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轨道交通异步牵引电机低开关频率下定子磁链轨迹跟踪控制研究 被引量:4
1
作者 刘可安 田红旗 +2 位作者 尚敬 刘勇 梅文庆 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期1-8,共8页
功率器件的低开关频率导致轨道交通牵引系统在全速范围内不能实现圆形定子磁链轨迹控制。直接自控制(DSC)广泛应用于轨道交通牵引传动控制,其定子磁链轨迹为六边形或十八边形,但随着逆变器最大输出电压越来越接近电机额定电压,未能实现... 功率器件的低开关频率导致轨道交通牵引系统在全速范围内不能实现圆形定子磁链轨迹控制。直接自控制(DSC)广泛应用于轨道交通牵引传动控制,其定子磁链轨迹为六边形或十八边形,但随着逆变器最大输出电压越来越接近电机额定电压,未能实现对转矩的有效控制,产生较大的电流冲击和转矩脉动,影响系统控制性能。为解决此问题,本文基于优化脉宽调制策略,以异步牵引电机为控制对象将定子磁链轨迹跟踪控制算法应用于高速区,与应用于中低速区的DSC控制算法进行无缝切换,实现全速范围内的平滑过渡。仿真及实验证明了所提算法的正确性和可行性。 展开更多
关键词 轨道交通 低开关频率 异步牵引电机 优化脉宽调制 定子磁链轨迹跟踪控制
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异步牵引电机定子磁链轨迹跟踪控制技术研究 被引量:1
2
作者 刘勇 梅文庆 甘韦韦 《机车电传动》 北大核心 2016年第2期9-14,共6页
为解决大功率交流传动系统中因功率器件的低开关频率所导致的PWM波形谐波大的问题,提出了一种基于新型优化同步调制的定子磁链轨迹跟踪控制算法,离线状态下以电机电流谐波总和最小为优化目标求得逆变器在各种分频数下的优化开关角,从而... 为解决大功率交流传动系统中因功率器件的低开关频率所导致的PWM波形谐波大的问题,提出了一种基于新型优化同步调制的定子磁链轨迹跟踪控制算法,离线状态下以电机电流谐波总和最小为优化目标求得逆变器在各种分频数下的优化开关角,从而得到定子磁链的运行轨迹;系统正常工作过程中实时计算出定子磁链轨迹的各个特征门槛值,根据观测到的电机定子磁链值与各个特征门槛值进行闭环控制,实现基于定子磁链轨迹跟踪控制的同步调制算法。仿真及试验验证了所提算法的正确性和可行性。 展开更多
关键词 异步电机 低开关频率 轨迹跟踪控制 同步调制
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基于定子磁链轨迹的PMSM矢量控制方法 被引量:1
3
作者 张朝阳 文宇良 +1 位作者 黄佳德 郑汉锋 《机车电传动》 北大核心 2019年第1期23-29,共7页
针对优化同步PWM(Pulse Width Modulation)用于闭环矢量控制进行快速动态调节时容易发生过流失控的问题,提出了一种基于优化定子磁链轨迹闭环控制的永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)矢量控制策略。简述了谐波电... 针对优化同步PWM(Pulse Width Modulation)用于闭环矢量控制进行快速动态调节时容易发生过流失控的问题,提出了一种基于优化定子磁链轨迹闭环控制的永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)矢量控制策略。简述了谐波电流最小优化PWM的原理,给出了优化开关角,建立了优化开关角与对应优化磁链轨迹之间的数学关系。基于包含异步调制与同步调制的混合调制策略,构建了PMSM最大转矩电流比矢量控制系统,针对同步调制模式,重点介绍了利用优化磁链轨迹闭环控制来实现系统快速动态调节的方法。通过仿真和试验验证了优化磁链轨迹闭环控制方法。 展开更多
