基于锁相环的永磁同步电机无位置传感器控制技术研究

本文针对低速永磁同步电机给出了基于高频旋转电压注入的永磁同步电机转子位置自检测方法,该系统采用锁相环作为转子位置观测器。最后本文在Matlab/Simulink软件下对无位置传感器控制系统进行了仿真,仿真结果验证了该方法的可行性。     

改进滑模观测器在船舶电力推进PMSM无位置控制中的应用

针对船舶电力推进永磁电机中无传感器技术存在的问题,在分析电力推进船舶常用的三相永磁同步电机的数学模型的基础上,提出一种改进的变结构滑模观测器的无传感器矢量控制算法。根据观测电流与实际电流的差值重构电机的反电动势,利用开关函数和卡尔曼滤波器滤除高频干扰,从而准确估算出电机的转子位置和转速。利用MATLAB/Simulink进行仿真试验,验证该速度估计算法的正确性。     

模型参考自适应下的永磁同步电机无传感器矢量控制

基于模型参考自适应(MRAS)算法基本原理,研究永磁同步电机转子位置以及转速估算算法,将MRAS算法应用于永磁同步电机无传感器矢量控制系统中.Matlab/Simulink环境下搭建基于MRAS算法的永磁同步电机无传感器矢量控制系统仿真模型,对电机在启动、转速突变以及负载转矩突变的工况进行仿真试验和结果分析,仿真和实验结果验证该控制系统具有良好的控制性能,MRAS算法可以准确估算出电机转子位置以及转速.     

基于高频注入法的船舶电推PMSM低速域转子位置估计

为进一步提高电力推进船舶用永磁同步推进电机在转子位置传感器发生故障情况下的可靠性,采用无位置传感器控制技术估计的转子位置来实现推进电机的闭环控制。在分析电力推进船舶系统结构的基础上,根据三相永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)的矢量控制原理,在低速域范围内采用基于高频注入法的转子位置估计算法,在两相静止坐标系中以高频响应电流作为调制信号对高频响应电流进行处理,经过低通滤波后,采用外差法构建转子位置误差信号,再提取转子d轴位置,利用磁路饱和效应判断转子NS极性。在仿真软件MATLAB/Simulink中对该算法在电力推进船舶永磁同步电动机控制系统中进行验证。验证结果表明:基于高频注入法的无位置传感器控制技术在电力推进船舶PMSM低速范围可准确地估计转子位置。     

船舶双三相永磁同步电机高频注入算法研究

传统高频信号注入法只适用于具有凸极特性的永磁同步电机,并且在位置估计和电流反馈环节引入多个滤波器,造成位置估计和电流响应延迟,降低了系统的动态性能。针对凸极特性不明显的表贴式双三相永磁同步电机,在低速阶段提出一种基于高频方波电压注入法的无位置传感器控制策略,将高频注入周期和磁场定向控制周期分离,高频注入周期内直接在两相静止轴系采样高频响应电流进行转子位置估计,且位置估计和电流反馈环节均未使用滤波器。通过理论分析和仿真验证了该控制策略的有效性。     

无速度传感器永磁同步电机低脉动直接转矩控制

传统永磁同步电机直接转矩控制系统的定子磁链、电磁转矩脉动较大,这些脉动在影响系统性能的同时,也影响电机参数的辨识精度。为实现永磁同步电机的低脉动无速度传感器直接转矩控制,采用EKF(扩展卡尔曼滤波器)构建电机转速、定子磁链观测器,以实现电机转速等参数的实时在线观测;构建转矩、磁链SMC(滑模控制器)取代传统DTC(直接转矩控制)中的滞环比较器和开关表以降低脉动。结果表明,无速度传感器永磁同步电机低脉动直接转矩控制能有效地降低电机转矩、磁链脉动,改善系统控制性能,同时,能实现永磁同步电机变量的快速、精确观测。     

基于高频方波注入的船舶电机无传感器控制研究

随着大功率交流调速技术的不断进步,船舶电力推进如今成为船舶行业的主要发展目标。为研究运行可靠稳定、灵活、高性能的船舶电机无位置传感器控制,系统采用高频注入法估算电机转子位置信号,根据基于高频注入永磁同步电机数学模型的研究,该系统中高频采用的是高频方波注入,减少滤波器的使用从而缓解了转子位置延迟现象,同时采用锁相环对电机转子的相位和频率跟踪来计算电机转子的估计转速,克服了估算转速脉动大的困难。利用Matlab对电机控制系统仿真,验证电机控制系统的电机转速平滑稳定,转子位置波形在0–2π有规律往返。最终实现高精度、灵活的无传感器船舶电机控制。     

