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一种新型的无刷直流电机无传感器控制系统 预览
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作者 胡国祥 崔小强 刘佳佳 《变频器世界》 2019年第1期103-106,共4页
无刷直流电机因为其良好的可控性、调速性能、能耗利用率、维护方便等优点,被广泛应用于各个领域。本文首先介绍了无刷直流电机的数学模型,对无传感器的三段式启动和过零点换相技术进行分析。利用反电动势信息确定过零点,根据过零点信... 无刷直流电机因为其良好的可控性、调速性能、能耗利用率、维护方便等优点,被广泛应用于各个领域。本文首先介绍了无刷直流电机的数学模型,对无传感器的三段式启动和过零点换相技术进行分析。利用反电动势信息确定过零点,根据过零点信息来确定电机的换相时刻。提出了根据反电动势信息进行换相的无刷直流电机无传感器控制方式。设计了基于STM32的无刷直流电机控制平台。经过实验可得,本控制方案达到了带霍尔传感器无刷直流电机控制方案的效果。 展开更多
关键词 STM32 无位置传感器控制 三段式起动
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基于SMC和AFEKF的PMSM无传感控制 预览
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作者 朱军 吴宇航 +1 位作者 孟祥宾 李紫豪 《传感器与微系统》 CSCD 2019年第1期97-100,103共5页
针对传统扩展卡尔曼滤波(EKF)估计永磁同步电机(PMSM)速度、位置存在模型不精确,噪声不确定时估计精度不高、实时性差,且有可能导致滤波发散的问题,采用一种基于Sage-Husa的自适应渐消扩展卡尔曼滤波(AFEKF)算法。为了提高模型误差鲁棒... 针对传统扩展卡尔曼滤波(EKF)估计永磁同步电机(PMSM)速度、位置存在模型不精确,噪声不确定时估计精度不高、实时性差,且有可能导致滤波发散的问题,采用一种基于Sage-Husa的自适应渐消扩展卡尔曼滤波(AFEKF)算法。为了提高模型误差鲁棒性、减少超调,采用一种新型的基于指数趋近律的滑模转速控制器(SMC)。实验结果表明:所提出的控制策略相较于传统的比例积分(PI)和EKF算法能准确估计转速和位置。在启动时能较快到达预定速度,且无超调现象,迅速达到稳定状态;在加载后最大偏差较传统算法减小了1.77%,且稳定状态下,转速误差下降了0.371%,稳态位置误差减小了0.45%。证实所提算法在PMSM无传感器控制系统中稳定性强,具有更好的实用性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 无传感器控制 滑模控制 自适应扩展卡尔曼滤波
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基于非奇异快速终端滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器控制 预览
3
作者 王辉航 赵朝会 +2 位作者 万东灵 胡怡婷 吉洪智 《电机与控制应用》 2019年第1期28-33,共6页
在基于滑模观测器(SMO)的永磁同步电机无位置传感器控制中,位置和转速观测误差较大且抖振较强。为了解决这个问题,在分析传统SMO的基础上,研究一种非奇异快速终端滑模面,并探讨了一种带有积分的滑模控制律,有效地提高了观测精度,且降低... 在基于滑模观测器(SMO)的永磁同步电机无位置传感器控制中,位置和转速观测误差较大且抖振较强。为了解决这个问题,在分析传统SMO的基础上,研究一种非奇异快速终端滑模面,并探讨了一种带有积分的滑模控制律,有效地提高了观测精度,且降低了抖振,省去了低通滤波器和转子位置的补偿环节。通过李雅普诺夫函数证明了该观测器的稳定性。最后利用MATLAB/Simulink软件进行仿真。结果表明:所研究的观测器相比传统SMO拥有更好的控制性能。 展开更多
关键词 永磁同步电机 非奇异快速终端滑模 无位置传感器控制