关键词 优化同步调制 同步电机 矢量控制 优化轨迹
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改善IPMSM动静态性能的定子磁链矢量控制方案 被引量:1
4
作者 袁庆伟 赵荣祥 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期2420-2428,共9页
为了避免解耦,建立两相静止坐标系下以定子磁链为状态变量的IPMSM状态空间模型,构建无差拍全阶状态观测器,提高定子磁链的观测精度,改善系统的稳态性能.将驱动系统中速度控制环的输出作为转矩角的给定值,移除转矩控制环,通过定子磁链控... 为了避免解耦,建立两相静止坐标系下以定子磁链为状态变量的IPMSM状态空间模型,构建无差拍全阶状态观测器,提高定子磁链的观测精度,改善系统的稳态性能.将驱动系统中速度控制环的输出作为转矩角的给定值,移除转矩控制环,通过定子磁链控制环来调节IPMSM的转矩输出.根据定子磁链控制环的极点位置来调节系统的前向增益矩阵,计算参考电压矢量.与传统方案的实验结果相比,所提出的控制方案具有较低的转矩脉动输出和较高的转矩响应速度. 展开更多
关键词 定子矢量控制 状态空间 内置式永同步电机 全阶状态观测器 静止坐标系
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基于递归神经网络定子磁链观测器的凸极同步电动机直接转矩控制系统 被引量:1
5
作者 黄友锐 杭俊 《工矿自动化》 2010年第9期59-62,共4页
针对传统的凸极同步电动机直接转矩控制系统定子磁链观测器存在积分器漂移等问题,提出了一种基于递归神经网络定子磁链观测器的凸极同步电动机直接转矩控制系统的设计方案。该方案将三相电压与三相电流经3S/2S变换后得到的两相电压与电... 针对传统的凸极同步电动机直接转矩控制系统定子磁链观测器存在积分器漂移等问题,提出了一种基于递归神经网络定子磁链观测器的凸极同步电动机直接转矩控制系统的设计方案。该方案将三相电压与三相电流经3S/2S变换后得到的两相电压与电流送到已经训练好的基于递归神经网络的定子磁链观测器中,观测器的输出是定子磁链的α、β分量,即Ψsα、Ψsβ;Ψsα、Ψsβ经矢量分析器处理后得到定子磁链的幅值以及定子磁链的空间位置角,从而可准确得到定子磁链所在的扇区。仿真结果表明,与基于传统的U-I模型的凸级同步电动机直接转矩控制系统相比,该系统具有优良的动、静态性能。 展开更多
关键词 凸极同步电动机 直接转矩控制 定子 观测器 递归神经网络
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磁链轨迹控制在机车辅助逆变电源中的应用 被引量:2
6
作者 蒋时军 《机车电传动》 北大核心 2003年第1期15-18,共4页
从逆变器供电的电压空间矢量和磁链轨迹控制原理出发,充分利用80196KC单片机的特点,分析磁链轨迹控制的软件实现方法和过程;并给出了在应用系统中实测的电压波形和电流波形以及利用磁链轨迹控制的逆变器控制系统在机车辅助逆变电源上的... 从逆变器供电的电压空间矢量和磁链轨迹控制原理出发,充分利用80196KC单片机的特点,分析磁链轨迹控制的软件实现方法和过程;并给出了在应用系统中实测的电压波形和电流波形以及利用磁链轨迹控制的逆变器控制系统在机车辅助逆变电源上的运用情况。 展开更多
关键词 轨迹控制 机车 电压空间矢量 逆变器 PWM 辅助逆变电源
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具有补偿作用的多边形磁链轨迹模型控制
7
作者 周青苗 韩英桃 吴斌 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第1期65-69,共5页
