检索结果-内蒙古大学图书馆

电气工程学报 2021年第4期16卷 120-126页

作者：巫庆辉黄成鑫侯元祥辽宁工程技术大学电气与控制工程学院葫芦岛125105 渤海大学工学院锦州121013

针对传统矢量控制方法难以获得精确的转子位置和转速的问题,提出一种基于高频方波注入法和改进龙伯格观测器的永磁同步电机的转速研究方法。因高阶系统稳定性较差,微机控制难度较高,并且由于高阶的传递函数中参数对电机参数和控制器参... 详细信息

针对传统矢量控制方法难以获得精确的转子位置和转速的问题,提出一种基于高频方波注入法和改进龙伯格观测器的永磁同步电机的转速研究方法。因高阶系统稳定性较差,微机控制难度较高,并且由于高阶的传递函数中参数对电机参数和控制器参数的依赖性较大,因此很难对于永磁同步电机具有通用的控制性能。为解决上述问题,将龙伯格观测器中的电磁转矩前馈项替换为一个由速度指令组成的二阶系统,并用最小二乘法得到该二阶系统。仿真结果表明,改进方案在负载扰动下具有更好的跟踪精度和鲁棒性。

关键词：永磁同步电机无传感器控制方波电压注入法龙伯格观测器最小二乘法

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基于新型高次谐波滤波器的SPMSM龙伯格观测器

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制造技术与机床 2024年第12期 91-97页

作者：姜家锋李建贵凌楚冲徐世康武汉理工大学机电学院湖北武汉430070

在使用龙伯格观测器对表贴式永磁同步电机(surface permanent magnet synchronous motor,SPMSM)进行无位置传感器控制时,逆变器的死区时间和转子空间结构将会引起反电动势中含有高次谐波,从而影响观测器的位置估计精度。提出一种新型的... 详细信息

在使用龙伯格观测器对表贴式永磁同步电机(surface permanent magnet synchronous motor,SPMSM)进行无位置传感器控制时,逆变器的死区时间和转子空间结构将会引起反电动势中含有高次谐波,从而影响观测器的位置估计精度。提出一种新型的高次谐波滤波器——二阶复数低通滤波器(second-order complex low-pass filter,SOCLF),该滤波器在中心频率处零增益、无相位差,且对高频信号具有较好的抑制效果。首先,使用SOCLF对龙伯格观测得到的反电动势进行预处理,可以实现在反电动势基波信号不失真的前提下抑制反电动势中的高次谐波。其次,通过锁相环提取预处理后的反电动势信号中的位置信息。最后,搭建试验平台,对反电动势进行谐波分析。结果表明,加入SOCLF预处理可以抑制其含有的高次谐波。同时,电机估计位置误差有所减小,证明了该方法的有效性。

关键词：表贴式永磁同步电机龙伯格观测器高次谐波滤波器锁相环

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基于改进指数趋近律和自适应龙伯格观测器的PMSM速度环滑模控制

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光学精密工程 2024年第19期32卷 2921-2932页

作者：唐腾宇邓永停刘京康寓新徐一凡伏佳张智敏中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100039

为了提高永磁同步电机驱动系统的速度控制性能,提出一种基于改进指数趋近律和自适应龙伯格观测器的滑模控制策略。针对传统指数趋近律收敛速度慢的问题,提出一种基于非线性自适应函数的指数趋近律,基于该趋近律的滑模控制策略使系统具... 详细信息

为了提高永磁同步电机驱动系统的速度控制性能,提出一种基于改进指数趋近律和自适应龙伯格观测器的滑模控制策略。针对传统指数趋近律收敛速度慢的问题,提出一种基于非线性自适应函数的指数趋近律,基于该趋近律的滑模控制策略使系统具有更快的收敛速度和更小的抖振,引入的自适应函数解决了趋近律的指数项导数不连续的问题。针对传统的龙伯格观测器性能差的问题,提出一种自适应龙伯格观测器对系统的总扰动进行估计并补偿,该观测器具有更快的响应速度且不影响系统的稳态性能,进一步提升了系统的抗干扰能力和速度跟踪性能。仿真和实验结果表明,在跟踪500 r/min和750 r/min的阶跃速度指令时,系统的调节时间分别为0.44 s和0.71 s;突加5 N·m,10 N·m和20 N·m负载时,系统的调节时间分别为1.16,1.79和1.99 s。本文提出的滑模控制策略能够有效提高系统的稳定性和动态响应性能。

