基于MATLAB的异步电动机问接矢量控制系统的建模与仿真

交流电机的矢量控制是90年代出现的高性能交流电机调速。和直接转矩控制一样它是一种先进的控制方法，基本思想是将定子电流分解为按转子磁场定向的励磁电流分量和转矩电流分量，象直流机那样控制转矩，就可达到象直流电机一样的控制效果。本文利用异步电机在三相静止坐标系下的数学模型推导出两相同步旋转坐标系下的数学模型，通过对矢量控制理论和间接矢量控制理论的分析，设计了间接矢量控制系统，然后对所设计的间接矢量控制系统进行了MATLAB的仿真，仿真结果表明该控制系统的跟随．性能和抗扰性能良好。     

基于dSPACE1005标准板的感应电机矢量控制

感应电机矢量控制通过坐标变换将静止坐标系下的三相交变定子电流转变为同步旋转坐标系下的两相直流,再 利用转子磁场定向进行解耦,对定子电流的励磁分量isd和转矩分量isq进行独立控制,使得感应电机的控制能像直流电 机那样高效。论文中采用的dSPACE半实物仿真系统实现了与MATLAB/Simulink的完全无缝连接,搭建模块就能生成 代码并加载到实时硬件中运行,减少人工输入大量的代码,方便控制算法的验证     

两相混合式步进电机矢量控制系统

在纺织行业的绣花机、针织横机应用中，为了改善步进电机开环控制系统下产生低频共振、高频失步和转矩下降的问题，课题组基于两相混合式步进电机的数学模型，利用三相空间矢量脉宽调制SVPWM推导了基于双H桥逆变电路两相SVPWM方法，并结合坐标变换、矢量控制和PI调节，在MATLAB/Simulink下搭建了一种新型两相混合式步进电机矢量控制系统模型。电流仿真结果显示电机在运行后0.3 s内电流达到稳定，速度仿真结果显示：电机低频运行转速在0.018 s时响应且稳定无振荡，高频运行时转速达到峰值后转矩稳定。课题组提出的方案能够提高两相混合式步进电机在振荡、失步方面的性能。     

永磁同步电机转矩脉动抑制方法研究

针对由电流谐波导致转矩脉动而影响电机性能的问题，课题组建立了谐波转矩模型，同时基于三相瞬时无功功率理论结合PI控制搭建了谐波抑制模块，并以谐波电流环的方式并入控制系统实现抑制电流谐波和降低转矩脉动的目的。仿真结果表明：将谐波抑制模块加入到永磁同步电机矢量控制系统后，永磁同步电机定子端相电流波形的正弦度提高，各次谐波失真率均有所降低，转矩脉动受到抑制。该研究为永磁同步电机的转矩脉动抑制提供了一种有效方法。     

基于ANFIS控制的交流变频调速系统研究

针对交流电动机矢量控制系统因电机参数变化和负载波动等因素而使性能变差的问题,设计了一种基于自适应神经网络的模糊推理系统作为交流电动机矢量控制系统的速度调节器。仿真实验结果表明,具有自适应神经网络的模糊推理系统控制的异步电机矢量控制系统不仅动态和稳态性能都得到提高,而且具有较强的鲁棒性。     

永磁同步电动机的有限时间跟踪控制

针对永磁同步电动机绕组相电流和转速强耦合特性,本文研究了永磁同步电动机的有限时间跟踪问题,基于技术和稳定判据,结合永磁同步电动机d-q轴下的数学模型,分析设计电机电压控制器,在MATLAB/SIMULINK中建立永磁同步电机矢量控制系统的仿真模型,使系统在有限时间内准确的跟踪给定的转速和转矩等参考信号。     

基于矢量控制的电动汽车用永磁同步电机系统研究

针对传统PWM调制技术运用到电动汽车时，存在的谐波含量较大，转矩脉动较高等缺点，设计了基于矢量控制的电动汽车 用永磁同步电机系统。基于矢量控制的原理，在MATLAB/Simulink环境下搭建了永磁同步电机矢量控制系统模型，采用id=0控制策略，仿真研究了系统 动态响应。以TI公司的数字信号处理器(DSP) TMS320F28335作为控制芯片，搭建了永磁同步电机控制系统实验平台，实验研究了电机系统在基速以下运行的状态 和效率。仿真和实验结果具有很好的一致性，该研究可为电动汽车用永磁同步电机系统的设计和分析提供参考。     

