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基于ESO的感应电机磁链观测与转子时间常数辨识 预览
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作者 贺虎成 刘恰 +2 位作者 师磊 李争宝 牛春光 《微电机》 北大核心 2019年第4期38-43,78共7页
为进一步提高感应电机矢量控制系统磁场定向和速度跟踪的精度,需要准确的转子时间常数在线辨识。本文在传统模型参考自适应的基础上进行优化,用扩展状态观测器(ESO)作为参考模型替代电压型磁链观测器,解决了电压型磁链观测器的积分饱和... 为进一步提高感应电机矢量控制系统磁场定向和速度跟踪的精度,需要准确的转子时间常数在线辨识。本文在传统模型参考自适应的基础上进行优化,用扩展状态观测器(ESO)作为参考模型替代电压型磁链观测器,解决了电压型磁链观测器的积分饱和及直流偏置问题,并将带有转子时间常数变量的电流模型作为可调模型,用Popov超稳定理论选取合适的自适应律对转子时间常数进行估算。仿真和实验结果表明,基于ESO的感应电机磁链观测与转子时间常数辨识方法可行,转子时间常数辨识准确,且对电机负载扰动鲁棒性强,电机转速跟踪精度高。 展开更多
关键词 感应电机 扩展状态观测 模型参考自适应 磁链观测 转速辨识
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带新型死区补偿策略的感应电机磁链转速观测器 预览
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作者 刘和平 苗轶如 +3 位作者 刘静 黄远胜 黄鹏 郭强 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期1-10,共10页
感应电机转子磁链观测准确与否直接影响电机的控制性能。传统的电压、电流磁链观测模型在低速时观测结果存在显著的幅值误差和相位滞后问题。采用电压-电流混合模型构成闭环磁链观测器,将混合模型的磁链角作为反馈实现电流模型的转子磁... 感应电机转子磁链观测准确与否直接影响电机的控制性能。传统的电压、电流磁链观测模型在低速时观测结果存在显著的幅值误差和相位滞后问题。采用电压-电流混合模型构成闭环磁链观测器,将混合模型的磁链角作为反馈实现电流模型的转子磁链定向,避免了检测转子的速度或瞬时角度;并采用模型参考自适应法,将混合模型得到的转子磁链作为参考模型,电流模型作为可调模型,转速误差信息经PI调节获得准确的转子角频率。为了抑制死区效应对观测器性能的影响,提出一种相电压对称补偿策略,消除了输出电压的偏移,并辅助一种新型滤波器,有效滤除高频分量,提高电流极性判断的精确性。通过仿真和实验测试验证了所提方法的可行性及有效性。 展开更多
关键词 感应电机 磁链观测 转速观测 死区补偿 二阶高通滤波器 谐波畸变
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无电压限幅环节的无传感器永磁同步电机矢量控制技术 预览
3
作者 施铃丽 谢源 何志明 《电机与控制应用》 2019年第2期15-19,共5页
在电机高速弱磁或过载要求高的情况下,需要通过脉冲宽度调制(PWM)的过调制运行提高直流母线电压利用率。基于磁链观测的无传感器永磁同步电机矢量控制(磁场导向控制,FOC)技术具有算法简单、易实现等优点,但在过调制的情况下电压限幅环... 在电机高速弱磁或过载要求高的情况下,需要通过脉冲宽度调制(PWM)的过调制运行提高直流母线电压利用率。基于磁链观测的无传感器永磁同步电机矢量控制(磁场导向控制,FOC)技术具有算法简单、易实现等优点,但在过调制的情况下电压限幅环节会引起磁链观测及转子位置角估算误差。为提高PWM过调制情况下系统的控制性能,对传统的FOC控制框图进行了改进,省去了电压限幅环节并利用由占空比计算的实际电压对定子磁链进行估算。MATLAB仿真验证了改进方法的有效性。研究结果表明:该方法充分利用PWM调制自有的限幅特性,既能简化控制算法又能提高磁链观测精度,具有较好的技术经济性能。 展开更多
关键词 永磁同步电机 脉冲宽度调制过调制 矢量控制框图 磁链观测
