检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：王新博沈阳工业大学

学位级别：硕士

电机作为驱动系统的核心对电动汽车的整体性能有着重要影响。在不同类型的电机中,永磁游标电机不仅结构简单、工作效率高,而且基于磁齿轮效应,通过磁场调制的方法,可以实现低速大扭矩功能,在电动汽车领域具有较好的发展前景。电机的运... 详细信息

电机作为驱动系统的核心对电动汽车的整体性能有着重要影响。在不同类型的电机中,永磁游标电机不仅结构简单、工作效率高,而且基于磁齿轮效应,通过磁场调制的方法,可以实现低速大扭矩功能,在电动汽车领域具有较好的发展前景。电机的运行性能很大程度取决于控制系统,然而,目前应用较多的电机矢量控制系统的鲁棒性和控制精度不理想,响应速度慢,而且对机械传感器的依赖性较强,从而导致系统的成本高,环境适应能力和抗干扰能力较差。针对上述控制系统所存在的缺陷,以永磁游标电机为研究对象,对模型预测控制和模型参考自适应观测器进行研究,设计出带模型参考自适应观测器的模型预测控制系统,并在之后的仿真分析中验证该系统的可行性和优越性。首先,对永磁游标电机的结构和性能进行分析。使用电磁分析软件建立永磁游标电机二维仿真模型进行电磁特性分析,同时对其数学模型进行推导,为下文控制算法的实现奠定基础。其次,对矢量控制系统和空间矢量脉宽调制技术的工作原理和实现方法进行深入研究。针对矢量控制系统中PI控制器控制性能差的缺点,在原有模型预测控制的基础上通过扩展逆变器电压矢量和设计双矢量的方法,设计出基于虚拟矢量的双矢量模型预测控制器,并改进其代价函数。在无位置传感器控制方面通过设计模型参考自适应观测器实现对转子信息的辨识。用所设计的模型预测控制器与模型参考自适应观测器分别取代矢量控制系统中原有的PI控制器和机械传感器构成带模型参考自适应观测器的模型预测控制系统。最后,在MATLAB/Simulink软件中建立控制系统的仿真模型,通过分析转速和转子位置的实际值与估计值的偏差以及整体运行效果来验证带模型参考自适应观测器的模型预测控制系统的可行性。随后分别在改变转速和负载的工况下,与传统矢量控制系统进行转速、转矩和电流波形的对比,通过分析系统的响应速度、稳定性和转矩脉动等性能来验证系统的优越性。结果表明,所设计的带模型参考自适应观测器的模型预测控制系统在不同工况下可以很好地实现对转子信息的观测,观测误差较小,系统整体运行平稳。与传统矢量控制系统相比,新型控制系统有更好的调速性能,响应速度提升35%以上;转矩输出稳定,转矩脉动系数减小约17%;三相电流正弦度高,有更好的控制精度和稳定性。根据上述的仿真结果可以得出结论:本文所设计的新型控制系统相比传统矢量控制系统有更好的控制性能,可以更好地实现对永磁游标电机的控制。

关键词：永磁游标电机模型预测控制模型参考自适应观测器矢量控制

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PMSM的自适应滑模观测器无传感器控制

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浙江大学学报（工学版） 2007年第7期41卷 1107-1110页

作者：黄雷赵光宙贺益康浙江大学电气工程学院浙江杭州310027

为实现永磁同步电机(PMSM)无速度传感器的运行,提出了一种基于自适应滑模观测器的非线性速度/位置估算方法.基于永磁同步电机的数学模型,根据实测电流和观测电流之间的误差构成滑模面,应用观测得到的反电势计算出估计的转子位置角,应用... 详细信息

为实现永磁同步电机(PMSM)无速度传感器的运行,提出了一种基于自适应滑模观测器的非线性速度/位置估算方法.基于永磁同步电机的数学模型,根据实测电流和观测电流之间的误差构成滑模面,应用观测得到的反电势计算出估计的转子位置角,应用模型参考自适应算法得到转子速度.基于Lyapunov函数分析了观测参数的收敛性,并对滑模增益的选择进行了分析.在此基础上设计了基于自适应滑模观测器的永磁同步电机无传感器矢量控制系统,控制算法简洁,易于实现.实验结果表明,基于自适应滑模观测器的速度/位置估算方法能够准确观测出电机的位置和速度,系统具有良好的稳态精度和动态性能.