基于高频方波注入的船舶电机无传感器控制研究

随着大功率交流调速技术的不断进步,船舶电力推进如今成为船舶行业的主要发展目标.为研究运行可靠稳定、灵活、高性能的船舶电机无位置传感器控制,系统采用高频注入法估算电机转子位置信号,根据基于高频注入永磁同步电机数学模型的研究,该系统中高频采用的是高频方波注入,减少滤波器的使用从而缓解了转子位置延迟现象,同时采用锁相环对电机转子的相位和频率跟踪来计算电机转子的估计转速,克服了估算转速脉动大的困难.利用Matlab对电机控制系统仿真,验证电机控制系统的电机转速平滑稳定,转子位置波形在0-2π有规律往返.最终实现高精度、灵活的无传感器船舶电机控制.     

基于扩展卡尔曼滤波的船舶电力推进系统仿真

针对船舶电力推进系统中采用传统直接转矩控制存在磁链和转矩脉动较大,以及速度传感器的使用降低了系统可靠性,增加了系统成本等问题.提出采用扩展卡尔曼滤波器精确估计电机的定子磁链和电机转速,间接估计转矩,从而实现永磁同步电机的无速度传感器直接转矩控制.保持了直接转矩控制的转矩快速响应和系统鲁棒性强的优点,降低磁链和转矩脉动,减小了系统因电机参数的变化和负载扰动带来的影响.仿真结果表明,基于扩展卡尔曼滤波的船舶电力推进系统具有良好的转速和转矩控制性能.     

船舶永磁同步电机直接转矩控制机制研究

直接转矩控制是船舶永磁同步电机调速系统的关键技术,船舶永磁同步电机调速系统具有非线性等变化,当前船舶永磁同步电机直接转矩控制存在控制不精确、转速超调量大等缺陷。为了提高船舶永磁同步电机直接转矩控制效果,设计了基于小波神经网络的船舶永磁同步电机直接转矩控制机制。首先分析当前船舶永磁同步电机直接转矩控制进展,建立船舶永磁同步电机直接转矩控制的数学模型,然后采用小波神经网络和PID相融合的船舶永磁同步电机直接转矩控制机制,最后采用Simulink软件建立船舶永磁同步电机直接转矩控制仿真平台。仿真测试结果表明,本文机制减少了船舶永磁同步电机直接转矩控制误差,船舶永磁同步电机转速超调量几乎为0,使船舶永磁同步电机调速系统具备更好的稳态性能,控制效果要明显优于其他船舶永磁同步电机直接转矩控制机制。     

永磁无刷直流电机霍尔位置传感器的安装

永磁无刷直流电机在各行各业的应用越来越广泛。在永磁无刷直流电机中，霍尔位置传感器经常用来测量电机的转子位置和转速。转子位置传感器的安装精度直接关系到永磁无刷直流电机的运行，因此如何安装传感器是非常重要的。本文结合作者多年从事无刷直流电机开发的经验，提出了简便易行的霍尔位置传感器安装方法。     

基于扰动补偿的永磁同步电机自抗扰内模控制

针对传统永磁同步电机PI控制存在的鲁棒性差问题,提出考虑参数摄动的永磁同步电机自抗扰内模控制方法.控制系统转速外环采用自抗扰控制器对外部负载扰动进行补偿,实现对给定转速的跟踪控制.电流内环设计考虑参数摄动的内模控制器,通过自适应观测器对电机参数摄动量进行实时估计和在线调整,增强电流预测控制的鲁棒性.实验对比传统PI控制与新型控制方法,其结果验证了新型控制方法在抗外部负载扰动和内部参数摄动方面的有效性和实用性.     

PMSM全阶滑模无传感器伺服控制研究

为研究运行可靠稳定、高性能的无传感器永磁同步电机控制系统,采用全阶滑模观测器观测电机转子位置信号,并以S函数为切换函数的全阶滑模观测器观测原理取代了原始的以开关函数为切换函数的二阶滑模观测器,减少了开关函数在切换时造成的转子位置延迟现象;同时采用锁相环对电机转子的相位和频率跟踪来计算电机转子的估计转速,并将估算的转子位置信号作为三闭环的外环反馈信号,构成伺服控制系统,缓解了二阶滑模观测器的转速不平稳,克服了估算转速脉动大的困难.利用MATLAB对电机伺服系统仿真,验证了伺服控制系统的电机转速平滑稳定,转子位置波形在0~2π有规律往返,最终实现了高精度的电机转子位置和速度估计.     