按常规多边形磁链轨迹模型对电动机的恒磁链调频控制,在电源电压变化及定子电阻压降影响下,磁链幅值将产生较大偏差。本文采用对非零电压矢量作用时间进行补偿的方法,以减小所产生的偏差,给出了原理电路和参数关系,并用计算机仿真... 按常规多边形磁链轨迹模型对电动机的恒磁链调频控制,在电源电压变化及定子电阻压降影响下,磁链幅值将产生较大偏差。本文采用对非零电压矢量作用时间进行补偿的方法,以减小所产生的偏差,给出了原理电路和参数关系,并用计算机仿真进行验证。 展开更多
关键词 电机 多边形轨迹 电压矢量 直接转矩控制
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三相异步电动机定子磁链定向矢量控制 被引量:1
8
作者 董晓龙 陈增禄 +4 位作者 赵振东 许宇豪 姬弘扬 汪冰 刘娟娟 《西安工程大学学报》 CAS 2015年第6期708-713,共6页
针对转子磁链定向的传统矢量控制系统解耦性能差的问题,提出一种定子磁链定向的控制方法.该方法通过设计磁链调节器和转矩调节器,添加去耦项来提高磁链和转矩的解耦效果;利用电压模型观测定子磁链,避开了转子参数的影响.结果证明,定子... 针对转子磁链定向的传统矢量控制系统解耦性能差的问题,提出一种定子磁链定向的控制方法.该方法通过设计磁链调节器和转矩调节器,添加去耦项来提高磁链和转矩的解耦效果;利用电压模型观测定子磁链,避开了转子参数的影响.结果证明,定子磁链观测准确,磁链和转矩的解耦效果良好.通过仿真和实验证明了该方法的有效性. 展开更多
关键词 定向控制 三相异步电动机 定子 解耦控制
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基于直接转矩控制系统的新型定子磁链积分器的研究
9
作者 张锐 李伟 《煤矿机械》 北大核心 2012年第6期89-91,共3页
针对传统的直接转矩控制系统中定子磁链纯积分器估算方法和低通滤波器估算方法的不足,提出了一种新算法,通过Matlab仿真验证,这种改进型的积分器能对磁链的幅值和相位误差起一定的补偿作用,系统的鲁棒性好。
关键词 直接转矩控制 MATLAB仿真 定子观测器 幅值限制
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双馈直线电机定子磁链定向矢量控制研究 被引量:3
10
作者 李拥军 《通信电源技术》 2018年第2期27-29,31,共4页
搭建双馈直线电机在d-q同步旋转坐标系下的数学模型,分析各矢量控制方案的优缺点,最终选用定子磁链定向矢量控制方案,并在Matlab/Simulink环境下对控制方案进行了仿真验证。此外,在控制系统中引入动子电压前馈补偿,同时仿真对比了补偿... 搭建双馈直线电机在d-q同步旋转坐标系下的数学模型,分析各矢量控制方案的优缺点,最终选用定子磁链定向矢量控制方案,并在Matlab/Simulink环境下对控制方案进行了仿真验证。此外,在控制系统中引入动子电压前馈补偿,同时仿真对比了补偿前后的控制性能。结果表明,双馈直线电机采用定子磁链定向矢量控制,可以获得良好的动静态性能,且动子电压前馈补偿可以加快控制系统的响应速度,进一步改善电机的控制性能。 展开更多
关键词 双馈直线电机 定子定向矢量控制 动子电压前馈补偿
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基于全阶磁链观测器下电主轴直接转矩控制系统的仿真 被引量:3
11
作者 张珂 许芳 +4 位作者 张丽秀 江雪晨 吴玉厚 佟俊 国崇珲 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2009年第6期1168-1172,共5页
