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。     

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。     

基于参数修正的永磁同步直线电机改进电流预测控制系统

针对永磁同步直线电机（PMLSM）因外部干扰和内部参数变化引起的转速波动，导致电流预测控制系统的控制性能降低问题，课题组提出了一种基于参数调整的改进电流预测控制系统。首先通过2步电流预测控制以及校正因子对预测电流进行优化，改善电流预测控制系统，减少响应时间，保证系统的稳定性；再通过参数调整器来修正预测控制器中电机的参数，减小永磁同步直线电机的速度稳态波动，消除由系统扰动引起的稳态电流和暂态误差。仿真结果表明：在永磁同步直线电机参数不匹配的情况下，所提出的控制方案是有效的。     

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。     

改进鱼群算法在双闭环调速系统中的应用

针对工程上常用的转速电流双闭环负反馈调速系统的调节时间较长和稳定性较差等问题,提出了一种基于打擂台的优化人工鱼群算法,将该优化算法应用到双闭环调速系统中,通过算法筛选满足调速系统的PI参数。仿真实验结果表明该优化鱼群算法与工程经验法相比可以提高双闭环调速系统的稳定性。新算法缩短了调控时间,使系统的鲁棒性得到提高。     

双电机两挡驱动系统协同控制策略研究

基于某新型双电机两挡变速箱驱动系统,研究了能耗经济性双电机转矩分配策略以及工况适应性两挡变速箱换挡策略。针对经济性优化目标,挖掘行驶工况数据与双电机效率的互补特征,提高协同控制效率,实现车辆能耗经济性最优控制。针对瞬态最优策略的换挡频繁问题,提出了在线辨识工况特征参数的方法,实时调整变速箱换挡规律及双电机转矩分配策略。基于Matlab/Simulink仿真验证了双电机两挡驱动系统工况适应性协同控制策略的可行性及有效性。     

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。     

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。     

并网逆变器三矢量模型预测电流控制

三相并网逆变器的双矢量模型预测电流控制克服了传统单矢量模型预测控制电流脉动大、电压矢量方向固定、寻优次数少、稳态性能差等缺点,具有较好的控制效果。但该方法只能控制交轴电流,直轴上的电流脉动依旧很大。在双矢量控制算法的基础上提出了一种三矢量模型预测电流控制,即把一个控制周期分给2个非零电压矢量和一个零电压矢量来控制并网逆变器。三矢量模型预测控制采用了交直轴无差拍方式来计算各个电压矢量的作用时间,对交直轴上的电流分量同时实现了预测控制,从而有效减小了电流脉动,使系统的动态和稳态性能更为出色。最后,对传统的单矢量、双矢量和提出的三矢量模型预测控制进行实验和仿真。结果表明:三矢量模型预测控制更为高效,电流脉动更小,谐波含量更少,鲁棒性更强,具有很好的应用前景。可为多矢量模型预测控制在并网逆变器上的应用提供参考。     

三相VIENNA整流器滑模直接功率控制与软启动研究

三相VIENNA整流器传统双闭环PI控制系统存在动态性能较差、参数设计困难的问题。为此,基于直接功率控制(direct power control,DPC)理论,将滑模控制(sliding mode control,SMC)应用到VIENNA整流器中,控制系统内环采用PI控制器满足系统稳定性要求,系统外环选取滑模变结构控制器以改善系统的动态响应特性及鲁棒性。同时,为解决三电平整流器中点电位波动问题,引入平衡因子,采用正负小矢量相互抵消的方法来平衡中点电位。此外,为有效抑制启动瞬间出现的冲击电流,设计了一种三段式启动控制策略,从而实现对整流器的软启动。最后,在Matlab/Simulink软件中搭建三相VIENNA整流器控制系统仿真模型,验证了滑模直接功率控制策略和软启动方案的正确性和有效性。     