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基于磁链观测的高速永磁同步电机控制方法研究 预览
4
作者 马河涛 黄守道 《电机与控制应用》 2019年第6期21-26,共6页
高速永磁同步电机无速度传感器控制已经成为趋势。在采用传统模型参考自适应系统(MRAS)时,由于使用积分计算,磁链观测结果存在零漂和相移等问题。提出一种改进方法,将电压模型和电流模型磁链观测结果相减,把误差值经过PI调节后补偿电压... 高速永磁同步电机无速度传感器控制已经成为趋势。在采用传统模型参考自适应系统(MRAS)时,由于使用积分计算,磁链观测结果存在零漂和相移等问题。提出一种改进方法,将电压模型和电流模型磁链观测结果相减,把误差值经过PI调节后补偿电压模型中的电压,很好地解决了上述问题,控制性能优良。在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型验证所提方法,结果表明:改进后的MRAS在全速范围内都能准确跟踪转子速度和位置,并且在负载突变情况下依然能够稳定运行。 展开更多
关键词 高速永磁同步电机 磁链观测 模型参考自适应系统
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浅析永磁同步电机FOC控制策略 预览
5
作者 李晶 《现代教育论坛》 2019年第7期6-8,共3页
FOC是通过控制变频器输出电压的幅值和频率控制三相交流电机的一种变频驱动控制方法。通过测量和控制电机的定子电流矢量,对电机的励磁电流和转矩电流实现控制,它通过坐标变换,将静止坐标转化成旋转的坐标系,从而使三相交流耦合的定子... FOC是通过控制变频器输出电压的幅值和频率控制三相交流电机的一种变频驱动控制方法。通过测量和控制电机的定子电流矢量,对电机的励磁电流和转矩电流实现控制,它通过坐标变换,将静止坐标转化成旋转的坐标系,从而使三相交流耦合的定子电流转换为相互正交,独立解耦的转矩和励磁分量,从而达到类似于塔里直流电动机通过控制转矩电流直接控制转矩的目的。 展开更多
关键词 永磁同步电机 FOC 磁链观测
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永磁同步电机磁链观测改进积分方法的研究 预览
6
作者 张乐 杨强 《微特电机》 2018年第11期35-40,共6页
为了解决传统直接转矩控制(DTC)磁链观测电流模型对电机参数依赖较大,而电压模型积分方法会引入直流分量且易饱和,从而导致观测精度差的问题,对永磁同步电机定子磁链的电压观测模型的两种改进积分方法进行对比,通过理论与仿真分析相结... 为了解决传统直接转矩控制(DTC)磁链观测电流模型对电机参数依赖较大,而电压模型积分方法会引入直流分量且易饱和,从而导致观测精度差的问题,对永磁同步电机定子磁链的电压观测模型的两种改进积分方法进行对比,通过理论与仿真分析相结合说明,改进积分方法对观测效果的优化,尤其是不同转速下在直流偏置、幅值衰减和相位偏移方面的差异。通过实验验证改进积分方法相比于传统纯积分器的优势,证明了通过改进电压模型的积分方法能够显著改善定子磁链观测值的幅值衰减和相位偏移特性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 直接转矩控制 磁链观测 改进型磁链积分方法
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基于全阶状态观测器的双馈变频器低穿灭磁控制 预览
7
作者 王维娜 《电气传动》 北大核心 2018年第11期71-74,共4页
为了解决双馈变频器低电压穿越期间定子磁链中暂态直流分量对电磁转矩的影响,以及触发转子过流保护动作,提出一种基于全阶状态观测器定子磁链观测的低穿灭磁控制方法,并对其进行了仿真验证。仿真结果表明,全阶状态观测器法观测的定子磁... 为了解决双馈变频器低电压穿越期间定子磁链中暂态直流分量对电磁转矩的影响,以及触发转子过流保护动作,提出一种基于全阶状态观测器定子磁链观测的低穿灭磁控制方法,并对其进行了仿真验证。仿真结果表明,全阶状态观测器法观测的定子磁链都能与真实值高度吻合;全阶状态观测器法磁链观测对电机参数具有很好的鲁棒性;基于全阶状态观测器法磁链观测的灭磁控制方法效果显著,通过有效的灭磁控制,可显著改善双馈变频器的低穿性能。 展开更多