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基于高频注入的永磁同步电机无传感器控制研究 预览
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作者 湛政 文定都 +2 位作者 王卫 袁洁 邹敏 《湖南工业大学学报》 2019年第2期24-31,共8页
永磁同步电机处于低速运行状态时,由于其有效信号信噪比较低,转速以及转子的位置检测出现问题,提出了高频注入的永磁同步电机(PMSM)无传感器的控制方法。通过连续不断的高频信号注入,使PMSM具有凸极性,使转子的速度与位置无传感器的自... 永磁同步电机处于低速运行状态时,由于其有效信号信噪比较低,转速以及转子的位置检测出现问题,提出了高频注入的永磁同步电机(PMSM)无传感器的控制方法。通过连续不断的高频信号注入,使PMSM具有凸极性,使转子的速度与位置无传感器的自检测得以实施。在Matlab/Simulink工作平台上搭建速度控制模块、转子位置跟踪观测模块以及其他功能模块进行仿真。仿真结果验证了控制方法的可行性。 展开更多
关键词 高频注入法 永磁同步电机 无传感器控制
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基于锁相环的无刷直流电机无位置传感器控制技术研究
5
作者 王茗倩 吴红亚 曹帅 《齐鲁工业大学学报:自然科学版》 2019年第1期60-64,共5页
针对无刷直流电机无传感器控制系统中存在噪声高、转矩脉动大、易造成速度波动、引起谐振等问题,本文提出一种基于锁相环的无刷直流电机无传感器控制方法。通过状态观测器观测出反电动势,通过锁相环对反电动势进行滤波,提取出准确稳定... 针对无刷直流电机无传感器控制系统中存在噪声高、转矩脉动大、易造成速度波动、引起谐振等问题,本文提出一种基于锁相环的无刷直流电机无传感器控制方法。通过状态观测器观测出反电动势,通过锁相环对反电动势进行滤波,提取出准确稳定的转子位置和转速。实验结果表明,该方法具有良好的稳定性、可行性和一定的抗干扰能力。 展开更多
关键词 无刷直流电机 无传感器控制 状态观测器 锁相环
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电动汽车用转子永磁型无刷电机与控制系统容错技术综述
6
作者 张丽 朱孝勇 左月飞 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期1792-1802,共11页
转子永磁型无刷电机具有效率高、功率密度高、控制灵活等特点,在电动汽车领域得到广泛应用。电动汽车对电机驱动系统可靠性有很高的要求,容错技术是提高电机驱动系统可靠性的重要途径。从电机结构容错设计和容错控制策略两方面对转子永... 转子永磁型无刷电机具有效率高、功率密度高、控制灵活等特点,在电动汽车领域得到广泛应用。电动汽车对电机驱动系统可靠性有很高的要求,容错技术是提高电机驱动系统可靠性的重要途径。从电机结构容错设计和容错控制策略两方面对转子永磁型无刷电机系统容错技术进行系统地阐述和分析。在电机设计方面,通过电机的相间隔离设计和增加辅助励磁源设计来分析电机绕组故障与永磁体退磁故障容错技术;在电机控制方面,采用相应的容错控制策略来讨论电机绕组故障和永磁体退磁故障以及电机驱动系统中逆变器故障容错技术。最后,指出目前容错技术存在的主要问题以及未来发展方向,为电动汽车用电机驱动系统容错技术研究工作的进一步开展提供了参考。 展开更多
关键词 永磁电机 电机结构容错设计 容错控制 无位置传感器控制
基于滑模观测器的异步电机无传感器控制 预览
7
作者 孔昱 玉佰强 +1 位作者 沈安文 罗欣 《工业控制计算机》 2019年第3期152-153,156共3页
异步电机无速度传感器矢量控制中,速度观测器的精度和稳定性十分重要,通过分析异步电机模型,在设计滑模观测器实现异步电机转速准确观测的基础上,对滑模观测器中的反馈矩阵进行简化,使用饱和函数代替符号函数消除抖振,提出了一种新的异... 异步电机无速度传感器矢量控制中,速度观测器的精度和稳定性十分重要,通过分析异步电机模型,在设计滑模观测器实现异步电机转速准确观测的基础上,对滑模观测器中的反馈矩阵进行简化,使用饱和函数代替符号函数消除抖振,提出了一种新的异步电机转子磁链滑模观测器,并证明了观测器的稳定性。改进的滑模观测器有着结构简单、高动态性的特点。最后通过仿真实验验证了方案的可行性。 展开更多
