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基于无速度传感器矢量控制技术的传动系统优化及其仿真 被引量:1
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作者 郑祥盘 倪霞林 《机床与液压》 北大核心 2008年第F05期264-267,共4页
在分析考虑铁损时异步电机在同步旋转坐标系统下数学模型的基础上,利用扩展卡尔曼滤波器(EKF)算法对电机转速和磁链进行实时估计,通过研究不同运行条件下电机损耗与转子磁通的关系,实现无速度传感器矢量控制变频调速异步电机的优化控制... 在分析考虑铁损时异步电机在同步旋转坐标系统下数学模型的基础上,利用扩展卡尔曼滤波器(EKF)算法对电机转速和磁链进行实时估计,通过研究不同运行条件下电机损耗与转子磁通的关系,实现无速度传感器矢量控制变频调速异步电机的优化控制。在Matlab/Simnlink中,提出了交流异步电机控制系统仿真建模的新方法。建立独立的功能模块,如考虑铁损的电机模块、电机转速和磁链估算模块、优化控制模块、SVPWM模块等,再进行功能模块的有机整合,搭建基于扩展卡尔曼滤波器(EKF)考虑铁损的无速度传感器矢量控制系统。仿真结果分析验证了系统能平稳运行,具有较好的静、动态特性,说明了该电机模型更接近实际电机。 展开更多
关键词 感应电机 无速度传感器矢量控制 扩展卡尔曼滤波器(EKF) 铁损 优化控制
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一种自适应扩展卡尔曼滤波的永磁同步电机无位置传感器矢量控制 被引量:17
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作者 兰志勇 李延昊 +2 位作者 罗杰 李福 戴珊琪 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期141-148,共8页
在粗差干扰或噪声统计偏差情况下,扩展卡尔曼滤波(EKF)对永磁同步电机(PMSM)的速度和转子位置估计存在精度下降问题,为此提出一种基于新息序列的自适应扩展卡尔曼滤波算法(AEKF)。首先,将粗差干扰加入系统观测方程中,分析粗差干扰对系... 在粗差干扰或噪声统计偏差情况下,扩展卡尔曼滤波(EKF)对永磁同步电机(PMSM)的速度和转子位置估计存在精度下降问题,为此提出一种基于新息序列的自适应扩展卡尔曼滤波算法(AEKF)。首先,将粗差干扰加入系统观测方程中,分析粗差干扰对系统观测精度的影响。其次,为增强算法的抗扰性能,在新息协方差计算中设置加权系数,通过调整临近时刻的新息协方差阵权重,计算出新息协方差值,并更新到卡尔曼增益的计算。最后,建立AEKF数学模型,并对比粗差干扰与噪声统计出现偏差情况下,AEKF与EKF两种策略的观测性能。仿真和实验结果表明,在粗差干扰或噪声统计信息出现偏差情况下,AEKF算法对永磁同步电机转速的观测具备更强的鲁棒性及更高的预测精度。 展开更多
关键词 永磁同步电机 转子位置与速度估计 无位置传感器 自适应扩展卡尔曼滤波 矢量控制
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基于全阶观测器的三电平逆变器异步电机无速度传感器矢量控制系统 被引量:34
3
作者 张永昌 赵争鸣 +2 位作者 张颖超 袁立强 蒋栋 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第11期34-40,共7页
采用全阶观测器的方法在三电平逆变器平台上实现了异步电机的无速度传感器矢量控制。针对观测器中增益矩阵选择困难的问题,采用解析推导的方法借助数学软件完整地得出了六组增益矩阵,并指出了采用不同状态变量时增益矩阵之间的联系。全... 采用全阶观测器的方法在三电平逆变器平台上实现了异步电机的无速度传感器矢量控制。针对观测器中增益矩阵选择困难的问题,采用解析推导的方法借助数学软件完整地得出了六组增益矩阵,并指出了采用不同状态变量时增益矩阵之间的联系。全阶观测器只需要两路直流母线电压和两路电机电流信号,可以在全速域范围内准确的观测磁链和转速,并成功的将观测得到的转速和磁链用于闭环矢量控制中。仿真和实验表明基于全阶观测器的矢量控制系统动静态性能良好,对电机参数变化具有较好的鲁棒性。采用预励磁的方法可以在减小起动电流的同时增大起动转矩,保证系统的低速稳定运行。 展开更多
关键词 全阶观测器 三电平 无速度传感器 矢量控制
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基于电压解耦原理的感应电机无速度传感器矢量控制 被引量:16
4
作者 邹旭东 朱鹏程 +1 位作者 康勇 陈坚 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第14期98-102,共5页