永磁同步电机精确性线性化控制技术的研究

永磁同步电机常规控制方法不能满足高稳定性和精确性控制要求。本文将精确线性化控制技术引入永磁同步电机控制研究中,利用微分几何原理推导出三相永磁同步电机系统满足线性化的条件,从而得到对应的状态反馈精确线性化模型和输入输出表达式。结合此模型,利用状态反馈,实现对电机转速的控制。MATLAB仿真验证了永磁同步电机精确线性化控制技术理论分析,并证明了其能够实现永磁同步电机系统的输入与输出线性化解耦控制。     

基于高频信号注入的永磁同步电机无传感器控制

介绍一种基于脉振高频电压信号注人的永磁同步电机（PMSM）转子位置和速度估算方法,以及应用MATLAB的仪表控制工具箱模块与DSP实现RS232串行通讯的方法,并通过Matlab/Simulink平台建立了永磁同步电机DSP硬件在环的无位置传感器矢量仿真控制系统.     

新能源船舶永磁同步电机无位置传感器控制的研究

为了实现新能源船舶永磁同步电机（Permanent MagnetSynchronousMotor,简称PMSM）全速域无位置传感器控制,本文采用低速I/f控制结合中高速模型参考自适应观测器的全速域无位置传感器复合控制算法。该方法实现了新能源船舶推进无位置传感器控制系统的平稳可靠运行,在新能源船舶电力推进中具有较强的实际意义。     

永磁同步电机四电流矢量转子预定位技术研究

由于机械式位置传感器成本高、体积大,永磁同步电机的无位置传感器控制技术逐渐成为研究热点。在永磁同步电机无位置传感器控制中,转子初始位置检测对电机启动非常重要。目前常用于检测转子初始位置的定子绕组电流比较法和高频信号注入法存在运算量大、对电流检测精度要求高、算法复杂等不足。针对这一问题,提出了一种四电流矢量转子预定位方法,该方法通过在永磁同步电机的定子中依次产生大小相等、方向固定的四个电流矢量,利用定子绕组电流与转子相互作用产生的电磁转矩,将转子拖动至设定位置实现转子预定位。通过分析转子的受力情况与运动方程,推算出实现转子预定位的电流幅值。最后,通过仿真对所提预定位策略进行了验证。     

永磁同步电机传动系统低速运行的新方法

本文提出了无旋转位置传感器的永磁同步电机（ＰＭＳＭ）传动系统低速运行的新方法。通过采用ＰＭＳＭ自身的位置传感特性，在瞬态下也能得到实际转子位置电机速度。在称为ＭＣＤＩ的特殊试验周期中，从直接测量中即可得到主要的反电动势信息，所以无传感器传动系统的工作速度范围可扩大到１０ｒ／ｍｉｎ。而且，ＰＭＳＭ传动系统的慢速起动问题可用所推荐的算法解决。为了证实推荐方案的可行性，本文还介绍了在大约１０～１００ｒ／ｍｉｎ低速范围内的试验结果。     

永磁同步电机IF控制策略转矩匹配特性研究

IF控制策略是永磁同步电机的一种无位置传感器开环控制策略,IF控制策略的电流幅值影响电机的转矩匹配和抗扰动能力。电机转速宽范围变化时,传统的恒流频比控制方式不能很好地实现转矩匹配。针对这一问题,提出了根据电机负载转矩曲线设置IF控制电流幅值的控制方式,从而保持IF控制中转矩角不变,实现电机的转矩匹配,维持推进电机的抗负载扰动能力。在永磁同步电机实验平台上,对本文所提的IF控制方式进行了实验验证。     

船舶推进感应电机无速度传感器技术研究

将全阶状态观测器技术应用于船舶推进感应电机无速度传感器控制系统中,实现对推进电机转速的实时辨识。以定子电流和转子磁链为状态变量,构建全阶状态观测器。再以全阶状态观测器为可调模型,驱动电机为参考模型,使用模型参考自适应的方法对电机转速进行辨识。针对转速估算系统低速区域不稳定问题,设计出能保证系统在低速时保持稳定的反馈增益矩阵设计准则。在Matlab/Simulink仿真环境下进行仿真。