基于共振扩张状态观测器的内置式永磁同步电机统一全速域无位置传感器控制 被引量：11

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作者 张彦平 尹忠刚 +1 位作者 苏明 刘静 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第22期6070-6081,共12页

常规的永磁同步电机全速域无位置传感器控制通过复合两种位置观测器实现全速域的转子位置估计,然而,在电机频繁宽频域调速工况下,两种位置观测器频繁地切换,易导致估计的位置和转速振荡,并且两种位置估计方法需要单独的设计和调谐,增加... 常规的永磁同步电机全速域无位置传感器控制通过复合两种位置观测器实现全速域的转子位置估计,然而,在电机频繁宽频域调速工况下,两种位置观测器频繁地切换,易导致估计的位置和转速振荡,并且两种位置估计方法需要单独的设计和调谐,增加了系统整定难度和算法复杂度。为此,该文提出了一种基于共振扩张状态观测器的内置式永磁同步电机统一全速域无位置传感器控制方法。首先,通过共振扩张状态观测器估计基频反电动势和高频反电动势。然后,建立了统一全速域模型,通过统一全速域模型实现全速域的转子位置和转速估计。在零速和低速时,通过向d轴注入高频电压,增加统一全速域模型中转子位置信息的信噪比,从而可以准确估计零速和低速区的转子位置,消除了传统高频注入法中由滤波器和延迟引起的估计误差。当电机在中高速区运行时,统一全速域模型自动蜕变为基频模型法,不需要两种位置观测器切换控制。最后,在2.0 kW内置式永磁同步电机实验平台上验证了算法的有效性。 展开更多

关键词 永磁同步电机 无位置传感器控制 共振扩张状态观测器 统一全速域模型

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改进型IF控制结合有效磁链法的永磁同步电机全速域无位置传感器控制策略 被引量：13

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作者 付康壮 刘计龙 +2 位作者 麦志勤 牧雅璐 李科峰 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第22期5704-5716,共13页

该文所提的改进型IF控制与永磁同步电机高频注入无位置传感器控制相比,具有实现简单、适配电机广泛、不产生附加振动噪声的优势。然而传统IF控制只作为永磁同步电机的低速区起动策略使用,起动完成后不再参与电机调速过程,导致采用传统I... 该文所提的改进型IF控制与永磁同步电机高频注入无位置传感器控制相比,具有实现简单、适配电机广泛、不产生附加振动噪声的优势。然而传统IF控制只作为永磁同步电机的低速区起动策略使用,起动完成后不再参与电机调速过程,导致采用传统IF控制起动的永磁电机不能实现全范围调速,限制了其推广应用。针对这一问题,该文提出一种基于改进型IF控制结合有效磁链法的全速域无位置传感器控制策略,实现了IF控制与有效磁链法在正转与反转、进入与退出工况下的平滑切换。通过在d轴(虚拟d轴)设置电流给定作为转矩储备,解决了永磁电机零速穿越问题。在电机加减速过程中,设置了基于滞环切换的转速过渡区。电机运行在过渡区时,一边应用有效磁链法实现闭环控制,一边在d轴上做好电流储备,为随时进入IF控制区域做好准备。通过该文所提控制策略,实现了永磁同步电机全速域稳定平滑运行,且具有近似于高频注入法的全速域调速效果。最后在一台三相永磁同步电机驱动平台上对所提控制方法的有效性进行实验验证。 展开更多

关键词 永磁同步电机 无位置传感器控制 改进型IF控制 有效磁链法 全速域

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改进电机全速域无位置传感器转速控制系统研究 被引量：3

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作者 齐歌 胡万龙 马丁 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第6期110-114,121,共6页

针对宽速电机的全速域应用场景,提出改进传统加权平均法,并利用改进后的中高速域滑模观测器法和低速域脉振高频注入法进行复合,实现精确的全速域无位置传感器控制。首先,针对滑模观测器法中符号函数导致的系统抖振,提出指数型复合函数... 针对宽速电机的全速域应用场景,提出改进传统加权平均法,并利用改进后的中高速域滑模观测器法和低速域脉振高频注入法进行复合,实现精确的全速域无位置传感器控制。首先,针对滑模观测器法中符号函数导致的系统抖振,提出指数型复合函数用来替代原观测器中的符号函数;其次,针对脉振高频注入法中高频电流分量与注入信号的相位延迟,提出使用另一轴系高频电流替代注入信号;再次,针对加权平均法在过渡区域的权重分配不合理,提出新型指数型加权系数,同时为平稳过渡提出滞留缓冲带;最后,在MATLAB/Simulink仿真平台搭建基于滞留缓冲加权法的全速域转速控制系统,进行仿真验证。通过仿真结果,表明了改进后的全速域转速控制系统对转速误差和平稳过渡的优化效果。 展开更多

关键词 全速域 无位置传感器控制 抖振 指数型复合函数 脉振高频注入法 加权平均法

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永磁直线同步电机全速无位置传感器控制 被引量：9

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作者 陆华才 提娟 +1 位作者 高文根 陈其工 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期92-96,103,共6页