文中提出了一种基于电压解耦原理的简化的感应电机模型。通过在定子电压指令中增加解耦项,即在励磁和转矩信号输入端增加一个标量解耦环节,以消除感应电机的内部耦合。根据该模型,设计了一个转子磁通t轴分量控制器,获得了转子速度的辨... 文中提出了一种基于电压解耦原理的简化的感应电机模型。通过在定子电压指令中增加解耦项,即在励磁和转矩信号输入端增加一个标量解耦环节,以消除感应电机的内部耦合。根据该模型,设计了一个转子磁通t轴分量控制器,获得了转子速度的辨识方法。另外,在动态过程中,当电机参数特别是转子电阻发生变化时,通过加入转子磁通角偏移的补偿环节,可以确保转子磁通获得快速、准确的定向。同时,也分析了转子电阻变化对速度辨识精度所产生的影响。仿真和实验验证了所提方案的有效性。 展开更多
关键词 电机 无速度传感器 辨识 矢量控制 电压解耦控制
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基于递归模糊神经网络的感应电机无速度传感器矢量控制 被引量:53
5
作者 王耀南 王辉 +1 位作者 邱四海 黄守道 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第5期84-89,共6页
该文提出了一种控制性能较好的递归模糊神经网络(RFNN)无速度传感器感应电机矢量控制方法,该方法使用模型参考自适应方法辨识转子磁场位置和转速,采用递归模糊神经网络控制器作为转矩控制器来近似系统最优控制器输出。仿真实验表明,当... 该文提出了一种控制性能较好的递归模糊神经网络(RFNN)无速度传感器感应电机矢量控制方法,该方法使用模型参考自适应方法辨识转子磁场位置和转速,采用递归模糊神经网络控制器作为转矩控制器来近似系统最优控制器输出。仿真实验表明,当系统参数动态变化或受到外部不确定性因素的影响时,利用神经网络来在线动态的调整网络的隶属函数参数以及神经网络递归权值,使系统仍将具有很好的动静态性能。 展开更多
关键词 感应电机 无速度传感器 矢量控制 递归模糊神经网络 隶属函数 最优控制
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基于空间矢量调制的感应电机无速度传感器模型预测磁链控制 被引量:31
6
作者 张虎 张永昌 +1 位作者 夏波 杨海涛 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期97-104,共8页
传统的模型预测控制(MPC)以电磁转矩和定子磁链的幅值为控制变量,在目标函数中需要设计一个权重系数,而目前尚无完善的理论来设计该权重系数,多采用试凑的方法得到,从而限制了MPC在实际工业中的应用。通过解析推导感应电机的内部关系,... 传统的模型预测控制(MPC)以电磁转矩和定子磁链的幅值为控制变量,在目标函数中需要设计一个权重系数,而目前尚无完善的理论来设计该权重系数,多采用试凑的方法得到,从而限制了MPC在实际工业中的应用。通过解析推导感应电机的内部关系,将定子磁链幅值与转矩的控制转换为对一个等效定子磁链矢量的控制,提出了模型预测磁链控制(MPFC)的解决方案,从而避开了传统MPC中权重系数设计困难的难题,降低了算法复杂度。为提高感应电机控制系统的实用性,将MPFC与速度自适应全阶观测器相结合实现了无速度传感器运行,进一步采用空间矢量调制(SVM)来得到驱动脉冲,提高了电机的稳态性能和低速带载能力。在两电平感应电机仿真与实验平台上进行了验证,结果表明该文提出的感应电机无速度传感器MPFC在宽速范围内具有良好的动静态性能。 展开更多
关键词 模型预测磁链控制 权重系数 无速度传感器 空间矢量调制
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基于PI自适应法的无速度传感器异步电动机矢量控制系统 被引量:21
7
作者 王文森 李永东 +2 位作者 王光辉 陈杰 李明才 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第1期1-6,共6页
本文结合一种具有较好观测精度和鲁棒性的PI自适应法速度观测器和一种改进的电压模型磁通观测器 ,构造一个无速度传感器的转子磁通定向异步电动机矢量控制系统 ,最后介绍了该系统的全数字化实现。仿真和实验结果证明该系统具有很好的转... 本文结合一种具有较好观测精度和鲁棒性的PI自适应法速度观测器和一种改进的电压模型磁通观测器 ,构造一个无速度传感器的转子磁通定向异步电动机矢量控制系统 ,最后介绍了该系统的全数字化实现。仿真和实验结果证明该系统具有很好的转矩、转速特性和鲁棒性。 展开更多
关键词 异步电动机 矢量控制系统 无速度传感器 PI自适应法
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交流电机无速度传感器矢量控制系统变结构模型参考自适应转速辨识 被引量:44
8
作者 王庆龙 张崇巍 张兴 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第15期70-74,共5页
