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永磁同步电机调速系统的积分型滑模变结构控制 被引量:216
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作者 李政 胡广大 +1 位作者 崔家瑞 刘广一 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期431-437,共7页
传统的比例积分微分(proportion integral derivative,PID)控制由于控制方法简单,被广泛应用于永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)调速系统当中,但其难以满足高精度的控制要求。传统的滑模控制(sliding mode contro... 传统的比例积分微分(proportion integral derivative,PID)控制由于控制方法简单,被广泛应用于永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)调速系统当中,但其难以满足高精度的控制要求。传统的滑模控制(sliding mode control,SMC)虽然在一定程度能达到较好的控制效果,但需要对速度信号进行微分,而这一过程会引入高频扰动。为了实现PMSM的高精度控制,该文设计了一种积分型滑模变结构控制器,针对负载扰动的问题,依据龙伯格线性观测器的原理设计了负载转矩观测器,并将其观测值反馈到滑模控制器的设计中。通过仿真及实验可以看出,负载观测器能跟踪实际负载的变化,滑模控制器使系统在负载波动时转速保持不变。因此,基于负载转矩观测器设计的积分型滑模控制器使系统具有快速性、无超调等优点,且对负载扰动具有较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 比例积分微分控制 积分型滑模控 负载转矩观测器
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永磁同步电机直接转矩控制系统理论及控制方案的研究 被引量:130
2
作者 田淳 胡育文 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第1期7-11,共5页
进一步研究了永磁同步电机直接转矩控制理论 ,明确了零电压矢量在控制过程中的作用 ,实现了基于定子磁链观测的永磁同步电机调速系统。电机系统具有良好的性能。
关键词 永磁同步电机 磁链 直接转矩控制系统 控制方案 矢量控制
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无传感器永磁同步电机矢量控制系统概述 被引量:125
3
作者 梁艳 李永东 《电气传动》 北大核心 2003年第4期4-9,共6页
永磁同步电机因其自身的一些优点 ,在国防、工农业生产和日常生活等方面获得越来越广泛的应用。同时无传感器永磁同步电机的矢量控制方法 ,也成为研究中的一个热点。文章首先简单介绍了永磁同步电机数学模型和矢量控制的基本原理 ,在此... 永磁同步电机因其自身的一些优点 ,在国防、工农业生产和日常生活等方面获得越来越广泛的应用。同时无传感器永磁同步电机的矢量控制方法 ,也成为研究中的一个热点。文章首先简单介绍了永磁同步电机数学模型和矢量控制的基本原理 ,在此基础上又集中介绍了近十几年来提出的多种估算永磁同步电机转子位置和转速的方法 ,如利用反电动势的估算方法 ,观测器方法 ,模型参考自适应方法 ,高频注入方法等等。对其中较重要的方法进行了详细的分析 ,比较了各种方法的优缺点 。 展开更多
关键词 永磁同步电机 矢量控制系统 数学模型 反电动势 传感器
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基于新型趋近律的永磁同步电动机滑模变结构控制 被引量:162
4
作者 童克文 张兴 +2 位作者 张昱 谢震 曹仁贤 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第21期102-106,共5页
将一种新的变指数趋近律滑模变结构控制策略用于永磁同步电机直接转矩控制中,解决了传统直接转矩控制中存在的磁链和转矩脉动大、逆变器开关不恒定、转矩脉动造成的高频噪声等问题。该趋近律可解决滑模控制中的抖振问题。仿真结果表明... 将一种新的变指数趋近律滑模变结构控制策略用于永磁同步电机直接转矩控制中,解决了传统直接转矩控制中存在的磁链和转矩脉动大、逆变器开关不恒定、转矩脉动造成的高频噪声等问题。该趋近律可解决滑模控制中的抖振问题。仿真结果表明该方案对系统参数不确定、外部扰动和噪声具有强鲁棒性,系统的动态、静态品质优良,改善了转矩和磁链的脉动大的问题。滑模变结构的抖振也得到了明显抑制。 展开更多
