基于观测器的永磁同步电动机微分代数非线性控制 被引量：58

1

作者 王江 李韬 +1 位作者 曾启明 张宙 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期87-92,共6页

永磁同步电动机(PMSM)是一个典型的非线性多变量耦合系统。微分代数采用动态反馈控制实现一类非线性系统的控制，平滑性是微分代数的重要概念。该文首先给出PMSM的(d,q)数学模型并利用平滑性将其线性化，在此基础上构造了前馈反馈控制... 永磁同步电动机(PMSM)是一个典型的非线性多变量耦合系统。微分代数采用动态反馈控制实现一类非线性系统的控制，平滑性是微分代数的重要概念。该文首先给出PMSM的(d,q)数学模型并利用平滑性将其线性化，在此基础上构造了前馈反馈控制器。利用位置可测的特点，构造了非线性高增益观测器，实现了电流和速度观测，得到了控制一观测器系统，并给出了系统稳定的条件。通过对系统的位置给定仿真试验，结果表明：该系统具有快速性、稳定性、 无超调、抗负载扰动以及无稳态误差观测等优点。 展开更多

关键词 永磁同步电动机 微分代数 非线性控制 观测器 反馈控制 数学模型

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基于逆变器死区特性的永磁同步电动机系统的μ-修整变结构控制 被引量：21

2

作者 王家军 许镇琳 +1 位作者 王豪 孟明 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期148-152,共5页

永磁同步电动机调速系统由PWM逆变器、永磁同步电动机和机械负载三部分组成,每个部分都具有非线性特性和参数的不确定性。因为PWM逆变器死区的存在,在低速以及调制频率很高时,死区特性将会导致逆变器的 输出电压包含很大的谐波分量,使... 永磁同步电动机调速系统由PWM逆变器、永磁同步电动机和机械负载三部分组成,每个部分都具有非线性特性和参数的不确定性。因为PWM逆变器死区的存在,在低速以及调制频率很高时,死区特性将会导致逆变器的 输出电压包含很大的谐波分量,使得电机转矩发生很大的脉动,甚至导致系统的不稳定。有些学者采用变结构控制降低死区的影响,由于变结构控制本身具有抖振现象,这使得所设计的控制器在到达滑模平面之前很容易激起系统的未建模动态,导致系统无法克服逆变器死区的影响。该文采用具有“.修整项的自适应滑模变结构控制方法来降低抖振对永磁同步电动机系统的影响。设计两个参数,通过调节设计参数可以很容易控制抖振。该控制器对参数摄动和外部扰动具有很强的鲁棒性,控制器不但可以消除逆变器死区的影响,同时还可以使系统全局稳定并且达到准确的位置跟踪。最后利用MATLAB对整个系统进行了仿真,仿真结果证明该设计方案优于自适应变结构控制方法。 展开更多

关键词 永磁同步电动机 调速系统 μ-修整变结构控制 逆变器 死区特性

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滑模观测器及其在无机械传感器永磁同步电机驱动系统的应用 被引量：9

3

作者 胡军 朱东起 高景德 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第1期13-17,共5页

为了取消永磁同步电机调速系统的机械传感器，电机转子的速度和位置通过测量定子电流和电压来估计，估计算法采用滑模观测器。采用逐段线性化处理技术，提出了一种滑模观测器在非线性系统中的新设计方法。根据这一方法，给出了用于永磁... 为了取消永磁同步电机调速系统的机械传感器，电机转子的速度和位置通过测量定子电流和电压来估计，估计算法采用滑模观测器。采用逐段线性化处理技术，提出了一种滑模观测器在非线性系统中的新设计方法。根据这一方法，给出了用于永磁同步电机状态估计的具体算法。此算法简单，易于用数字计算机实现无机械传感器交流调速。通过数字仿真和实验测试，验证了所提算法的可行性。 展开更多

