新能源汽车永磁同步电机控制策略及仿真研究

以新能源汽车的永磁同步电机作为研究对象,根据电机坐标变换原理来建立电机数学模型。基于电机直接转矩控制方法,结合并设计超螺旋二阶滑模控制策略来同时对车用永磁同步电机进行控制,利用Matlab/Simulink软件建立整体电机控制策略模型并进行仿真。通过仿真结果表明所设计的电机控制策略可以有效对永磁同步电机进行控制,提高了对电机的控制精度和整个控制系统的鲁棒性,也验证了所建控制策略模型的有效性,为新能源汽车永磁同步电机控制策略的开发提供一定的研究基础。     

基于模糊滑模控制的永磁同步液压电机泵变速控制的研究

提出一种永磁同步液压电机泵模型,即把永磁同步电机转子作为液压泵缸体,以进一步提高液压传动的整机效率．通过控制电机转速直接调节泵的输出流量,使电机泵提供的功率与负载匹配,从根本上提高液压调速系统的效率．同时建立了该液压电机泵变速控制系统的数学模型．针对永磁同步电机非线性、多变量、强耦合的特点,将模糊和滑模控制理论运用到永磁同步电机直接转矩控制中,以提高系统的鲁棒性和快速性．对转速阶跃变化进行仿真研究,仿真结果表明该策略具有良好的鲁棒性和快速性．     

永磁同步电机弱磁控制仿真研究

受电动汽车车载电源和逆变器容量的限制,电压达到最大时会引起电流调节器的饱和,导致电机的转速无法继续提升,因此提高转速,扩大调速范围,需要进行弱磁控制。在分析永磁同步电机弱磁控制原理的基础上,提出了一种基于电流超前角的电压反馈弱磁控制策略,并在Matlab/Simulink平台中搭建永磁同步电机弱磁控制系统的仿真模型,仿真结果表明,控制系统具有较快的响应速度、较高的稳定性、较广的调速范围、较强的抗干扰能力和良好的鲁棒性。     

基于线性反馈法的永磁同步电机混沌控制

为了实现对永磁同步电机混沌系统转子角速度的有效控制,重点对永磁同步电机转子角速度进行研究,根据稳定点的性质,本文为该系统设计了一个线性反馈控制器,对于控制系统,选择控制参数去改变系统的李亚普诺夫指数,以达到稳定系统的目的,再通过一定的校正使系统的转子角速度稳定在期望值上.理论分析和仿真结果均表明该控制器是有效的,可以实现系统的快速稳定.     

远洋渔船双绕组永磁电机推进系统研究

在分析了船舶用六相电机控制系统的基础上,提出了实用的六相永磁同步电动机的控制策略,即采用双逆变器和一台六相永磁同步电机实现多相电机控制系统.与传统电力推进系统相比,双绕组永磁同步电机节省了电机的空间和材料,提高了可靠性和操作的灵活性,提升了功率等级,在船舶电力推进系统中应用有很大优势.     

永磁同步电机3种速度调节方式的比较

针对传统PID控制下的永磁同步电机响应速度慢和稳态性能差的问题,对分段PI调节、模糊PI控制与传统PID控制进行对比实验,从仿真结果可以看出:分段PI调节和模糊PI控制使永磁同步电机控制系统的抗干扰能力得到提高,增强了鲁棒性。     

基于卡尔曼滤波和神经网络的PMSM参数辨识

永磁同步电机（PMSM）是一种非线性、强耦合的控制对象,电机参数的变化加大了其控制难度.因此,参数辨识对于其闭环控制系统的稳定运行有着重大的意义.文中针对这一非线性、强耦合的模型,研究了一种基于扩展卡尔曼滤波（EKF）和El man神经网络（El man NN）的永磁同步电机参数Rs,ψd和ψq的辨识方法.仿真结果表明,该方法具有很快的收敛速度,能很精确地辨识PMSM的Rs,ψd和ψq,该网络具有良好的泛化能力,在变速变负载等复杂情况下也适用.     