关键词 变指数趋近律 滑模变结构 直接转矩控制 永磁同步电机 抖振
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永磁同步电机调速系统的滑模控制 被引量:164
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作者 汪海波 周波 方斯琛 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第9期71-77,共7页
永磁同步电机(PMSM)是一个典型的非线性多变量强耦合系统,对外界扰动及内部参数变化较为敏感。传统的PI调节器由于控制方法简单,被广泛应用于PMSM调速系统,但它往往不能满足高性能控制要求。本文将滑模变结构控制(SMC)应用于PMSM调速系... 永磁同步电机(PMSM)是一个典型的非线性多变量强耦合系统,对外界扰动及内部参数变化较为敏感。传统的PI调节器由于控制方法简单,被广泛应用于PMSM调速系统,但它往往不能满足高性能控制要求。本文将滑模变结构控制(SMC)应用于PMSM调速系统,针对一般滑模控制中控制量的求取需整定多个参数范围带来的复杂性问题,结合趋近律法设计了一种变参数SMC方法,给出了控制器的设计方法,并对所设计的系统进行了仿真分析和实验研究。结果表明该控制器使系统具有快速性、稳定性、无超调以及抗负载扰动强等优点,提高了系统的鲁棒性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 滑模变结构 指数趋近律 调速
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基于自适应滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器控制研究 被引量:144
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作者 尚喆 赵荣祥 窦汝振 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期23-27,共5页
永磁同步电机无位置传感器控制多基于高频信号注入法或状态观测器法。文中在分析变结构系统的基础上,结合表面式永磁同步电机在α、β坐标下的数学模型提出1种自适应滑模观测器估算电机转子位置与转速,并得到观测器的收敛条件,推导和建... 永磁同步电机无位置传感器控制多基于高频信号注入法或状态观测器法。文中在分析变结构系统的基础上,结合表面式永磁同步电机在α、β坐标下的数学模型提出1种自适应滑模观测器估算电机转子位置与转速,并得到观测器的收敛条件,推导和建立了估算的自适应率,利用李亚普诺夫理论证明了算法的收敛性。该方法克服了传统基于电机模型的无位置传感器控制方法对电机参数的依赖性,观测器的稳定性不受电机参数变化及负载扰动的影响,具有较强的鲁棒性。以表面式永磁同步电机为应用实例进行的仿真与实验结果验证了该方法理论分析的正确性与实现的可行性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 变结构系统 自适应滑模观测器 自适应律 李亚普诺夫
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永磁同步电机新型滑模观测器无传感器矢量控制调速系统 被引量:152
7
作者 鲁文其 胡育文 +1 位作者 杜栩杨 黄文新 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第33期78-83,共6页
设计并实现了一种将反电势估算值反馈引入到定子电流观测计算中的新型滑模观测器转子位置估算方法。为了简化调速系统硬件结构,设计了一个截止频率可随转子转速变化的低通滤波器。基于对新型滑模观测器算法稳定性的分析,提出了反电势反... 设计并实现了一种将反电势估算值反馈引入到定子电流观测计算中的新型滑模观测器转子位置估算方法。为了简化调速系统硬件结构,设计了一个截止频率可随转子转速变化的低通滤波器。基于对新型滑模观测器算法稳定性的分析,提出了反电势反馈增益系数的自适应算法,通过该系数的自适应调节可以实现不同速度运行时转子角度估算误差的补偿。引入锁相环控制对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)的转速进行估算。建立基于新型滑模观测器算法的无传感器PMSM矢量控制调速系统并进行实验测试,试验验证了该新型滑模观测器估算方法能够在PMSM较低速运行时准确的估算出转子位置和速度,无传感器矢量控制调速系统具有调速范围宽、鲁棒性强的特点,且该无传感矢量控制算法简单、易于实现。 展开更多