关键词：永磁同步电机滑模控制趋近律龙伯格观测器

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基于龙伯格观测器的感应电机预设性能位置跟踪优化控制

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控制理论与应用 2023年第6期40卷 1043-1052页

作者：刘乐刘鹏王馨方一鸣燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室河北秦皇岛066004 智能控制系统与智能装备教育部工程研究中心河北秦皇岛066004

考虑暂稳态约束、控制参数优化及参数摄动和负载扰动等对感应电机位置跟踪控制性能的影响,本文提出了一种基于龙伯格观测器的预设性能优化控制方法.首先,针对电机转子磁链在实际中不可测的问题,采用龙伯格观测器对其进行了快速准确的估... 详细信息

考虑暂稳态约束、控制参数优化及参数摄动和负载扰动等对感应电机位置跟踪控制性能的影响,本文提出了一种基于龙伯格观测器的预设性能优化控制方法.首先,针对电机转子磁链在实际中不可测的问题,采用龙伯格观测器对其进行了快速准确的估计.其次,基于反步法完成感应电机位置预设性能控制器的设计,基于变增益指数趋近律完成感应电机磁链滑模控制器的设计,通过构造干扰观测器对电机系统中由参数摄动和负载扰动引起的不确定项进行观测,实现了对系统给定值准确的跟踪控制.再次,将遗传算法(GA)与改进的粒子群优化(IPSO)算法相结合,对所设计的控制器参数进行优化整定,进一步提高了系统的收敛速度和稳态精度.基于李雅普诺夫稳定性理论分析表:所设计的控制器能够保证位置跟踪误差一直处于预设边界内,且整个闭环系统是全局一致有界稳定的.最后,通过仿真和模拟实验对比分析验证了本文所提方法的有效性及在实际电机系统中应用的可行性.

关键词：感应电机龙伯格观测器预设性能控制反步滑模控制混合智能优化算法

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基于龙伯格观测器的MMC子模块故障检测方法

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电力工程技术 2023年第2期42卷 58-66页

作者：李群林金娇邓富金周琦陈双锋国网江苏省电力有限公司电力科学研究院江苏南京211103 东南大学电气工程学院江苏南京210096

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)由大量子模块(submodule,SM)串联构成,是高压大功率领域最有发展潜力的变换器之一。SM功率开关开路故障和短路故障严重影响了MMC的可靠性,给MMC稳定运行带了巨大挑战。因此,为了... 详细信息

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)由大量子模块(submodule,SM)串联构成,是高压大功率领域最有发展潜力的变换器之一。SM功率开关开路故障和短路故障严重影响了MMC的可靠性,给MMC稳定运行带了巨大挑战。因此,为了快速地检测出故障SM,文中提出一种基于龙伯格观测器的SM功率开关故障检测方法。首先,分析SM故障特性,根据SM电容电压变化的数学关系,建立龙伯格观测器模型;然后,通过龙伯格观测器计算SM电容电压估计值,比较电容电压估计值与测量值,实现SM功率开关故障检测;最后,在PSCAD/EMTDC中搭建MMC系统仿真平台,并在实验室搭建MMC实验平台进行验证。仿真和实验结果表明,龙伯格观测器能够准确有效地检测出SM开路故障和短路故障,验证了该故障检测方法的可行性与有效性,但要对每个SM进行监测。

关键词：模块化多电平换流器(MMC) 子模块故障故障检测故障定位龙伯格观测器电容电压

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基于龙伯格观测器的PMSM双矢量模型预测控制

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辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2024年第4期43卷 486-493页

作者：王秀平蔡旭曲春雨董志鹏李岩沈阳工程学院电力学院辽宁沈阳110136 国网辽阳供电公司辽宁辽阳111000

当永磁同步电机采用有限集模型预测控制时,虽动态性能优异,但存在稳态性能差、计算量大的问题。针对上述问题本文提出了一种基于龙伯格观测器的模型预测控制策略。首先,通过分析传统模型预测控制中占空比控制策略的次优电压矢量所在扇... 详细信息