永磁同步电机伺服系统中电机启动过程分析

分析了矢量控制下永磁同步电机启动过程各阶段电流、电压、速度的变化规律和影响因素，线性加速阶段决定启动速度，可通过设置电机能够承受的最大启动力矩以加快启动过程，电流建立阶段的电流响应主要取决于直流母线电压，速度调整阶段电机进入稳定运行的时间取决于调节器的参数，加大为电机供电的整流器滤波电容并采用三相供电，可减小直流电压的动态下降，仿真和实验证实了以上分析结果。     

基于双闭环PI控制的电动车桥驱动控制系统建模与仿真

针对电动车桥中电机控制系统开发困难的问题,提出了一种基于转速环、电流环双闭环PI控制的电动车桥驱动控制策略。以电动车桥的核心驱动部件——永磁无刷直流电机为研究对象,利用软件Matlab/Simulink建立基于双闭环PI控制的仿真控制系统,并在此基础上以单片机STM8S105S4为中央处理器开发了电动车桥驱动控制系统。试验测得稳定转速与目标转速相接近,说明采用的控制策略的可行性。     

轨道交通永磁同步牵引系统发展概况与关键技术综述

为系统分析和总结轨道车辆永磁牵引系统控制技术研究与发展趋势，介绍了永磁同步电机作为牵引电机应用于轨道交通领域的优缺点和国内外永磁同步牵引系统的应用情况；回顾了大功率牵引逆变器在低开关频率下的控制技术和永磁同步电机牵引控制技术，分析了脉宽调制策略、弱磁控制等关键技术的设计思想、研究方法等；总结了近几年国内外研究成果，讨论了各类控制方法的优点和局限，并展望了永磁同步电机在轨道交通牵引领域的发展前景和面对的挑战。研究结果表明:内置式永磁同步电机适用于直驱系统，具有体积小、效率高等优势；牵引逆变器通常采用混合脉宽调制策略，低频段采用异步调制，中频段为同步调制，方波工况下采用单脉冲调制，其中特殊同步调制下系统动态性能的提升和不同调制方法之间的平滑切换是牵引逆变器脉宽调制技术的难点；电机控制策略主要针对基于双电流调节器、电压矢量角弱磁控制和方波工况下弱磁控制这3种高速运行区的弱磁控制方法进行研究；在前期研究的基础上，应进一步考虑永磁同步电机的无位置传感器技术、故障在线诊断与预测和高精度参数辨识问题；牵引传动系统的机电耦合特性和短路故障处理是今后重点关注的研究方向。      

基于液压泵/马达逆向驱动的电机启动电流控制方法

针对蓄电池轨道工程车续航里程短、永磁同步牵引电机启动电流大等问题，基于液压泵/马达能量逆向传递特性，提出了利用液压泵/马达逆向驱动的电机启动电流控制新方法. 通过使液压泵/马达工作在马达模式将电机驱动至一定初始转速后接通电源实现电机带速启动，抑制或削弱电机启动电流；永磁同步电机带速启动采用无位置矢量控制方式，结合短路电流矢量法对电机启动时刻的转子转速和位置进行计算，并通过AMESim与MATLAB/Simulink进行联合仿真. 研究结果表明:所提出的电机启动电流控制新方法能让电机的启动峰值电流最大降低70%左右；启动电流与电机接通电源启动时的初始转速有关，且初始转速越接近需求转速则启动电流越小；电机转速稳定后电流大小仅与电机负载有关；液压泵/马达工作排量或蓄能器充液压力越大，电机被逆向驱动时的转速响应越快.      

电动汽车永磁同步电机驱动系统的制动研究

以基于SVPWM控制的电动汽车永磁同步电机驱动系统的制动工况为研究对象,重点对电机的两种制动方式(基于电机损耗控制的制动和再生制动)、两种制动方式在系统中的综合运用进行了分析,并提出了一种新的基于电机损耗控制的制动方法,它综合考虑了电机的铜耗和铁耗.通过仿真对比分析,指出再生制动性能最好,新的制动方式比只考虑铜耗的制动方式性能好,因而更适合在不能采用再生制动的场合运用.总结了新的制动方式的控制电流与电机制动转矩、转速及电机定子电阻和铁耗等效电阻的关系.     

基于瞬态有限元永磁同步电机静止位置检测策略

无传感器控制的永磁同步电机在低速和静止时一直存在着转子位置难以检测和估算的问题,本文针对该情况提出了一种基于瞬态有限元分析的转子位置和永磁极极性检测的策略和方法.以两相凸极永磁同步电机为例,通过对永磁同步电机瞬态磁场的有限元分析,考虑铁心饱和与注入信号瞬态特性的影响,提出一种对转子位置非常敏感的组合电感的计算算法,并给出基于该组合电感的转子位置和永磁极极性检测的策略和优化转子位置检测的方法.计算结果表明,该方法能在电机静止和低速时,快速准确地判断出转子位置和永磁极极性.     