关键词 滑模观测器 无传感器 锁相环 自适应 永磁同步电机
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永磁同步电机矢量控制双滑模模型参考自适应系统转速辨识 被引量:145
8
作者 王庆龙 张兴 张崇巍 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期897-902,共6页
编码器的使用降低了永磁同步电机矢量控制系统的可靠性和耐用性,且某些场合无法安装编码器。理论上可以通过永磁同步电机的电压和电流实时计算出电机的转速和转子位置角度。该文提出了一种基于双滑模模型参考自适应系统(model reference... 编码器的使用降低了永磁同步电机矢量控制系统的可靠性和耐用性,且某些场合无法安装编码器。理论上可以通过永磁同步电机的电压和电流实时计算出电机的转速和转子位置角度。该文提出了一种基于双滑模模型参考自适应系统(model reference adaptive system,MRAS)的永磁同步电机无位置传感器控制策略。其中,参考模型为永磁电机本身,可调模型为永磁电机电流模型。利用两模型输出的偏差构造了2个滑模面,将通过滑模算法获得的等效控制进行运算即可获得电机的转速和转子位置角度,并分别用于矢量控制系统的速度调节和坐标变换。在理论分析的基础上进行了仿真研究,仿真结果表明所提出的观测方法是有效的。 展开更多
关键词 永磁同步电机 双滑模 模型参考自适应系统 无速度传感器 转速辨识
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基于神经网络的PMSM速度和位置自适应观测器的设计 被引量:100
9
作者 李鸿儒 顾树生 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第12期32-35,共4页
在对永磁同步电机(PMSM)ba-坐标系下的数学模型进行非线性坐标变换的基础上,提出了一种基于神经网络的无传感器控制方法及非线性自适应观测器设计方法;利用Lyapunov理论设计了网络权系数阵的在线学习规则,并证明了观测器的稳定性。理论... 在对永磁同步电机(PMSM)ba-坐标系下的数学模型进行非线性坐标变换的基础上,提出了一种基于神经网络的无传感器控制方法及非线性自适应观测器设计方法;利用Lyapunov理论设计了网络权系数阵的在线学习规则,并证明了观测器的稳定性。理论分析和仿真结果表明,所提出的PMSM无传感器控制方法具有较强的鲁棒性和令人满意的性能。 展开更多
关键词 神经网络 PMSM 速度 位置 自适应观测器 设计 永磁同步电机 无传感器控制
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基于恒定开关频率空间矢量调制的永磁同步电机直接转矩控制 被引量:100
10
作者 孙丹 贺益康 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第12期112-116,共5页
文中分析了永磁同步电机直接转矩控制中转矩、磁链快速动态响应与其稳态脉动之间矛盾的关键问题,提出并深入分析了一种采用空间电压矢量调制、实现简单的解决方式,即采用电压调制获得空间电压矢量的优化组合,实现转矩、磁链误差的精确补... 文中分析了永磁同步电机直接转矩控制中转矩、磁链快速动态响应与其稳态脉动之间矛盾的关键问题,提出并深入分析了一种采用空间电压矢量调制、实现简单的解决方式,即采用电压调制获得空间电压矢量的优化组合,实现转矩、磁链误差的精确补偿,进而达到高性能的直接转矩控制效果,同时保证功率器件开关频率恒定。仿真和实验结果证明,引入空间矢量调制概念后,在保持优异动态响应特性不变的条件下,可有效提高永磁同步电机直接转矩控制系统的稳态运行性能,同时系统开关频率近似恒定。 展开更多
关键词 永磁同步电机 空间矢量调制 开关频率 恒定 直接转矩控制系统 空间电压矢量 动态响应特性 关键问题 解决方式 优化组合 电压调制 精确补偿 控制效果 功率器件 运行性能 稳态 磁链
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基于负载转矩滑模观测的永磁同步电机滑模控制 被引量:118
11
作者 张晓光 孙力 赵克 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期111-116,8,共6页
