三相感应电动机调速系统的建模与仿真

系统而简略地阐述了异步电动机的矢量控制原理,并从异步电机的数学模型入手,选用MATLAB/SIMULINK软件对电机进行建模与仿真,其中重点介绍了电机、电压控制型变频器和磁链观测器等模型的建立,最后给出了仿真结果.     

改进PLL的永磁同步电机无传感器控制研究

针对滑模观测算法因高频抖振引起的无感永磁同步电机转子速度和位置估计误差较大、反电动势幅值失配问题,提出一种改进PLL的滑模观测永磁同步电机无传感器控制算法。设计了抑制反向电动势次级谐波的自适应滤波算法,减小了转子速度和位置估计误差;引入幅值归一化算法,解决了因电机参数变化引起的反电动势幅值失配问题,提升了系统的抗干扰能力和动态响应速度。仿真结果表明：新算法的观测精度较高,转速估计误差仅为5 r/min,转子位置估计误差仅为0.1 rad,且在阶跃输入信号下有较强的动态响应性能。     

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。     

线性不确定系统的鲁棒滑模观测器设计与仿真

在研究线性不确定系统一类滑模观测器的基础上,应用奇异值分解技术对系统进行降阶处理,设计了一种新颖的鲁棒滑模观测器;并提出优化滑模策略,给出严格论证,保证对系统不确定性以及外界干扰具有鲁棒性;采用Lyapunov函数作为稳定观测器的判别条件,使设计的观测器一致收敛,状态估计达到预期的指标;同时给出鲁棒滑模观测器的线性反馈矩阵和非线性反馈矩阵计算算法;通过仿真实例验证所设计的鲁棒滑模观测器的有效性。     

一种基于干扰观测器的伺服系统设计

将摩擦力的Stribeck曲线作为伺服系统的摩擦模型,提出用干扰观测器来补偿摩擦力对伺服系统低速运行的影响。在对象的名义模型正确条件下,干扰观测器和反馈控制器的设计可以分开独立进行。低频时,产生的系统特性类似名义模型的特性,并从理论上保证了被控对象参数不确定时的鲁棒性,同时摩擦对伺服系统输出的影响等于零。仿真实验表明了该控制策略的有效性。     

基于新型饱和函数和PI观测器的PMSM滑模控制

针对滑模变结构控制存在的抖振问题,分析了抖振产生原因,提出了利用新型反正切饱和函数减小系统抖振的方法;为了克服扰动对永磁同步电机转速的影响,设计了基于Luenberger观测理论的比例积分观测器(PIO),利用线性系统理论中的可观性证明了观测器误差动态方程收敛为零,实现对未知扰动的观测;并采用前馈补偿结构,抑制了扰动对转速的影响,进一步提高了系统鲁棒性。仿真和实验结果验证了所提方法的有效性。     

多盘式无铁心永磁电机参数设计与电磁仿真

当前无人机广泛采用的单层盘式电机因其定转子之间存在单边磁拉力,使得轴承寿命短且存在转矩小、过载能力差、效率低等问题。为此,设计了塑料结构多盘式无铁心永磁同步电机,其机械结构由塑料材料制成。采用多气隙结构增大转矩输出能力,无铁心结构提高效率,由塑料材料制成的电机结构具有较高的热特性和力学特性,可进一步增加转矩密度,适合无人机使用。根据无人机的实际需求,对三转子双定子MCPMM的结构参数进行设计,基于有限元方法,建立电机三维有限元模型进行电磁性能仿真。仿真结果表明:三转子双定子MCPMM在空载运行时,磁链为0.022 Wb,反电势为42.1 V;在额定运行时,额定转矩为5.3 N·m,额定输出功率为2 000 W,电机效率为89.2%,符合设计要求。     

基于扩张状态观测器的一类未知非线性不确定系统滑模控制

研究了基于扩张状态观测器的一类n阶未知非线性不确定系统的滑模控制问题.在系统状态已知的前提下,利用滑模控制思想将一个n阶未知非线性不确定系统方程转化为一个关于切换曲面函数的一阶非线性方程,然后利用二阶扩张状态观测器来估计转化后的一阶非线性方程的非线性函数和扰动.为了消除滑模控制项所带来的抖振,引入边界层.利用Lyapunov函数证明了系统的稳定性,完成了系统输出跟随系统输入的目的.由于系统中存在扩张状态观测器,本文的控制方法不依赖于被控对象的数学模型,具有很强的鲁棒性.仿真的结果表明了本文方法的可行性.     

滞环容差自适应算法的直接转矩控制研究

传统感应电机直接转矩控制(DTC)系统的滞环控制器为Bang-Bang控制,其滞环容差保持不变,因此低速下被调节的磁链和转矩具有较大脉动。为改善转矩和磁链响应,在传统滞环比较器基础上,提出了一种滞环容差自适应调节控制方法,通过对转矩或磁链误差的当前采样值和历史采样值以及滞环比较历史输出值的综合比较,得到当前滞环输出控制信号,并充分利用零电压矢量和反向电压矢量,达到满意控制效果。仿真结果表明该算法不仅能有效降低定子磁链和转矩脉动,也能够有效降低开关频率,提高了逆变器效率。     

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。     

基于干扰观测补偿的滑模控制器的设计

针对一类具有未知干扰的输入系统,讨论了一种含有干扰观测补偿的滑模变结构控制设计问题,并采用趋近律的滑模设计方法优化控制律参数,有效地削弱了系统抖振现象,以满足控制系统的鲁棒性和趋近运动动态品质的要求,同时也能改善系统的稳态性能。仿真研究结果表明了该方法的有效性。     

