检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：徐俊虎安徽理工大学

学位级别：硕士

目前永磁同步电机是已经被广泛应用到日常生活、生产和科研中的一种电机,但电机控制存在两点问题。问题一,电机是多变量、非线性的复杂系统,传统的PI控制器不能很好的适应这种非线性的环境。问题二,机械式的位置传感器造价成本高、特殊... 详细信息

目前永磁同步电机是已经被广泛应用到日常生活、生产和科研中的一种电机,但电机控制存在两点问题。问题一,电机是多变量、非线性的复杂系统,传统的PI控制器不能很好的适应这种非线性的环境。问题二,机械式的位置传感器造价成本高、特殊场合无法适应。滑模是一种自适应算法,能够很好的适应非线性的环境,滑模控制器用在速度环上比PI控制器性能更优良。虽然滑模算法结构简单,容易设计,但由于传统滑模算法中的固有抖振限制了滑模控制器算法和滑模观测器算法的广泛应用。第三章针对问题一设计了无转速超调、抗负载扰动能力强的控制器;第四章针对问题二设计了可替代机械式位置传感器的观测器;除此两点问题之外,本文还需对滑模算法自身的抖振做改善。针对传统滑模控制器中开关函数在零点处不连续造成的滑模抖动,使用准滑动模态函数法改善滑模抖振情况,并采用积分滑模面降低高频噪声。准滑动模态函数法,是用准滑动模态函数替代传统的sign开关函数。若参数选择合适,准滑动模态函数在零点处可平滑过渡,本文总结了九种准滑动模态函数。传统趋近律中,滑模增益大小与运动点在各阶段的运动速度存在矛盾。这种矛盾解决不当,将会出现系统响应慢或者滑模抖振过大甚至打破稳态。为合理解决这种矛盾,本文设计了几种新型趋近律控制器。共分为指数型趋近律、一般趋近律,幂指型趋近律滑模控制器。最后,针对转速超调现象,设计了windup指数趋近律滑模控制器。相较于传统趋近律的滑模控制器,本文设计的四种控制器在无感矢量控制下抑制超调效果更好且抗扰能力更强。Windup指数趋近律滑模控制器和幂指型趋近律滑模控制器实现了零超调。无传感器位置控制技术的实现依赖于各种算法推演出的观测器,而传统滑模观测器最大的问题在于,电机达到稳态时,会在额定转速附近大幅上下波动即滑模固有抖振现象(20rmp)。为了降低稳态时的电机转速抖振,提高系统鲁棒性。对五种准滑动模态函数的滑模观测器做了推导和仿真,验证降抖效果。为验证趋近律也可以降低滑模系统的固有抖振,复现了传统趋近律、指数型趋近律、模糊超螺旋滑模观测器。同时,设计了双曲正切函数优化的变速趋近律滑模观测器(0.8rmp)和正弦型复合函数优化的新指数型趋近律滑模观测器(0.34rmp)。其中,后者的降抖效果可近似于模糊超螺旋滑模观测器(0.3rmp)。最后使用windup指数趋近律滑模控制器结合正弦型复合准滑动模态函数改善的新指数型趋近律滑模观测器仿真分析,这一组合不仅成功抑制了转速超调现象,而且取得了不错的降抖效果,具有良好的鲁棒性。图[110] 表[5] 参[63]

关键词：永磁同步电机滑模算法趋近律准滑动模态函数 windup

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基于滑模与矢量算法的袜机电机控制系统的研制

基于滑模与矢量算法的袜机电机控制系统的研制

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作者：周鑫山东科技大学

学位级别：硕士

随着人们对袜类产品的需求逐渐增大，传统袜机的工作模式很难满足生产的需要，一体袜机在传统袜机的基础上新增了缝头功能，提高了纺织效率。一体袜机的编织和缝头过程通常采用两相混合式步进电机实现，两相混合式步进电机控制系统常用... 详细信息