关键词 异步电机 无传感器 滑模观测器
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基于SRUKF的永磁同步电机无传感器控制研究 预览
8
作者 洪帅 高远 +1 位作者 张银 袁海英 《广西科技大学学报》 2019年第1期46-51,66共7页
对电机转子转速或位置的高精度估计是实现永磁同步电机高性能无传感器控制的一个技术关键.本文提出采用一种平方根无迹卡尔曼滤波(SRUKF)方法估计永磁同步电机的转子转速.该方法无需对非线性系统方程线性化处理,在UKF算法基础上,通过引... 对电机转子转速或位置的高精度估计是实现永磁同步电机高性能无传感器控制的一个技术关键.本文提出采用一种平方根无迹卡尔曼滤波(SRUKF)方法估计永磁同步电机的转子转速.该方法无需对非线性系统方程线性化处理,在UKF算法基础上,通过引入QR分解和Cholesky分解运算,直接利用状态协方差矩阵的平方根进行迭代,进一步降低截断误差的传递积累效应和提高算法的收敛稳定性,从而改善转速的估计效果.负载突变和期望转速跳变情形下的电机无传感器控制仿真结果表明:相比传统扩展卡尔曼滤波和无迹卡尔曼滤波估计方法,该方法具有最小的转速估计误差,且能进一步提高永磁同步电机的无传感器控制性能和鲁棒性. 展开更多
关键词 永磁同步电机 SRUKF 无传感器控制 转速估计 鲁棒性
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基于EKF的PMSM无传感器控制研究 预览
9
作者 季传坤 钱俊兵 《自动化仪表》 CAS 2019年第1期11-14,共4页
针对永磁同步电机(PMSM)位置与速度传感器易受外部条件和自身精度的影响,以及PMSM无传感器控制等问题,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的PMSM非线性预测无传感器控制方法。该方法具有预测性、自适应能力、抗干扰性、易于软件实现等... 针对永磁同步电机(PMSM)位置与速度传感器易受外部条件和自身精度的影响,以及PMSM无传感器控制等问题,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的PMSM非线性预测无传感器控制方法。该方法具有预测性、自适应能力、抗干扰性、易于软件实现等优点。首先,详细分析了PMSM的矢量控制系统数学模型和EKF原理。其次,将EKF算法应用于PMSM的无传感器矢量控制中,即将电机αβ轴电流和电压作为输入变量,经过EKF算法运算,估算出转子转速和转子位置来代替电机的位置与速度传感器。最后,搭建基于MATLAB/Simulink的PMSM无传感器矢量控制系统仿真模型。仿真结果表明,EKF控制方法能准确估算出电机在空载和负载(随机)时的位置和转速,且具有较好的可预测性和系统响应性。在电机突加负载的情况下,也可以快速恢复到稳定状态,具有较强的抗负载性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 卡尔曼滤波 电机仿真模型 矢量控制 无传感器控制 系统响应性 抗负载性
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基于双线性变换的IPMSM无传感器控制 预览
10
作者 李禄平 徐永向 《大电机技术》 2019年第1期25-30,共6页
