高速列车异步牵引电机直接磁场定向控制研究

对高速列车异步牵引电机的直接磁场定向控制技术进行研究。针对某型动车牵引电机,对电压型、电流型以及混合闭环磁链观测器的工作特性进行频率响应函数分析对比,并且仿真实现了基于混合型磁链观测器的牵引电机直接磁场定向控制。结果表明,电机参数偏差影响观测器对转子磁链的观测效果,混合型的闭环磁链观测器具有较强的参数鲁棒性,适合应用于直接磁场定向控制系统中。     

永磁同步牵引电机有效磁链观测及转矩控制

建立基于有效磁链的永磁同步牵引电机模型,提出基于有效磁链概念的非奇异终端滑模观测器和精确转矩闭环控制方法。首先,在α-β坐标系中构建龙贝格-滑模自适应滑模观测器,准确估计出定子电阻和q轴电感并作为有效磁链滑模观测器的输入;其次,在α-β坐标系中构建有效磁链非奇异终端滑模观测器,并基于滑模等值控制方法实现了有效磁链观测,进而实现转矩的实时估算,以此和转矩给定值构成精确转矩闭环控制,从而提高轨道交通驱动系统的转矩控制精度,改善了轨道交通控制系统的性能。该方法不仅适用于表贴式永磁同步电机,而且适用于内置式永磁同步电机。仿真结果验证了方法的可行性和有效性。     

一种基于模型优化自抗扰控制的新型定子磁链观测器

磁链观测是实现高性能转矩控制的基础。针对直接转矩控制系统低速时磁链观测精度差的问题,提出了一种基于模型优化自抗扰控制的新型定子磁链观测器,以定子磁链的频率响应函数为依据,根据其幅频和相频特性分析了磁链观测对电机参数变化的敏感性。分析结果表明,按照这种思路设计的定子观测器在不同的转速和负载条件下都能达到较为理想的观测精度。     

基于反馈通道混合磁链模型观测器的定子磁场定向矢量控制

从理论上分析了定子磁场定向矢量控制的特点，对几种常见的定子磁链观测方法进行了深入地分析和比较，最后设计出一种基于反馈通道的混合磁链模型观测器，给出模型转换点的选取方法。仿真验证该模型对定子、转子电阻的鲁棒性强，模型转换过程磁链、转矩过渡平滑。     

全阶状态观测器在传动控制系统中的速度辨识

比较了直接转矩控制中2种计算定子磁链的方法：全阶磁链观测器法和电压-转速模型法的异同。利用MATLAB对设计的一个闭环磁链观测器进行极点配置,在该观测器基础上采用自适应原理对电机转速进行辨识。     

轨道交通异步牵引电机无速度传感器矢量控制技术分析

介绍适用于轨道交通的异步牵引电机无速度传感器矢量控制方法。分别从控制原理、不同调制模式的切换、基波电流提取、带速重投以及黏着控制方面对轨道交通中列车异步牵引电机的矢量控制原理进行说明。着重阐述如何根据异步牵引电机数学模型采用全阶磁链观测器观测出异步牵引电机的转子磁链,利用转速估计计算,实现异步牵引电机无速度传感器的转速估计。仿真和实验结果表明,该方法可以实现转速的快速和准确估计,系统具有良好的动静态性能。     

基于d轴电流直接求解的定子磁场定向控制系统

根据定子磁场定向控制理论，提出一种基于d轴电流直接求解的磁链、转速、转矩闭环定子磁场定向控制系统。定子磁链观测器采用电压、电流混合模型，从原理上分析了模型切换点选取方法。通过Maflab／Simulink仿真验证了该控制系统在动态响应过程中，定子磁链的稳定性好、转矩响应快等优点。     

电力机车间接转矩控制中磁链观测器的研究

传统的直接转矩控制算法,限制了电力机车在低速段的控制性能。文章首先介绍了一种基于定子磁链定向的间接转矩控制算法,在此基础上研究了一种新型混合模型闭环磁链观测器,与传统磁链观测器相比,它有效减小了电流和转矩的波动,降低了电流谐波的含量,提高了电力机车的控制性能。最后在4 kW电机实验平台上进行了实验验证,实验结果证明了该方法的合理性和有效性。     

异步电机的Γ型电路分析和改进型 U-N 模型设计简

文章分析了异步电机Γ型电路的数学模型、极点分布和反馈矩阵的设计,采用了全阶磁链观测器模型观测定/转子磁链,对比了全阶磁链观测器模型和U-N模型,并结合两者优点得到了定/转子磁链同步补偿的改进型U-N模型。Matlab仿真结果表明,改进型模型具有良好的精度和鲁棒性,可适应于各种高性能的电机控制平台。     

感应电机转子磁链闭环鲁棒观测方法研究

为了使感应电机在其转速大幅度变化、转子和定子的电阻发生变化及外界干扰等因素影响下获得精确的转子磁链,实现调速系统的高性能以及机车牵引的稳定运行,笔者将感应电机的转速、转子电阻和定子电阻作为调速系统的时变参数,采用线性变参数多胞输出反馈控制器设计理论,提出一种新的转子磁链观测方法;利用现代鲁棒控制理论,通过求解一组线性矩阵不等式组,设计出转子磁链观测器;构建一个基于DSP的物理实验系统,验证了所设计观测器的有效性和先进性,表明系统具有鲁棒H∞性能和良好的动态特性.     