随着人们对袜类产品的需求逐渐增大，传统袜机的工作模式很难满足生产的需要，一体袜机在传统袜机的基础上新增了缝头功能，提高了纺织效率。一体袜机的编织和缝头过程通常采用两相混合式步进电机实现，两相混合式步进电机控制系统常用的控制算法，系统控制精度不高，严重影响一体袜机的性能。论文提出的基于变指数趋近律的滑模控制器和矢量控制的策略，可以实现两相混合式步进电机的精确控制。　　首先对袜机及两相混合式步进电机控制系统的研究现状进行了分析，设计了一体袜机控制系统的总体方案。其次针对两相混合式步进电机开环控制所出现的失步和堵转问题,对两相混合式步进电机数学模型进行了分析，设计了基于矢量控制和滑模控制算法的两相混合式步进电机闭环控制系统。采用最大转矩电流比控制方法解决了矢量控制中常用的id=0控制方法所造成的电流利用率低、系统效率低的问题。采用在传统指数趋近律基础上添加状态变量变积分幂次项的方法，设计了改进变指数趋近律滑模控制器，提高了控制系统的动态性能，有效地削弱了传统滑模控制器的抖振现象。然后完成了控制系统的通信电路、驱动电路、采样电路、电源电路等硬件电路设计，在IAR集成开发平台中完成了对应模块的软件设计。最后搭建系统实验测试平台，对系统进行了测试验证。　　测试结果表明，在空载状态下，给定转速600r/min启动电机，电机转速闭环控制系统在改进滑模控制器下的上升时间比PI控制器快0.012s,超调量小3.2％,调节时间快0.03s,稳态误差小0.12％,提升了系统运行的响应速度和稳定性。给定45°的位置信号下，电机位置闭环控制系统在改进滑模控制器下的调节时间比PI控制器快0.02s,稳态误差小1.2％,能够更快速的进入稳定状态，验证了论文所设计的两相混合式步进电机闭环控制系统的有效性和可行性。

关键词：一体袜机两相混合式步进电机控制系统滑模算法矢量算法

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基于滑模算法的永磁同步电机自适应控制研究

基于滑模算法的永磁同步电机自适应控制研究

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作者：张斌大连理工大学

学位级别：硕士

近年来,随着永磁材料性能的提高和成本的降低,采用永磁材料的永磁同步电机在电动车、新能源开发、无人机等领域得到广泛应用。由于永磁同步电机具有结构简单、工作效率高、快速响应的优点,因此将会在更多领域得到普及。电机的运行需要... 详细信息

近年来,随着永磁材料性能的提高和成本的降低,采用永磁材料的永磁同步电机在电动车、新能源开发、无人机等领域得到广泛应用。由于永磁同步电机具有结构简单、工作效率高、快速响应的优点,因此将会在更多领域得到普及。电机的运行需要控制算法的配合,控制算法的性能将直接影响到整个系统的运行效果,因此对永磁同步电机高性能控制算法的研究具有非常重要的意义。本文针对永磁同步电机控制算法中的两个方面展开研究:一是无位置传感器算法,二是速度控制算法。无位置传感器算法不需要安装额外的机械传感器,就可以取得电机转子的位置,降低系统的成本,增加系统的稳定性。速度控制算法在高性能的应用中,不仅需要快速准确跟踪目标速度,还需要很强的抗干扰能力,算法还有很多提升的空间。由于永磁同步电机系统是典型的非线性系统,所以本文基于在非线性系统中广泛应用的滑模算法,并且结合径向基函数网络,提出了自适应的控制方法,提升无位置传感器算法与速度控制算法的性能,本文的主要工作如下:(1)在无位置传感器方面,提出了改进的自适应滑模观测器,与经典的滑模观测器算法相比,引入径向基函数网络,用来预测电机的反电动势,以解决经典滑模观测中存在的影响转子位置获取的抖振问题。选取Lyapunov函数检验本文方法的稳定性,通过Matlab/Simulink仿真和实际环境下的实验,对比经典滑模观测器的运行结果,证明改进后的算法在抖振抑制方面的效果。(2)在速度控制方面,提出了混合自适应积分滑模控制器,相比于经典的滑模控制器算法,主要实现了3点改进:滑模切换增益采用线性变化的策略;径向基函数网络预测外部干扰;控制过程的到达阶段和滑动阶段分别控制。改进后的算法从理论、仿真和实验分别验证,对比了比例积分控制算法、线性积分滑模控制算法以及扩展状态观测器滑模控制算法,实验结果表明本文提出的速度控制算法在控制性能方面有所提升。

关键词：永磁同步电机滑模算法自适应控制径向基函数网络

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基于滑模算法的大型货运电梯控制器控制方法优化

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电气自动化 2020年第3期42卷 74-76页

作者：包继刚张莹傅龙飞兰州理工大学技术工程学院甘肃兰州730050

为解决大型货运电梯运行时的可靠性与安全性,提出了一种基于滑模PID控制的优化算法。对大型货运电梯控制系统的结构进行分析并建立其数学模型,首先用滑模PID算法取代传统PI控制算法,其次设计了滑模切换函数并通过误差的大小在线动态调... 详细信息

