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基于自适应同步频率跟踪观测器的高速永磁同步电机无传感器控制 被引量:3
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作者 徐古轩 赵峰 《兵工学报》 北大核心 2025年第2期357-370,共14页
为提升转子位置观测精度,提出一种基于自适应同步频率跟踪观测器的无传感器速度估算算法。在该观测器中,采用准比例谐振控制实现在频率变化下自适应跟踪定子电流估算误差,并通过自适应谐波消除来获取基波反电动势,取代传统滑模的趋近函... 为提升转子位置观测精度,提出一种基于自适应同步频率跟踪观测器的无传感器速度估算算法。在该观测器中,采用准比例谐振控制实现在频率变化下自适应跟踪定子电流估算误差,并通过自适应谐波消除来获取基波反电动势,取代传统滑模的趋近函数和低通滤波器以消除抖振及相位延迟,实现对转子位置和速度的高精度估算。在低速域,为减小高频下死区引起的误差电压对角度估算的影响,采用基于死区电压重构的精确电压估算模型,进一步提高低速域无位置估算算法的动态性能和位置估计精度。仿真和实验结果表明了新方法应用于燃气轮机高速永磁同步电机全速域工况的优越性。 展开更多
关键词 高速同步电机 无位置传感器 准比例谐振控制 自适应同步频率跟踪观测器 死区效应
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基于自适应滑模观测器的永磁同步电机负载转矩辨识 被引量:2
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作者 石秦赓 朱俊杰 +1 位作者 韩一 曾雄 《电工技术学报》 北大核心 2025年第12期3868-3882,共15页
准确的负载转矩辨识有助于提升复杂非线性负载永磁驱动系统的抗负载扰动能力。滑模观测器具有对噪声高鲁棒性、响应速度快和结构简单等优点,已经成为负载转矩辨识的常用算法。然而,该算法存在高频抖振的缺点,限制了其在电力传动系统中... 准确的负载转矩辨识有助于提升复杂非线性负载永磁驱动系统的抗负载扰动能力。滑模观测器具有对噪声高鲁棒性、响应速度快和结构简单等优点,已经成为负载转矩辨识的常用算法。然而,该算法存在高频抖振的缺点,限制了其在电力传动系统中的应用。针对上述问题,该文提出一种新型自适应滑模观测器,在传统滑模观测器模型的基础上,将符号函数替换为饱和函数,设计了一种自适应趋近率,并在反馈回路中引入了一个额外的分量来表示负载转矩的平均估计值,解决了传统滑模观测器趋近时间和系统抖振之间的矛盾。仿真和实验结果表明,所提出的算法相比于传统滑模观测器具有更高的观测精度、更快的响应速度;采用负载转矩观测值作为前馈补偿后提升了驱动系统的响应速度及抗负载扰动能力。 展开更多
关键词 负载转矩 滑模观测器 同步电机 前馈补偿 抗负载扰动
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基于增强型自适应超螺旋滑模观测器的永磁同步电机控制策略
3
作者 宋雨生 卓森庆 +3 位作者 李发顺 王璇 郭长兴 沈传文 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第6期1-11,共11页
针对永磁同步电机(PMSM)传统滑模观测器(SMO)符号函数的不连续性引起的抖振问题,同时降低低通滤波器(LPF)环节和相位补偿环节带来的复杂性,提出一种增强型自适应超螺旋滑模观测器(E-ASTSMO)无速度传感器控制算法。采用连续光滑且边界层... 针对永磁同步电机(PMSM)传统滑模观测器(SMO)符号函数的不连续性引起的抖振问题,同时降低低通滤波器(LPF)环节和相位补偿环节带来的复杂性,提出一种增强型自适应超螺旋滑模观测器(E-ASTSMO)无速度传感器控制算法。采用连续光滑且边界层可调节的二阶非线性函数代替自适应超螺旋滑模观测器(STSMO)中的开关函数,改善系统的不连续性,有效抑制转矩波动,并降低滑模固有抖振。设计一种可以根据转速自适应调整的滑模系数,兼顾低速域与高速域的扩展反电动势估计性能,能在更宽的转速范围内精准估计转子位置,降低转速误差和转子位置估计误差。针对改进E-ASTSMO和传统SMO进行对比仿真和实验,结果表明E-ASTSMO具有更好的动态性能、稳态转子位置估计性能及参数鲁棒性,有效提高PMSM无传感器控制性能。 展开更多
关键词 同步电机 无传感器控制 滑模观测器 超螺旋算法 抖振抑制 转子位置估计
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永磁同步电机改进超螺旋滑模观测器矢量控制 被引量:1
4
