一种基于PLL的牵引电机速度辨识算法

提出一种基于PLL的速度辨识算法,在此算法中引入闭环转子磁链观测器和幅值归一化环节,弥补PLL本身在抗干扰能力上的不足.通过闭环转子磁链观测模型抑制了转子磁链中可能出现的直流偏置,引入幅值归一化环节抑制了可能出现的转子磁链幅值波动.在仿真软件中搭建模型进行验证,结果表明在电机速度指令突变以及负载转矩突变的情况下可以保持较好的辨识效果.通过仿真结果验证了所研究速度辨识算法的正确性和有效性.     

感应电机反馈线性化解耦控制

针对感应电机复杂耦合非线性模型，通过将转子磁链设置为Ф=φ^2α＋φ^2rβ，提出了新的控制策略，将感应电机转子磁链与转子速度解耦，成为两个独立的线性子系统，实现两者完全线性化，可用线性系统的二次最优化理论求解，设计的控制率没有奇异点问题，保证了转子磁链、转速及负载转矩的渐进跟踪．仿真验证了该方案的有效性．当转子转速变化时，转子磁链不会改变，实现了两者解耦，使系统具有良好的动静态性能．     

未知负载和转子电阻的交流感应电机自适应控制

基于自适应观测控制器设计了三相交流感应电机调速系统,该控制器在未知电机转子电阻和负载及不需要测量磁链情况下,可同时且不受限制地单独控制电机转速(转矩)和磁链.控制器只测量转速、电压和电流信号自适应估计磁链和未知参数.用该控制方法设计了两相坐标轴磁场定向电机模型,系统不存在非线性,因此适合离散化和DSP系统的数字实现.     

组合载荷作用下动车牵引电机转子系统弯扭耦合振动特性

为了研究组合载荷作用下动车组用牵引电机转子弯扭振动机理和识别典型故障特征, 依据动车牵引电机结构特点, 将其转子结构离散化为集总质量盘轴系统, 得到了电机转子系统的10自由度弯扭力学模型; 考虑定转子静动气隙偏心引起的不平衡磁拉力、转子质量偏心引起的机械不平衡力、转子重力以及电机驱动转矩和负载转矩等径向和扭转载荷作用, 利用拉格朗日方程法建立了牵引电机转子系统弯扭耦合运动微分方程; 基于Runge-Kutta法求解和分析了不同组合载荷工况作用下的转子系统弯扭振动特性。分析结果表明: 由转子质量偏心造成的系统弯扭自由度耦合关系, 使得牵引电机转子系统的弯扭振动特性受到转子径向和扭转载荷的共同影响, 且影响规律符合转子质量偏心耦合规律; 在全部径向和扭转载荷作用下, 牵引电机转子的径向振动包含零频、转频、二倍转频、弯振固有频率、二倍供电频、二倍供电频与转频组合、脉动转矩频率与转频组合等频率成分, 其中转频成分对应的弯振幅值最大, 而脉动转矩频率与转频的组合频率的振幅非常小, 说明脉动转矩对牵引电机转子径向振动的贡献并不明显; 在全部载荷作用下牵引电机转子的扭转振动包含转频、二倍转频、弯振固有频率与转频组合、二倍供电频与转频组合、脉动转矩频率等频率成分, 其中脉动转矩频率成分对应的扭振幅值最大, 其次由重力和不平衡磁拉力引起的转频成分对应的扭振幅值也较大, 且基本具有同一数量级, 表明它们对扭振的贡献均不能忽略。      

基于柔性神经网络自适应PID的磁轴承径向力控制

针对电机磁轴承径向力控制的严重非线性,提出了利用神经网络自适应整定PID参数,从而直接调节磁轴承径向悬浮绕组电流实现转子径向稳定悬浮的控制方案.在利用BP神经网络结合PID控制实现转子径向稳定悬浮的基础上,为改善径向位移跟踪的动静态性能,提出了基于柔性神经网络的径向力控制,给出了详细的控制算法,并仿真比较了柔性神经网络控制与BP神经网络控制下转子在空载和突加负载时径向悬浮情况,仿真结果表明柔性神经网络控制具有更好的动静态性能,为智能控制的进一步应用研究提供了基础.     