关键词：永磁同步电机滑模观测器无传感器模型参考自适应观测器

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一种基于简化MRAS无速度传感器的永磁电机EKF磁链辨识

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华东理工大学学报（自然科学版） 2015年第2期41卷 222-230页

作者：刘梦佳孙自强卿湘运华东理工大学化工过程先进控制和优化技术教育部重点实验室上海200237

表面式永磁同步电机因其结构简单、功率密度高、效率高等优势,被广泛应用于高性能伺服系统以及其他工业场合中。由于电机控制性能受温度和磁饱和等现象影响,电机参数的在线辨识则显得至关重要。针对由于永磁电机数学模型阶数低造成无法... 详细信息

表面式永磁同步电机因其结构简单、功率密度高、效率高等优势,被广泛应用于高性能伺服系统以及其他工业场合中。由于电机控制性能受温度和磁饱和等现象影响,电机参数的在线辨识则显得至关重要。针对由于永磁电机数学模型阶数低造成无法由一个估计器同时辨识转速和电机参数的问题,本文提出了一种结合EKF和MRAS辨识的优点,在MRAS无速度传感器系统估计转速的基础上通过EKF观测器估计永磁体磁链的解决方法,并与精确MRAS算法作了比较,对自适应PI参数的选择进行了讨论。Simulink仿真研究验证了该方法的有效性和准确性,能满足电机运行速度快且动态要求高的场合需要。

关键词：表面式永磁同步电机扩展的卡尔曼滤波模型参考自适应观测器无速度传感器系统

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永磁同步电机无位置传感器控制技术的研究

永磁同步电机无位置传感器控制技术的研究

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作者：张乘玮华中科技大学

学位级别：硕士

永磁同步电机(PMSM)具有功率密度大、动态响应快、运行效率较高等优异的性能,应用范围十分广泛。PMSM的双环矢量控制的性能较为优异,但一般需要安装位置传感器,增加了系统的复杂度和成本,也降低了对电磁干扰、机械振动等的抵抗能力。在... 详细信息

永磁同步电机(PMSM)具有功率密度大、动态响应快、运行效率较高等优异的性能,应用范围十分广泛。PMSM的双环矢量控制的性能较为优异,但一般需要安装位置传感器,增加了系统的复杂度和成本,也降低了对电磁干扰、机械振动等的抵抗能力。在对电机体积和成本比较敏感的场合,比如压缩机、风机、水泵等,更加限制了位置传感器的使用,为此,本文对PMSM无位置传感器控制策略进行了研究。本文研究了开环I/f控制的原理及其缺陷,为实现电机全频率段的I/f控制,提出了一种改进的高效I/f控制策略,包括两个方面:分别为利用有功功率的高频扰动量来调节电流矢量的旋转速度和利用观测所得的电流矢量与q轴之间的夹角φ来动态地调节电流矢量的幅值,实现了从控制算法入手增加系统的阻尼转矩和提高系统运行效率的目的。另外对利用算法切换实现的全速度段无位置传感器控制策略也进行了研究,分析研究了转子初始位置定位方法、低速段控制方法、中高速段控制方法以及算法切换的实现原理,最后确立了利用恒定电流幅值注入实现转子初始定位和低速阶段的控制、采用MRAS观测器实现中高速段的控制并且利用“控制状态量直接切换”实现算法切换的整体控制方案。为对本文所提出的方案进行验证,进行了基于瑞萨RX62T芯片的控制系统软硬件的设计,在PMSM样机上对文中的两种全速度段无位置传感器控制方案进行了实验验证,实验结果表明,基于这两种方案的控制系统的抗干扰能力较好,运行效率较高,可满足压缩机、泵机、风机等应用场合的要求,具有较好的实用和参考价值。

关键词：永磁同步电机无位置传感器控制流频比控制开环电流注入模型参考自适应观测器算法切换

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永磁同步电机的有限拍自适应位置控制

永磁同步电机的有限拍自适应位置控制

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作者：赵艇沈阳工业大学

学位级别：硕士

本文着重对交流永磁同步电机伺服系统的位置控制进行了研究，在三相交流永磁同步电机矢量控制的基础上，设计了有限拍模型参考自适应位置控制器。在直接驱动电机系统中，负载转矩观测器使用一个固定增益来改善负载转矩直接干扰电机轴的... 详细信息

本文着重对交流永磁同步电机伺服系统的位置控制进行了研究，在三相交流永磁同步电机矢量控制的基础上，设计了有限拍模型参考自适应位置控制器。在直接驱动电机系统中，负载转矩观测器使用一个固定增益来改善负载转矩直接干扰电机轴的问题。然而，使用负载转矩观测器不能精确地确定电机的磁链。为了克服未知参数、转矩干扰和抖振影响，本文提出一种基于有限拍观测器的自适应渐进稳定观测器。为了确定系统稳定的临界参数，在系统稳定性分析中使用了李亚普诺夫（Lyapunov）稳定性定理。仿真结果表明，该控制器具有良好的动态品质和跟踪性能。本文具体内容如下：本文首先阐述了永磁同步电机的背景、发展概况及永磁同步电机位置控制的研究动态。然后，在矢量控制的基础上，引入了永磁同步电机的数学模型，并使用Matlab仿真永磁同步电机位置控制模型。其次，通过引入新的跟踪控制器状态变量（?）=y-yr，采用线性二次型控制器的状态反馈来求解调节器问题。同时，为了确保负载转矩的计算时间小于系统总的响应时间，并补偿转矩的影响，设计了基于有限拍观测器的位置控制模型，其观测器极点全部为零，系统在N拍内达到稳定。然后，为了克服即使使用额定参数获得的观测器增益，参数也具有某些程度的变化和不确定性问题，在系统中，本文使用了自适应观测器，参考模型是具有增广状态变量反馈控制器的实际被控对象，设计了有限拍模型参考自适应观测器，并使用李亚普诺夫判定系统稳定性的方法，得出系统的自适应机制。最后，对有限拍观测器位置控制和有限拍模型参考自适应位置控制分别建立仿真模型，得出仿真结果，比较两者的优缺点，最后将对仿真结果进行分析和总结。