当永磁同步电机采用有限集模型预测控制时,虽动态性能优异,但存在稳态性能差、计算量大的问题。针对上述问题本文提出了一种基于龙伯格观测器的模型预测控制策略。首先,通过分析传统模型预测控制中占空比控制策略的次优电压矢量所在扇区的分布规律,构造新的电压矢量选择表降低了次优电压矢量的计算次数。此外,针对传统机械传感器的一系列弊端,设计了一种龙伯格观测器计算电机的反电动势,再由锁相环估计永磁同步电机转速和转子位置信息。最后,通过搭建实验平台,与传统有限集模型预测控制进行实验对比分析,实验结果表明本文所提控制策略具有更好的稳态性能和控制精度。

关键词：永磁同步电机双矢量模型预测控制龙伯格观测器无位置传感器锁相环

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基于龙伯格观测器的PMSM单相低分辨率位置传感器故障容错控制算法

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江苏科技大学学报（自然科学版） 2023年第1期37卷 49-56页

作者：苗奎星魏海峰张懿李垣江江苏科技大学海洋学院镇江212100 中国电信股份有限公司徐州分公司徐州221003

在电动助力车用永磁同步电机(PMSM)控制系统中,针对PMSM在正常运行过程中,发生单相低分辨率位置传感器故障的问题,以霍尔位置传感器为例,提出了一种低分辨率位置传感器故障状态下的新型容错控制算法,将龙伯格观测器引入容错控制并提出... 详细信息

在电动助力车用永磁同步电机(PMSM)控制系统中,针对PMSM在正常运行过程中,发生单相低分辨率位置传感器故障的问题,以霍尔位置传感器为例,提出了一种低分辨率位置传感器故障状态下的新型容错控制算法,将龙伯格观测器引入容错控制并提出一种基于转子位置估算误差的加权值函数,根据该函数值结合基于一阶加速度算法的容错控制,实现永磁同步电机在全速度段的高精度容错控制.实验结果表明,在单相霍尔位置传感器故障状态下,新型容错控制算法具有良好的容错控制效果,提高了电动助力车用PMSM控制系统的可靠性和稳定性.

关键词：电动助力车霍尔位置传感器永磁同步电机容错控制龙伯格观测器

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基于龙伯格观测器的永磁同步电机无差拍电流预测控制方法研究

基于龙伯格观测器的永磁同步电机无差拍电流预测控制方法研究

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作者：王鹏飞山东科技大学

学位级别：硕士

永磁同步电机因其转子结构简单、生产和维护费用低、运行稳定、可以实现高速驱动等优点,被广泛应用于新能源汽车、航天、机器人和医疗器械等领域。为了满足尖端领域日益增长的控制精度需求,各国学者提出了许多优秀的控制算法,无差拍电... 详细信息

永磁同步电机因其转子结构简单、生产和维护费用低、运行稳定、可以实现高速驱动等优点,被广泛应用于新能源汽车、航天、机器人和医疗器械等领域。为了满足尖端领域日益增长的控制精度需求,各国学者提出了许多优秀的控制算法,无差拍电流预测控制就是其中之一。无差拍电流预测控制相对于传统PI控制具有预见性、动态响应快等优点,可以使电机在切换工作状态时或者受到干扰恢复到正常状态时更为迅速,是一种理想的控制方式,但无差拍电流预测控制对电机参数变化十分敏感,一旦有参数偏差系统就会出现电流静差现象,进而影响控制性能,参数偏差严重时甚至会导致系统崩溃。针对无差拍电流预测控制算法对电机参数变化敏感性强的缺点,本文设计了龙伯格观测器,实时观测电机参数扰动,并修正预测模型输出的期望电压矢量。仿真结果显示,龙伯格观测器可以有效降低预测模型对电机参数的依赖,消除电流静误差影响。本文参考扩张状态观测器的估计值误差与观测器增益的非线性关系,即“大误差小增益,小误差大增益”设计理念,提出了一种变增益龙伯格观测器,针对不同的误差情况给予不同的增益,大误差如电机启动阶段,给予观测器小增益,小误差如运行过程中电机参数发生变化,给予观测器大增益,进一步提升观测器性能。仿真结果显示变增益龙伯格观测器能有效提升系统动稳定性,同时降低了观测器的估计值误差。最后,在永磁同步电机—直流电机对拖实验平台进行实验验证,实现了基于传统龙伯格观测器与基于变增益龙伯格观测器的两种无差拍电流预测控制算法,并对二者进行对比分析。实验结果显示,变增益龙伯格观测器能够有效提高系统动态性能。