稀土永磁同步无齿轮曳引机矢量控制变频调速

交流变频调速是当前电力拖动系统的主要发展方向,本文介绍稀土永磁同步无齿轮曳引机电动机磁路结构设计的特点和矢量控制变频调速系统,分析样机性能的实测数据,说明稀土永磁同步无齿轮曳引机矢量控制变频调速具有同步调速范围宽、转矩和转速平稳、效率和功率因数高等优点,是一种高效节能的电梯拖动调速系统。     

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。     

永磁同步电机分数阶微积分控制方法研究

为改善永磁同步电机系统动静态性能,提高系统鲁棒性,该文引入了一种新的速度调节方法——基于分数阶微积分的控制策略。相对于整数阶PID控制器,分数阶PIλDμ控制器多了两个可调参数,可以取得更好的控制效果。针对永磁同步电机调速系统,构建了基于分数阶速度反馈的闭环系统。仿真结果表明,分数阶PIλDμ控制器的控制效果明显优于整数阶控制器,分数阶控制器的控制系统频率特性优良,在系统负载突变时具有较好的鲁棒稳定性。     

基于模型预测控制的电动车辆换挡策略研究

基于模型预测控制框架,提出了一种考虑未来工况变化趋势的智能换挡策略。建立循环神经网络,以过去一段时间工况为输入,对未来5 s的车速序列进行预测。以训练好的神经网络作为模型预测控制的预测模型。采用动态规划方法构建基准策略,并作为模型预测换挡策略的滚动优化部分,建立了模型预测换挡策略。构建了基于C-WTVC的复合工况并仿真。设计了双参数经济性换挡规律作为对照。结果表明:模型预测换挡策略可以节约能源消耗,降低换挡频率。     

具有APF功能的并网逆变器控制策略研究

大量电力电子装置接入电网及分布式发电系统参与并网发电,产生了大量谐波及无功,导致电能质量下降。针对这一问题,分析并联型有源电力滤波器(APF)与非隔离型并网逆变器在主电路结构、控制及功能上的异同,应用基于双闭环并网控制和瞬时无功功率理论的谐波电流检测原理,设计了一种单独PI双闭环统一控制策略,以及PI+重复控制的复合统一控制策略,并进行系统仿真分析。由仿真分析结果可知:复合控制策略可以在节约APF成本的基础上实现并网逆变和有源滤波功能,且效果良好。     

两相永磁低速同步电动机的空间矢量PWM控制

提出了一种基于H桥驱动的两相永磁低速同步电动机电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)的控制策略.分析了两相永磁低速同步电动机的工作原理,推导了两相永磁低速同步电动机的数学模型.成功地采用电压空间矢量控制两相永磁低速同步电动机,并设计了硬件实现电路.采用MATLAB对SVPWM和两相永磁低速同步电动机进行了建模,仿真结果表明了该方法的有效性和优良的调速特性.     

全速范围直接转矩控制新型建模与研究

提出了一种适合于全速范围的直接转矩控制系统仿真模型。针对PI参数对系统的影响,改进了PI速度调节器的设计,改善了系统的磁链和转矩控制性能。同时给出了基于MATLAB/SIMULINK的系统仿真模型,仿真结果表明了该方法的正确性,能实现六边形磁链轨迹和近似圆形磁链轨迹的平滑切换。     

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。     

纯电动车用永磁同步电机控制策略研究

降低内置式永磁同步电机(IPMSM)损耗、提高系统效率对于提高纯电动汽车的续航里程具有重要意义。在低速阶段,电机能提供大扭矩,使转速快速达到目标转速,对跟踪目标车速、改善电动汽车的动力性意义重大。在基速以下,对PMSM采用最大转矩比电流(MTPA)控制,发现与id=0控制相比,能提高PMSM的效率,并加快转速的动态响应过程,增强汽车动力性的同时,提高了经济性;在基速以上,对PMSM采用弱磁控制,拓宽电机的转速范围,提高了汽车的高速稳定运行范围。     

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。