作者 丁承君 王宇坤 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第16期6774-6780,共7页
针对传统超螺旋滑模观测器精确性差、收敛速率慢以及抖振较高的问题,提出一种基于改进超螺旋算法的永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)转速观测技术。首先,采用一种分段指数型函数替代开关函数以消除因低通滤波器... 针对传统超螺旋滑模观测器精确性差、收敛速率慢以及抖振较高的问题,提出一种基于改进超螺旋算法的永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)转速观测技术。首先,采用一种分段指数型函数替代开关函数以消除因低通滤波器所产生的相位延迟问题,并设计自适应滑模增益以实现对不同速度情况下的稳定跟踪。然后,针对传统正交锁相环在电机转向改变时失效的问题,提出一种改进正交锁相环,使其输出与旋转方向无关,从而实现对正反转的正确跟踪。最后,由于所提改进正交锁相环具有错误收敛点,且该错误会导致转子估计位置与实际位置存在180°相位差,设计一种调整函数以解决该问题。仿真结果表明:相较于传统滑模观测器,所提出的改进方法响应速度更快,动态性能更好。 展开更多
关键词 同步电机(PMSM) 滑模观测器 正交锁相环 矢量控制
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基于超螺旋观测器的永磁同步电机预测控制 被引量:1
5
作者 黄向慧 李彦龙 杨方 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第5期34-38,43,共6页
永磁同步电机(PMSM)模型预测控制存在权重因子选择困难,并且在一个控制周期内电压矢量幅值和方向受限,磁链脉动大的问题,本文提出了一种基于超螺旋磁链观测器的PMSM三矢量模型预测控制方法。首先,引入模型预测磁链控制解决了权重因子选... 永磁同步电机(PMSM)模型预测控制存在权重因子选择困难,并且在一个控制周期内电压矢量幅值和方向受限,磁链脉动大的问题,本文提出了一种基于超螺旋磁链观测器的PMSM三矢量模型预测控制方法。首先,引入模型预测磁链控制解决了权重因子选择困难的问题,但是带来了预测磁链误差较大的问题;其次,通过6次在线遍历寻优得到最优矢量和磁链误差;然后,通过选取第二电压矢量来减少磁链误差,并选取零电压矢量来调节幅值的大小;最后,利用磁链无差拍控制原理确定各个电压矢量的作用时间。仿真结果表明,与传统的模型预测磁链控制相比,保持良好的动态响应性能的同时,减少了转矩和磁链脉动。 展开更多
关键词 同步电机 模型预测控制 超螺旋观测器 无差拍控制
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基于滑模观测器的永磁同步电机控制
6
作者 马帅旗 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第8期16-19,共4页
针对无速度传感器永磁同步电动机(PMSM)控制中难以准确估计转子位置和转速的问题,利用滑模观测器(SMO)对系统参数变化及外部扰动不敏感的特性,提出了一种改进型永磁同步电动机转子位置和速度的估计算法。首先,构建了永磁同步电机数学模... 针对无速度传感器永磁同步电动机(PMSM)控制中难以准确估计转子位置和转速的问题,利用滑模观测器(SMO)对系统参数变化及外部扰动不敏感的特性,提出了一种改进型永磁同步电动机转子位置和速度的估计算法。首先,构建了永磁同步电机数学模型和基于滑模观测器的转速观测方程,研究了永磁同步电机的滑模观测方式和产生抖振机理。然后,在传统滑模观测器中利用连续变化的Sigmoid函数代替开关函数来降低系统抖振,引入变截止频率低通滤波器来减少高次谐波的变化影响。最后,在MATALB环境下对系统进行了仿真研究。实验结果表明,该滑模观测器设计方法能有效地抑制系统抖振和高频干扰,提高电机位置和速度信息的估算的准确性,对转速和负载变化也具有较好的鲁棒性。 展开更多
关键词 同步电机 滑模观测器 无速度传感器 切换函数 抖振
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结合迭代学习与扰动观测器的永磁同步电机多源扰动抑制 被引量:1
7
作者 冯煜焜 姚文熙 李武华 《振动与冲击》 北大核心 2025年第3期230-237,250,共9页