关键词 滑模观测器 同步电机 永磁电机 驱动系统

原文传递

永磁同步电机位置传感器的故障检测和容错控制 被引量：16

4

作者 董亮辉 刘景林 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期306-312,共7页

为了提高永磁同步电机驱动的可靠性和安全性,实现对霍尔位置传感器故障的容错控制,提出了更加高效的故障检测和补偿方法。分析了霍尔信号的状态和跳变沿中所包含的转子位置信息,以状态值与跳变沿之间的关系作为故障检测的依据,提出了更... 为了提高永磁同步电机驱动的可靠性和安全性,实现对霍尔位置传感器故障的容错控制,提出了更加高效的故障检测和补偿方法。分析了霍尔信号的状态和跳变沿中所包含的转子位置信息,以状态值与跳变沿之间的关系作为故障检测的依据,提出了更简便且更高效的故障检测方法。在此基础上,排除了故障信号中所包含的错误位置信息,并重新对反馈位置矢量进行傅里叶级数展开,得出其中的基波和谐波成分。利用谐波分析结果,重建位置矢量跟踪观测器,使电机在单个或2个霍尔发生故障时,能够继续安全运行并保持原有性能。在永磁同步电机驱动系统测试平台中进行实验验证,结果表明所提出的故障检测和容错控制方法能够使驱动系统容错运行,避免了系统的进一步损坏,并且显著提高了故障检测和容错控制的性能。 展开更多

关键词 永磁同步电机 霍尔位置传感器 故障检测 容错控制 矢量跟踪观测器

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基于逆变器死区特性的永磁同步电动机系统的自适应变结构控制 被引量：6

5

作者 王江 王家军 许镇琳 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第8期37-41,共5页

永磁同步电动机调速系统由PWM逆变器、永磁同步电动机和机械负载三部分组成 ,每个部分都具有非线性特性和参数的不确定性 ;同时PWM逆变器因死区的存在 ,在低速以及调制频率很高时 ,死区特性将会导致逆变器输出电压含有很大的谐波分量 ,... 永磁同步电动机调速系统由PWM逆变器、永磁同步电动机和机械负载三部分组成 ,每个部分都具有非线性特性和参数的不确定性 ;同时PWM逆变器因死区的存在 ,在低速以及调制频率很高时 ,死区特性将会导致逆变器输出电压含有很大的谐波分量 ,使转矩发生很大的脉动 ,甚至可能导致系统不稳定。采用自适应变结构控制策略消除逆变死区的影响。首先详细分析逆变器死区的特性 ,建立死区的数学模型和整个系统的非线性模型 ,在死区模型中 ,给出变化和影响系统性能的参数 ;根据模型的特点 ,采用自适应滑模变结构控制算法 ,实现死区补偿和非线性控制 ,这种方法不需要测量死区的参数 ,具有较强的鲁棒性 ,可使系统全局稳定并且达到准确的位置跟踪。对所提出自适应律和滑模控制方法 ,利用Lyapunov稳定性理论 ,证明了系统的稳定性和收敛性。利用MATLAB进行了系统仿真 。 展开更多

关键词 脉宽调制 逆变器 永磁同步电动机 变结构控制 自适应控制

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永磁同步电机自适应模糊滑模变结构控制 被引量：11

6

作者 张细政 王耀南 袁小芳 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期206-211,共6页

设计出一种结合T-S模型与滑模技术的自适应模糊滑模控制器,用于PMSM系统的鲁棒速度跟踪。采用自适应技术对不确定性范数进行估计,全局控制器由T-S模糊局部补偿器与滑模监督控制器构成。该方法能够充分利用模糊逻辑控制和滑模控制的优点... 设计出一种结合T-S模型与滑模技术的自适应模糊滑模控制器,用于PMSM系统的鲁棒速度跟踪。采用自适应技术对不确定性范数进行估计,全局控制器由T-S模糊局部补偿器与滑模监督控制器构成。该方法能够充分利用模糊逻辑控制和滑模控制的优点,且全局闭环系统的跟踪性能和鲁棒性能得到显著改善。实验结果证明了该方法的有效性和正确性。 展开更多

关键词 永磁同步电机 T—S模糊模型 滑模变结构控制 线性矩阵不等式

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基于Super-Twisting滑模观测器的永磁同步电机无传感器控制 被引量：11

7

作者 刘震 苗述 +1 位作者 李汶浍 刘晶晶 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期741-746,共6页

针对永磁同步电机矢量控制系统的高性能要求,提出一种基于二阶super-twisting滑模理论的永磁同步电机转子反电动势观测器.对电机反电动势观测值进行运算处理得到电机转子位置与转速,并采用矢量控制对电机转速进行控制,从而实现永磁同步... 针对永磁同步电机矢量控制系统的高性能要求,提出一种基于二阶super-twisting滑模理论的永磁同步电机转子反电动势观测器.对电机反电动势观测值进行运算处理得到电机转子位置与转速,并采用矢量控制对电机转速进行控制,从而实现永磁同步电机的无传感器控制.根据Lyapunov稳定性理论,该观测器的收敛特性,super-twisting算法相比于传统一阶滑模算法极大地削弱了系统的抖振,降低系统超调的同时减小了系统调整时间.仿真和实验结果均表明该方案可有效实现转子位置与转速的估算,且系统具有良好的鲁棒性和动态响应能力. 展开更多

