检索结果-内蒙古大学图书馆

厦门大学学报（自然科学版） 2021年第6期60卷 1048-1056页

作者：方遒魏才柱洪剑锋刘华胡翔陈文芗厦门理工学院福建省客车及特种车辆研发协同创新中心福建厦门361024 厦门大学航空航天学院福建厦门361102 福建省客车先进设计与制造重点实验室福建厦门361024

为降低成本并获得永磁同步电动机的精确转子位置,提出了一种基于改进型滑模观测器和速度外环滑模控制器的永磁同步电机无位置传感器矢量控制策略.基于基波数学模型构建闭环控制系统,引入饱和函数和锁相环对传统滑模观测器进行优化,提高... 详细信息

为降低成本并获得永磁同步电动机的精确转子位置,提出了一种基于改进型滑模观测器和速度外环滑模控制器的永磁同步电机无位置传感器矢量控制策略.基于基波数学模型构建闭环控制系统,引入饱和函数和锁相环对传统滑模观测器进行优化,提高转子位置及转速的检测精度.针对实际系统中速度外环采用比例积分(PI)控制器易受系统参数变化、负载扰动以及外界干扰影响的问题,设计了滑模控制器增强系统的鲁棒性.仿真和实验结果表明:改进后的系统有效地提升了系统检测精度,且速度外环的滑模控制相比于PI控制具有更好的动态性能.

关键词：改进滑模观测器滑模速度控制器无传感器矢量控制

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永磁外转子矿井提升机控制系统研究

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机电工程 2022年第8期39卷 1160-1167页

作者：郑力奎寇子明吴娟太原理工大学机械与运载工程学院山西太原030024 矿山流体控制国家地方联合工程实验室山西太原030024 山西省矿山流体控制工程技术研究中心山西太原030024

永磁外转子多绳摩擦式矿井提升机工作过程中,负载的波动会影响提升系统运行的稳定性,针对这一问题,对提升机的控制系统进行了研究。首先,对提升机结构和控制理论进行了分析,根据其隐极转子结构的特点,选择了采用i_(d)=0的矢量控制策略,... 详细信息

永磁外转子多绳摩擦式矿井提升机工作过程中,负载的波动会影响提升系统运行的稳定性,针对这一问题,对提升机的控制系统进行了研究。首先,对提升机结构和控制理论进行了分析,根据其隐极转子结构的特点,选择了采用i_(d)=0的矢量控制策略,同时提出了采用平滑速度曲线和滑模速度控制器优化提升机运行稳定性的方法,并用李雅普诺夫稳定性定理对滑模速度控制器的稳定性进行了判断;然后,采用simulationX软件搭建了提升系统机电一体化仿真模型,并进行了仿真研究;最后,结合现场试验结果,对仿真模型的可靠性进行了验证。研究结果表明:加速度突变对提升机速度超调有明显影响,提升机q轴电流与加速度明显相关;仅采用平滑速度曲线使提升机的速度超调减少了68%,但对负载波动引起的速度波动没有明显的抑制作用;仅采用滑模速度控制器使提升机的速度超调减少了73%;在同时采用平滑速度曲线和滑模速度控制器时,提升机的速度波动减少了90%,且对负载波动有明显的抑制作用。

关键词：永磁外转子提升机矢量控制策略提升系统稳定性矢量控制平滑速度曲线滑模速度控制器负载波动

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基于新型指数趋近律的PMSM滑模控制研究

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传感器与微系统 2023年第10期42卷 32-35页

作者：陈德海曹永康邵恒杨程邱福亮江西理工大学电气工程与自动化学院江西赣州341000

针对应用传统指数趋近律的永磁同步电机(PMSM)调速系统存在的超调过大、抖振大、鲁棒性差等问题,通过对传统趋近律进行改进,得到一种新的指数趋近律。在等速项中引入了涵盖对数项的分数多项式,并由此设计了相应的滑模速度控制器。对系... 详细信息

针对应用传统指数趋近律的永磁同步电机(PMSM)调速系统存在的超调过大、抖振大、鲁棒性差等问题,通过对传统趋近律进行改进,得到一种新的指数趋近律。在等速项中引入了涵盖对数项的分数多项式,并由此设计了相应的滑模速度控制器。对系统进行仿真建模,并与传统指数趋近律控制和PI控制进行比较。仿真图像显示:运用改进指数趋近律的滑模速度控制器有效地提高了PMSM调速系统的响应速度,削弱了抖振,提高了稳定性。

