基于极值搜索的无位置传感器感永磁同步电机电感辨识研究

针对永磁同步电机无位置传感器控制下的电感辨识问题,基于二阶滑模观测器位置辨识算法,分析了电机电感参数偏差对辨识反电动势和位置辨识偏差的影响。通过引入极值搜索(ESC)算法,补偿了位置辨识偏差中的稳态直流分量,实现了无位置传感器控制下电感参数的在线辨识和最大转矩电流比控制。最后通过仿真验证了本文理论分析的正确性和所提策略的有效性。     

基于高频脉振信号注入的永磁同步电机转子初始位置辨识

基于高频脉振信号注入的转子初始位置辨识会存在收敛不成功的现象,这直接影响了电机的启动转矩。针对这一现象,本文首先建立了表贴式永磁同步电机在高频信号注入时的数学模型,并对初始位置辨识策略的收敛特性进行了分析,得出位置辨识收敛成功的限制条件,进而提出改进的初始位置辨识算法。仿真分析验证了该文理论分析的正确性和所提方法的有效性。     

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。     

基于MPTC的船舶推进电机新型SMO

电力推进船舶是未来绿色船舶的重要发展方向。针对传统滑模观测器(SMO)应用在推进电机上的两个主要不足，在模型预测转矩控制策略(MPTC)的基础上提出一种新型SMO方案。针对传统SMO存在的抖振问题，利用Sigmoid函数代替sign函数对推进电机等效反电动势进行估计予以抑制，此外利用变截止频率低通滤波器以及锁相环技术消除传统SMO中低通滤波效应引起的相位延迟的同时提高转子转速和位置信息的观测精度。基于MATLAB/Simulink仿真平台验证了新型SMO具有更好的动、静态性能。     

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.     

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.     

永磁同步电机自适应参数辨识动态品质分析

基于Popov超稳定性理论的模型参考自适应辨识方法,对永磁同步电机的定子电感和转子磁链进行在线辨识.为保证非线性参数在线辨识在变工况下的动态品质,分析了线性前向通道极点、自适应律参数的选取以及非线性反馈通道输入对辨识结果动态品质的影响,获得了在线参数辨识高动态品质的参数调节规律.实验结果表明:合理利用该闭环辨识系统参数调节规律可有效改善在线参数辨识的动态品质,为永磁同步电机高性能控制奠定了基础.     

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。     

永磁无刷直流电机转子位置的 Kalman 滤波估计

永磁无刷直流电机的换相和控制都需要准确的转子位置信息，而机械式位置传感器有较多的缺点，本文提出了一种新方法，通过测量非导通相的反电势波形，运用Kalman滤波器，估计出转子的位置，与传统的对反电势深度滤波不同，它无时间延迟，能得到瞬时的转子位置和速度。     

船舶步进电机位置精度优化控制方法

综合现有方法的研究思想,设计一种新的船舶步进电机位置精度优化控制方法。首先对船舶步进电机进行仿真,构建船舶步进电机的数学模型。接着对船舶步进电机实施系统辨识,在系统辨识中需要对辨识数据进行获取并对其进行预处理,然后通过神经网络进行系统辨识。最后根据系统辨识结果设计船舶步进电机位置精度优化控制器,实现船舶步进电机的位置精度优化控制。对船舶步进电机进行仿真,对设计方法进行仿真实验测试。测试结果表明,设计方法下的运行响应时间最低可达6.35 ms,在负载扰动时间不断增加的情况下,设计方法的调节时间最短且增长更加稳定。说明设计方法较为优越,有很强的实用性。     

一种新能源发电并网控制技术研究

在新能源并网发电系统中,为保证并网逆变器并网成功,实现逆变器单位功率因数运行,减小系统所发的电能并入电网后造成电网污染,需要保证输出的电流与电网电压保持同相位。介绍了一种新能源发电系统——潮流能并网逆变的结构和原理,并建立其数学模型,设计了一种锁相环,使输出电流与电网电压一致,实现单位功率因数的电能传输。在MATLAB-simulink上建立了锁相环的仿真模型,搭建了并网逆变器整体模型并将锁相环加入系统,仿真结果表明该锁相环能够很好的实现锁相,有效的保证逆变器单位功率因数运行。     