关键词：永磁同步电机有限拍观测器模型参考自适应观测器线性二次型

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表贴式永磁同步电机中高速无位置传感器控制技术比较研究

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电子科技 2021年第10期34卷 8-17页

作者：崔波方玲利蒋全毕超上海理工大学机械工程学院上海200093

针对永磁同步电机高速运行模式下无位置传感器技术,文中研究了滑模观测器、龙伯格观测器、模型参考自适应系统3种无感估算算法。滑模观测器算法稳定性较好,但是由于系统不连续开关量的存在,不利于提取有效反电势。通过加入滤波器,能有... 详细信息

针对永磁同步电机高速运行模式下无位置传感器技术,文中研究了滑模观测器、龙伯格观测器、模型参考自适应系统3种无感估算算法。滑模观测器算法稳定性较好,但是由于系统不连续开关量的存在,不利于提取有效反电势。通过加入滤波器,能有效提取反电动势。龙伯格算法简单,但是反电动势耦合会导致一些干扰信号。为了工程实现,需要加入锁相环,使得估算更加准确。模型参考自适应系统相对复杂,故基于波波夫稳定性理论设计了反馈自适应律。文中对3种无感观测器算法进行了仿真分析,结果显示,滑模观测器算法鲁棒性最好,对比龙伯格算法,参数更少且利于工程实现;模型参考自适应观测器的自适应律设计复杂,由于需要两套模型进行计算,对控制器性能要求高且不利于工程实现。

关键词：无位置传感器控系统电机驱动器永磁同步电机无感算法龙伯格观测器滑模观测器模型参考自适应观测器观测器

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基于MRAS的无直流母线电压传感器PMSM滑模控制

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兰州交通大学学报 2016年第6期35卷 76-82页

作者：常海赐滕青芳靳宇星兰州交通大学自动化与电气工程学院甘肃兰州730070

针对永磁同步电机直流母线电压传感器故障的问题,提出一种无直流母线电压传感器的永磁同步电机滑模控制策略.设计了基于自适应技术的模型参考自适应观测器,以精确估计直流母线电压值,从而保证电机正常运行,利用滑模控制技术,设计了积分... 详细信息

针对永磁同步电机直流母线电压传感器故障的问题,提出一种无直流母线电压传感器的永磁同步电机滑模控制策略.设计了基于自适应技术的模型参考自适应观测器,以精确估计直流母线电压值,从而保证电机正常运行,利用滑模控制技术,设计了积分滑模面,以保证电机转速、直轴、交轴电流能够快速收敛到给定值.同时采用连续幂次函数设计滑模控制律,消除了滑模抖振.仿真结果表明,所设计的直流母线电压观测器能够精确观测直流母线电压值,当直流母线电压传感器故障时亦能够保证系统的正常运行,且滑模控制器能够使转速、电流更快的跟随给定值,使系统具有更强的鲁棒性.

关键词：永磁同步电机直流母线电压模型参考自适应观测器滑模控制

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PMSM变结构MRAS无位置传感器控制研究

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机电工程 2016年第11期33卷 1410-1414页

作者：周佳华贾洪平张鹏胡挜喆江苏大学电气信息工程学院江苏镇江212013 中国矿业大学电气工程学院江苏徐州221000

针对永磁同步电机低速无感运行时系统抖震以及估计转速不准确的问题,将变结构模型参考自适应观测器(SM-MRAS)应用到永磁同步电机无传感器控制中。开展了模型参考自适应观测器的基本原理分析,提出了用连续函数替代传统滑模变结构控制中... 详细信息

针对永磁同步电机低速无感运行时系统抖震以及估计转速不准确的问题,将变结构模型参考自适应观测器(SM-MRAS)应用到永磁同步电机无传感器控制中。开展了模型参考自适应观测器的基本原理分析,提出了用连续函数替代传统滑模变结构控制中的开关函数,给出了滑模面和自适应率的设计方法以及优化后的SM-MRAS转速辨识算法的框图,并对该算法的稳定性进行了严格的数学论证。在Matlab软件平台进行了仿真实验。研究结果表明,改进后的变结构模型参考自适应转速辨识算法有效消除了电机在低速时由于频繁开关而造成的系统震荡,避免了电机参数对算法的影响,在很宽的调速范围内都有良好的稳定性能。

关键词：永磁同步电机滑模变结构模型参考自适应观测器无位置传感器

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