检索结果-内蒙古大学图书馆

微特电机 2013年第3期41卷 44-47页

作者：陈长龙樊贝胡堃中国矿业大学江苏徐州221008

根据滑模变结构控制理论以及永磁同步电动机的数学模型,在传统滑模观测器的基础上,设计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,利用该观测器对永磁同步电动机的转子位置和转速进行了实时在线估算。针对采... 详细信息

根据滑模变结构控制理论以及永磁同步电动机的数学模型,在传统滑模观测器的基础上,设计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,利用该观测器对永磁同步电动机的转子位置和转速进行了实时在线估算。针对采用滑模控制导致系统出现的抖振现象以及加上其他干扰引起转速计算精度不高的问题,采用了将传统的开关函数更换为近似饱和函数以及锁相环代替直接微分计算转速的方法,有效地抑制了抖振问题,提高了估算精度。仿真实验验证了该新型滑模观测器的正确性和有效性。

关键词：永磁同步电动机新型滑模观测器无传感器控制

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基于新型滑模观测器的PMSM无传感器控制

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微特电机 2024年第3期52卷 28-32页

作者：罗晓东周士贵曹凤斌柴方博张可程曲阜师范大学工学院日照276800 日照东方电机有限公司日照276800

为解决传统滑模观测器因滑模增益固定而导致的抖振和估算误差较大等问题,提出了一种滑模增益可以自适应调节的新型滑模观测器。在传统滑模观测器的基础上,结合了幂次趋近率和指数趋近率的特点,设计了一种新趋近律,将滑模增益和模糊控制... 详细信息

为解决传统滑模观测器因滑模增益固定而导致的抖振和估算误差较大等问题,提出了一种滑模增益可以自适应调节的新型滑模观测器。在传统滑模观测器的基础上,结合了幂次趋近率和指数趋近率的特点,设计了一种新趋近律,将滑模增益和模糊控制相结合,根据实际运行情况动态调整滑模增益。采用饱和函数代替传统的符号函数来实现滑模的连续控制。在电流环控制中设计一种二阶滑模控制器来代替传统的PI控制器。对改进滑模观测器分别进行稳态和抗干扰仿真,并与传统滑模观测器进行对比。仿真结果表明,改进的滑模观测器在稳态性能和抗干扰性能上都优于传统的滑模观测器。

关键词：永磁同步电机新型滑模观测器模糊自适应控制饱和函数二阶滑模控制器

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自抗扰和新型滑模观测器的PMSM无传感器控制

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兰州文理学院学报（自然科学版） 2023年第6期37卷 41-45页

作者：高俊岭黄豪磊张磊田琳安徽理工大学电气与信息工程学院安徽淮南232001

针对中高速情况下,带有滑模控制器的传统控制方法存在动态响应慢、抖振较大、转子转速及位置信息估计精度差等问题,设计一种自抗扰控制结合新型滑模观测器的控制策略.速度环采用自抗扰速度控制器改善系统的动态响应速度和抗扰性能;新型... 详细信息

针对中高速情况下,带有滑模控制器的传统控制方法存在动态响应慢、抖振较大、转子转速及位置信息估计精度差等问题,设计一种自抗扰控制结合新型滑模观测器的控制策略.速度环采用自抗扰速度控制器改善系统的动态响应速度和抗扰性能;新型滑模观测器采用边界层厚度随转子速度动态可调的正弦输入函数作为切换函数,有效抑制了观测器抖振;基于反电动势模型设计反电动势观测器,省去了低通滤波器,提高了转速和转子位置的估计精度.通过仿真实验验证了本文方法的有效性和可行性.