目的研究电主轴全速范围内直接转矩控制系统的性能,提高电主轴定子磁链观测精度.方法在定子静止坐标系下电主轴数学模型的基础上,采用定子全阶磁链观测器观测定子磁链,建立电主轴直接转矩控制系统.对电主轴状态值和测量值之间偏差进行... 目的研究电主轴全速范围内直接转矩控制系统的性能,提高电主轴定子磁链观测精度.方法在定子静止坐标系下电主轴数学模型的基础上,采用定子全阶磁链观测器观测定子磁链,建立电主轴直接转矩控制系统.对电主轴状态值和测量值之间偏差进行反馈校正,并把反馈校正项与估计磁链的电主轴数学模型结合起来,建立含有闭环状态估计的误差补偿器的全阶磁链观测器;利用Matlab/Simulink构建全阶磁链观测器,对构建的模型进行仿真,得到定子磁链的仿真波形.结果全阶磁链观测器下直接转矩控制系统取得了比较优异的特性曲线,对于转速和转矩控制具有较高的控制精度.结论全阶磁链观测器在电主轴直接转矩控制系统中动态性能反映良好,采用极点配置方法确定的全阶磁链观测器模型有效地减少了运行过程中温度、频率和磁路等因素所造成的影响. 展开更多
关键词 直接转矩控制(DTC) 定子 全阶观测器 MATLAB/SIMULINK仿真
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基于磁链观测器的异步电机转矩闭环控制 被引量:3
12
作者 杨淑英 靳丁龙 +2 位作者 张兴 占琦 郭磊磊 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期190-194,共5页
提出一种基于最小阶转子磁链状态观测器的定子磁链观测方案,并通过定子磁链与定子电流叉乘运算完成电磁转矩的观测和转矩闭环控制系统的设计。该定子磁链观测方案不仅可避免传统电压模型法所存在的积分饱和、相位或幅值偏差等弊端,而且... 提出一种基于最小阶转子磁链状态观测器的定子磁链观测方案,并通过定子磁链与定子电流叉乘运算完成电磁转矩的观测和转矩闭环控制系统的设计。该定子磁链观测方案不仅可避免传统电压模型法所存在的积分饱和、相位或幅值偏差等弊端,而且基本不受电机自感、互感等参数的影响,使得在此基础上获得的电磁转矩具有较强的参数鲁棒性。最后,通过130kW异步电机实验验证该方案的可行性和有效性。 展开更多
关键词 状态观测器 定子观测 转矩闭环控制 矢量控制 异步电机
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用于直接转矩控制的自适应正交反馈补偿磁链观测器 被引量:9
13
作者 贾洪平 贺益康 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期278-281,298,共5页
为解决传统磁链观测器存在直流漂移以及当电机极低速运行时磁链观测值不准确等问题,提出了一种适合永磁同步电机直接转矩控制应用的新型自适应正交反馈补偿定子磁链观测器.针对在直接转矩控制下反电势信号存在跳变而非连续的特点,对其... 为解决传统磁链观测器存在直流漂移以及当电机极低速运行时磁链观测值不准确等问题,提出了一种适合永磁同步电机直接转矩控制应用的新型自适应正交反馈补偿定子磁链观测器.针对在直接转矩控制下反电势信号存在跳变而非连续的特点,对其采取了信号平滑处理以便于反电势与磁链矢量的点积运算.通过检测反电势和磁链的正交程度来自动调节磁链补偿程度,以获得磁链的精确观测值.仿真研究验证了新型磁链观测器的优良性能,它能够在宽广速度范围内精确估算定子磁链,保证了永磁同步电机直接转矩控制的可靠实施. 展开更多
关键词 定子观测器 同步电机 直接转矩控制 补偿反馈
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改进型磁链观测器在直接转矩控制软起动系统中的应用 被引量:2
14
作者 陈忠华 杨国良 +2 位作者 王晓阳 李斌 张继华 《电子技术应用》 北大核心 2011年第11期131-133,136,共4页