为解决大型货运电梯运行时的可靠性与安全性,提出了一种基于滑模PID控制的优化算法。对大型货运电梯控制系统的结构进行分析并建立其数学模型,首先用滑模PID算法取代传统PI控制算法,其次设计了滑模切换函数并通过误差的大小在线动态调整积分项比例系数,引入饱和函数改善了系统的抖振问题。最后对滑模算法与PI控制算法进行仿真对比。结果表明,滑模算法具有更好的抗干扰性能和误差调节快速等优点。

关键词：大型货运电梯滑模算法抖振矢量控制鲁棒性可编程逻辑控制器

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一种基于分数阶的非线性积分滑模控制算法

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机电工程技术 2023年第3期52卷 173-176,198页

作者：王飞周爱美王宇霄浙江广厦建设职业技术大学浙江金华322100

滑模变结构控制由于控制对象复杂,被控对象存在时空滞后和延迟性,使得滑模系统的滑模面常常不能准确地工作在理想滑模面上,引起系统抖震,制约了滑模变结构控制的实际应用。针对这一问题,在非线性积分滑模控制思想的基础上,引入了分数阶... 详细信息

滑模变结构控制由于控制对象复杂,被控对象存在时空滞后和延迟性,使得滑模系统的滑模面常常不能准确地工作在理想滑模面上,引起系统抖震,制约了滑模变结构控制的实际应用。针对这一问题,在非线性积分滑模控制思想的基础上,引入了分数阶的概念,设计了一种基于分数阶的非线性积分滑模控制算法及其改进型,通过理论证明和抖震分析,基于分数阶的非线性积分滑模面可以表现出较好的控制性能,特别是减少抖震方面。最后,仿真算例验证了所提的非线性积分滑模控制方法的有效性。

关键词：分数阶非线性积分滑模算法

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一种改进趋近律的PMSM非奇异终端滑模控制

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制造技术与机床 2024年第4期 5-12页

作者：杨松林陈天昊刘启航王坤陈少华北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院北京100192 北京信息科技大学光电测试技术北京市重点实验室北京100192 北京航空航天大学惯性技术国防科技重点实验室北京100191 北京市高速磁悬浮电机技术及应用工程技术研究中心北京100191

为了提高永磁同步电机(PMSM)伺服控制系统的响应速度和鲁棒性,文章提出了一种基于终端滑模的永磁同步电机控制方法。首先对传统滑模面收敛性进行分析,引入了非奇异终端滑模面;其次在传统趋近律的基础上提出了一种新型趋近律,并设计了基... 详细信息

为了提高永磁同步电机(PMSM)伺服控制系统的响应速度和鲁棒性,文章提出了一种基于终端滑模的永磁同步电机控制方法。首先对传统滑模面收敛性进行分析,引入了非奇异终端滑模面;其次在传统趋近律的基础上提出了一种新型趋近律,并设计了基于新型的趋近律的电流-转速控制器;最后设计了滑模观测器对电机存在的扰动进行前馈补偿,并进行转速观测。通过软件仿真和实验证明,所提出的新型控制算法较好地抑制了永磁同步电机在接近平衡点时的抖振问题,且具有较低的超调量、良好的抗扰动能力和较快的响应速度,验证了所提方法的可行性和有效性。

关键词：滑模算法非奇异终端滑模面新型趋近律抗扰动性

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搭载超螺旋滑模观测器的永磁同步电机无传感器控制策略

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探测与控制学报 2023年第2期45卷 115-121页

作者：唐娟娟周骅张正平赵麒贵州大学大数据与信息工程学院贵州贵阳550025

针对永磁同步电机无传感器控制系统中调速存在超调、转子位置和转速估计存在误差和抖动的问题,在超螺旋滑模观测器(STSMO)的基础上,提出搭载新型滑模趋近律的滑模速度控制器的方法。该方法采用积分滑模面代替传统的滑模面,以提高速度误... 详细信息