关键词： PMSM 无传感器控制自抗扰控制器新型滑模观测器

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基于滑模观测器的永磁同步电机高性能容错系统的研究

基于滑模观测器的永磁同步电机高性能容错系统的研究

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作者：李行北京交通大学

学位级别：硕士

为了应对石油危机和环境污染问题,世界各国均在大力发展电力驱动模式的新能源汽车,以替代燃油汽车。新能源汽车多采用永磁同步电机矢量控制系统作为驱动方式,而永磁同步电机控制精度取决于反馈控制环节的稳定性与精确性,即速度传感器的... 详细信息

为了应对石油危机和环境污染问题,世界各国均在大力发展电力驱动模式的新能源汽车,以替代燃油汽车。新能源汽车多采用永磁同步电机矢量控制系统作为驱动方式,而永磁同步电机控制精度取决于反馈控制环节的稳定性与精确性,即速度传感器的精准度,而实际应用中的速度传感器因为复杂工况等原因,难免发生故障,继而影响反馈控制环节,威胁电动汽车安全。本文基于电动汽车控制系统中的速度传感器易损坏的问题,设计了适用于故障后的无速度传感器控制的方法,并结合故障后的控制策略,提出由速度传感器过渡到无速度传感器的过渡策略,总体实现电动汽车中高速运行时,速度传感器突发故障,系统能够自动平滑地过渡到无速度传感器控制,保证驾驶员及整车系统的安全。首先,为了让速度传感器故障后,系统依旧能够稳定运行,设计了基于分段型指数函数的新型滑模观测器,在原有传统观测器基础上改进状态重构算法,以削弱估算方式存在的抖震和缺陷,保证故障后的整车安全性。其次,针对故障时的切换冲击问题,优化了两种控制策略之间的过渡算法,提出曲线超调的切换策略,替代直接切换和简单的权函数切换,利用等面积定则对过渡中的系统状态缺失部分进行面积补偿,保证过渡过程的平滑稳定。本文进一步通过matlab/simulink仿真平台,对故障时的切换算法和故障后的无速度传感器算法进行了仿真验证,并搭建实验平台,对文中理论和仿真进行实验验证。仿真和实验均验证了所设计算法的可行性。

关键词：新能源汽车永磁同步电机新型滑模观测器冗余容错控制超调函数

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基于分段幂函数滑模观测器的无位置传感器PMSM控制

基于分段幂函数滑模观测器的无位置传感器PMSM控制

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作者：田其章湖南工业大学

学位级别：硕士

永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)由于它具有工作效率高、损耗低、以及其结构简单等特性,在各类工业过程和控制设备领域都有着广泛的应用。在传统的PMSM控制中,为了提高永磁同步电机的准确性和控制能力,需要对电... 详细信息

永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)由于它具有工作效率高、损耗低、以及其结构简单等特性,在各类工业过程和控制设备领域都有着广泛的应用。在传统的PMSM控制中,为了提高永磁同步电机的准确性和控制能力,需要对电机安装位置传感器和转动速度传感器,这不仅会增加同步电机的重量和体积,还会降低其控制系统的鲁棒性,限制PMSM的使用范围。因此,本文在此背景下展开了对永磁同步电机的速度与位置控制进行了研究。首先,本文对PMSM进行了分类,推导了各种坐标系下的PMSM数学模型,以及SVPWM算法的合成原理及实现,为滑模控制策略提供了理论基础。其次,针对PMSM滑模速度控制系统在额定转速下运行时,存在的响应速度慢、超调量大的问题,提出了一种基于二阶积分的滑模速度控制器。通过与传统一阶滑模速度控制系统的仿真试验对比,该算法不仅能够加快额定转速的响应时间,而且能减小额定转速时的超调量。然后,再针对永磁同步电机无位置控制系统中存在的系统抖振严重以及鲁棒性差的问题,在二阶滑模速度控制器上提出了一种基于分段幂函数的滑模观测器的新型滑模控制系统。通过与传统滑模控制系统的仿真分析比较,证明了该新型滑模控制系统收敛迅速、控制性能高,削弱了永磁同步电机中存在的固有抖振问题,具有较好的鲁棒性。最后,介绍了RT-LAB实时仿真平台,并利用此平台对传统滑模控制系统和新型滑模控制策略进行实验分析与验证,确保了所提算法的可行性和正确性。