内置式永磁同步电机具有效率高、易于弱磁扩速等优点,广泛应用在新能源汽车、航天和家用电器等场合。为了提高电机系统的可靠性,降低其成本,无位置传感器控制技术获得了广泛研究。本文针对内置式永磁同步电机(IPMSM)在低速下反电动势非... 内置式永磁同步电机具有效率高、易于弱磁扩速等优点,广泛应用在新能源汽车、航天和家用电器等场合。为了提高电机系统的可靠性,降低其成本,无位置传感器控制技术获得了广泛研究。本文针对内置式永磁同步电机(IPMSM)在低速下反电动势非常小因而难于观测转子转速和位置的问题,使用了一种高频注入方法。在对比分析后选择高频脉振注入法作为激励方法,在滞后dq坐标系45°的测量坐标系中处理高频电流响应,并对比了2种经后向欧拉法和双线性变换法离散化的锁相环环路滤波器的效果,同时采用零极点配置法设计锁相环的压控振荡器。仿真和实验结果表明转子位置误差可以保持在0.1rad以内,可以有效地观测低速时IPMSM的转子位置。 展开更多
关键词 内置式永磁同步电机 无位置传感器控制 高频电压注入 锁相环 双线性法
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基于任意信号注入法的永磁同步电机无位置传感器FPGA实现 预览
11
作者 陈哲 刘卫国 《微电机》 北大核心 2019年第4期21-26,共6页
本文设计了一种基于任意信号注入法的永磁同步电机无位置传感器FPGA实现。任意信号注入法的原理是利用电流信号的过采样,获取一个开关周期内有效电压矢量作用时的平均电流斜率,通过电流斜率的变化率来估计转子位置。本文利用FPGA的快速... 本文设计了一种基于任意信号注入法的永磁同步电机无位置传感器FPGA实现。任意信号注入法的原理是利用电流信号的过采样,获取一个开关周期内有效电压矢量作用时的平均电流斜率,通过电流斜率的变化率来估计转子位置。本文利用FPGA的快速采样能力和并行运算特点,对任意信号注入法进行数字化实现。通过电流过采样技术可以提高电流采样精度,改进转子位置估计精度。利用一台3kW永磁同步电机对算法进行了实验验证。 展开更多
关键词 永磁同步电机 任意信号注入 过采样 无位置传感器控制
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一种降低噪声的高频方波注入PMSM无传感器控制 预览
12
作者 刘琳 崔巍 《微电机》 北大核心 2019年第4期32-37,63共7页
高频方波注入法是一种永磁同步电机无位置传感器控制算法,但是逆变器的开关谐波和注入方波都会带来严重的噪声,这限制了它的应用范围。首先介绍了传统的高频方波注入法,在此基础上提出了3种混沌方式,通过混沌开关频率和注入频率以削弱... 高频方波注入法是一种永磁同步电机无位置传感器控制算法,但是逆变器的开关谐波和注入方波都会带来严重的噪声,这限制了它的应用范围。首先介绍了传统的高频方波注入法,在此基础上提出了3种混沌方式,通过混沌开关频率和注入频率以削弱谐波峰值来降低噪声。在Matlab/Simulink仿真的基础上,对比分析了传统方法与不同混沌方式在不同混沌范围下降低峰值谐波的能力和对转子位置估计的影响,并选取了一种最优方式作为实验方案。最后,在以TMS320F2812DSP控制芯片为核心的实验平台上进行了实验验证。仿真和实验结果都证明了该方法的有效性和可靠性。 展开更多
关键词 噪声抑制 高频方波注入 永磁同步电机 无位置控制
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同步磁阻电动机改进高频注入位置估算算法研究 预览
13
作者 杜逸康 廖勇 +1 位作者 李福 林豪 《微特电机》 2019年第4期43-47,共5页
现有基于高频信号注入的同步磁阻电动机位置估算算法,在反馈信号的处理过程中,若不考虑由采样电路及A/D转换环节产生的相位滞后,会使反馈信号中有效信号占比减小甚至为零,降低算法精度和稳定性。针对上述问题,建立高频下的同步磁阻电动... 现有基于高频信号注入的同步磁阻电动机位置估算算法,在反馈信号的处理过程中,若不考虑由采样电路及A/D转换环节产生的相位滞后,会使反馈信号中有效信号占比减小甚至为零,降低算法精度和稳定性。针对上述问题,建立高频下的同步磁阻电动机方程,分析脉振高频电压信号注入d轴后,反馈有效信号衰减的因素,及对位置估算算法有效性和稳定性产生的影响。对由于多种因素产生的反馈信号相位滞后问题,引入d轴在注入频率点的高频电流信号的改进算法,避免需要进行反馈信号相位补偿的问题。通过理论分析可以证明,相比未考虑相位补偿的原高频注入法,该方法提高了反馈信号的信噪比,减小了跟踪误差。结合仿真和实验,对改进方法的有效性进行验证。 展开更多