关键词：永磁同步电机无差拍电流预测控制龙伯格观测器电流静差估计值误差

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基于龙伯格观测器的水下机器人推进系统无位置传感器控制研究

基于龙伯格观测器的水下机器人推进系统无位置传感器控制研究

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作者：陈尧伟江苏科技大学

学位级别：硕士

水下机器人具有环境适应能力强、操控方便和续航能力强等优点,优越的水下机器人推进系统能实现水下机器人多姿态控制。为减少成本,其推进器多采用无位置传感器控制算法进行控制。受限于目前的无位置控制算法无法很好解决水下推进器正向... 详细信息

水下机器人具有环境适应能力强、操控方便和续航能力强等优点,优越的水下机器人推进系统能实现水下机器人多姿态控制。为减少成本,其推进器多采用无位置传感器控制算法进行控制。受限于目前的无位置控制算法无法很好解决水下推进器正向和反向的位置误差问题,导致控制系统出现不稳定,甚至无法正常运行的情况。此外,水下推进器的无位置控制算法依赖于电机模型,因此复杂的海洋环境会使水下推进器参数发生变化,导致无位置传感器算法的位置辨识和速度辨识精度受到影响。为提高无位置传感器控制算法的稳定性能和位置-速度辨识精度,本文围绕水下推进器在实际环境中遇到的问题,分别开展相应的问题建模和求解方法研究,具体研究内容如下:首先,本文对水下推进器的核心元件永磁同步电机进行数学建模。在此基础上,构建用于矢量控制的龙伯格观测器,且对其进行稳定性分析。仿真实验证明龙伯格观测器的有效性,能估算良好的反电动势波形。然后,本文提出一种新型锁相环结构。本文讨论传统型锁相环的结构组成和工作原理,通过动态方程建立雅可比(Jacobian)矩阵,验证当永磁同步电机的旋转方向产生变化后,原有方向下辨识的位置误差无法收敛。因此设计两种方向下位置误差均可收敛的锁相环结构。用同样的理论验证新型锁相环的有效性。仿真实验结果验证传统锁相环无法保证位置误差收敛问题以及新型锁相环能实现永磁同步电机在两个方向下位置误差均可收敛的功能。其次,本文提出一种带遗忘因子的递推最小二乘算法参数辨识结合扩展龙伯格观测器的新方法。通过建立方程矢量图,推理速度辨识对各参数的敏感度公式。由实际工况及参数变化公式推理各参数的最大变化范围。并用带遗忘因子的递推最小二乘算法对选择的参数进行在线估算,达到对扩展龙伯格观测器模型优化的目的。仿真实验验证各参数的敏感性以及观测器被优化后的有效性,且能降低龙伯格观测器对参数的敏感度,提高速度辨识精度。最后,研制水下机器人推进系统,并完成水下推进器推力实验。研制一款高性能的电机驱动板,完成对电源舱、控制舱的设计及调试。在此基础上,验证基于新型锁相环算法的有效性,并完成水下实验,得到水下推进器转速及推力的关系曲线。实验结果验证本文所研制的水下推进系统的稳定性及实用性。

关键词：水下推进系统无位置传感器控制龙伯格观测器新型锁相环带遗忘因子的递推最小二乘算法

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基于自适应滑模观测器的PMSM无传感器控制

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微特电机 2025年第3期53卷 66-72页

作者：李瑞熙周士贵柴方博罗晓东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

针对永磁同步电机(PMSM)无传感器控制,提出了一种改进自适应超螺旋滑模观测器。为了改善滑模抖振现象,设计了分段平方根切换函数取代符号函数;设计了自适应方案来动态调节滑模系数,可同时兼顾观测器的收敛速度和抖振程度。设计自适应反... 详细信息

针对永磁同步电机(PMSM)无传感器控制,提出了一种改进自适应超螺旋滑模观测器。为了改善滑模抖振现象,设计了分段平方根切换函数取代符号函数;设计了自适应方案来动态调节滑模系数,可同时兼顾观测器的收敛速度和抖振程度。设计自适应反电动势估计器,用于消除反电动势噪声,提高辨识精度。设计龙伯格观测器来解算转子速度和位置,有效减小了辨识位置的相位延迟和误差。通过不同转速下的对比实验,验证了所提自适应超螺旋滑模无传感器控制策略在位置和速度辨识精度以及动态性能方面都更具优越性。

关键词：永磁同步电机自适应控制超螺旋滑模观测器龙伯格观测器

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