针对永磁直线同步电机无位置传感器控制时,单一的位置估计算法难以在宽范围内精确估计动子速度和位置信号的问题,为了进一步适应直线电机往复运动、速度变化范围大的特点,提出了高频信号注入法和增广扩展卡尔曼滤波算法复合的估计算法... 针对永磁直线同步电机无位置传感器控制时,单一的位置估计算法难以在宽范围内精确估计动子速度和位置信号的问题,为了进一步适应直线电机往复运动、速度变化范围大的特点,提出了高频信号注入法和增广扩展卡尔曼滤波算法复合的估计算法。在起动和低速时采用高频信号注入法,在中高速时采用增广扩展卡尔曼滤波法,在过渡区域采用高频信号注入法和增广扩展卡尔曼滤波算法融合的方法,实现从零速到高速全速范围内高精确度无位置传感器控制。仿真和实验结果表明,基于该复合算法的无位置传感器控制系统在全速范围内都具有良好的动态响应特性。 展开更多

关键词 永磁直线同步电机 无位置传感器控制 高频信号注入 增广扩展卡尔曼滤波法 全速

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基于改进的离散域二阶滑模观测器的内置式永磁同步电机无位置传感器控制 被引量：22

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作者 王琛琛 苟立峰 +2 位作者 周明磊 游小杰 董士帆 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期387-397,共11页

滑模观测器由于对系统不确定性具有良好的鲁棒性,逐渐应用于永磁同步电机无位置传感器控制中,但是在实际应用中滑模观测器的抖振现象会严重影响系统控制性能。该文提出一种用于内置式永磁同步电机无位置传感器控制的改进的二阶滑模观测... 滑模观测器由于对系统不确定性具有良好的鲁棒性,逐渐应用于永磁同步电机无位置传感器控制中,但是在实际应用中滑模观测器的抖振现象会严重影响系统控制性能。该文提出一种用于内置式永磁同步电机无位置传感器控制的改进的二阶滑模观测器,采用基于Super-twisting算法的二阶滑模观测器,不同于常规的通过滑模观测器估算得到反电动势分量的方法,该方法基于内模控制原理引入二阶广义积分器,通过滑模观测器估算得到反电动势误差分量,再经过二阶广义积分器得到估算的反电动势分量,能够在保证估算准确性的同时很好地抑制系统抖振。同时,为了消除数字实现过程中的离散化误差和估算反电动势分量的耦合项,提高估算的准确性,重新构建了基于扩展反电动势的离散域数学模型,并基于该模型设计了改进的离散域Super-twisting滑模观测器。最终将估算得到的扩展反电动势分量用于估算转子位置和转速。通过实验对该文提出方法的有效性进行了验证。 展开更多

关键词 内置式永磁同步电机 无位置传感器控制 离散域模型 Super-twisting 滑模观测器 二阶广义积分器

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抑制抖振的PMSM无位置传感器控制算法优化

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作者 罗帅 张良力 +2 位作者 徐万万 龚若涵 吴美琴 《现代电子技术》 北大核心 2024年第21期125-130,共6页

在分析无位置传感器控制永磁同步电机(PMSM)发生高频抖振原因的基础上,文中提出对PMSM滑模观测器算法及起动控制进行优化,包括:使用双曲正切函数代替符号函数作为滑模面切换函数,基于李雅普诺夫理论的滑模增益整定,使用锁相环法代替反... 在分析无位置传感器控制永磁同步电机(PMSM)发生高频抖振原因的基础上,文中提出对PMSM滑模观测器算法及起动控制进行优化,包括:使用双曲正切函数代替符号函数作为滑模面切换函数,基于李雅普诺夫理论的滑模增益整定,使用锁相环法代替反正切法估计转子位置等。针对PMSM全速域无位置传感器运行时电机低速起动位置估计困难的问题,提出恒电流频比(I/F)控制。考虑零速起动的PMSM由I/F控制转向滑模观测器控制切换时产生的电磁转矩不平稳,引入避免滑模观测器给定观测位置角差值发生波动的q轴电流系数,并制定转子电流控制新策略。仿真实验结果证明该方法相比传统方法能有效降低转速波动且转子位置角估算误差更小,验证了所提优化方法在抑制抖振方面的有效性。该算法可应用于智能制造领域,以有效抑制系统抖振问题,进而提升智能制造企业生产效益。 展开更多

关键词 永磁同步电机 无位置传感器控制 滑模观测器 抖振抑制 恒电流频比 全速域

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永磁同步电机无位置传感器全速域控制研究

7

作者 欧阳志宏 李康 《南方农机》 2019年第23期244-244,254,共2页

针对现阶段应用越来越广泛的永磁同步电机,对其省略位置传感器条件下的全速域控制进行深入分析,提出行之有效的控制方法,为电机稳定运行和运行的经济性提供可靠参考依据。

关键词 永磁同步电机 全速域控制 无位置传感器

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基于IPMSM的全速范围无位置传感器复合控制

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作者 敬秋霞 罗玉涛 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2019年第11期66-74,共9页