关键词 同步磁阻电动机 转子位置估算 无位置传感器控制 高频信号注入法
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UKF估计器对IPMSM无传感器控制的比较研究 预览
14
作者 SHEIANOV Aleksandr 康尔良 《微特电机》 2019年第4期56-60,65共6页
传统的无传感器技术在起动或低速瞬态工况下表现不理想,需要一些新的无传感器方法,而无需任何附加的起动算法。研究了一种新型的内置式永磁同步电动机(IPMSM)无传感器状态估计器。阐述了无迹卡尔曼滤波器(UKF)算法,并对其适应IPMSM d-q... 传统的无传感器技术在起动或低速瞬态工况下表现不理想,需要一些新的无传感器方法,而无需任何附加的起动算法。研究了一种新型的内置式永磁同步电动机(IPMSM)无传感器状态估计器。阐述了无迹卡尔曼滤波器(UKF)算法,并对其适应IPMSM d-q坐标系进行了说明。为了评估驱动性能,与基于滑模观测器的估计方法进行了比较。仿真结果表明,UKF能够更精确地估计转子位置,在低速范围内具有较好的性能,但转子的初始位置仍然是保证电机起动成功的关键。该方法能保证永磁同步电动机起动平稳以及转子位置检测精度高。 展开更多
关键词 无传感器控制 无迹卡尔曼滤波器 滑模控制 内置式永磁同步电机
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基于改进模型参考自适应法的矿用电机车调速 预览
15
作者 张倩 桂振钊 《工矿自动化》 北大核心 2019年第4期63-66,71共5页
针对矿用电机车永磁同步电动机调速采用无传感器控制时存在转子位置角估计精度低、计算量大、稳定性和抗扰动性差等问题,提出了一种改进模型参考自适应法。该方法根据直轴电流为零简化自适应律,降低计算复杂程度;采用滑模控制器替代PI... 针对矿用电机车永磁同步电动机调速采用无传感器控制时存在转子位置角估计精度低、计算量大、稳定性和抗扰动性差等问题,提出了一种改进模型参考自适应法。该方法根据直轴电流为零简化自适应律,降低计算复杂程度;采用滑模控制器替代PI调节器来控制转速环,减少扰动影响。仿真和试验结果表明,该方法能准确估计转子位置角,减小转速波动,具有很好的稳定性和抗扰动能力。 展开更多
关键词 矿用电机车 永磁同步电动机 调速 模型参考自适应法 无传感器控制 自适应律 滑模控制器
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一种低载波比下内埋式永磁同步电机离散龙贝格观测器 预览
16
作者 苑国锋 牛泽农 +1 位作者 郑春雨 李正熙 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期236-244,共9页
为了实现低载波比下内埋式永磁同步电机(IPMSM)无位置传感器控制,提出一种静止坐标系下离散域龙贝格观测器的设计方法。通过在静止坐标系建立基于扩展反电动势的离散域复矢量IPMSM模型,得到给定电压和检测电流之间精确的数学关系,并结... 为了实现低载波比下内埋式永磁同步电机(IPMSM)无位置传感器控制,提出一种静止坐标系下离散域龙贝格观测器的设计方法。通过在静止坐标系建立基于扩展反电动势的离散域复矢量IPMSM模型,得到给定电压和检测电流之间精确的数学关系,并结合反电动势动态方程的精确离散形式构成全阶离散龙贝格观测器的数学模型。针对观测器包含虚轴极点的问题,采用离散域直线平移法设计反馈增益矩阵,保证观测器的稳定性和快速收敛性。在14kW永磁电机测试平台的实验结果验证该方法所设计的离散龙贝格观测器在低载波比条件下的可行性和有效性。 展开更多
关键词 内埋式永磁同步电机 无位置控制 低载波比 龙贝格观测器 极点配置
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基于自抗扰控制技术的表贴式永磁同步电机无位置传感器控制 预览
17
作者 丁曙光 刘维维 +1 位作者 叶运骅 金昊 《微电机》 北大核心 2019年第3期31-36,共6页