关键词 双馈变频器 低电压穿越 全阶状态观测 磁链观测 灭磁控制
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基于分数阶滑模观测的感应电机无速度传感器矢量控制 预览 被引量:2
8
作者 缪仲翠 党建武 +1 位作者 巨梅 韩天亮 《电机与控制学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期84-93,共10页
针对感应电机无速度传感器矢量控制中速度和磁链的观测问题,设计了一种感应电机速度和磁链的分数阶滑模观测器,该观测器综合了分数阶积分和滑模控制的优点。观测器以定子电流观测误差构成滑模面,根据李雅普诺夫定理证明了观测器的收敛... 针对感应电机无速度传感器矢量控制中速度和磁链的观测问题,设计了一种感应电机速度和磁链的分数阶滑模观测器,该观测器综合了分数阶积分和滑模控制的优点。观测器以定子电流观测误差构成滑模面,根据李雅普诺夫定理证明了观测器的收敛性和稳定性,并设计了分数阶滑模控制律。将该观测器应用到了感应电机矢量控制系统中,实现了无速度传感器矢量控制。仿真试验表明,分数阶滑模观测器能有效减小滑模观测中的抖振,对磁链和速度有较高的动态辨识能力。而且,无速度传感器矢量控制系统在全速范围内较好的动态和稳态性能。 展开更多
关键词 感应电机 矢量控制 分数阶滑模观测 无速度传感器 磁链观测
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改进的感应电机直接转矩控制系统
9
作者 刘虹 厉虹 《电气工程学报》 2018年第4期11-17,共7页
基于三电平逆变器的感应电机直接转矩控制无速度传感器系统存在着逆变器结构复杂、元器件使用较多、基于转子磁链定向的无速度传感器算法使磁链计算复杂、磁链观测环节不精确等问题。为解决上述问题,对三电平逆变器的拓扑结构进行简化... 基于三电平逆变器的感应电机直接转矩控制无速度传感器系统存在着逆变器结构复杂、元器件使用较多、基于转子磁链定向的无速度传感器算法使磁链计算复杂、磁链观测环节不精确等问题。为解决上述问题,对三电平逆变器的拓扑结构进行简化,针对直接转矩控制的特点,采用基于定子磁链的无速度传感器算法,并与改进的磁链观测器相结合,进行速度观测,构建了改进拓扑结构、改进磁链观测算法的感应电机直接转矩控制无速度传感器系统。通过仿真实验验证了上述改进方法在减少开关器件损耗的同时,可提高磁链观测精度,使转速估算更精确。 展开更多
关键词 感应电机 三电平逆变器 模型参考自适应 磁链观测 直接转矩控制
异步电机转速跟踪自适应控制技术研究 预览 被引量:1
10
作者 孙春媛 胡庆波 《微电机》 北大核心 2018年第12期53-58,共6页
针对传统采用下桥短路方式以获得电机相电流信息的转速跟踪控制方法中电流过大的问题,本文提出了一种电流幅值控制的转速跟踪策略。利用异步电机剩余反电动势,对三相全桥电路采用特定的斩波调制方式,可以在转速跟踪期间将电机相电流恒... 针对传统采用下桥短路方式以获得电机相电流信息的转速跟踪控制方法中电流过大的问题,本文提出了一种电流幅值控制的转速跟踪策略。利用异步电机剩余反电动势,对三相全桥电路采用特定的斩波调制方式,可以在转速跟踪期间将电机相电流恒流控制,避免出现电流过大而造成变频器故障。另外电流幅值控制可以获得平稳的电磁转矩以及尽可能延长剩余反电动势的作用时间,能有效的提高转速信息获取的准确性。最后在获取了电机转速以及电角度后,通过电流电压模型自适应法构造速度开环、电流闭环的工作方式,使磁链观测模型的转速估计环内部参数达到稳定,以此在切入速度电流双闭环的工作模式后可以最大限度的降低转矩和电流冲击。实验证明:该控制方案具有结构简单,易于实现,同时具有较强的通用性和鲁棒性。 展开更多
关键词 异步电机 磁链观测 转速跟踪 自适应PI 电流幅值控制
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基于MRAS无速度传感器的永磁同步电机转速跟踪控制 预览
11