关键词 永磁同步电机 super-twisting滑模观测器 LYAPUNOV稳定性 无传感器控制 矢量控制

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基于RBF神经网络的永磁同步电机控制系统 被引量：9

8

作者 李瑞琦 边火丁 +1 位作者 杨树炳 张华 《轻工机械》 CAS 2022年第4期52-56,共5页

由于永磁同步电机控制系统具有非线性等特点,而使传统PID人工调节参数过程过于繁琐,且无法根据电机的运行状态改变参数,为了提高控制精度、增强控制系统的自适应能力,课题组以电流环PI控制为基础,结合径向基(RBF)神经网络对永磁同步电... 由于永磁同步电机控制系统具有非线性等特点,而使传统PID人工调节参数过程过于繁琐,且无法根据电机的运行状态改变参数,为了提高控制精度、增强控制系统的自适应能力,课题组以电流环PI控制为基础,结合径向基(RBF)神经网络对永磁同步电机进行在线辨识,根据辨识得到的灵敏度信息整定PID控制参数,建立参考模型。在MATLAB软件中利用Simulink中建立了PMSM模型,通过对比PID、RBF-PID在启动环节和负载变化时的速度变化,验证了改进BRF-PID控制的有效性。仿真结果表明RBF-PID控制具有更快的响应,更好的抗干扰能力。 展开更多

关键词 永磁同步电机 速度控制 径向基函数神经网络 PID控制

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永磁同步电机模糊PI控制的仿真研究 被引量：10

9

作者 宫勇 王艳秋 《辽宁工学院学报》 2007年第5期291-294,共4页

提出了一种参数自整定模糊PI控制器,用于永磁同步电机矢量控制系统,改善其动态性能。仿真结果表明,加入模糊PI控制的永磁同步电机矢量控制系统比PI控制系统在转速、转矩方面的控制性能都有较大的提高。

关键词 永磁同步电机 模糊PI控制 矢量控制 仿真

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基于MRAS无速度传感器的PMSM直接转矩控制 被引量：7

10

作者 赵湘衡 杨武 王敏怀 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期3631-3636,共6页

对混合动力车用永磁同步电机最大转矩电流比的直接转矩控制系统进行分析。采用无功功率作为速度估算模型的模型参考自适应的方法,建立永磁同步电机最大转矩电流比无速度传感器直接转矩控制的系统模型。利用稳态的无功功率与瞬态的无功... 对混合动力车用永磁同步电机最大转矩电流比的直接转矩控制系统进行分析。采用无功功率作为速度估算模型的模型参考自适应的方法,建立永磁同步电机最大转矩电流比无速度传感器直接转矩控制的系统模型。利用稳态的无功功率与瞬态的无功功率的差值作为误差信号,通过对误差信号设计合适的自适应律实时调节得到估算转速,根据超稳定性理论来保证整个系统的稳定性,并对该方案进行仿真验证。研究结果表明:在不同转速下,采用无功功率的无速度传感器模型估算的转速能有效地跟随实际速度,且整个系统具有良好的动、静态运行性能。 展开更多

关键词 混合动力汽车 pmsm 模型参考自适应 直接转矩控制 无功功率

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永磁同步电机鲁棒自适应反步控制 被引量：6

11

作者 张细政 王耀南 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期572-576,共5页

针对高性能的永磁同步电机伺服驱动系统,考虑电机实际运行过程中定子电阻、转子磁链和负载转矩的变化必然影响到系统的伺服精度,采用自适应反步法设计控制器,选择适当的Lyapunov函数来保证整个系统的稳定性,进而实现转速的非线性控制,... 针对高性能的永磁同步电机伺服驱动系统,考虑电机实际运行过程中定子电阻、转子磁链和负载转矩的变化必然影响到系统的伺服精度,采用自适应反步法设计控制器,选择适当的Lyapunov函数来保证整个系统的稳定性,进而实现转速的非线性控制,推导出控制律和参数自适应律.为提升系统的稳态性能,在控制输入中引入了转速误差的积分项,从而消除残留误差.在补偿参数不确定性影响与提高系统的抗干扰能力的同时,实现电机转速的高性能全局渐近稳定跟踪控制.仿真结果证明,控制策略在参数摄动和负载扰动下都是有效的、正确的. 展开更多