为了减小负载转矩扰动对永磁同步电机(permanentmagnet synchronous motor,PMSM)控制系统的影响,提高系统抗扰能力,提出一种以转速和负载转矩为观测对象的扩展滑模观测器,以实际转速与观测转速之差构成滑模面,负载转矩观测结果由负载转... 为了减小负载转矩扰动对永磁同步电机(permanentmagnet synchronous motor,PMSM)控制系统的影响,提高系统抗扰能力,提出一种以转速和负载转矩为观测对象的扩展滑模观测器,以实际转速与观测转速之差构成滑模面,负载转矩观测结果由负载转矩实际值和经过滤波后的抖振信号组成,当滑模运动发生后转矩观测误差渐进收敛到零。设计了基于指数趋近律的PMSM滑模控制(sliding-modevariable structure control,SMC)系统,将观测的负载转矩进行前馈补偿,以克服负载时变对控制性能的影响。实验结果表明,该观测器可准确地观测负载转矩,采用的前馈补偿方案对系统负载扰动有较强的鲁棒性,并且SMC固有抖振现象得到了有效抑制。 展开更多
关键词 永磁同步电机 滑模观测器 滑模控制 负载转矩
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永磁同步电机伺服系统抗扰动自适应控制 被引量:116
12
作者 鲁文其 胡育文 +1 位作者 梁骄雁 黄文新 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期75-81,共7页
为使永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)伺服系统能够满足某些驱动场合时变惯量、时变负荷的工作特性,提出一种具有抗扰动作用的自适应转矩控制方法。针对时变惯量,采用朗道离散时间递推算法对惯量进行实时估计,然... 为使永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)伺服系统能够满足某些驱动场合时变惯量、时变负荷的工作特性,提出一种具有抗扰动作用的自适应转矩控制方法。针对时变惯量,采用朗道离散时间递推算法对惯量进行实时估计,然后用辨识得到的惯量当前值依照规则对速度控制器各参数进行整定,使伺服系统在惯量发生变化时仍具有良好的动静态性能。针对时变负荷,采用一种简单的降维负载观测器对负载力矩进行辨识,并用辨识得到的负载力矩值对变载引起的速度扰动进行自适应补偿,以提高系统的鲁棒性。以一台面贴式永磁同步电机为对象进行试验,结果表明所提出的自适应算法有效,参数辨识的收敛速度较快,该方案所采用的补偿措施对系统参数变化和扰动等有很强的鲁棒性,能应用在一些时变负荷、时变惯量的驱动场合。 展开更多
关键词 永磁同步电机 时变惯量 时变负荷 自适应 朗道 负载观测器 扰动
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电动汽车永磁同步电机最优制动能量回馈控制 被引量:102
13
作者 卢东斌 欧阳明高 +1 位作者 谷靖 李建秋 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期83-91,12,共9页
永磁同步电机具有高效率、高转矩密度等优点,被广泛地用作电动汽车牵引电机。永磁同步电机通常采用磁场定向(field oriented control,FOC)控制算法实现最大效率控制。该文研究永磁同步电机在磁场定向控制下的制动原理,结合电动汽车驱动... 永磁同步电机具有高效率、高转矩密度等优点,被广泛地用作电动汽车牵引电机。永磁同步电机通常采用磁场定向(field oriented control,FOC)控制算法实现最大效率控制。该文研究永磁同步电机在磁场定向控制下的制动原理,结合电动汽车驱动系统(包括永磁同步电机、逆变器和电池)模型,进而分析电动汽车最优制动能量回馈控制策略。根据现有的电动汽车电气和机械耦合制动方案,对比分析常用的并联制动控制策略和串联制动控制策略,得出串联制动控制策略可实现最优的能量回馈制动,并联制动控制策略通过改变机械制动的自由行程可实现较好的能量回馈制动。 展开更多
关键词 永磁同步电机 磁场定向控制 效率模型 电动汽车 制动能量回馈 串联制动
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基于新型滑模观测器的永磁同步电机无传感器矢量控制系统 被引量:102
14
作者 张立伟 李行 +2 位作者 宋佩佩 张鹏 云蓝斯 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第A01期70-78,共9页