关键词：永磁同步电机二阶滑模控制器新型滑模观测器分段幂函数

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基于新型控制器和观测器的PMSM无传感器控制

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兰州工业学院学报 2025年第1期32卷 74-81页

作者：高俊岭唐杰赵康黄豪磊安徽理工大学电气与信息工程学院安徽淮南232001

针对永磁同步电机在中高速运行时,带有传统滑模控制器的传统控制方法存在动态响应迟缓、抖振严重、抗扰性差、转子转速和位置估计精度低等问题,提出一种基于新型控制器和观测器的永磁同步电机无传感器控制方法。在速度控制器的无模型滑... 详细信息

针对永磁同步电机在中高速运行时,带有传统滑模控制器的传统控制方法存在动态响应迟缓、抖振严重、抗扰性差、转子转速和位置估计精度低等问题,提出一种基于新型控制器和观测器的永磁同步电机无传感器控制方法。在速度控制器的无模型滑模控制器中引入一种新型指数趋近率来代替原有趋近率,对其进行改进,并将滑模控制率引入到传统扩张状态观测器中。同时,在滑模观测器的构建上,设计一种新型切换函数来替代原有的符号函数,且利用反电动势观测器代替原有的低通滤波器。使用Matlab/Simulink搭建仿真模型,与PI速度控制器和改进型滑模观测器相结合的控制方法以及传统滑模控制器和传统滑模观测器相结合的控制方法进行对比分析。结果表明:新型速度控制器的滑模抖振削弱效果更好,滑模趋近速度更快,系统的抗扰能力更强;新型滑模观测器有效地削弱了观测器的抖振,提高了系统的跟踪估计精度,避免了相位补偿。

关键词：永磁同步电机无传感器控制新型速度控制器新型指数趋近率新型滑模观测器

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基于滑模变结构控制的永磁同步电机无位置传感器控制技术研究

基于滑模变结构控制的永磁同步电机无位置传感器控制技术研究

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作者：袁佳俊陕西理工大学

学位级别：硕士

目前大多数永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)均采用有机械传感器的矢量控制技术,这不仅增加电机驱动系统体积、成本的同时运行性能易受工作环境的影响。PMSM无位置矢量控制技术可有效避免上述缺陷,已成为电机控... 详细信息

目前大多数永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)均采用有机械传感器的矢量控制技术,这不仅增加电机驱动系统体积、成本的同时运行性能易受工作环境的影响。PMSM无位置矢量控制技术可有效避免上述缺陷,已成为电机控制领域的研究重点和难点之一。其中,滑模观测器(Sliding Mode Observer,SMO)具有动态响应速度快,鲁棒性强,从而成为无位置传感器矢量控制领域中一个重要的研究分支。然而,传统SMO存在抖振、观测精度低、全速范围内观测效果不佳等问题,严重影响了SMO在PMSM中进一步推广与应用。为此,本文主要围绕SMO开展相关研究,内容概述如下:(1)本文构建了静止、同步旋转坐标系下的PMSM数学模型,分析了不同坐标系下的数学关系;建立了空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)模型,分析其相比于正弦脉宽调制优势所在;总结分析了PMSM的不同矢量控制方式。(2)基于滑模变结构控制理论,从基本原理、参数设计、线性系统运行轨迹三方面对传统SMO性能的影响因素进行了分析;采用相平面控制方法分析了传统SMO性能参数的影响因素,建立了相关数量关系,指出传统SMO收敛速度主要由电机参数决定,观测精度主要取决于滑模增益系数的选取;构建了基于传统SMO的PMSM无位置矢量控制仿真系统。(3)一方面为了解决传统SMO存在抖振问题,本文采用积分滑模面函数结合所设计出的变幂次趋近律方式来削弱抖振,提高了系统鲁棒性;另一方面为了进一步提高传统SMO观测精度,本文从滑模增益和采样电流误差两个方面对SMO获取位置信息的影响进行了分析,并基于自适应控制,设计了一种自适应滑模增益系数控制方法,通过实时自适应调节滑模增益来提高观测精度。(4)基于DSP28035搭建了PMSM无位置传感器矢量控制系统实验平台,实验结果验证了本文所提理论的正确性和有效性。