由于电机本体、驱动电路及机械连接等多环节因素影响,传统PI(proportional integral)控制下永磁同步电机在低速运行时易出现较大的转速波动。首先,建立多源性力矩扰动模型与分析转速波动机理,将扰动分为与机械角相关的周期性干扰与非周... 由于电机本体、驱动电路及机械连接等多环节因素影响,传统PI(proportional integral)控制下永磁同步电机在低速运行时易出现较大的转速波动。首先,建立多源性力矩扰动模型与分析转速波动机理,将扰动分为与机械角相关的周期性干扰与非周期低频干扰两部分;然后,提出一种结合迭代学习控制与扰动观测器的扰动抑制策略,利用控制误差对周期性扰动进行在线学习,利用反馈状态量结合学习信息对低频非周期扰动进行观测,将两部分结果共同补偿到电磁力矩,实现对多源性扰动的抑制;最后,在给出所提控制器结构基础上,分析了所提控制策略的有效性与收敛性,给出控制器主要参数设计方式。试验结果表明,所提控制策略相较于传统控制策略整体动态性能相近,在稳态时相较于PI(proportional integral)控制将转速波动抑制到1/4以下,相较于传统抑振策略整体转速波动在1/2以下,在负载力矩突变时相较于PI控制速度变化在1/2以下,证明所提算法在多源性扰动抑制方面的有效性与优越性。 展开更多
关键词 同步电机 多源性扰动 迭代学习控制 扰动观测器
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基于可变边界层的永磁同步电机滑模观测器无位置传感器控制系统设计 被引量:2
8
作者 石欣然 刘景林 +4 位作者 肖明朗 李蒙岐 官睿智 卢芷蔓 杨嵛媛 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第14期5657-5668,I0028,共13页
该文提出一种可自动调节边界层的滑模观测器(sliding mode observer,SMO),可达成边界层根据电机工况自动调节的目的,实现对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)的转子位置的精确观测,同时对抖振进行抑制,并且设计过... 该文提出一种可自动调节边界层的滑模观测器(sliding mode observer,SMO),可达成边界层根据电机工况自动调节的目的,实现对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)的转子位置的精确观测,同时对抖振进行抑制,并且设计过程大为简化。首先,介绍一种可变边界层的SMO,具有削弱SMO抖振的能力,省去低通滤波器(low-pass filter,LPF)。其次,分析边界层在SMO中的影响,包括观测反电动势、估计电流、估计转速和估计位置,并总结相应的变化规律,确定边界层的选取标准,即平衡抖振的抑制和高控制精度之间的关系。最后,为了实现边界层根据电机工况自动调节的目的,结合在边界层影响分析中的规律以及选取标准,提出一种基于估计电流误差变化率确定边界层的方法,仿真和实验结果表明,该方法具有可行性和有效性。 展开更多
关键词 同步电机 无位置传感器控制 滑模观测器 边界层 估计电流误差
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永磁同步电机粒子群滑模观测器无位置传感器控制 被引量:2
9
作者 张静 李贵远 +1 位作者 刘杰 崔安迪 《现代电子技术》 北大核心 2025年第6期161-167,共7页
针对永磁同步电机传统滑模观测器存在高频滑模噪声,从而导致精度低、较大抖振以及相位延迟的问题,以及使用固定的滑模参数会使估算精度受到参数干扰而产生误差的情况,造成控制精度比较低,提出一种改进的粒子群优化(IPSO)算法超螺旋滑模... 针对永磁同步电机传统滑模观测器存在高频滑模噪声,从而导致精度低、较大抖振以及相位延迟的问题,以及使用固定的滑模参数会使估算精度受到参数干扰而产生误差的情况,造成控制精度比较低,提出一种改进的粒子群优化(IPSO)算法超螺旋滑模观测器作为无位置传感器控制的改进方法。该方法首先进行永磁同步电机数学模型的建立,然后建立超螺旋滑模观测器,最后应用改进粒子群算法。超螺旋算法采用积分形式来消除高频噪声,减小误差抖振以及相位延迟。引入改进粒子群算法对滑模观测器参数进行滑模参数寻优,通过在线调整滑模系数可以获得较高的收敛速度和稳态精度。仿真和实验结果验证了该控制策略能有效抑制系统抖振,减小相位延迟,且估计精度高,进一步说明该策略在电动汽车中有一定的可行性。 展开更多
关键词 同步电机 无位置传感器控制 超螺旋滑模观测器 改进的粒子群优化算法 滑模参数 高频噪声
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基于卡尔曼前馈拟合状态观测器的储纬器用永磁同步电动机霍尔位置检测方法
10
作者 孟子钰 鲁文其 +3 位作者 张颂 苗盛鸿 黄富华 彭来湖 《纺织学报》 北大核心 2025年第9期232-241,共10页