轧机液压伺服系统滑模变结构控制

针对轧机液压伺服系统的非线性模型进行了研究,考虑板材的坑洼问题、黏滞摩擦力、系统参数不确定等非线性特性,设计了一种滑模变结构控制器,并分析了滑模中参数K的取值范围,以保证系统的稳定性。仿真实验结果表明:所设计的滑模变结构控制器可有效克服轧机液压系统的摩擦非线性以及板材坑洼等问题,对系统参数的不确定性有较好的鲁棒性,其响应速度、稳态误差、抗干扰特性均优于模糊PID控制。     

一种模糊趋近律转台伺服系统滑模控制器设计

针对飞行模拟转台位置伺服系统中存在的非线性摩擦环节,设计了一种补偿摩擦的模糊趋近律滑模变结构控制器.在常规的滑模变结构控制中引入模糊控制,利用模糊控制器来调整滑模控制的趋近律参数.Matlab仿真结果表明,该控制器优于常规指数趋近律变结构控制器,有效地抑制了摩擦力矩的影响,保证了系统的快速性和鲁棒性,实现了高精度的位置跟踪.     

基于MATLAB软件的感应电机3种非线性控制方法的比较

非线性控制方法是感应电机控制理论研究的发展方向。感应电机的非线性控制方法主要有反馈线性化法、无源性控制法和反步法三种,在介绍其基本控制原理的基础上,通过仿真实验对不同的控制方法进行比较,结果表明无源性控制方法有较强的鲁棒性,更利于设计。     

四轮独立驱动电动汽车直线行驶稳定性转矩协调控制

为了降低四轮独立驱动电动汽车在复杂路面上直线行驶时跑偏以及车轮打滑对汽车行驶操纵稳定性产生的不良影响,提出了一种以开关磁阻电机为驱动核心,采用模糊趋近律理论对控制参数进行实时修正的转矩协调控制策略。该策略由模糊PID控制器计算汽车行驶力矩,由滑模变结构控制计算纠正车辆跑偏的附加横摆力矩以及车轮打滑时的防滑力矩。基于该控制策略搭建的仿真模型包含了车速控制器、横摆运动控制器以及防滑控制器,并协调分配到各个车轮上。将Matlab/Simulink中搭建的电机驱动模型与Carsim中搭建的整车模型进行联合仿真,与无控制下的仿真结果对比表明,转矩协调控制可快速将车速、横摆角速度和车轮滑转率控制在理想值附近,较好地提升了直线行驶稳定性。     

隔离型准Z源逆变器滑模控制策略研究

针对隔离型准Z源网络在直流侧存在非最小相位现象,导致其直流链电压和变压器副边电容电压易产生超调和振荡的问题,提出一种基于分段幂次趋近律的滑模控制器用于控制直流链电压。首先根据电感电流、电容电压误差及其积分设计相应的滑模面,并分析其存在可达性,之后设计分段幂次趋近律解决传统滑模控制策略中动态响应慢、抖振大的问题。仿真和实验结果表明:设计的控制器能够很好地稳定直流链电压,相比传统滑模控制器具有更好的动态响应能力和鲁棒性。     

主动转向系统的变传动比设计及电机控制研究

针对传统变传动比曲线会造成电机角加速度波动的问题以及主动转向系统需满足响应速度快、鲁棒性强的要求,首先采用基于函数模型拟合的思路,构造反正切函数模型,通过最小二乘法对基于固定稳态转向系统增益的变传动比曲线进行局部拟合,使得两者在中速段达到最佳逼近。然后根据拟合变传动比曲线设计了全局快速Terminal滑模鲁棒控制律,实现对电机角位移信号跟踪。最后建立Matlab/Simulink仿真模型。与PID算法的对比实验结果表明:全局快速Terminal滑模控制算法响应快、无超调、无抖振,在各种工况下能准确、快速跟踪位置信号。由此可见:拟合变传动比曲线能明显改善电机角加速度的波动;全局快速Terminal滑模算法适用于主动转向系统的角位移控制。     

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     

感应电机解耦控制智能PSD调速系统研究

本文针对感应电动机解耦控制,采用单神经元ＰＳＤ算法作速度调节器的磁链调节器,构成感应电动机ＰＳＤ调速系统。该系统自适应学习能力强,仿真研究表明,控制效果良好。     

多相感应电机任意非正弦气隙磁密的磁动势分析与应用

多相感应电机转矩密度的提高依赖于非正弦气隙磁密行波的合理构建,由于传统的电流相位、幅值控制策略无 法给出期望的非正弦磁密行波,因此文章研究了控制多相感应电机定子相电流中基波和谐波幅值、相位、频率的大小来 构建期望的气隙磁密波形的方法、首先基于单根载流导体产生的气隙磁动势波形,推导了任意相数、不对称、包含任意 高次谐波电流波形激励的具有典型绕组结构的多相感应电机的磁动势分布表达式。根据以上磁动势分析结论,多相电 机可通过变电流相序变极。针对气隙磁密行波逼近方波波形的案例,根据所提出的磁动势分析方法分析和预测了理想 空载励磁电流的波形。将预测波形和方波供电下的励磁电流波形进行了比较,从FFT分析结果来看,仍需微调各次谐波 电压相位,从而实现各次电流相位完全一致。