关键词：新型指数趋近律永磁同步电机滑模速度控制器抖振

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机床用基于加性分解PMSM的滑模控制

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制造技术与机床 2022年第5期 141-145页

作者：刘慧博陈豪鑫内蒙古科技大学信息工程学院内蒙古包头014010

针对机床用永磁同步电机(PMSM)控制驱动系统的复杂性和控制性能易受到负载扰动、非线性干扰等因素的影响,利用加性分解理论的优点将永磁同步电机(PMSM)驱动控制系统分解为主系统和辅系统。其中,辅系统采用基于改进的滑模控制方法,在保... 详细信息

针对机床用永磁同步电机(PMSM)控制驱动系统的复杂性和控制性能易受到负载扰动、非线性干扰等因素的影响,利用加性分解理论的优点将永磁同步电机(PMSM)驱动控制系统分解为主系统和辅系统。其中,辅系统采用基于改进的滑模控制方法,在保证系统的稳定调速性和鲁棒性同时,还有效地削弱了传统速度滑模控制器特有的抖振。而主系统采用了基于电流双闭环的跟踪策略,可以更好地控制驱动系统的响应性能,提高了该方法的工程实用性。仿真实验结果表明,该结构控制提高了系统的动态性能和鲁棒性,即可用于机床电机驱动系统。

关键词：加性分解滑模速度控制器磁场定向控制 PMSM

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直角坐标机器人迭代滑模交叉耦合控制器设计

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组合机床与自动化加工技术 2018年第5期 78-81页

作者：许鸣吉李胜陈庆伟郭健吴益飞南京理工大学自动化学院南京210094

为克服机械惯性、负载扰动以及复杂的轮廓误差模型等因素对三轴直角坐标机器人末端执行器位姿精度的影响,设计了一种迭代滑模交叉耦合控制器。其中:滑模速度控制器用以抑制非周期干扰;迭代学习位置控制器用以减小跟踪误差;轴间变增益交... 详细信息

为克服机械惯性、负载扰动以及复杂的轮廓误差模型等因素对三轴直角坐标机器人末端执行器位姿精度的影响,设计了一种迭代滑模交叉耦合控制器。其中:滑模速度控制器用以抑制非周期干扰;迭代学习位置控制器用以减小跟踪误差;轴间变增益交叉耦合控制器用以消除轮廓误差。通过仿真验证了上述复合控制器的性能。结果表明,所设计的迭代滑模交叉耦合控制器具有较高的轮廓精度和较强的鲁棒性。

关键词：轮廓误差滑模速度控制器迭代学习位置控制器

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新能源汽车永磁同步电机控制算法的研究

新能源汽车永磁同步电机控制算法的研究

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作者：王思宁常州大学

学位级别：硕士

由于环境污染加剧和能源枯竭等问题,人们对新能源汽车的需求日益增加。随着新能源汽车的不断发展,对电机速度控制系统的要求也越来越高,永磁同步电机(PMSM)具备体积小、结构简单、高效节能等特点被广泛应用于新能源汽车领域,然而PMSM速... 详细信息