作者 陈杨 《科技通报》 2018年第10期176-180,共5页
为了提高永磁同步电机在直接转矩控制过程中磁链和转速的观测精度,降低控制系统对电机参数的依赖性,提出了一种基于模型参考自适应(MRAS)的直接转矩控制方法。首先针对磁链估计提出了一种转子位置和定子电流的新型磁链估计方法,该方法... 为了提高永磁同步电机在直接转矩控制过程中磁链和转速的观测精度,降低控制系统对电机参数的依赖性,提出了一种基于模型参考自适应(MRAS)的直接转矩控制方法。首先针对磁链估计提出了一种转子位置和定子电流的新型磁链估计方法,该方法受速度影响小,调速范围广。采用基于转矩和磁链两个PI调节器,对电机空间电压矢量中转矩和磁链两个分量进行解耦从而构造出控制方法。为了获得转子的位置,提高这个系统的稳定性,在新型磁链估计方法的基础上提出了基于MRAS的无速度传感器的电机转速辨识方法。实验结果表明,本文所提方法能够有效提高整个控制系统的动态响应性和稳定性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 直接转矩控制 磁链观测 模型参考自适应 转速辨识
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基于新型磁链观测器的无轴承永磁薄片电机直接控制
12
作者 朱熀秋 赵祝恒 《中国电机工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第14期4242-4251,共10页
将直接转矩控制理论和方法应用于无轴承永磁薄片电机,并借鉴该思想,构建转子位移和径向悬浮力双闭环控制系统。同时,针对传统直接控制系统中,磁链观测精度低的弊端,引入一种基于锁相环原理的磁链观测器,用于改善电机低速运行时的性能。... 将直接转矩控制理论和方法应用于无轴承永磁薄片电机,并借鉴该思想,构建转子位移和径向悬浮力双闭环控制系统。同时,针对传统直接控制系统中,磁链观测精度低的弊端,引入一种基于锁相环原理的磁链观测器,用于改善电机低速运行时的性能。首先推导了无轴承永磁薄片电机转矩和径向悬浮力数学模型。其次,设计锁相环磁链观测器,并阐述直接控制实现算法,构建基于锁相环磁链观测的无轴承永磁薄片电机直接控制系统。运用Matlab/Simulink模块对控制系统进行仿真,仿真结果验证了数学模型和控制算法的正确性。最后,将该控制策略用于一台4kW样机。实验结果表明,与传统直接控制相比,所提出的直接控制策略不仅能有效提高转矩和悬浮力控制精度,同时具有良好的动、静态性能。 展开更多
关键词 无轴承永磁薄片电机 数学模型 直接控制 锁相环 磁链观测
一种笼型转子无刷双馈电机的磁链观测方法 预览 被引量:2
13
作者 陈正方 王淑红 +2 位作者 高若中 王景轩 张健 《电工技术学报》 CSCD 北大核心 2018年第23期5402-5409,共8页
由于没有电刷和集电环,无刷双馈电机运行可靠,维护成本低廉,因而在风电领域具有广阔的应用前景。在现有的无刷双馈电机的各种控制方法中,定子功率绕组和控制绕组磁链的观测都是必须的。当需要其中一个绕组的磁链在另外一个定子绕组静止... 由于没有电刷和集电环,无刷双馈电机运行可靠,维护成本低廉,因而在风电领域具有广阔的应用前景。在现有的无刷双馈电机的各种控制方法中,定子功率绕组和控制绕组磁链的观测都是必须的。当需要其中一个绕组的磁链在另外一个定子绕组静止坐标系的表达式时,两个静止坐标系之间的坐标变换成为必然,但在实际系统中该坐标变换实现起来十分困难。该文提出一种笼型转子无刷双馈电机在任意一个定子绕组静止坐标系观测另外一个定子绕组磁链的方法,该方法简单且不需要坐标变换,因此易于在实际系统中实现。仿真和实验结果表明,该方法观测结果比较准确,可以满足实验系统对于动态性能的需求。所提方法同样适用于绕线型转子无刷双馈电机。 展开更多
关键词 笼型转子无刷双馈电机 静止坐标系 坐标变换 磁链观测
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基于新型磁链观测器的无速度传感器感应电机控制技术研究 预览 被引量:1
14
作者 王贤明 何露 +2 位作者 胡丽 郑成 曹一 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第6期142-145,共4页
