制技术的学习兴趣。

基于比例谐振自抗扰控制的电机谐波抑制与噪声优化

针对驱动电机逆变器非线性、反电动势波形非正弦等因素所引入的大量低频谐波,提出了一种比例谐振自抗扰控制策略,该方法可以更为全面地抑制电流谐波,同时引入谐振调节可以对特定频率谐波进行更好地抑制。首先,建立了电机系统数学模型,基于麦克斯韦张量法,推导了电磁力的解析式,分析得出5、7次谐波会对电机的转矩脉动与电磁噪声性能产生恶化;其次,建立了Simulink&Jmag多物理场协同仿真模型,对谐波抑制前后的转矩脉动与电磁噪声进行仿真分析,验证了理论解析的正确性。最后,搭建实验平台对施加策略前后采集的电流与电磁噪声结果进行分析。结果表明,所构建的控制策略对低频主要阶次的谐波成分有较好的抑制效果,优化了电机的低频噪声特性。

谐波注入法降低永磁同步电机的转矩脉动

为了抑制永磁同步电机的转矩脉动,提高电机运行的稳定性,基于多种软件联合仿真的方法,提出了多同步旋转坐标系的主动谐波注入法来提高永磁同步电机运行的稳定性的方案。首先,建立了永磁同步电机的谐波数学模型,对各阶次谐波下的谐波状态方程进行完善;其次,基于现代控制理论的相关理论,通过采用PI控制器来追踪高次谐波的电流反馈环的方法,提取与注入了高次谐波;最后,采用多个软件联合仿真的方法,对永磁同步电机在整个控制系统的性能进行了分析。分析结果表明,通过反馈与前馈高次谐波注入,使得电机的转矩脉动从12.8%降低到了3.3%,从而说明所提出的方案达到了抑制永磁同步电机的转矩脉动的目的。

城轨列车多永磁同步电机有限时间协同抗干扰控制策略

为解决城轨列车中多台永磁同步电机牵引系统的转速协同跟踪问题,提出一种基于有向图的协同控制策略。为确保每个电机的转速一致,将每台电机视为单独的智能体,利用有向拓扑结构进行多个电机之间的信息传输;使用新型扰动观测器估计负载扰动,进而增强系统的抗扰动能力;使用模糊逻辑系统逼近系统模型的非线性部分,以保障控制精度。理论分析结果表明,所提出的协同控制策略具有有限时间稳定性;仿真实验结果表明,所设计的控制方案性能良好。

基于Simulink的减速器试验台电机控制系统的仿真研究

以减速器测试试验台的电机控制系统为研究对象,针对正弦波永磁同步电动机(PMSM)伺服系统的数学模型及矢量控制方法进行分析.利用Matlab的Simulink模块对PMSM速度、电流双闭环的矢量控制进行建模,并根据减速器测试试验台选定的正弦波永磁同步电机的控制要求进行仿真研究,为实际的电机控制系统的控制提供参考和理论依据.

一类永磁同步电机混沌运动的GWO-RBFNN双参协同智能优化控制

针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)混沌控制问题,提出了一种基于GWO-RBFNN的双参协同智能优化控制方法。从控制器能够自动搜索预期运动状态的角度出发,选择Poincaré截面上两点间距离作为控制器输入,并考虑到系统参数对系统动力学行为的耦合影响作用,基于径向基函数神经网络(radial basis function neural network, RBFNN)设计了双参协同控制器;采用灰狼优化算法(grey wolf optimization, GWO)优化选择控制器参数,以实现最佳的控制器性能;通过对PMSM系统中两个可控参数进行微幅扰动调整,将系统从混沌状态控制到预期的运动状态。研究结果表明,相较于基于GWO-RBFNN的单参数智能优化控制方法,基于GWO-RBFNN的双参协同智能优化控制方法具有更优的性能。虽然两种方法均能实现混沌运动控制,但相较而言,基于GWO-RBFNN的双参协同智能优化控制方法控制速度更快,超调量更小。