由于环境污染加剧和能源枯竭等问题,人们对新能源汽车的需求日益增加。随着新能源汽车的不断发展,对电机速度控制系统的要求也越来越高,永磁同步电机(PMSM)具备体积小、结构简单、高效节能等特点被广泛应用于新能源汽车领域,然而PMSM速度控制系统中存在抖振、大超调、抗干扰能力差等问题,影响新能源汽车的安全性与运动品质,同时由于滑模控制算法对参数变化不敏感以及能够提高响应速度,进而可以提高PMSM在运行过程中的动态性能。因此,对PMSM速度控制系统中应用滑模控制算法的研究具有重要意义。论文主要的研究内容如下: (1)对PMSM的工作原理与转子结构进行了梳理,介绍了PMSM数学模型与控制方法,在传统矢量控制方法的基础上,研究滑模控制在PMSM矢量控制系统中的应用。 (2)对PMSM矢量控制中转速环采用传统滑模控制(SMC)存在的大超调和抖振等问题,论文中设计了一种基于改进型指数趋近律的SMC,接着对符号函数进行平滑处理,并借助MATLAB对传统与改进的指数趋近律进行性能对比。结果表明,改进后的SMC能够减少超调和削弱抖振现象,进而改善趋近运动的动态品质并提高系统动态响应速度。 (3)为了能准确获取转子的实时位置和速度信息,保证整个控制系统正常运行,论文中提出了无速度位置传感器滑模观测器(SMO)算法,减少了传统的机械传感器,保证了系统的稳定性,提高了系统的响应速度。同时,设计了一种基于锁相环的SMO,并用饱和函数代替开关函数,减小了估计位置速度信息误差,解决了开关函数中高频信号切换过快引起的系统抖振问题。 (4)在上述改进的滑模速度控制器和滑模观测器的基础上,借助MATLAB/Simulink搭建相关的PMSM矢量控制的仿真模型,验证了论文中改进的PMSM能够减小超调,转子速度、位置信息估算误差小,有效提高了系统动态响应性能,从而改善新能源汽车的运行性能,有利于新能源汽车的普及。

关键词：新能源汽车永磁同步电机矢量控制滑模速度控制器滑模观测器算法

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基于新型双滑模结构的永磁同步电机控制策略研究

基于新型双滑模结构的永磁同步电机控制策略研究

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作者：陈先福福建理工大学

学位级别：硕士

永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)以其效率高、过载能力强、调速范围宽以及结构简单等诸多优点,在新能源汽车、航天航空和家用电器等诸多领域发挥着重要作用,是高效电机领域的佼佼者。在大部分应用场合,电机需满... 详细信息

永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)以其效率高、过载能力强、调速范围宽以及结构简单等诸多优点,在新能源汽车、航天航空和家用电器等诸多领域发挥着重要作用,是高效电机领域的佼佼者。在大部分应用场合,电机需满足的快速响应、调速精准以及抗扰动性强等性能要求,这关键在于相应控制系统的选择与优化,因此,选定了矢量控制作为本文的核心控制策略,并通过改进传统矢量控制系统来展开对PMSM控制策略的研究。 (1)针对速度环中传统比例积分(Proportion Integral,PI)控制器超调量过大、抗干扰性不佳以及可靠性低等问题,设计了一个新型滑模速度控制器(New Sliding Mode Speed Controller,NSMSC)。该控制器利用新型滑模趋近律削弱了滑模变结构存在的抖振现象,并结合重构的改进型扩张状态观测器(Improved Extended State Observer,IESO)增强了对系统未知扰动的观测与抵抗能力,从而优化了系统的稳态性能。在此基础上,还构建了一个最大转矩电流比(Maximum Torque Per Ampere,MTPA)拟合模块来实现NSMSC在PMSM调速系统的应用。 (2)鉴于传统机械式传感器在实际应用中存在可靠性差、成本高以及维护困难等问题,特别采用了滑模位置观测器作为本文无传感器控制策略。并在此基础上,进一步提出了一种基于扩展反电动势模型的新型全阶滑模观测器(New Fullorder Sliding Mode Observer,NFSMO),其核心在于设计了一个边界层可变的分段函数替代传统滑模控制率函数,从而有效地缓解了系统的高频抖振问题并提高了转子位置的观测精度。 (3)将上述所设计的NSMSC与NFSMO相结合,提出了一套新型双滑模无位置传感器矢量控制策略。为了验证其性能,本文将其与传统策略进行了仿真对比。仿真结果表明,NSMSC-NFSMO新型双滑模矢量控制策略在转子位置和速度观测精确度以及抗扰动性能上均表现出明显的优越性。 (4)本文围绕便捷且高效的开发思路,采用了基于模型设计的代码自动生成方法。在此基础上,结合软硬件构建了一个以ST公司的STM32G474为主控芯片的实验平台。随后,通过搭建Matlab/Simulink上位机平台进行转速控制实验,实验结果验证了所提出的NSMSC-NFSMO新型双滑模矢量控制策略在实际应用中的可行性和有效性。