电动自卸车驱动电机直接转矩控制系统的实现

针对矿用电动自卸卡车交流驱动电机的特性,阐述了交流驱动电机采用直接转矩调速控制的方案。通过分析交流电机直接转矩控制的数学模型,介绍了交流电机直接转矩调速控制的原理,并采用XC164微控制器为主控单元,以交流电机为控制对象,实现了交流电机的直接转矩调速控制。     

基于改进模型的异步电机最小二乘参数辨识

针对以往异步电机最小二乘法参数辨识模型复杂的缺点,在转子磁场定向的矢量控制基础上,在同步旋转轴系下对电机的电流矢量、电压矢量以及磁链矢量进行解耦,建立电机的数学模型,经过线性化,得到了用于递推最小二乘参数估计的线性化模型。该模型简单实用,在电机暂态过程中只需要求出电流的一阶导数,而以往的静止坐标系下的模型需要得到电流的二阶导数,存在计算量大、误差较大的缺点。电机运行进入稳态电流的导数为零,通过计算即可得到电机的参数。采用二阶巴特沃思滤波器对电流进行滤波,避免了高次谐波和噪声的影响。并运用改进欧拉方法对巴特沃思滤波器的状态方程进行求解,无需对电机模型的一阶导数项进行离散化处理,便可得到滤波后的电流和电流的一阶导数,简化计算的同时提高了计算精度。本算法在DSP控制系统上进行了实验,结果证实该算法收敛速度快、精度高,可以准确得到电机的参数。     

车用异步电机的一种最佳响应性能整定方法

异步电机的转子磁链定向矢量控制具有自然解耦的特点,正确解耦有助于车用异步电机获得最大电磁转矩的需 求,只是解耦需要准确的电机参数。通过分析转差频率与转子时间常数的关系,及当转子时间常数不准确时的转矩变化 趋势,文章提出了一种整定方法,不追求参数和解耦的准确性,而以“最大加速度／转矩电流”为目标。先通过离线辨识 得到定子参数,据此估算额定励磁电流值和转子参数的搜索初值,再通过实际电机的最快响应来搜索不同转矩电流下对 应的转子时间常数的函数关系。在基于TMS320F28069搭建的驱动系统上进行了实验。实验结果表明,电机的加速性 能与控制算法中的转子时间常数密切相关,当转矩电流与此转子时间常数满足一定的函数关系时,单位电流的转矩达到 最大,电机的加速性能最优。研究有助于提高车用异步电机的加速性能。     

粒子群优化变论域模糊PID的永磁同步电机矢量控制策略

永磁同步电机具有结构简单、噪音低、效率高等优点而得到广泛应用。但是传统的矢量控制方法已经不能满足当前产业的控制需要,为了获得更好的控制性能,在普通PID控制的基础上,提出了一种基于粒子群算法优化的变论域模糊PID控制方法。分析永磁同步电机矢量控制原理,并建立了PMSM在dq坐标系下的数学模型,设计了基于PSO的变论域模糊PID控制器,利用Matlab/Simulink搭建i_d=0矢量控制下的PMSM调速系统仿真模型。仿真结果表明,与传统PID控制和模糊PID控制相比,基于粒子群优化的变论域模糊PID控制方法在具备传统模糊控制和PID控制算法优点的同时,利用粒子群算法得到最佳模糊论域,提高了永磁同步电机控制系统的动态响应速度,减少了超调和波动。     

感应电机的智能控制及其DSP实现研究

在分析感应电机数学模型的基础上,提出了一种基于免疫遗传算法（IGA）的递归模糊神经网络（RFNN）控制器的设计方法,并应用于交流感应电机双闭环矢量控制系统中的转速控制器中,对感应电机实现精确的速度控制。为满足控制运算实时性的要求,采用高速数字信号处理器（DSP）作为速度控制与运算单元,成功完成了递归模糊神经网络控制器的DSP实现。实验结果验证了该控制器的可行性。     

同轴双电机耦合系统功率平衡研究

双电机同轴硬联运行时,2台电机速度被强制同步,由于2台相同电机参数略有差异,导致功率分配不平衡,针 对这一问题提出了基于直接转矩控制的双电机主从模糊控制系统。基于功率平衡要求,通过MATLAB仿真分析双电机 运行负载分配情况,提出双电机功率平衡运行条件。根据直接转矩控制,使用主从控制和传统PID设计的系统基本上解 决了功率不平衡问题,但其动态性能不佳。为了改善动态性能,设计了“模糊参数自整定PID”控制器。仿真结果表明, 该系统最终达到了功率平衡,有效防止双电机同轴运行时1台电机负载过大的问题,而模糊参数自整定PID与传统PID 控制的系统相比,可以提高功率跟踪的动态性能。     