基于开关型霍尔位置传感器的永磁同步电动机控制系统虽具有高功率密度、高效率等优势,但该类型传感器的信号跳变离散,使电动机的位置和速度估算出现较大误差,进而影响了储纬器纱线输送的运行性能。为提高电动机转子估算的精度,以增强储... 基于开关型霍尔位置传感器的永磁同步电动机控制系统虽具有高功率密度、高效率等优势,但该类型传感器的信号跳变离散,使电动机的位置和速度估算出现较大误差,进而影响了储纬器纱线输送的运行性能。为提高电动机转子估算的精度,以增强储纬器纱线输送的稳定性,提出了基于卡尔曼前馈拟合状态观测器的电动机转子位置和速度估计方法。首先采用卡尔曼迭代算法对离散的霍尔信号进行滤波及拟合,以消除霍尔安装偏差造成的噪声扰动;其次,采用全维状态观测器对电动机的转子位置信息进行估算,最终获得连续的电动机转子位置和速度信息。为验证提出算法的有效性,搭建实验平台进行了测试。结果表明:相较于传统的线性外插算法,采用改进卡尔曼前馈拟合状态观测器算法的系统,在启动阶段,电动机转子位置及速度的估算精度更高;在整个运行过程,纱线输送的动态性能和稳态性能更好。 展开更多
关键词 霍尔传感器 同步电动机 储纬器 卡尔曼滤波 全维状态观测器 矢量控制
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基于I/F起动和滑模观测器的永磁同步电机控制
11
作者 徐高满 郑钰 +1 位作者 田杰 陈玉 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第16期107-111,共5页
为改善永磁同步电机在宽速域调速过程中的抖振问题,提出一种基于I/F起动和滑模观测器控制的永磁同步电机无位置传感器复合控制算法。在电机运行的低速域采取I/F控制,在电机运行的中高速域采取滑模观测器控制,当电机转速满足一定条件时... 为改善永磁同步电机在宽速域调速过程中的抖振问题,提出一种基于I/F起动和滑模观测器控制的永磁同步电机无位置传感器复合控制算法。在电机运行的低速域采取I/F控制,在电机运行的中高速域采取滑模观测器控制,当电机转速满足一定条件时进行控制算法的切换。采取了粒子群智能优化算法对滑模观测器的切换函数参数进行改进,减小了滑模观测器控制的抖振;对于控制算法的切换,采取了一种对d-q轴电流同时调整的转子角自适应调整策略;并通过仿真验证了本文控制方法的有效性。 展开更多
关键词 同步电机 I/F控制 滑模观测器 粒子群算法
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基于灰色预测模型和降阶Luenberger观测器的永磁同步电机双闭环预测控制方案设计与实现
12
作者 张彪 潘红光 +1 位作者 赵应华 王东亮 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期182-190,共9页
目的永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)控制系统的动态响应和抗干扰性能需要进一步提高。方法提出基于灰色预测模型和降阶Luenberger观测器的双闭环预测控制方案。首先,在双闭环预测控制的基础上,为了利用历史电... 目的永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)控制系统的动态响应和抗干扰性能需要进一步提高。方法提出基于灰色预测模型和降阶Luenberger观测器的双闭环预测控制方案。首先,在双闭环预测控制的基础上,为了利用历史电流数据更精确地预测PMSM的d,q轴参考电流,将灰色预测模型引入电流内环,提高电流的动态响应性能;其次,在速度外环中设计降阶Luenberger观测器对负载转矩进行观测并作出补偿控制,减少系统动态响应时间和受到干扰后的恢复时间;最后,分别通过仿真与实验对所提方案进行验证。结果结果表明,电机采用传统的双闭环预测控制方案时,永磁同步电机空载启动的转速上升时间为0.3 s左右,对电机突加6 N·m的负载转矩时,电机转速下降,最大转速波动为100 r/min,转速恢复时间为0.4 s,之后平稳运行,A相电流THD=27.59%;电机采用所提方案时,永磁同步电机空载启动的转速上升时间为0.18 s左右,对电机突加6 N·m的负载时,电机转速下降,最大转速波动为65 r/min,转速恢复时间为0.2 s,之后平稳运行,A相电流THD=19.35%。结论永磁同步电机采用改进双闭环预测控制方案时,空载启动时间更短;突加负载时,受到的转速波动更小,转速恢复速度更快;电流扰动更小,具有更快的动态响应性能、更强的抗扰动能力和更好的电流控制性能。 展开更多
关键词 同步电机 双闭环预测控制 灰色预测模型 降阶Luenberger观测器