直线感应电动机直接推力控制及其仿真

介绍了一种与旋转电机模型类似的单边直线感应电动机动态模型,该模型考虑了边端效应对电机参数及性能的影响,这对于习惯使用经典旋转电动机模型的工程技术人员而言是极其方便的。基于该模型,推导出了直接推力控制的磁链观测单元,并在此基础上建立了直接推力控制直线感应电机传动系统的Matlab/Simulink仿真,进行了初步的应用分析。仿真结果与分析结论初步表明该系统在直线感应电动机控制中的可行性及鲁棒性。     

基于全维观测器的无速度传感器异步电机控制

提出了一种模型参考自适应观测器，用于异步电机无速度传感器矢量控制系统的转速辨识。该方法将电机矢量控制与模型参考自适应系统（MRAS）相整合，异步电机作为参考模型，而全阶观测器为可调模型，利用两模型输出的误差构造了一个自适应律。理论分析和仿真结果表明，该转速辨识方法具有较强的鲁棒性和令人满意的动静态性能。     

直线感应电机控制调制策略研究

针对直线感应电机控制，提出了一种零矢量载波磁链轨迹PWM控制方法，优化了传统的七段式SVPWM，减小了电机侧电压的谐波含量和电机的转矩脉动。搭建了直线电机控制调制算法，仿真结果证实了该控制方法的可行性。     

无速度传感器感应电机自适应观测器的稳定性分析与设计

分析了感应电机低速发电工况下现有采用极点配置的自适应观测器存在不稳定区域的原因,得出了自适应观测器在全速范围内稳定的条件.在此基础上提出一种改进的速度自适应律和观测器增益矩阵选取方案.应用Lyapunov稳定性理论,得到基于自适应观测器的速度辨识自适应律;观测器的增益矩阵通过求解2 个双线性矩阵不等式得到.在MATLAB/SIMULINK环境下,对基于自适应观测器的无速度传感器感应电机直接转矩控制进行了仿真.仿真结果表明,本文给出的自适应观测器在全速范围内具有良好的稳态和动态性能,并具有很好的鲁棒性.     

大功率GTO逆变器磁链轨迹PWM控制方法

大功率ＧＴＯ逆变器用于铁路电力牵引，其ＰＷＭ控制与一般工业领域中的变频调速系统的ＰＷＭ控制有很大不同。章在分析了磁链畸变对电机转矩脉动影响的基础地大功率ＧＴＯ逆变器ＰＷＭ控制技术的特点，提出了适用于铁路电力牵引的零矢量载波磁链轨变ＰＷＭ控制原理及实现方法。试验结果证实了这种控制方法的可行性。     

基于神经网络的无速度传感器感应电机转子电阻辨识方案

针对矢量控制系统提出了一种转子电阻在线辨识方案.应用神经网络理论,以转子磁链电压模型的输出为参考值,神经网络模型的输出为估计值,通过反向传播算法不断调节神经网络的权值,使转子磁链的估计值跟踪参考值,间接辨识出转子电阻.在MATLAB6.5/SIMULINK下,对无速度传感器感应电机矢量控制系统在电阻变化时的情况进行了仿真.仿真结果表明,辨识算法具有较好的静动态性能.     

永磁同步电机直接转矩控制系统研究与仿真

首先介绍了永磁同步电机的数学模型;在此基础上系统地阐述了永磁同步电机直接转矩控制理论,并介绍其磁通、转矩控制方法,给出磁通观测器和转矩观测器,在MATLAB／SIMULINK中构造系统模型。仿真结果表明,该控制方法具有良好的动、静态性能。     

基于滑模观测器的LSLSM位置辨识研究

基于长定子直线同步电机(LSLSM)的磁浮列车在中高速运行时,传统的车载位置传感器无法准确获取电机位置信息,并且位置信息易受到干扰,为此提出基于滑模观测器的位置辨识方法。在分析滑模观测器对定子电阻、d轴电感和q轴电感参数敏感性基础上,采用一种基于q轴电感校正的LSLSM位置辨识方法,可提高位置观测精度和系统可靠性。通过数字仿真和磁浮试验线验证了所提方法的正确性。