船舶永磁同步电机在线惯量辨识研究

针对船舶永磁同步电机推进系统的转动惯量和负载转矩存在扰动的问题,提出基于梯度校正法与扩展卡尔曼滤波器结合的在线惯量辨识算法,采用梯度校正法对转动惯量进行辨识,利用扩展卡尔曼滤波器观测负载转矩,辨识的惯量值对滤波器的系数矩阵进行修正,同时观测的负载转矩作为梯度校正法的输入参数以及作为电流环的前馈补偿。仿真和实验验证了惯量辨识算法的可行性,以及系统对于负载转矩变化的抗扰动性能。     

船舶电机调速系统稳定性分析和仿真

传统船舶电机调速系统分析方法大多依托瞬时数据,数据聚合性较差,对此提出以反动势评估为核心的船舶电机调速系统稳定性分析方法,建立PMSM坐标系,根据坐标指数分别提出电动机电压、反动势和电流坐标方程,结合当前电机调速系统滑模控制原理,通过上述提出的坐标方程,比较给定的系统电压电流反馈,根据两者的误差,评估当前船舶电机的反动势,引入锁相环计算,通过调解相位误差,根据反动势结果,测算当前系统转速情况,提取转子转速信息并与额定值进行比较,获取当前调速系统稳定性分析结果。仿真结果表明,应用设计的分析方法,系统转子信息数据的扰动下降了29%,平均数据离散下降了25%,有效提高了数据聚合。     

舰船摇摆下舰载火箭弹初始扰动可能域研究

舰船摇摆产生的过载将对舰载火箭弹的初始扰动产生影响。初始扰动是影响舰载火箭弹密集度水平的主要因素,但却无法由现有的试验水平测得。本文采用有限幅值随机激励仿真的方法,同时考虑舰船的横摇和纵摇运动,得到了不同安装位置下舰船摇摆引起的初始扰动可能域。仿真结果表明,横摇对初始扰动的影响大于纵摇对初始扰动的影响,但二者引起的初始扰动量级相同,因此对安装位置不在舰船横轴或纵轴上的舰载火箭弹的初始扰动进行计算时必须考虑舰船的纵摇运动。     

水下高过载电机的设计及瞬态温升计算

永磁同步电机的输出转矩会受到定子铁心饱和、电枢反应等因数的限制,导致在一些应用场合电机的转矩密度无法满足需求。本文从输出功率入手,分析水下航行器永磁同步电机的极限输出功率与输入电流、直交轴电抗和空载反电动势的关系。通过改变PMSM定子和转子结构参数,分析了不同槽、极比对电机转矩过载的影响,进行有限元分析和电磁设计,研制了一台50倍转矩过载的PMSM,并进行温升计算,结果表明设计合理。     

基于改进反park变换的新型锁相环研究

为提高逆变器针对电网电压速率和相位变化的精确追踪与闭锁能力,并为了克服常规型单相并网逆变器的锁相环因本身自由度不够导致锁相错误的问题,文章深入研究了同步旋转坐标变化的锁相环的基本原理,并针对性地使用了一个采用频率自适应的通过改良型Park转换的单一并网逆变器锁相环。经过Simulink试验后表明,采用此改良方式的单相并网逆变器在电网电压下降、谐波注入等非理想的负载状况下,依然能够保证稳态误差小、精度高跟踪、锁定电网负载频率和相位的突出优点。     

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。     

带前置定子导管桨非定常力特性计算分析

本文采用数值求解RANS方程的方法对带前置定子导管桨进行了数值模拟,计算了非均匀来流下带前置定子导管桨的非定常力,研究了来流周期数和转定子叶数对带前置定子导管桨转子非定常力的影响规律.结果表明:转子的非定常力主要由转子的进流决定;转子的进流同时受到非均匀来流和定子叶片数的影响;高周期数的非均匀来流诱导的非定常侧向力幅度要小于相同脉动幅度的低周期数的非均匀来流诱导的非定常侧向力幅度;转定子叶数要适配以减小转子的非定常力.本文的研究结果可为低激振导管桨设计及其非定常力特性分析提供基础.     

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。