现代永磁同步电机(PMSM)矢量控制系统中多采用机械式速度传感器检测转子位置和转速信息,因电机内部工作环境复杂恶劣,机械式速度传感器无法保证系统稳定性,因此逐渐采用无速度传感器进行控制。在众多无速度传感器控制中,滑模观测器因具... 现代永磁同步电机(PMSM)矢量控制系统中多采用机械式速度传感器检测转子位置和转速信息,因电机内部工作环境复杂恶劣,机械式速度传感器无法保证系统稳定性,因此逐渐采用无速度传感器进行控制。在众多无速度传感器控制中,滑模观测器因具有对参数变化不敏感、鲁棒性强而得到广泛应用。基于sigmoid函数的传统滑模观测器控制系统因高频信号切换导致系统存在较大抖振,针对这一问题,该文提出一种新型滑模观测器,该观测器采用分段指数型函数代替传统滑模观测器中的开关函数。并利用Lyapunov稳定判据对系统稳定性进行分析。最后对所提出的新型滑模观测器进行仿真分析和实验验证,结果表明,相比于传统滑模观测器,所提出的新型滑模观测器性能更好,稳定性更强。 展开更多
关键词 永磁同步电机 指数函数 滑模观测器 无速度传感器
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基于永磁同步电机模型辨识与补偿的自抗扰控制器 被引量:91
15
作者 刘志刚 李世华 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第24期118-123,共6页
在用1阶自抗扰(active disturbance rejection controller,ADRC)控制的永磁同步电机(permanent magnetic synchr-onous motor,PMSM)调速系统中,当扰动变化大时,扩张的状态观测器(extended state observer,ESO)难以保证对扰动的估计精度... 在用1阶自抗扰(active disturbance rejection controller,ADRC)控制的永磁同步电机(permanent magnetic synchr-onous motor,PMSM)调速系统中,当扰动变化大时,扩张的状态观测器(extended state observer,ESO)难以保证对扰动的估计精度。为了使ESO对扰动有更好的估计,提高1阶自抗扰控制器的性能,提出了PMSM调速系统的模型补偿自抗扰控制器方案。辨识出系统的部分模型,利用部分模型信息在一阶自抗扰控制器对扰动进行部分补偿,从而减小了ESO对扰动估计的压力,使得扰动估计精度提高。仿真结果表明,该算法具有更好的抗负载扰动能力。 展开更多
关键词 永磁同步电机 自抗扰控制器 惯量辨识 负载力矩观测 模型补偿
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永磁同步电机无速度传感器控制综述 被引量:91
16
作者 李永东 朱昊 《电气传动》 北大核心 2009年第9期3-10,共8页
永磁同步电机无速度传感器控制系统,通过测量电机定子侧电流和端电压算出转子位置,替代了传统的机械位置传感器,系统成本低、可靠性较高。转子位置可由开环算法或通过闭环观测器观测得到。利用电机的非理想特性来提取转子位置信息,进一... 永磁同步电机无速度传感器控制系统,通过测量电机定子侧电流和端电压算出转子位置,替代了传统的机械位置传感器,系统成本低、可靠性较高。转子位置可由开环算法或通过闭环观测器观测得到。利用电机的非理想特性来提取转子位置信息,进一步将无速度传感器控制的范围扩展到低速甚至零速。对永磁同步电机无速度传感器控制策略进行分类,详细介绍了各种速度观测方法,并比较了它们的优缺点。 展开更多
关键词 永磁同步电机 无速度传感器控制 综述
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基于新型扰动观测器的永磁同步电机滑模控制 被引量:95
17
作者 刘颖 周波 方斯琛 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第9期80-85,共6页