针对变结构控制在参数变化等不确定因素满足“匹配条件”即变化有界时,具有抗外部干扰和内部参数摄动的鲁棒性,但实际中要确定不确定性参数变化的上下界有一定难度的特点。文中基于变结构控制和自适应控制理论,提出一种新颖的变结构模... 针对变结构控制在参数变化等不确定因素满足“匹配条件”即变化有界时,具有抗外部干扰和内部参数摄动的鲁棒性,但实际中要确定不确定性参数变化的上下界有一定难度的特点。文中基于变结构控制和自适应控制理论,提出一种新颖的变结构模型参考自适应(VS-MRAS)观测器,用于交流电机无速度传感器矢量控制系统的转速辨识。该法将变结构和MRAS进行有机的整合,利用MRAS对系统参数变化的适应能力实时估算不确定因素变化的边界,以改善磁链观测的准确性,进而提高转速辨识的精度。利用仿真方法,对比分析了带速度检测装置的矢量控制系统、基于MRAS转速辨识的无速度传感器矢量控制系统和基于VS-MRAS转速辨识的无速度传感器矢量控制系统的3种情况下转速和磁链响应的动静态性能。证实该方法提高了转子磁链观测的准确度,改善了转速估计的动静态性能。 展开更多
关键词 交流电机 无速度传感器 矢量控制 变结构模型参考自适应 变结构 模型参考自适应 辨识
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感应电动机无速度传感器矢量控制系统极低速性能研究 被引量:18
9
作者 吕英俊 黄旭 +1 位作者 苏涛 李丽 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期1320-1328,1423,共10页
针对感应电机无速度传感器矢量控制系统在低速、尤其是极低速时运行不稳定的问题,该文提出一种新的全阶自适应观测器算法。该算法由全阶自适应观测器中改进的反馈矩阵算法和改进的转速自适应律算法组成。通过建立考虑逆变器非线性电压... 针对感应电机无速度传感器矢量控制系统在低速、尤其是极低速时运行不稳定的问题,该文提出一种新的全阶自适应观测器算法。该算法由全阶自适应观测器中改进的反馈矩阵算法和改进的转速自适应律算法组成。通过建立考虑逆变器非线性电压误差和定子电阻压降的观测器状态误差方程,分析逆变器非线性电压误差对估计转速的影响,提出一种可降低逆变器非线性电压误差和定子电阻压降对转速估计影响的反馈矩阵;同时对传统自适应律进行改进,即在传统自适应律的基础上添加与逆变器非线性电压误差和定子电阻压降等造成的磁链误差相当的补偿量,且该补偿量表达式具有一定的自适应性,使得在低速时转速估计具有满意的精度。通过在2.2kW感应电机实验平台对此方法进行有效性的验证,实验结果证明:所给出的算法能保证电机在低速、极低速和零速下带额定负载及1.8倍额定负载稳定运行,并且具有良好的动静态性能。 展开更多
关键词 感应电机 无速度传感器控制 矢量控制 极低速 全阶自适应观测器
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改进EKF的异步电机无速度传感器矢量控制 被引量:18
10
作者 李旭春 张鹏 赵非 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第9期24-29,共6页
针对传统扩展Kalman滤波器(EKF)迭代矩阵维数高和计算量大的问题,提出了一种新的基于扩展Kalman滤波器的观测器,用于异步电机的无速度传感器矢量控制。根据转子磁场定向的同步旋转坐标系下转子q轴磁链为0的特点,利用额定频率以下控制磁... 针对传统扩展Kalman滤波器(EKF)迭代矩阵维数高和计算量大的问题,提出了一种新的基于扩展Kalman滤波器的观测器,用于异步电机的无速度传感器矢量控制。根据转子磁场定向的同步旋转坐标系下转子q轴磁链为0的特点,利用额定频率以下控制磁链幅值恒定简化异步电机数学模型,并借鉴间接矢量控制计算滑差角速度的方式,选取d、q轴定子电流分量和定子磁场角速度为状态变量,构建了基于扩展Kalman滤波器的3阶观测器,以同时估计电机的磁链和转速。与传统全阶观测器相比,改进观测器降低了系统阶次和复杂性,减少了运算负荷。仿真和实验结果表明,改进观测器准确观测了电机的磁链和转速,构建的异步电机无速度传感器矢量控制系统有效实用。 展开更多
关键词 异步电机 扩展KALMAN滤波器 无速度传感器 矢量控制 状态估计
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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 被引量:18
11
作者 缪仲翠 党建武 +1 位作者 巨梅 韩天亮 《电机与控制学报》 EI 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 分数阶滑模观测器 无速度传感器 磁链观测
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电压控制型异步电动机无速度传感器的矢量控制方法 被引量:7
12
作者 曾岳南 冯垛生 +1 位作者 章云 陈伯时 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期279-282,共4页
本文以转子磁链q轴分量控制器的输出作为电机转速估计值 ,实现了一种无速度传感器的矢量控制 ,该控制方式具有解耦条件对转子电阻的变化保持不变的特点 .计算机仿真与系统实验结果验证了所述方法的可行性 .