铝转子单边盘式感应电机的新型等效电路

铝转子单边盘式感应电机气隙较大,主要参数随半径变化,用传统电机分析法会造成较大误差,且无法准确描述铝转子中集肤效应的影响.采用一种新的电磁模型,利用分环计算和多层行波磁场模型有效解决了该电机存在的特殊问题,提高了模型精度.通过磁场分布计算得到电机的T型等效电路.分析了等效电路中电感和电阻参数.制作样机并通过空载试验和短路试验测定其T型等效电路参数,试验结果与计算结果误差较小,证明该方法能准确估算铝转子单边盘式感应电机的主要参数.计算电机电磁转矩随转差率变化的情况,高转差率下的实验转矩输出值与计算值接近.     

电力推进 模拟系统 实时仿真 时延分析 MATLAB

分析了电力推进负载模拟系统的原理,采用MATLAB实时仿真工具RTW和多功能数据采集卡PCI-1711实现负载模型到模拟变流器的控制.基于MATLAB/Simulink对模拟系统的时延影响进行了仿真,分析了负载模型时延对模拟电机转矩控制的准确性和稳定性的影响.通过建立模拟电机转矩控制的闭环传递函数和频域的Bode图,进一步分析了时延影响,采用修正闭环增益的方法对时延进行了补偿,达到与理想时延下近似的控制效果,并得以仿真验证.     

交流传动机车起动控制特性研究

交流传动机车处于起动低频运行阶段时,受最小开关时间和最大开关频率的限制电流和转矩波动很大.分析了交流传动机车起动低频运行阶段,在传统直接转矩控制下电流和转矩波动大的原因.提出了采用保持最大的磁链幅值和限制最大电流改善低频起动性能的控制策略,并给出了控制策略实现方法,通过仿真实验证明了该方法对于改善低频起动性能是有效的,该控制方法实现简单,在充分利用电机铁磁材料的同时对逆变器具有保护作用,适于在低频起动阶段控制中使用.     

吊舱推进电机的无模型自适应滑模矢量控制

为解决半潜船吊舱推进电机控制系统中负载扰动造成的转速跟踪性能差的问题, 提出一种基于数据驱动的吊舱推进电机转速矢量控制方法; 对包含未知负载扰动的推进电机转速方程进行离散化处理, 给出关于输出转速与输入电流离散后的非线性转速系统; 由于非线性转速系统方程中变量较多且负载扰动模型未知, 设计了基于数据驱动的无模型自适应控制器, 并给出了伪偏导数估计算法; 采用滑模观测器观测螺旋桨负载扰动, 同时给出了滑模控制器; 结合无模型自适应控制和滑模控制给出了负载扰动下的无模型自适应滑模(MFASM)控制方案; 构建了吊舱推进电机无模型自适应滑模矢量控制调速系统, 并在MATLAB/Simulink环境下给出了仿真结果。研究结果表明: 在船舶正常作业恒定转速下, 在0.3~0.5 s时间区域内, 采用MFASM矢量控制方案和PI矢量控制方案的吊舱推进电机的转速误差分别为2、6 r·min-1; 在0.8~1.0 s时间区域内, 采用无模型自适应滑模矢量控制方案和PI矢量控制方案的吊舱推进电机的转速误差分别1、3 r·min-1; 对于船舶操车作业的可变转速情形, 采用MFASM矢量控制方案的推进电机转速和转矩达到稳态的时间比PI矢量控制方案少0.01~0.03 s。可以看出, 采用MFASM矢量控制方案可改善吊舱推进电机转速跟踪性能, 是一种有效的抑制负载扰动的数据驱动控制方法。      