基于转矩-转速模式切换的电机控制研究

转矩-转速模式在线切换过程中的过大电流变化率易对电机及控制器造成损害,为降低切换过程的电流冲击,提高转速同步的快速性和稳定性,以永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)为控制对象,提出了一种在电机模式切换过程中加入过渡过程使切换点后移的转速调节方法。过渡过程中仍采用转矩模式控制,基于对负载转矩的观测设计过渡过程的目标转矩,使电机模式切换点前后系统的转矩和转速保持一致,从而将系统状态平稳过渡到目标状态。仿真及试验结果表明:该方法可减少电机模式切换过程中的电流冲击,提高转速响应的快速性和稳定性。     

电动汽车用永磁同步电机调速系统研究

永磁同步电动机具有高效、高功率密度以及良好的调速性能,已经成为电动汽车的首选驱动电机。本文首先分析了永磁同步电动机矢量控制的数学模型,并在此基础上构建了双闭环控制系统的仿真模型。对双闭环控制结构的速度环,采用复合控制算法进行了仿真分析。仿真结果表明采用复合模糊PI控制算法可有效消除扰动带来的误差和振荡,较常规PI控制更能提高电动汽车调速系统的品质。     

基于模糊PI控制的pmsm驱动控制系统

针对PI参数自整定存在控制系统数学模型的精确度、整定效率低和优化时间长的问题,提出一种基于模糊控制 的参数自整定的优化策略。以伺服控制系统的数学模型为基础,根据模糊控制的基本原理,设计PMSM的速度模糊PI 控制器。然后根据矢量控制原理,在MATLAB/Simulink仿真平台上搭建PMSM控制系统的模型,并对PMSM控制系统 进行了仿真。仿真结果表明：在传统PI控制的基础上增加参数自整定是正确和有效的,能使伺服系统具有较强的负载 抗扰性和良好的动态跟踪性能。     

电动助力转向系统滑模变控制技术研究

以电动助力转向系统中直流助力电机的控制器为研究对象，依据助力电机的数学模型，应用带观测器补偿的滑模变结构控制方法，设计了滑模变控制器，通过调节助力电机的电压，获得预期的输出电流。仿真结果表明，所设计的滑模变控制器使助力电机具有很好的动态性能，系统基本无抖动现象，实现了助力电机输出电流对目标电流的跟踪特性。     

基于多目标FCS MPC的永磁同步发电机MTPA控制

永磁同步发电机系统常用控制策略是电压外环和电流内环的双闭环矢量控制,在实际PI控制中,控制效果对系统参数的依赖度较高,且不同工况下最优PI参数不同,因此在变工况控制情况下控制效果不佳。课题组针对永磁同步发电机的最大转矩电流比（MTPA）控制,提出了一种基于多目标有限集模型预测控制(FCS MPC)的MTPA控制方法,在FCS MPC基础上,通过多目标优化建立代价函数,实现转矩参考值跟踪、MTPA优化控制和最大电流约束,可以代替传统的基于双闭环的矢量控制及电流模型预测控制,具有较强的鲁棒性和良好的动静态性能。通过MATLAB/Simulink仿真分析及基于STM32F407IGT6的硬件系统的实验对比,验证了方法的可行性,有效实现了永磁同步发电机的MTPA控制。     

用于微网储能的变流器控制方法

针对提高微网储能变流器的动、静态性能,提出融合了前馈解耦控制的电网电压定向双闭环控制策略,在三相电 压源型变流器(d,q)坐标系数学模型的基础上,以电网电压矢量定向并同步旋转,电流内环采用前馈解耦直接电流控制, 解耦了有功电流与无功电流,提高了内环电流的跟踪速度与精度,同时加速了外环电压的响应速度。仿真结果表明,变 流器系统响应速度快、网侧电流谐波含量低、直流侧电压稳定且纹波电压小,能以单位功率因数双向运行。提出的控制 方法可行有效,具有应用参考价值。     

基于滑模观测器的感应电机力矩伺服系统研究

针对传统磁链观测方式对电机参数变化敏感、鲁棒性差影响感应电机力矩伺服系统稳定性的问题,建立了在静止两相坐标系下感应电机数学模型,采用滑模观测器观测感应电机定子磁链,利用定、转子磁链间的关系,得到转子磁链,并完成了滑模观测器下的感应电机力矩伺服系统仿真。仿真结果表明:滑模观测器下的感应电机力矩伺服系统的力矩跟随性能满足力矩伺服系统的性能要求,且鲁棒性较高。