大型矿用电铲永磁外转子提升系统动力学特性研究

针对传统电铲提升系统存在传动效率低、能量损耗高、维护工作量大等问题,基于永磁外转子滚筒直接驱动提升装置,提出了一种电铲提升设计方案,并对永磁外转子提升系统的动力学特性进行了研究。首先,分析了电铲挖掘轨迹,建立了以时间为历程的挖掘轨迹函数表达式,确定了齿尖载荷、挖掘体积的计算方法,从而对挖掘过程中铲斗的受力进行了分析;然后,利用SolidWorks建立了电铲三维模型,将其导入SimulationX的CAD模块,建立了电铲多体动力学模型,并加载了外部载荷曲线以模拟铲斗挖掘过程中的受力情况;之后,将电铲多体动力学模型封装成MATLAB子系统,连接到Simulink的永磁外转子滚筒控制模块,采用了比例积分(PI)调节器和永磁同步电机(PMSM)矢量控制方法提高了滚筒的动态性能和抗扰动能力;最后,利用Simulink中的联合仿真模型对电铲挖掘过程进行了仿真分析,得到了提升力、推压力和电机功率等变化曲线。研究结果表明:与传统提升系统相比,永磁外转子滚筒提升系统节能降耗约27%,而电铲挖掘过程整体节能约18%,并在1∶30模拟样机试验台对提升推压力进行了对比验证。永磁外转子滚筒提升方案大大降低了挖掘能耗,为电铲绿色装备转型提供了参考。

基于Matlab/Simulink永磁同步电动机调速系统的建模与仿真

永磁同步电动机(PMSM)作为一种新型的交流同步电机,其在各行各业与日常生活中应用非常广泛;PMSM较小的转动惯量,较高的功率密度和运行效率等优点,使得其发展和应用空间很广泛;通过Scope模块对定子三相电流,电机转速、转子的转角、转矩以及dq轴电流进行观察,并对系统中的参数进行及时地修改;最后的结果表明,该调速系统具有启动快、调速特性好、响应速度快和稳定性好等优点,为电动机在实际的调速系统设计中提供了可靠的理论依据。

机床中的永磁同步电机预测电流控制方法分析

阐述扩展电压矢量集的分析模型预测控制问题,通过虚拟适量构造以及模型预测控制的方式,分析机床用永磁同步电机预测电流的控制方法。基于仿真和平台实验,验证采用预测直接电流控制方式可以获得理想的稳态电流控制效果,表现为电流总谐波含量显著下降以及电流低次谐波幅值明显减小。

永磁同步直线电机控制技术研究

主要研究矢量控制在永磁同步直线电机中的应用,通过建立数学模型,分析了矢量控制的特点,构建电机矢量控制系统模型及评估性能,并进一步优化矢量控制,根据仿真结果验证优化效果,为实际应用提供理论指导。

滑模变结构控制在永磁同步电机控制中的实现和仿真

永磁同步电机(PMSM)是一个强耦合、多变量、非线性系统,控制难度大,而滑模变结构控制对外部扰动和参数变化有较强的自适应性,更适合实现PMSM的高性能控制。利用Matlab搭建滑模变结构控制系统模型,研究其动态性能,仿真结果显示,该系统具有良好的跟随性能和鲁棒性。

永磁同步电动机直接转矩控制在Simulink下的建模仿真

根据永磁同步电动机的数学模型,结合直接转矩控制理论,利用Simulink软件,对永磁同步电动机的直接转矩控制进行建模并仿真。控制系统加入比例、积分(PI)调节器,研究表明,合理设置PI调节器的比例系数和积分系数,能提高转速响应的速度,动态响应加快;同时稳态误差,即超调量也能限制在较小的范围。