关键词：永磁同步电机滑模变结构控制自适应滑模增益变幂次趋近律新型滑模观测器

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基于VRRL-ISMO和DSVM的永磁同步电机无模型预测转矩控制

基于VRRL-ISMO和DSVM的永磁同步电机无模型预测转矩控制

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作者：杨虎林太原科技大学

学位级别：硕士

模型预测转矩控制（Model Predictive Torque Control,MPTC）具有多约束,多变量处理能力和优秀的动态响应特性,适用于新能源汽车电机驱动系统,但是仍然存在以下问题,限制了MPTC在新能源汽车电机驱动系统的推广应用。一是传统MPTC依赖于... 详细信息

模型预测转矩控制（Model Predictive Torque Control,MPTC）具有多约束,多变量处理能力和优秀的动态响应特性,适用于新能源汽车电机驱动系统,但是仍然存在以下问题,限制了MPTC在新能源汽车电机驱动系统的推广应用。一是传统MPTC依赖于精确的电机模型,电机参数失配时控制性能下降。二是因为MPTC的控制集仅有基本电压矢量造成较大的转矩脉动。针对上述问题,首先结合超局部模型思想建立无模型预测转矩控制器,设计线性扩张状态观测器,观测磁链和转矩超局部模型中的未知项dF,qF,TF。其次将超局部模型中的未知项分离为线性和非线性部分,建立磁链和转矩的新型超局部模型,并设计了变速趋近律积分滑模观测器对未知项非线性部分进行观测。最后结合离散空间矢量调制技术扩展控制集减小转矩脉动。本文的主要工作内容如下: （1）为了改善电机参数变化后MPTC控制性能下降的问题,利用转矩和磁链的输入与输出建立超局部模型,在磁链和转矩超局部模型的基础上设计无模型预测转矩控制器。最后设计线性扩张状态观测器,简化对超局部模型中未知项的观测。（2）为了进一步提高参数失配后控制性能,将超局部模型中的未知项线性和非线性部分分离,建立新型超局部模型。为了准确观测新型超局部模型中的非线性未知项,设计了变速趋近律积分滑模观测器（Variable Rate Reaching Law Integral sliding mode observer,VRRL-ISMO）。将系统状态误差引入到幂次趋近律得到新型变速趋近律,当系统状态远离滑模面时加速观测器收敛,反之,系统切换带变窄,系统抖振减弱。最后通过Lyapunov稳定性理论证明所设计的滑模观测器的稳定性。（3）为了扩展控制集,降低转矩脉动,将无模型预测转矩控制和离散空间矢量技术结合,使控制集中的电压矢量增加至38个,降低了转矩脉动。并且通过代数计算的方法将候选矢量减少至3个,避免了穷举计算,减小了计算负担。仿真结果表明,基于VRRL-ISMO的无模型预测转矩控制与基于线性扩张状态观测器的无模型预测转矩控制相比,定子电感和转子磁链分别为1.5倍额定值时,转矩脉动系数分别减小6.5%和3.1%。结合离散空间矢量调制技术后,在额定工况下转矩脉动系数减小13.7%,定子电流THD值减小3.36%。