关键词 永磁同步电机 鲁棒 自适应反步法 速度跟踪

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考虑电磁激励的车用永磁同步电机转子扭振特性 被引量：7

12

作者 陈星 苑士华 +1 位作者 陈凯 任勇 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1008-1012,1021,共6页

研究了车用永磁同步电机转子系统在电磁激励与机械激励作用下的非线性扭振特性.建立了电磁激励作用下的转子系统机电耦合扭振振动模型,利用多尺度法求解了振动方程,确定了电机-转子系统扭振的稳态解及其稳定性.分别研究了永磁同步电机... 研究了车用永磁同步电机转子系统在电磁激励与机械激励作用下的非线性扭振特性.建立了电磁激励作用下的转子系统机电耦合扭振振动模型,利用多尺度法求解了振动方程,确定了电机-转子系统扭振的稳态解及其稳定性.分别研究了永磁同步电机内功率因数角、极对数、电机运行的磁饱和系数以及转子系统的扭转刚度等对转子系统扭转振动特性的影响.研究结果表明:合理地控制和设计永磁同步电机的电磁与机械参数,可以避开车用永磁同步电机转子系统的扭转振动系统可能出现的跳跃及分岔等不稳定现象. 展开更多

关键词 机电耦合 永磁同步电机 扭振 多尺度法 稳定性

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基于矢量控制的电动汽车用永磁同步电机系统研究 被引量：7

13

作者 叶天华 王京 +1 位作者 杨欢 徐源 《轻工机械》 CAS 2018年第2期48-55,共8页

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... 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。 展开更多

关键词 永磁同步电机 矢量控制 MATLAB/SIMULINK仿真 控制策略 数字信号处理器TMS320F28335

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永磁同步电机调速系统模糊滑模双重控制策略 被引量：2

14

作者 金家升 张团善 +1 位作者 赵子昂 华建兵 《轻工机械》 CAS 2023年第6期71-75,共5页

为解决永磁同步电机传统速度控制系统中出现的控制精度低和响应灵敏度不够等问题,课题组提出一种新型的模糊滑模双重控制策略。设计了基于模糊控制和滑模控制的全新电机系统速度环控制结构,结合2种控制方案的优点,使得系统的动态性能明... 为解决永磁同步电机传统速度控制系统中出现的控制精度低和响应灵敏度不够等问题,课题组提出一种新型的模糊滑模双重控制策略。设计了基于模糊控制和滑模控制的全新电机系统速度环控制结构,结合2种控制方案的优点,使得系统的动态性能明显改善。仿真结果表明该控制系统具有更好的抗干扰能力和更高的准确性,提出的模糊滑模双重控制策略是有效的。 展开更多

关键词 永磁同步电机 模糊控制 滑模控制 速度控制

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高分七号卫星太阳翼驱动主动控制方案 被引量：5

15

作者 郭超勇 陆栋宁 +2 位作者 陈超 张猛 于国庆 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2020年第3期151-156,共6页

低轨遥感卫星太阳翼驱动机构(SADA)普遍采用步进电机驱动,受步进电机不平稳驱动特性的影响,卫星平台的姿态稳定度很难进一步提升。为了满足高分七号卫星姿态稳定度需求,降低驱动机构转动对卫星姿态带来的影响,提出了应用永磁同步电机(PM... 低轨遥感卫星太阳翼驱动机构(SADA)普遍采用步进电机驱动,受步进电机不平稳驱动特性的影响,卫星平台的姿态稳定度很难进一步提升。为了满足高分七号卫星姿态稳定度需求,降低驱动机构转动对卫星姿态带来的影响,提出了应用永磁同步电机(PMSM)直接驱动的高稳定度太阳翼驱动主动控制方案。针对传统比例积分(PI)控制器存在稳定裕度低且易与太阳翼低阶模态耦合的特点,提出了一种相位补偿策略。高分七号卫星应用结果表明:太阳翼驱动主动控制方案及其相位补偿控制策略能有效降低太阳翼驱动过程中的转速波动,抑制对卫星产生的姿态扰动,可为后续其他高分辨率卫星设计提供参考。 展开更多

关键词 太阳翼驱动机构 永磁同步电机 姿态扰动 主动控制 相位补偿

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永磁同步电机直接转矩控制新型占空比调制策略 被引量：5

16

作者 袁天清 王大志 +1 位作者 李烨 王兴宇 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期1673-1678,共6页