永磁直线同步电机递归神经网络补偿器仿真研究

针对永磁直线同步电机驱动系统没有机械阻尼、抗扰动性能差的缺点,为了抑制参数及负载变化对控制系统影响,采用扰动观测器进行补偿,该观测器能较好地补偿参数及负载在小范围内的变化,但不能有效地处理过大参数变化量.为了加大永磁直线同步电机驱动系统在参数变化和负载干扰时的控制性能,提出以递归神经网络作为补偿器来取代扰动观测器.仿真表明,当系统参数动态变化或受到负载变化的影响时,利用递归神经网络来在线动态地调整网络的参数,系统仍将具有很好的动静态性能.     

无轴承永磁同步电机电感特性分析

针对无轴承永磁同步电机电感参数难以通过实验准确获得的问题,采用有限元分析方法研究了四极悬浮控制二极表贴式无轴承永磁同步电机的电感特性.根据无轴承永磁同步电机的工作原理,给出了静态电感和增量电感的定义;在此基础上研究了转矩绕组和悬浮力绕组的静态电感特性,并通过3/2变换得到了在转子两相旋转坐标系下的交直轴静态电感;最后以转矩绕组为例,研究其增量电感,并与其静态电感进行了比较.有限元仿真结果表明:无轴承永磁同步电机增量电感比其静态电感小6%,验证了理论分析的正确性.      

永磁同步电机MTPA控制系统设计

为有效提高永磁同步电机控制器资源的利用率和数据采集的精度,利用模块化方法设计了永磁同步电机的最大转矩电流比(MTPA)矢量控制系统,通过CAN通信的方式将转速和电角度等信息发送到上位机。通过对系统的实验测试,验证了该控制方法以及CAN通信功能的有效性。针对工程实践中出现的电角度误差和相电流直流偏差问题,提出了误差补偿量的计算方法和实现方法,具有较强的实际工程应用价值。     

永磁直线同步电机扰动观测器仿真研究

永磁直线同步电机驱动系统没有机械阻尼、抗扰动性能差,为了抑制参数及负载变化对控制系统的影响,提高系统的跟踪精度,利用受控系统的反动态方程式来设计扰动观测器.将扰动观测器所产生的推力,前馈给比例-积分位置控制器增加系统的动态响应,采用了扰动观测器和比例-积分位置控制器构建了控制系统.通过仿真与没有扰动观测器的比例-积分位置控制相比较,结果表明,该控制方法抑制外部扰动效果好,有效地提高了系统控制性能的响应.     

基于Ansys的盘式永磁同步电动机的仿真和试验

采用8对极18槽的单盘盘式电机为实验原型,在试验台上测出其能带动的最大负载,定子绕组的最大电流等,并用Ansys公司的RMxprt和Maxwell 3D模型建立永磁同步电机模型,给予电机以电流激励,构建一个完整的仿真系统。通过对PMSM模型的有限元分析,得出反电势曲线,以及随时间变化的输出转矩曲线及电流密度的分布情况。并将仿真结果与试验测试结果相比较。对比结果给盘式PMSM的优化设计及进一步研究提供了依据。     

表贴式永磁同步电机铁耗计算仿真分析

基于FLUX对某型号表贴式永磁同步电机铁耗进行仿真分析研究,根据电机的传统铁耗Bertottti计算模型,得出电机不同磁密的定子铁心损耗;在考虑旋转磁场影响的条件下,首先利用有限元法改进计算模型,通过对定子铁心仿真分析,得到不同区域特征点磁场分布情况及磁密变化曲线;然后将径向和切向磁密分量叠加得到损耗,计算结果与传统模型进行对比,铁耗增加比例为19.325%,与最新研究文献的研究结果相符.     

空间谐波对对称六相与三相PMSM串联系统的影响

单逆变器驱动的对称六相永磁同步电机(PMSM)串联三相PMSM解耦运行的理论基础是电机的反电动势必须为正弦波分布.为了研究电机中的非正弦空间谐波对串联系统解耦控制的影响规律,分别建立了对称六相PMSM含有2次和4次空间谐波的串联系统在3种不同坐标系下的数学模型,推导了非正弦空间谐波引起的六相PMSM电磁转矩脉动表达式,揭示了空间谐波对串联系统解耦运行影响的本质,并对两台电机变速、变负载等不同工况进行了仿真研究.结果表明,对称六相PMSM的2次和4次空间谐波导致其电磁转矩的脉动变化,无法实现对称六相串联三相PMSM系统的独立控制,需要进行相应的补偿控制.