提出一种由补偿式的二阶带通滤波器电压磁链观测模型,基于该补偿电压模型,构成新的磁链估计器。为了解决磁链观测器多平衡状态的问题,提出以提高磁链估计精度的方法、对不同类型感应电动机磁通观测器的控制技术进行研究。对传统的模型... 提出一种由补偿式的二阶带通滤波器电压磁链观测模型,基于该补偿电压模型,构成新的磁链估计器。为了解决磁链观测器多平衡状态的问题,提出以提高磁链估计精度的方法、对不同类型感应电动机磁通观测器的控制技术进行研究。对传统的模型参考自适应速度估计方法进行改进,基于补偿式二阶带通滤波器电压磁链观测模式作为参考模型,速度估计的精度提高。同时对基于新型磁链观测器的无速度传感器感应电机控制技术进行研究,然后通过仿真验证。 展开更多
关键词 感应电机 磁链观测 控制技术 无速度估计
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基于改进算法MRAS观测器的异步电动机模型预测控制
15
作者 陈宇飞 张瑞 +1 位作者 邱红铭 张梦娜 《电气应用》 2017年第4期55-59,共5页
模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)是近年来在交流调速领域逐渐受到关注的一种优化控制算法。针对预测控制所需的转速和磁链参数,提出了将基于改进算法的转子磁链观测器作为参考模型的模型参考自适应(MRAS)观测器,该观测... 模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)是近年来在交流调速领域逐渐受到关注的一种优化控制算法。针对预测控制所需的转速和磁链参数,提出了将基于改进算法的转子磁链观测器作为参考模型的模型参考自适应(MRAS)观测器,该观测器消除了积分环节普遍存在的初始相位和直流偏置的影响,提高了转子磁链观测的准确性和转速辨识的可靠性。最后在Matlab/Simulink环境下搭建了基于无速度传感器的MPC仿真模型,仿真结果验证了MPC的优越性和MRAS观测器的准确性。 展开更多
关键词 模型预测控制 无速度传感器 磁链观测 模型参考自适应
基于零漂修正和偏置补偿的定子磁链观测算法 预览
16
作者 卢亨宇 刘彦呈 +1 位作者 郭昊昊 程世超 《微特电机》 北大核心 2017年第12期49-52,56共5页
针对反电动势积分法在实际应用中会受到积分初值、逆变器非线性、电流采样噪声等影响,引起纯积分计算结果漂移甚至饱和,导致电机运行不稳定的现象,提出一种低通滤波器加零漂修正的改进磁链观测算法。分析了低通滤波器代替纯积分时能够... 针对反电动势积分法在实际应用中会受到积分初值、逆变器非线性、电流采样噪声等影响,引起纯积分计算结果漂移甚至饱和,导致电机运行不稳定的现象,提出一种低通滤波器加零漂修正的改进磁链观测算法。分析了低通滤波器代替纯积分时能够抑制但不能消除零漂的缺陷,以及积分后采用极值法对零漂修正的不足,两种方案结合能完全消除直流偏置且结构简单、易于工程实现,算法通过仿真和实验验证,结果表明该算法能够有效地解决电压积分模型磁链观测不准确问题,提高转子位置及速度估算精度,实现宽转速范围永磁同步电机无位置传感器控制。 展开更多
关键词 磁链观测 低通滤波器 直流偏置 无位置传感器控制
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基于转子磁场定向交叉补偿的磁链估计器的设计与实现 预览
17
作者 顾兰 李智 +1 位作者 陈涛 牛军浩 《仪器仪表用户》 2017年第4期19-23,14共6页
针对如何更准确的估计矢量控制中的磁链,本文提出了一种交叉补偿的电压型转子磁链观测器。首先,采用软件建立了异步电机矢量控制系统仿真模型,分析了传统的电流型转子磁链观测器、电压型磁链观测器的优缺点及使用范围。然后,建立了矢量... 针对如何更准确的估计矢量控制中的磁链,本文提出了一种交叉补偿的电压型转子磁链观测器。首先,采用软件建立了异步电机矢量控制系统仿真模型,分析了传统的电流型转子磁链观测器、电压型磁链观测器的优缺点及使用范围。然后,建立了矢量控制系统模型,并将低通滤波器模型、交叉补偿的模型分别放入到矢量控制系统中。仿真实验结果表明,基于交叉补偿的电压型转子磁链观测器可以有效的补偿由低通滤波器环节产生的幅值和相位误差,且算法简单,可以更好的应用。 展开更多