关键词 异步电动机 矢量控制 无速度传感器 解耦控制
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兆瓦级永磁同步风力发电机无速度传感器矢量控制方法研究 被引量:6
13
作者 汪令祥 张兴 +2 位作者 张崇巍 杨淑英 曹仁贤 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2009年第4期19-22,41,共5页
针对兆瓦级永磁同步风力发电直驱系统应用,提出一种基于锁相环模型和模型参考自适应原理的永磁同步风力发电机无速度传感器矢量控制方法。该方法采用软件锁相环模型锁相定子电压,并以此为基础,根据模型参考自适应原理,建立转子位置定向... 针对兆瓦级永磁同步风力发电直驱系统应用,提出一种基于锁相环模型和模型参考自适应原理的永磁同步风力发电机无速度传感器矢量控制方法。该方法采用软件锁相环模型锁相定子电压,并以此为基础,根据模型参考自适应原理,建立转子位置定向调节器,实现矢量控制坐标系的准确定向。应用所提方案于兆瓦级永磁同步风力发电机的矢量控制系统,实验结果表明,在电机可能运行的速度范围内,该算法工程实现较简单、系统鲁棒性强,动态响应快,从而验证了所提控制算法的正确性和可行性。 展开更多
关键词 永磁同步风力发电机 矢量控制 模型参考自适应 无速度传感器 锁相环
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感应电机无速度传感器矢量控制的速度估算器研究 被引量:13
14
作者 郑萍 王明渝 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第5期24-29,90,共7页
基于转子磁通空间矢量的MRAC速度估算器 ,提出了通过改进的感应电机模型得到的速度估算器 ,配合改进的间接矢量控制器结构以提高估算器的精度。还研究了对主磁通饱和进行补偿的速度估算器 ,提出了一种新型的速度估算器。
关键词 无速度传感器 速度估算器 矢量控制 感应电机
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基于降阶推广卡尔曼滤波算法的交流感应电动机无速度传感器矢量控制系统 被引量:11
15
作者 杨文强 李树广 贾正春 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第9期1362-1365,1371,共5页
提出了一种估算交流感应电动机转子角速度和转子磁链的降阶推广卡尔曼滤波算法.该算法仅以转子磁链的2个分量作为状态变量,把转子角速度作为被估计的参数,通过定子电压参考值和定子电流测量值实时估算转子角速度和转子磁链.估算得到的... 提出了一种估算交流感应电动机转子角速度和转子磁链的降阶推广卡尔曼滤波算法.该算法仅以转子磁链的2个分量作为状态变量,把转子角速度作为被估计的参数,通过定子电压参考值和定子电流测量值实时估算转子角速度和转子磁链.估算得到的转子磁链用于交流感应电动机无速度传感器矢量控制系统的磁场定向和磁链控制,估算的转子角速度用于速度控制.仿真结果显示,转子角速度和转子磁链的估算精度较高,速度和矢量控制的性能在整个速度范围内令人满意;同时,算法阶数的降低显著地减少了运算量.本文算法能够在实际系统中实时实现. 展开更多
关键词 交流感应电动机 无速度传感器矢量控制 卡尔曼滤波器
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无速度传感器矢量控制系统的电机参数测算 被引量:7
16
作者 何飚 齐智平 冯之钺 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期85-87,92,共4页
针对无速度传感器矢量控制系统电机参数的自检测问题 ,根据异步电机的数学模型 ,给出了电机在静止条件下 ,利用单相加载、采用准同步采样算法测算电机参数的新方法 ;推导出计算转子等效电阻、定子等效漏感和电机等效互感的数学模型。并... 针对无速度传感器矢量控制系统电机参数的自检测问题 ,根据异步电机的数学模型 ,给出了电机在静止条件下 ,利用单相加载、采用准同步采样算法测算电机参数的新方法 ;推导出计算转子等效电阻、定子等效漏感和电机等效互感的数学模型。并以 7.5 k W电机为例对电机的参数进行实测 ,以该数据设计了无速度传感器矢量控制系统。运行实验证实了该方法的实用性和有效性。 展开更多