针对传统永磁同步电机直接转矩控制系统转矩脉动和磁链脉动较大,现有占空比调制策略计算复杂等问题,提出一种新型占空比调制策略.该调制策略利用定子磁链和扇区电压矢量的作用角区分转矩脉动和磁链脉动在控制系统中的权重系数,并设计新... 针对传统永磁同步电机直接转矩控制系统转矩脉动和磁链脉动较大,现有占空比调制策略计算复杂等问题,提出一种新型占空比调制策略.该调制策略利用定子磁链和扇区电压矢量的作用角区分转矩脉动和磁链脉动在控制系统中的权重系数,并设计新型开关表,保证在任一控制周期中最佳电压矢量的选择.在保证系统计算量较低的前提下,利用权重系数和最佳电压矢量推导最优占空比计算公式.仿真和实验结果证明,所提出的新型占空比调制策略可以大幅度抑制转矩脉动和磁链脉动,获得较好的稳态运行性能,并保持系统快速动态响应性能. 展开更多

关键词 占空比调制 永磁同步电机 直接转矩控制 转矩脉动 磁链脉动

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基于TMS320F28335的永磁同步电机矢量控制器设计 被引量：5

17

作者 严勤 李永聪 《电力大数据》 2018年第6期63-69,共7页

为了提高电动汽车用永磁同步电机控制性能,设计了一款以浮点型TMS320F28335数字信号处理器(DSP)为控制核心的数字化矢量控制器。与采用TMS320LF2407、TMS320F2812等传统定点型DSP为控制核心的永磁同步电机控制器相比,其具有编程简单、... 为了提高电动汽车用永磁同步电机控制性能,设计了一款以浮点型TMS320F28335数字信号处理器(DSP)为控制核心的数字化矢量控制器。与采用TMS320LF2407、TMS320F2812等传统定点型DSP为控制核心的永磁同步电机控制器相比,其具有编程简单、运算速度快、片内A/D精度高等优势。文章详细介绍了IGBT模块、温度模块以及各信号采集与调理电路等硬件部分的设计;软件部分,以C语言和汇编语言混合编程,基于TI公司提供的开发系统编写了电机控制程序。该控制器与传统的以定点型DSP芯片为控制核心的驱动控制器相比,提高了运算速度和控制精度,且易于编程,保护功能完善。 展开更多

关键词 永磁同步电机 矢量控制 控制器 TMS320F28335

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永磁同步电机转矩脉动抑制方法研究 被引量：1

18

作者 张超 郭辉 +3 位作者 袁涛 孙裴 肖兰兰 孙金辉 《轻工机械》 CAS 2023年第3期49-54,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 永磁同步电机 SIMULINK建模 谐波抑制 转矩脉动 瞬时无功功率

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精确线性化的永磁同步电机变结构混沌反控制 被引量：5

19

作者 孔庆媛 安跃军 +1 位作者 孙昌志 曹继伟 《自动化技术与应用》 2008年第1期8-9,16,共3页

以永磁同步电机的仿射非线性数学模型为例,提出了基于非线性跟踪的混沌反控制方法。采用微分几何理论实现了永磁同步电机的精确线性化,并应用滑模变结构控制理论设计混沌反控制器。仿真结果表明,该控制方法能有效的实现永磁同步电机的... 以永磁同步电机的仿射非线性数学模型为例,提出了基于非线性跟踪的混沌反控制方法。采用微分几何理论实现了永磁同步电机的精确线性化,并应用滑模变结构控制理论设计混沌反控制器。仿真结果表明,该控制方法能有效的实现永磁同步电机的混沌反控制。 展开更多

关键词 精确线性化 变结构控制 混沌反控制 永磁同步电机

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电动汽车用永磁同步电机永磁体最佳工作点分析 被引量：3

20

作者 孙玉玲 刘艳 林伟义 《汽车电器》 2011年第4期12-16,共5页

永磁同步电机应用在电动汽车及混合动力汽车上已经十分普及,不仅因为永磁同步电机具有尽可能宽广的弱磁调速范围,能够在电机最大功率不变的条件下提高电动汽车的起动加速能力及低速爬坡能力,而且永磁同步电机具有较高的功率密度比。应... 永磁同步电机应用在电动汽车及混合动力汽车上已经十分普及,不仅因为永磁同步电机具有尽可能宽广的弱磁调速范围,能够在电机最大功率不变的条件下提高电动汽车的起动加速能力及低速爬坡能力,而且永磁同步电机具有较高的功率密度比。应用在电动汽车上,更为有效地降低电动汽车的质量,从而提高电动车效率。 展开更多

关键词 电动汽车 永磁同步电机 永磁材料 最佳工作点

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