关键词：永磁同步电机滑模速度控制器最大转矩电流比滑模位置观测器双滑模矢量控制

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永磁同步电机双滑模控制系统研究

永磁同步电机双滑模控制系统研究

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作者：刘梁鸿西南石油大学

学位级别：硕士

永磁同步电机(PMSM)具有高转矩惯性比、高效率和高功率密度,在民用、航天和军事等领域得到了广泛应用。要获得高性能的PMSM控制,转速闭环是必不可少的,然而转速传感器的安装增加了系统成本,降低了系统的可靠性和鲁棒性,还受环境和安装... 详细信息

永磁同步电机(PMSM)具有高转矩惯性比、高效率和高功率密度,在民用、航天和军事等领域得到了广泛应用。要获得高性能的PMSM控制,转速闭环是必不可少的,然而转速传感器的安装增加了系统成本,降低了系统的可靠性和鲁棒性,还受环境和安装条件等的制约。因此,无速度传感器技术成为目前电机控制研究热点之一。本文针对如何提高永磁同步电机无速度位置传感器矢量控制系统的宽调速性能、带载能力、抗突变能力以及系统鲁棒性,做了如下研究:首先,介绍了永磁同步电机的发展现状,总结了现有主流的无速度传感器控制策略,讨论了永磁同步电机的动态数学模型和矢量控制的基本原理,分析了 SVPWM控制技术。同时分析了滑模变结构控制的基本原理、滑模控制三种特性以及滑模变结构控制系统抖振问题。其次,基于永磁同步电机的数学模型讨论了传统滑模观测器,通过反正切估计了电机的转子位置与转速,并导出了该方法的局限性;为此,建立了基于锁相环(PLL)的自适应滑模观测器来估计电机转速与转子位置,设计了饱和函数sat(s)作为切换函数,利用李亚普洛夫稳定性定理分析了该观测器的稳定性,该方法克服了反正切所引起的误差放大,减小了观测器的抖振。为了拓展低速调速范围和增强系统鲁棒性,构建了线性等速趋近律的滑模速度控制器,并判定了系统的稳定性;进一步推导了积分型变指数趋近律的滑模速度控制器,分析了系统的稳定性,该方法加快了趋近速度,减小了在滑模面上的抖振。构建了基于自适应滑模观测器和积分型变指数趋近律滑模速度控制器的永磁同步电机双滑模矢量控制系统。最后,基于MATLAB/Simulink建立了仿真系统,并针对调速范围、带载能力、抗负载突变等几方面进行仿真分析,并与传统的滑模观测器矢量控制系统进行了对比分析,表明了本文所提控制方案提高了 PMSM调速系统的低速带载能力和鲁棒性,系统具有较高的抗干扰能力,即使在很低转速运行工况下的转速降落也低于10%,且调速范围宽,可达1:600。基于固伟电子PTS-1000物理实验平台进行了实验验证。仿真和实验验证了理论分析的正确性以及本文所研究控制策略的有效性与可行性。

关键词：永磁同步电机自适应滑模观测器滑模速度控制器双滑模矢量控制系统

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永磁同步电机无位置传感器控制策略研究

永磁同步电机无位置传感器控制策略研究

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作者：吴伟江苏科技大学

学位级别：硕士

永磁同步电机已被广泛的用作高性能速度控制系统中的常用交流电机,其具有结构简单、重量轻、体积小、寿命长等优点,有利于电机系统向小型轻量化、高性能、高效节能方向发展。本文在以id=0矢量控制策略的基础上,研究表贴式永磁同步电机... 详细信息