关键词 异步电机 参数检测 无速度传感器矢量控制系统 数学模型 单相检测
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基于自适应观测器的异步电机无速度传感器模糊矢量控制 被引量:17
17
作者 张永昌 赵争鸣 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期40-47,共8页
提出了一种新型的转速自适应磁链观测器,深入研究了观测器的增益矩阵选择,并提出了一种简化的增益矩阵选择方法,同时使观测器的稳定性得到改善。在观测器中进一步引入转矩观测器,提高了速度估计的动态性能。转速和磁链外环采用模糊控制... 提出了一种新型的转速自适应磁链观测器,深入研究了观测器的增益矩阵选择,并提出了一种简化的增益矩阵选择方法,同时使观测器的稳定性得到改善。在观测器中进一步引入转矩观测器,提高了速度估计的动态性能。转速和磁链外环采用模糊控制,与传统PI控制器相比,系统的动静态性能得到提高。在实际三电平逆变器平台上的实验结果表明,采用模糊控制和自适应观测器的无速度传感器矢量控制系统在较宽的速度范围内具有良好的性能。 展开更多
关键词 自适应观测器 模糊逻辑 无速度传感器 矢量控制
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低速下异步电机无速度传感器矢量控制研究 被引量:5
18
作者 陈冰 冬雷 杨栋 《西北大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期45-48,共4页
目的为了提高异步电机转子磁场定向矢量控制系统在低转速范围的性能。方法利用限幅反馈方法估计电机转子磁链,并通过神经元自适应的转子转速辨识,完成无速度传感器矢量控制。结果该方法具有较好的稳定性,能够在较宽的转速范围内有较好... 目的为了提高异步电机转子磁场定向矢量控制系统在低转速范围的性能。方法利用限幅反馈方法估计电机转子磁链,并通过神经元自适应的转子转速辨识,完成无速度传感器矢量控制。结果该方法具有较好的稳定性,能够在较宽的转速范围内有较好的动静态性能。结论2.5Hz时能够稳定带载运行。 展开更多
关键词 矢量控制 无速度传感器 限幅反馈 神经元
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无传感器矢量控制系统及其速度估算的研究 被引量:16
19
作者 廖勇 张凤蕊 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第2期36-40,共5页
基于同步轴系下的感应电动机电压磁链方程式,提出了一种感应电动机转子磁场定向的矢量控制方法,利用在同步轴系中q轴电流的误差信号实现对电动机速度的估算。在该无传感器矢量控制系统中,由于采用了经典的PI调节器,使得控制系统更为简... 基于同步轴系下的感应电动机电压磁链方程式,提出了一种感应电动机转子磁场定向的矢量控制方法,利用在同步轴系中q轴电流的误差信号实现对电动机速度的估算。在该无传感器矢量控制系统中,由于采用了经典的PI调节器,使得控制系统更为简单。最后利用MATLAB建立仿真模型,通过仿真验证了该控制系统具有良好的动态和静态性能。 展开更多
关键词 感应电动机 传感器矢量控制 速度估算
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基于瞬时速度辨识的无速度传感器矢量控制系统 被引量:3
20
作者 张维娜 孙强 +1 位作者 李生民 孙旭霞 《西安理工大学学报》 CAS 2001年第3期269-272,共4页
采用同步瞬时速度辨识的方法 ,以数字信号处理单元 ( DSP)为核心控制器件来实现无速度传感器矢量控制的交流调速系统。给出了系统的控制方案。实验结果表明 ,该同步瞬时速度辨识的方法和控制方案具有良好的速度辨识性能和控制效果。
关键词 无速度传感器 矢量控制 速度辨识 电机
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