为克服无位置传感器控制方法中单一方法不适用于全速范围的缺点,基于内置式永磁同步电机(IPMSM)提出一种全速范围内无位置传感器的复合控制策略。通过权数据转速平滑变化的加权函数将脉振高频注入法与模型参考自适应法结合,同时通过制... 为克服无位置传感器控制方法中单一方法不适用于全速范围的缺点,基于内置式永磁同步电机(IPMSM)提出一种全速范围内无位置传感器的复合控制策略。通过权数据转速平滑变化的加权函数将脉振高频注入法与模型参考自适应法结合,同时通过制定复合控制系统的参数整定流程,解决了因多估计观测器而带来的复杂性问题,实现了复合控制系统的快速整定。动静态仿真结果表明:所提出复合控制策略在全速范围内位置与转速估计中具有较强的鲁棒性和较高的跟踪精度,大幅降低了脉振高频注入法引入滤波器带来的相位延迟而导致的估计误差,同时克服了模型参考自适应法在低速反电动势低时导致的估计误差大的缺点。 展开更多

关键词 内置式永磁同步电机 全速范围 无位置传感器 复合控制 参数整定

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宽转速范围永磁同步电机无位置传感器控制 被引量：4

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作者 肖仁鑫 赵晗 胡海双 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2022年第8期53-56,共4页

为了提高永磁同步电机在整个转速范围内无传感器控制的性能,基于速度分区优化的思想,提出一种融合了改进滑模观测器和I/F启动的新型无传感器控制方法。在零低速时,在电机绕组中施加幅值固定的旋转电流矢量,采用转速开环电流闭环的启动方... 为了提高永磁同步电机在整个转速范围内无传感器控制的性能,基于速度分区优化的思想,提出一种融合了改进滑模观测器和I/F启动的新型无传感器控制方法。在零低速时,在电机绕组中施加幅值固定的旋转电流矢量,采用转速开环电流闭环的启动方式;在中高速时,设计了一种改进滑模增益的新型滑模观测器,通过设计模糊规则,使滑模增益可自适应调节。仿真结果表明,提出的融合算法在低速时,启动稳定抗干扰能力强;全速域范围内提高了系统的鲁棒性、有效地削弱了系统的抖振。 展开更多

关键词 永磁同步电机 无位置传感器控制 I/F启动策略 滑模观测器 宽速域控制

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双转子PMSM无传感器复合控制方法研究 被引量：7

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作者 徐海珠 谢顺依 +1 位作者 张林森 王松林 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第7期12-16,共5页

为了使双转子永磁同步电机(双转子PMSM)在全速域实现无传感器精确控制,研究了该种电机双转子位置的复合自检测方法。结合面贴式双转子PMSM的结构,在低速区采用脉振高频电压注入法确保检测精度,高速区采用模型参考自适应法确保动态响应... 为了使双转子永磁同步电机(双转子PMSM)在全速域实现无传感器精确控制,研究了该种电机双转子位置的复合自检测方法。结合面贴式双转子PMSM的结构,在低速区采用脉振高频电压注入法确保检测精度,高速区采用模型参考自适应法确保动态响应。将两种方法的优势相结合,设计出无传感器复合控制系统,并给出了速度切换区间和加权切换算法。实验结果显示,这种方法能在高低速之间实现平滑切换,在全速域实现转子位置的准确检测,并保持双转子的等速对转。 展开更多

关键词 双转子PMSM 无传感器复合控制 模型参考自适应 全速域 平滑切换

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基于I/F启动的PMSM无感复合控制方法 被引量：1

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作者 赵化勇 田伟 吉敬华 《电子测量技术》 北大核心 2024年第16期41-48,共8页

针对永磁同步电机全速域无位置传感器控制,电机起动时观测器位置估算困难的问题。提出一种电流频率比结合龙伯格观测器的无位置传感器控制策略。首先,在低速域中,采用I/F控制启动;在中高速域,引入龙伯格观测器和锁相环进行位置估计。其... 针对永磁同步电机全速域无位置传感器控制,电机起动时观测器位置估算困难的问题。提出一种电流频率比结合龙伯格观测器的无位置传感器控制策略。首先,在低速域中,采用I/F控制启动;在中高速域,引入龙伯格观测器和锁相环进行位置估计。其次,针对两种控制方法之间直接过渡导致的振荡问题,本文提出了新型平滑过渡策略;对于PI调节器存在协调性与抗干扰能力差的问题,引入自抗扰控制并与新型平滑过渡策略相结合,进一步形成一种复合过渡法;最后经过Simulink和电机实验平台的验证,仿真和实验结果显示,复合控制方法过渡过程平稳并且转速超调和误差明显减小。 展开更多

关键词 I/F控制 龙伯格观测器 平滑切换 全速域无位置传感器控制 自抗扰控制

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