相对于常规的PI控制方法,滑模变结构控制(sliding-mode variable structure control,SMC)能够有效地提高系统的鲁棒性和快速性,因而被应用于永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)的调速系统,但抖振现象的存在限制了... 相对于常规的PI控制方法,滑模变结构控制(sliding-mode variable structure control,SMC)能够有效地提高系统的鲁棒性和快速性,因而被应用于永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)的调速系统,但抖振现象的存在限制了其实际应用。在PMSM双闭环调速系统的设计中采用了SMC策略,并引入积分补偿和扰动观测器环节,防止系统产生稳态误差和固有的抖振现象。针对负载变化导致系统转动惯量不同的问题,结合离散模型参考自适应理论,提出一种能够在线辨识系统转动惯量的新型扰动观测器。运用dSPACE实时仿真系统进行实验验证。结果表明,所设计的控制器提高了系统的鲁棒性,具有较好的动、静态特性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 扰动观测器:转动惯量辨识:dSPACE
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基于变结构模型参考自适应系统的永磁同步电机转速辨识 被引量:86
18
作者 王庆龙 张崇巍 张兴 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第9期71-75,共5页
提出了一种新颖的变结构模型参考自适应观测器,用于永磁电机无速度传感器矢量控制系统的转速辨识。该方法将变结构控制与模型参考自适应系统(modelreferenceadaptivesystem,MRAS)进行有机的整合,选取永磁电机本身作为参考模型,而选取永... 提出了一种新颖的变结构模型参考自适应观测器,用于永磁电机无速度传感器矢量控制系统的转速辨识。该方法将变结构控制与模型参考自适应系统(modelreferenceadaptivesystem,MRAS)进行有机的整合,选取永磁电机本身作为参考模型,而选取永磁电机电流模型作为可调模型,利用两模型输出的误差构造了一个滑模面。理论分析和仿真结果表明,所提出的永磁电机无速度传感器矢量控制系统的转速辨识方法具有较强的鲁棒性和令人满意的动静态性能。 展开更多
关键词 永磁同步电机 变结构 模型参考自适应系统 无速度传感器
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基于自抗扰控制器的永磁同步电机位置伺服系统 被引量:82
19
作者 孙凯 许镇琳 +2 位作者 盖廓 邹积勇 窦汝振 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第15期43-46,共4页
设计了一种新颖的基于自抗扰控制器的永磁同步电动机位置伺服系统。该系统通过跟踪-微分器为给定位置信号提供一个过渡过程,克服了系统响应速度和超调之间的矛盾,使得系统响应快且没有超调;通过扩展状态观测器将系统的负载、转动惯量和... 设计了一种新颖的基于自抗扰控制器的永磁同步电动机位置伺服系统。该系统通过跟踪-微分器为给定位置信号提供一个过渡过程,克服了系统响应速度和超调之间的矛盾,使得系统响应快且没有超调;通过扩展状态观测器将系统的负载、转动惯量和定子电阻等参数变化带来的扰动观测出来并加以补偿,提高了系统的抗干扰能力;通过非线性状态误差反馈律实现了“小误差大增益,大误差小增益”的非线性控制,提高了控制精度。仿真结果表明,该系统具有响应快、无超调、稳态精度高的特点,对负载、转动惯量和定子电阻的变化具有很强的鲁棒性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 伺服系统 位置控制器 自抗扰控制器 负载扰动 定子电阻 转动惯量
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基于MRAS的永磁同步电机无速度传感器 被引量:78
20
作者 齐放 邓智泉 +1 位作者 仇志坚 王晓琳 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第4期53-58,共6页
研究了一种基于矢量控制的模型参考自适应永磁同步电机无速度传感器方案。该方案仅利用q轴的估算电流与实际电流之差作为误差信号,将误差信号送入PI调节器进行调节后得到估计转速。本文对该方案进行了仿真和实验比较,结果表明本文提出... 研究了一种基于矢量控制的模型参考自适应永磁同步电机无速度传感器方案。该方案仅利用q轴的估算电流与实际电流之差作为误差信号,将误差信号送入PI调节器进行调节后得到估计转速。本文对该方案进行了仿真和实验比较,结果表明本文提出的方案在高低速均能准确检测到转子的位置和速度,具有良好的动静态运行性能。 展开更多
关键词 永磁同步电机 模型参考自适应 无速度传感器 速度辨识
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