永磁同步电机已被广泛的用作高性能速度控制系统中的常用交流电机,其具有结构简单、重量轻、体积小、寿命长等优点,有利于电机系统向小型轻量化、高性能、高效节能方向发展。本文在以id=0矢量控制策略的基础上,研究表贴式永磁同步电机的无位置传感器控制策略,其目的是为了降低表贴式永磁同步电机的控制成本,增加表贴式永磁同步电机控制系统的实用性和可靠性。本文首先研究永磁同步电机的id=0矢量控制策略,使用改进滑模速度控制器代替传统PI速度控制器。由于滑模控制本身是一种不连续的开关控制,所以会使得电机控制系统出现“抖振”现象。为了减少“抖振”现象对电机系统的影响,对该滑模速度控制器使用了一种新型的趋近律。MATLAB/Simulink的仿真结果表明:该改进滑模速度控制器可以使系统具有更快的动态响应和更好的估计效果。在表贴式永磁同步电机零低速启动情况下,针对传统的脉振高频信号注入法将电机模型处理为单纯的R-L负载,造成电机转子信息估计不精确,而且在数次使用滤波器提取转子信息后,电机转子信息的提取易受电机参数变化的影响,从而影响控制系统动态性能。本文先是将改进滑模速度控制器代替传统的PI速度控制器,通过估计的同步旋转坐标d'轴的电流信号判断转子的磁极,并且将估计的同步旋转坐标q'轴的输出信号乘以与注入电压频率相同的的三角正弦函数信号,再经过低通滤波器,实现对电机转子信息的提取,省去了带通滤波器的使用,避免了相位滞后,提高了控制效率。MATLAB/Simulink的仿真结果表明:改进脉振高频信号注入法可以使电机控制系统具有更快的动态响应和更强的抗干扰能力。在表贴式永磁同步电机中高速启动情况下,针对传统模型参考自适应控制方法对电机参数变化敏感,本文通过将改进滑模速度控制器代替传统的PI速度控制器,同时使用一种边界层可变的新型饱和函数的滑模变结构代替传统模型参考自适应法的PI环节,使模型参考自适应观测器的结构更加简洁,选择参数也更加的方便,使系统拥有了较好的转子转速估计效果,同时使得电机控制系统的抗干扰能力与跟踪精度得到提高。MATLAB/Simulink的仿真结果表明:改进双滑模模型参考自适应方法不但具有比较强的抑制扰动干扰能力,而且可以对电机转子信息进行精确地估计和并且使其具有更好的动态性能。

关键词：永磁同步电机无位置传感器滑模变结构滑模速度控制器脉振高频信号注入法模型参考自适应法

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基于MRAS的永磁同步电机无位置传感器控制系统研究

基于MRAS的永磁同步电机无位置传感器控制系统研究

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作者：周贺哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

随着高性能永磁材料的发展,永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）在工业以及日常生活领域得到了广泛的应用。为了提高永磁同步电机矢量控制系统的性能,需要实时监测电机转子位置与转速,传统控制方案中需要通过传感... 详细信息

随着高性能永磁材料的发展,永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）在工业以及日常生活领域得到了广泛的应用。为了提高永磁同步电机矢量控制系统的性能,需要实时监测电机转子位置与转速,传统控制方案中需要通过传感器获取转子位置及转速,传感器易受到周围工作环境的影响,从而导致控制系统的性能以及精度下降,同时传感器的存在又增加了永磁同步电机的体积与成本,因此无传感器控制成为当今的研究热点。本文以表贴式永磁同步电机为研究对象,采用模型参考自适应（Model Reference Adaptive System,MRAS）无位置传感器控制方法实现对电机转子位置的检测。永磁同步电机参数受外界环境的影响会发生变化,针对电机参数变化带来估算结果误差的问题,结合表贴式永磁同步电机的特点,将电机的参数通过模型参考自适应系统进行辨识,将辨识结果送入到观测器中,对可调模型进行修正,进而减小转速及转子位置的估算误差。进行可调模型、自适应定律的推导,根据波波夫超稳定性理论对非线性反馈系统的稳定性进行验证。为了增强系统的鲁棒性,双闭环矢量控制系统的速度环采用滑模变结构与PI控制相结合的方式,滑模控制动态响应快,抗干扰能力强,复合控制器既克服了传统滑模控制高频抖动的问题,又提高了控制系统的稳态性能。在MATLAB/Simulink环境下搭建系统仿真模型,对控制系统在多工况条件下进行有效性的验证。以主控芯片TMS320F28335为核心设计了永磁同步电机无位置传感器控制系统,包括电源电路、驱动隔离电路、电流检测电路,过流保护电路及软件程序控制流程图。实验证明基于MRAS的永磁同步电机无位置传感器控制系统能够准确的获取转速及转子位置。

关键词：永磁同步电机无位置传感器滑模速度控制器模型参考自适应

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