关键词 矢量控制 磁链观测 低通滤波器 交叉补偿
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基于转子磁场定向矢量控制的感应电机改进磁链观测方法 预览
18
作者 马会贤 《电机与控制应用》 北大核心 2017年第8期65-68,共4页
传统的磁链观测方法通常采用低通滤波器取代电压模型的纯积分环节,由于其易于实现,较多应用于工程实践。但其忽略了直流偏置,并随之引入了相位偏差以及幅值上的误差。针对这一现象,提出改进磁链观测的方法,采用高通与低通滤波环节串联... 传统的磁链观测方法通常采用低通滤波器取代电压模型的纯积分环节,由于其易于实现,较多应用于工程实践。但其忽略了直流偏置,并随之引入了相位偏差以及幅值上的误差。针对这一现象,提出改进磁链观测的方法,采用高通与低通滤波环节串联的方式,在此基础上推导出相对应的相位及幅值的偏差补偿策略,解决了直流偏置问题。最后通过仿真和试验对所述方法进行有效性和准确性的验证。 展开更多
关键词 感应电机 磁链观测 直流偏置 转子磁场定向矢量控制
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牵引电机低速运行下磁链观测模型优化研究 被引量:1
19
作者 谭喜堂 章天宇 +2 位作者 朱琴跃 张有华 王慕将 《机电一体化》 2016年第12期13-17,23共6页
针对牵引电机低速运行下磁场定向控制系统中磁链精度较低的问题,对现有磁链观测模型的优化进行了研究。首先在基于低通-高通滤波的电压磁链观测模型基础上加入误差补偿环节,并提出了先补偿后滤波新型结构的改进型电压模型,解决了观测磁... 针对牵引电机低速运行下磁场定向控制系统中磁链精度较低的问题,对现有磁链观测模型的优化进行了研究。首先在基于低通-高通滤波的电压磁链观测模型基础上加入误差补偿环节,并提出了先补偿后滤波新型结构的改进型电压模型,解决了观测磁链在直流偏置、幅值和相位的误差问题;为进一步提升模型的动态响应性能和磁链观测精度,通过串入电流模型,并通过中间环节PI控制器形成了基于电压电流混合控制的磁链观测优化模型;最后通过仿真建模分析,验证了所提优化模型在抑制直流偏置误差以及提升动态响应与磁链精度方面的有效性,并通过在电机矢量控制系统中的仿真应用,进一步验证了该模型在牵引电机低速运行时不同工况切换下优良的稳态和动态响应性能。 展开更多
关键词 电机低速运行 磁链观测 磁链精度 幅相误差补偿 动态响应
感应电机 Super-twisting 算法定子磁链观测器设计 预览 被引量:6
20
作者 潘月斗 陈涛 陈泽平 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期60-67,共8页
为了提高感应电机定子磁链的观测精确度,提出了一种基于Super-twisting算法的磁链观测方法,设计了定子磁链观测器,并应用到感应电机直接转矩控制中。依据滑模变结构控制的鲁棒性特点来抑制多输入多输出定子磁链观测器系统中的扰动。... 为了提高感应电机定子磁链的观测精确度,提出了一种基于Super-twisting算法的磁链观测方法,设计了定子磁链观测器,并应用到感应电机直接转矩控制中。依据滑模变结构控制的鲁棒性特点来抑制多输入多输出定子磁链观测器系统中的扰动。利用Super-twisting算法所需信息少的优点,设计了简单的控制律,从而更适合于实际工程应用。在对观测器稳定性进行分析时,将转速和耦合量看作扰动来处理,并给出了系统一致渐近稳定的充分条件。与常规电压模型法相比,基于Super-twisting算法的定子磁链估算值更加准确,且对电机定子电阻参数变化具有更强的鲁棒性。仿真和实验结果验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 感应电机 Super-twisting算法 磁链观测 电流观测 直接转矩控制
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