提出一种带校正环节的改进型磁链观测器,并将其应用到异步电动机软起动控制系统中。通过Matlab/Sirnulink建立系统的仿真模型进行仿真实验。结果表明,采用改进型积分器的磁链观测器降低了磁链观测的误差,改善了直接转矩控制软起动系统... 提出一种带校正环节的改进型磁链观测器,并将其应用到异步电动机软起动控制系统中。通过Matlab/Sirnulink建立系统的仿真模型进行仿真实验。结果表明,采用改进型积分器的磁链观测器降低了磁链观测的误差,改善了直接转矩控制软起动系统的动态性能。 展开更多
关键词 直接转矩控制 定子观测 软起动
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一种新型永磁同步电机定子磁链观测器 被引量:1
15
作者 邢岩 王旭 +1 位作者 刘岩 杨丹 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期766-769,共4页
定子磁链估计是直接转矩控制中不可缺少的部分,传统直接转矩控制中通过对反电动势值进行积分估计定子磁链.为了避免纯积分法的缺陷,提出定子磁链估计的改进方法,将扩展卡尔曼滤波引入到直接转矩控制中,利用扩展卡尔曼滤波估计定子磁链,... 定子磁链估计是直接转矩控制中不可缺少的部分,传统直接转矩控制中通过对反电动势值进行积分估计定子磁链.为了避免纯积分法的缺陷,提出定子磁链估计的改进方法,将扩展卡尔曼滤波引入到直接转矩控制中,利用扩展卡尔曼滤波估计定子磁链,研究了扩展卡尔曼滤波在定子磁链估计中的应用.仿真结果表明所提出的算法克服了传统反电动势积分法的缺陷,不仅能准确估计速度、转子位置和定子磁链,并且对电机参数具有很强的鲁棒性. 展开更多
关键词 同步电机 定子估计 扩展卡尔曼滤波 直接转矩控制 无速度传感器
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旋转共轴驱动永磁球型关节设计及扰动抑制
16
作者 张永顺 刘志军 +1 位作者 刘振虎 王莉 《华南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期102-112,共11页
针对当前永磁球型关节普遍存在电磁驱动结构复杂,耦合磁场建模困难,磁矩奇异性,抵抗外界扰动能力不足等问题,依据永磁体转子轴线始终趋于磁场旋转轴线的旋转定轴效应,研制了一种以内置全悬浮永磁体转子的万向随动机构为主体的永磁柔性... 针对当前永磁球型关节普遍存在电磁驱动结构复杂,耦合磁场建模困难,磁矩奇异性,抵抗外界扰动能力不足等问题,依据永磁体转子轴线始终趋于磁场旋转轴线的旋转定轴效应,研制了一种以内置全悬浮永磁体转子的万向随动机构为主体的永磁柔性直驱球型关节。球型关节的定子由两组鞍形线圈和一组亥姆线圈三轴正交嵌套而成。为解决磁矩控制变量冗余问题,采用磁场旋转轴线侧摆、俯仰角为独立控制变量的三相电流公式叠加空间万向旋转磁场,实现磁场内同步旋转永磁体转子侧摆、俯仰磁矩解耦和在空间万向磁场旋转轴线导引下的永磁球型关节侧摆、俯仰两自由度运动。进而,用Lyapunov函数证明系统稳定性,采用基于模糊算法优化的非奇异快速终端滑模控制方法抑制抖振和降低输出端轨迹误差。模拟结果验证了模糊优化滑模控制器的有效性。相比未模糊优化滑模控制方法,存在外界扰动时,优化模糊控制器通过切换增益进行自适应调整,能有效抑制系统控制输入产生的抖振,并提高轨迹跟踪速度,降低跟踪误差。仿真和试验表明,球型关节电磁结构简单,磁场解析建模便利,电流输入变量与磁矩输出变量一一对应,抗干扰能力和抖振抑制效果良好,实现了球型关节期望轨迹的快速跟踪,动态跟踪性能良好,改善了复杂环境的适应性。 展开更多
关键词 柔性球型关节 旋转共轴效应 空间万向旋转 滑模控制 轨迹跟踪
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直接转矩控制中一种磁链估计新方法 被引量:1
17
作者 黎亚元 唐浦华 宋昌林 《四川工业学院学报》 2003年第B12期32-34,共3页