关键词：永磁同步电机超局部模型无模型预测转矩控制新型滑模观测器离散空间矢量调制

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基于DSP的永磁同步电机无传感器控制系统研究

基于DSP的永磁同步电机无传感器控制系统研究

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作者：王洪杰天津理工大学

学位级别：硕士

当今社会正在飞速的发展,能源的消耗量也随之增加,同时也面临着严重的环境污染问题。电动汽车是新能源科学技术发展的产物,具有零尾气排放的特点,具有广阔的市场发展前景,符合时下社会发展的需求。PMSM作为电动汽车驱动系统的重要组成... 详细信息

当今社会正在飞速的发展,能源的消耗量也随之增加,同时也面临着严重的环境污染问题。电动汽车是新能源科学技术发展的产物,具有零尾气排放的特点,具有广阔的市场发展前景,符合时下社会发展的需求。PMSM作为电动汽车驱动系统的重要组成部分之一,具有以其高效、节能的特点,其转子位置和转速的精确检测是实现高性能控制系统的关键因素。然而传统的有传感器控制方法不但增加控制成本而且容易受到外界因素的干扰,影响检测的精确性,因此PMSM无传感器控制技术便成为国内外学者研究的热点之一。本文分析了永磁同步电机(PMSM)在不同坐标系下的数学模型,对矢量控制基本理论进行详细的分析,利用空间矢量脉宽调制技术对PMSM进行调速,结合矢量控制思想构建PMSM矢量控制系统框图。根据系统框图,运用MATLAB仿真工具构建PMSM矢量控制系统的仿真模型,结合纯电动汽车的运行工况及电动汽车用PMSM控制系统的性能指标进行仿真分析。根据滑模控制方法,设计用于估算PMSM转子位置和速度的滑模观测器,实现PMSM无传感器控制。鉴于转子位置的检测容易受到外界干扰,致使控制精度降低,传统用的滑模观测器已经不能满足现代控制系统的要求,为此设计一款新型滑模控制算法对电机转速和转子位置进行更加精确的估算。新型滑模控制算法采用两级滤波、位置补偿、切换函数修正对传统滑模控制算法进行改进,并在MATLAB平台下进行仿真分析。通过仿真证明:新型滑模控制算法的估算速度及转子位置和系统的实际速度及转子位置非常接近,其误差趋近于零。系统响应时间短,具有良好的鲁棒性。通过对PMSM电机控制系统理论研究与分析,需对其算法进行实验验证。本课题采用TI公司的DSPF2812作为主控芯片构建硬件实验平台,采用自动代码生成技术对改进后的控制算法进行实验分析。通过对整个系统的调试分析,表明新型滑模观测器能够精确的提取转子位置、转速信息,并且控制系统运行状态良好,符合要求。

关键词：纯电动汽车 PMSM 新型滑模观测器 DSP

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基于改进等速趋近律的PMSLM无传感器控制研究

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计算机仿真 2024年第1期41卷 337-343页

作者：武新章孟志杰樊珂张冬冬广西大学计算机与电子信息学院广西南宁530004 广西大学电气工程学院广西南宁530004

在永磁同步直线电机无传感器控制中,滑模观测器在运行过程中会出现明显的抖振现象,如何削弱抖振、提高无传感器控制系统的滑模观测器控制精度成为滑模控制应用的一大难题。提出了一种基于改进等速趋近律的滑模观测器,将符号函数替换为... 详细信息

在永磁同步直线电机无传感器控制中,滑模观测器在运行过程中会出现明显的抖振现象,如何削弱抖振、提高无传感器控制系统的滑模观测器控制精度成为滑模控制应用的一大难题。提出了一种基于改进等速趋近律的滑模观测器,将符号函数替换为具有光滑连续特性的双曲正切函数,并且在正交锁相环中引入模糊PI来对动子速度、位置信息进行估计。通过在Matlab/Simulink中搭建永磁同步直线电机的无传感器控制系统模型,对所设计的滑模观测器运行效果进行仿真验证。结果表明,上述方法能够有效的削弱系统的高频抖振,同时能够提高控制精度,控制效果良好。

关键词：直线电机无传感器控制新型滑模观测器正交锁相环

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