煤矿单轨吊运输系统永磁同步电机控制器的Simulink仿真

根据目前单轨吊运输系统的现状,对锂离子蓄电池单轨吊系统中拟使用的永磁同步电机进行仿真控制。本文介绍了永磁同步电机矢量控制系统包括坐标变换模块,SVPWM模块等MATLAB/Simulink模型的建立,对整个系统进行仿真。简述矢量控制原理以及实现SVPWM算法的步骤,并给出了在Simulink下建立的仿真模块,利用Scope模块观测仿真波形,仿真结果说明该系统是有效和可行的。

基于simulink的永磁同步电机的SVPWM控制和电流滞环控制

通过MATLAB/simulink/SimpowerSystems工具箱,结合永磁电机的数学模型建立了永磁同步电机的SVPWM控制和电流滞环控制两种系统模型,通过仿真结果表明,这两种控制系统有良好的性能,为现实中的控制系统设计提供一种理论基础。

电动车用非对称双盘永磁同步电机全速域驱动控制策略

针对现有电动汽车存在的高低速区域性能不能兼顾的现状与综合工况效率不高等问题,基于非对称双定子单转子双盘永磁同步电机系统,分析在驱动与弱磁全速域工况下电机效率模型,建立双盘非对称永磁同步电机损耗数学模型,提出基于模拟退火算法的驱动与弱磁全速工况下的转矩协同优化分配策略以拓宽电机综合工况下的高效率区间,提出基于反步控制方法设计转速与电流控制器以提高中低速驱动及高速弱磁下的系统动态特性。通过仿真和实验验证所提方法能够拓宽电驱动系统高效区间、提升系统动态响应与稳态跟踪性能、延长电动车续航里程等特点。

旋转永磁式机械低频天线的系统设计与验证

为实现低频电磁发信系统的小型化和低功耗,面向旋转永磁式机械天线的理论研究和技术实践,提出了基于多物理场耦合仿真的系统设计和性能校验方法。设计了包含永磁磁源、高效驱动电机及其控制器在内的旋转永磁式机械天线系统方案。研制了实验样机,并对其系统性能和近区磁场进行了实验测试,验证了相关设计方法和系统方案的可行性与有效性。结果表明,该样机的磁场场强和尺寸等主要指标达到了美国“机械天线”项目在射频穿透技术领域的要求,为旋转永磁式机械天线方案研究和样机设计提供了一种可行思路。

基于SIMULINK的永磁同步电机矢量控制系统仿真

根据永磁同步电机在A-B-C三相坐标系和d-q两相旋转坐标系下的数学模型,介绍了矢量控制的基本原理,然后在MATL AB中利用SIMULINK仿真平台搭建永磁同步电机矢量控制系统进行仿真,并对该系统进行实验验证。仿真实验验证的结果表明:该系统的正确性和良好的控制性能,为永磁同步电机矢量控制系统的设计提供了良好的理论基础。

带有滑模软切换的永磁同步电机无源控制

设计了一种带有滑模软切换的永磁同步电机无源控制系统,构建了永磁同步电机无源控制系统模型,设计了稳定收敛的无源控制器。结合电机摄动参数,给出了滑模软切换控制器和滑模观测器的设计方法。通过仿真算例验证该控制策略可以有效减小系统的抖振,滑模软切换控制与无源控制器能够协调配合,提高系统的鲁棒性,取得更好的动、静态调速性能。

基于EKF的永磁同步电机的无传感器控制研究

基于位置传感器永磁同步电机控制,一方面提高了设计成本,另一方面降低了系统可靠性。对扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)原理进行分析研究,将EKF优化算法应用到永磁同步电机控制中,对永磁同步电机转子转速、转子位置进行预测估计。最后,基于MATLAB仿真平台,构建扩展卡尔曼滤波(EKF)仿真模型。仿真结果表明,永磁同步电机转子位置、转子转速能够被准确预测估计,表明了基于扩展卡尔曼滤波(EKF)算法仿真模型是有效的,为永磁同步电机控制系统研究提供了坚实理论基础。