本文作者把直接转矩控制(DTC)与定子磁链定向矢量控制(SFOVC)相结合,利用DTC中电压矢量的空间位置角推导出SFOVC中的磁链定向角,然后根据旋转坐标系中的d轴和q轴电流分量建立定子磁链估计的数学模型。这样可使DTC中磁链的估计更简便易... 本文作者把直接转矩控制(DTC)与定子磁链定向矢量控制(SFOVC)相结合,利用DTC中电压矢量的空间位置角推导出SFOVC中的磁链定向角,然后根据旋转坐标系中的d轴和q轴电流分量建立定子磁链估计的数学模型。这样可使DTC中磁链的估计更简便易行也更精确。文章给出了一个7 5KW交流电机DTC的实验结果,它证明理论分析是正确和实用的。 展开更多
关键词 直接转矩控制 定子定向矢量控制 定子估计
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基于波波夫不等式的新型自适应定子磁链观测器设计
18
作者 全吉男 《工矿自动化》 北大核心 2012年第4期39-43,共5页
在异步电动机矢量控制系统中,定子磁链估算的准确性直接影响其控制的性能。在分析现有基于低通滤波器的磁链观测器存在问题的基础上,提出了用于电动机定子、转子电阻及转速估计的模型参考自适应方案,设计了一种基于波波夫不等式的新型... 在异步电动机矢量控制系统中,定子磁链估算的准确性直接影响其控制的性能。在分析现有基于低通滤波器的磁链观测器存在问题的基础上,提出了用于电动机定子、转子电阻及转速估计的模型参考自适应方案,设计了一种基于波波夫不等式的新型自适应定子磁链观测器。该观测器可准确快速获得定子电阻及转速估计值,性能明显改善。仿真结果验证了其优越性。 展开更多
关键词 异步电动机 定子场定向 观测器 低通滤波器 模型参考自适应控制 波波夫不等式
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永磁同步电机无磁链环直接转矩控制 被引量:1
19
作者 林金伟 曹伟 +6 位作者 杨建飞 邱鑫 陈雪丽 刘训 董艮滔 王伟业 朱兵 《南京师范大学学报(工程技术版)》 CAS 2018年第3期46-54,共9页
从永磁同步电机结构特点出发,分析了传统直接转矩控制定子磁链和转矩双闭环控制结构下的不解耦特性,指出传统双环控制结构并不是转矩控制的最佳结构,提出一种永磁同步电机无磁链闭环直接转矩控制方法.无磁链环直接转矩控制方法直接以转... 从永磁同步电机结构特点出发,分析了传统直接转矩控制定子磁链和转矩双闭环控制结构下的不解耦特性,指出传统双环控制结构并不是转矩控制的最佳结构,提出一种永磁同步电机无磁链闭环直接转矩控制方法.无磁链环直接转矩控制方法直接以转矩为优先控制目标,不再考虑控制定子磁链幅值恒定的要求,以实现对永磁同步电机转矩既快又准确的控制,简化了永磁同步电机的控制结构,实验验证了该方法的正确性和可行性. 展开更多
关键词 同步电机 直接转矩控制 定子 控制结构
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一种无传感永磁电机效率自动跟踪控制方法 被引量:7
20
作者 符一凡 向大为 何志明 《新型工业化》 2017年第7期5-13,共9页
无传感器永磁电机控制取消了位置传感器,从而简化了电机控制系统结构、降低了成本。但通过估算获取的转子位置信息难免存在误差,可能显著降低电机的运行效率。针对此问题,本文提出了一种效率自动跟踪方法。该方法通过一种新颖的功率采... 无传感器永磁电机控制取消了位置传感器,从而简化了电机控制系统结构、降低了成本。但通过估算获取的转子位置信息难免存在误差,可能显著降低电机的运行效率。针对此问题,本文提出了一种效率自动跟踪方法。该方法通过一种新颖的功率采样算法来获取电机输入有功功率的变化趋势,并以在线搜索的方式在估算的转子位置角上进行动态补偿调整,使电机进入稳态后能始终在最优效率点附近运行。实验结果证明了该方法的可行性。 展开更多
关键词 无传感 同步电机 定向控制 效率跟踪 转子位置角
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