为提高表贴式永磁同步电机(SPMSM)的控制精度、动态响应速度以及可调速度范围。通过引入自抗扰控制技术,在两相静止坐标系下,提出一种可以将包含转子位置信息的耦合项直接估计出来的方法。利用自抗扰控制技术的强解耦能力直接解耦电机方... 为提高表贴式永磁同步电机(SPMSM)的控制精度、动态响应速度以及可调速度范围。通过引入自抗扰控制技术,在两相静止坐标系下,提出一种可以将包含转子位置信息的耦合项直接估计出来的方法。利用自抗扰控制技术的强解耦能力直接解耦电机方程,故无需向转子坐标系进行坐标变换来实现解耦,此外通过电流自抗扰控制器(ADRC)中扩张状态观测器(ESO)可以直接得到转子电角速度和转子位置角,避免了传统控制方法中多次变换和积分带来的累积误差。其在转速ADRC中利用自抗扰控制技术的非线性控制方法,扩展了调速范围,提高了控制精度。 展开更多
关键词 表贴式永磁同步电机 自抗扰控制 无位置传感器控制 扩张状态观测器 非线性系统
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基于双滑模的永磁同步电机直接转矩控制 预览
18
作者 潘峰 闫庚龙 +2 位作者 苑伟华 秦国锋 虞嫣然 《电工技术学报》 CSCD 北大核心 2018年第A02期427-433,共7页
针对永磁同步电机直接转矩控制中存在转矩脉动大、开关频率不稳定等问题,结合滑模变结构控制方法,提出一种双滑模变结构直接转矩控制方案。首先,设计磁链和转矩的滑模控制器,输出为所需施加的电压空间矢量,并运用Lyapunov理论对所设计... 针对永磁同步电机直接转矩控制中存在转矩脉动大、开关频率不稳定等问题,结合滑模变结构控制方法,提出一种双滑模变结构直接转矩控制方案。首先,设计磁链和转矩的滑模控制器,输出为所需施加的电压空间矢量,并运用Lyapunov理论对所设计控制器的存在性和可达性进行证明。其次,设计滑模无速度传感器,实现PMSM-DTC系统的无传感器运行。最后,仿真结果表明该控制系统的可行性,永磁同步电机转矩脉动减小,对参数变化和外部干扰具有较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 直接转矩控制 双滑模变结构 无速度传感器
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模型参考自适应下的永磁同步电机无传感器矢量控制 预览
19
作者 韦汉培 魏海峰 张懿 《江苏科技大学学报:自然科学版》 2018年第2期224-231,共8页
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... 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. 展开更多
关键词 永磁同步电机 模型参考自适应 无位置传感器控制 矢量控制
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永磁同步电机新型无传感器控制方法 预览
20
作者 邢岩 王旭 +1 位作者 杨丹 张志美 《电气传动》 北大核心 2018年第5期13-17,共5页
为了提高永磁同步电机直接转矩控制系统抗干扰性,解决传统直接转矩控制中系统脉动大的问题,分析了永磁同步电机的数学模型,并设计了抗干扰性较强的定子磁链观测器。通过测量定子电压和电流,采用扩展卡尔曼滤波技术,估计转子位置和定子磁... 为了提高永磁同步电机直接转矩控制系统抗干扰性,解决传统直接转矩控制中系统脉动大的问题,分析了永磁同步电机的数学模型,并设计了抗干扰性较强的定子磁链观测器。通过测量定子电压和电流,采用扩展卡尔曼滤波技术,估计转子位置和定子磁链,并提出扩展卡尔曼滤波中协方差矩阵参数的设计方案。最后,对该方法进行仿真和实验。结果表明,卡尔曼滤波观测器在准确估计转子位置和定子磁链的同时,能有效降低系统脉动。 展开更多
关键词 抗干扰性 无传感器控制 扩展卡尔曼滤波 磁链估计器设计
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