永磁同步电动机的随机位置控制

通过在相电压和外部负载中分别加入维纳过程和马尔科夫过程,建立考虑随机干扰量影响的永磁同步电动机动态模型。以转子位移、转子转速和三相相电流为状态,研究转子位移的随机跟踪问题。基于建立的动态模型,考虑马尔科夫跳变参数的随机反步控制技术,设计了实现转子位移跟踪的随机反馈控制器。对建立的动态模型和设计的随机反馈控制器组成的闭环系统进行稳定性分析。分析结果表明,闭环系统有唯一解,且位置跟踪误差的L4范数可依概率被调节到原点任意小的邻域。     

Control of energy regeneration for electric vehicle

To extend electric vehicle (EV) running distance, the vehicle energy regeneration (ER) method and vehicle control strategy were designed based on the original vehicle braking system. The ER principle of direct current (DC) brushless motor was studied, the motor mathematical model and PI control method with torque close-loop were built. This control method was applied to pure EV and the real road tests were evaluated.The ER control does not make any significant uncomfortable influence brake feeling and can save about 10% battery energy based on 3 times economic commission for Europe (ECE) driving cycles.     

基于粒子群优化模糊控制器的电动汽车再生制动控制策略研究

为提高电动汽车一次续驶里程,引入双锂离子电池组供电模式和电机再生制动能量回收系统,设计电动汽车的动力系统结构.通过对电动汽车制动模式进行分析,提出了基于粒子群优化算法的电机制动力矩模糊控制策略,并给出粒子群优化策略的算法实现.通过硬件在环仿真,证实了该控制策略能提高能量利用率.     

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...     

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．     

电动车辆动力系统设计及联合仿真

通过分析电动车辆对驱动电机转矩和转速的要求,以一电动车辆为例,选定了永磁无刷直流电机作为驱动电机,利用MATLAB中电气模块SimPowerSystems建立电机及其控制器仿真模型,设计了包含转速PID和电流滞环控制的双闭环控制策略;根据整车三维实体模型中硬点位置,在ADAMS中建立了整车机械仿真模型。通过MATLAB及ADAMS联合仿真,分析了电动车辆的动力性(最大车速、最大爬坡度、加速时间),对研制的样车进行了测试并与仿真结果进行对比,结果表明仿真结果与试验结果吻合良好,验证了电动车辆仿真模型的有效性。     

电动车辆动力系统设计及联合仿真

通过分析电动车辆对驱动电机转矩和转速的要求,以一电动车辆为例,选定了永磁无刷直流电机作为驱动电机,利用MATLAB中电气模块SimPowerSystems建立电机及其控制器仿真模型,设计了包含转速PID和电流滞环控制的双闭环控制策略;根据整车三维实体模型中硬点位置,在ADAMS中建立了整车机械仿真模型.通过MATLAB...     

用单片机控制异步电动机串级调速系统提高功率因素的研究

绕线式异步电动机可控硅串级调速普遍采用一台升压变压器,起动采用频敏电阻,但仍未解决系统功率因数低的问题。本文研究了采用单片机8031控制晶闸管串级调速系统,以改善系统的功率因数的可能性,并在一台改制的YZR-160M2型7.5kW绕线式电机上进行了试验。试验结果证实,所提出的方案是经济实用和可靠的,调速范围可达3.5:1以上,功率因数得到改善,从而为中、小型绕线式电机调速驱动提供了一条新途径。     

永磁电动机直接转矩控制中新型无传感器技术

剖析了两种典型转速直接估算方法,提出了一种新型的适用于永磁同步电动机直接转矩控制的无位置传感器技术.通过分别计算出定子磁链矢量角位移与转矩角,将后者从前者中减去得到转子磁链矢量的角位移进而得到转子速度信号,并采用改进积分器取代传统的积分器.该技术能有效地改善磁链原点漂移,提高直接转矩控制系统的磁链角位移与转速的求解精度.仿真及实验研究结果表明,采用这种无位置传感器技术的永磁同步电动机调速系统,具有良好的调速控制性能.