针对永磁同步电机无传感器控制系统中调速存在超调、转子位置和转速估计存在误差和抖动的问题,在超螺旋滑模观测器(STSMO)的基础上,提出搭载新型滑模趋近律的滑模速度控制器的方法。该方法采用积分滑模面代替传统的滑模面,以提高速度误差值收敛到零的速度,将系统状态变量相关量引入趋近律中,增强系统的抗干扰能力。仿真结果表明,在电机带载启动、负载突变等情况下,提出的控制方法能够准确观测转子位置及转速,不仅能够克服转速超调的问题,而且能够有效抑制转矩和三相电流的脉动、减小滑模的固有抖振,具有良好的抗干扰能力和鲁棒性。

关键词：永磁同步电机超螺旋算法滑模算法超螺旋滑模观测器滑模速度控制器

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永磁同步电机无速度传感器控制研究

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组合机床与自动化加工技术 2023年第10期 104-108页

作者：刘德君宋超陈广大北华大学工程训练中心吉林132021 北华大学电气与信息工程学院吉林132021

针对传统滑模算法永磁同步电机无速度传感器存在转速抖振和鲁棒性差的问题,提出超螺旋控制算法与模糊控制相结合的永磁同步电机转速观测方法。首先,利用超螺旋滑模收敛速度快,模糊控制可以解决超螺旋算法中边界函数上界获取困难的问题;... 详细信息

针对传统滑模算法永磁同步电机无速度传感器存在转速抖振和鲁棒性差的问题,提出超螺旋控制算法与模糊控制相结合的永磁同步电机转速观测方法。首先,利用超螺旋滑模收敛速度快,模糊控制可以解决超螺旋算法中边界函数上界获取困难的问题;其次,通过模糊算法输出增益,提高了系统的动态特性和鲁棒性;最后,对所提出的算法进行验证。应用该算法,转速误差不超过1%,控制系统的超调量为4%,滞后时间不超过0.003 ms。

关键词：滑模算法永磁同步电机模糊控制超螺旋算法无速度传感器

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基于无模型算法和电动汽车辅助调节的新能源电力系统频率协调控制

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电力系统保护与控制 2021年第24期49卷 13-20页

作者：米阳伦雪莹孟凡斌张霄葛晓琳林顺富上海电力大学电气工程学院上海200090 国网安阳供电公司河南安阳455000

为解决风电并网导致电力系统频率偏差过大的问题,设计了一种基于无模型负荷频率控制和电动汽车辅助调节的频率协调控制策略,能够在系统受到风电和负荷扰动时对其频率偏差进行快速调节。利用新能源电力系统的频率偏差设计了无模型自适应... 详细信息

为解决风电并网导致电力系统频率偏差过大的问题,设计了一种基于无模型负荷频率控制和电动汽车辅助调节的频率协调控制策略,能够在系统受到风电和负荷扰动时对其频率偏差进行快速调节。利用新能源电力系统的频率偏差设计了无模型自适应滑模负荷频率控制器,对传统机组进行二次频率调节。同时为充分利用电动汽车的快速响应能力,采用分频技术将区域控制高频偏差信号接入集群电动汽车控制中心作为调频参考指令,使得电动汽车参与辅助系统调频。最后通过Matlab/Simulink软件在不同的工况下进行对比分析,仿真结果验证了所提出策略的有效性。

关键词：新能源电力系统滑模算法无模型自适应控制电动汽车负荷频率控制

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电梯永磁曳引机的在线退磁检测

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自动化应用 2024年第1期65卷 155-158页

作者：段光宇西安特种设备检验检测院陕西西安710065

永磁同步电机具有功率大的优势,但在电梯曳引应用中存在机械强度低与不可逆退磁的问题。其中,退磁问题会直接影响电梯运行安全,甚至导致电梯失速与冲顶。鉴于此,提出了一种基于变参数SMO的在线退磁检测方法,根据永磁同步电机在电梯曳引... 详细信息

永磁同步电机具有功率大的优势,但在电梯曳引应用中存在机械强度低与不可逆退磁的问题。其中,退磁问题会直接影响电梯运行安全,甚至导致电梯失速与冲顶。鉴于此,提出了一种基于变参数SMO的在线退磁检测方法,根据永磁同步电机在电梯曳引中的结构特征,选择采用改进饱和函数与可变开关增益的方式解决SMO应用中的抖振问题。结果表明,新型在线退磁检测方法具有较高的检测精度,可满足电梯永磁曳引机在线检测工作要求。

关键词：电梯永磁曳引机退磁检测滑模算法检测标准

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