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基于负载转矩观测器的永磁同步电机改进线性自抗扰控制方法 被引量:1
13
作者 袁浩仁 周福强 孙江宏 《电子测量技术》 北大核心 2025年第9期36-43,共8页
在实际应用中,自抗扰控制器中的扩张状态观测存在面对大幅变化的负载扰动时,无法保证估计补偿精度的问题。针对这一问题,提出了将负载转矩观测器观测到的负载扰动补偿到扩张状态观测器中来提高估测补偿精度的方案,并且使用电机中可以直... 在实际应用中,自抗扰控制器中的扩张状态观测存在面对大幅变化的负载扰动时,无法保证估计补偿精度的问题。针对这一问题,提出了将负载转矩观测器观测到的负载扰动补偿到扩张状态观测器中来提高估测补偿精度的方案,并且使用电机中可以直接测量的角度数据作为已知量来设计负载转矩观测器,避免了将转速作为已知量引入微分误差的问题。仿真和实验结果表明,改进后的线性自抗扰控制器相比于传统线性自抗扰控制器,转速最大调量降低了7.24%,在保证了调节速度的同时,具有更优良的抗负载扰动性能。 展开更多
关键词 同步电机 负载转矩观测器 线性自抗扰控制
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基于超螺旋滑模观测器的永磁同步电机超局部模型非奇异快速终端滑模控制
14
作者 李思言 梁庭福 +1 位作者 李鑫帅 毛汉领 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第4期293-301,共9页
针对永磁同步电机因外部干扰、电机参数未知、参数摄动等未知因素影响难以实现高性能控制的问题,提出了一种基于超螺旋滑模观测器的永磁同步电机超局部模型非奇异快速终端滑模复合控制方法。建立了忽略电机具体参数的超局部模型,基于此... 针对永磁同步电机因外部干扰、电机参数未知、参数摄动等未知因素影响难以实现高性能控制的问题,提出了一种基于超螺旋滑模观测器的永磁同步电机超局部模型非奇异快速终端滑模复合控制方法。建立了忽略电机具体参数的超局部模型,基于此构建一种非奇异快速终端滑模面,并引入新型自适应趋近律,实现削弱抖振并加速收敛。通过超螺旋滑模观测器实时更新超局部模型并优化控制效果。仿真结果表明,该复合控制方法相较于现有控制方法,转速响应更快,响应时间为0.0076 s;受外部干扰时转速波动最小且恢复稳态更快,转速波动为29.496 r/min,恢复稳态时间为0.004 s;受电机参数摄动影响时可快速恢复原定工作状态,具有良好的动态性能、抗干扰能力与稳态控制精度。 展开更多
关键词 同步电机 超局部模型 非奇异快速终端滑模控制 超螺旋滑模观测器 滑模控制
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基于层次非奇异终端和超螺旋滑模扰动观测器的永磁同步电机滑模控制
15
作者 梁庭福 李鑫帅 +1 位作者 王鹏康 毛汉领 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第2期196-203,共8页
针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)在运行过程中比例积分(proportional integral, PI)控制会因参数时变和外部扰动导致控制性能下降严重,传统线性滑模控制(sliding mode control, SMC)收敛速度慢、存在抖振... 针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)在运行过程中比例积分(proportional integral, PI)控制会因参数时变和外部扰动导致控制性能下降严重,传统线性滑模控制(sliding mode control, SMC)收敛速度慢、存在抖振等问题,设计了层次非奇异终端滑模控制器(hierarchical non-singular terminal sliding mode control, HNSTSMC),以线性比例积分微分(proportional integral differential, PID)滑模面作为内环、快速非奇异终端滑模面为外环构建层次滑模面,采用改进型趋近律,保证速度跟踪误差全局快速收敛;为了进一步提高层次非奇异终端滑模控制器的抗干扰能力与减小抖振,利用超螺旋滑模扰动观测器(super-twisting sliding mode disturbance observer, STSMDO)对控制器中存在的未知量在线辨识并进行前馈补偿。通过Matlab/simulink仿真对PI控制、传统滑模控制、层次非奇异终端滑模控制、基于改进型负载转矩观测器的非奇异快速终端滑模控制(NFTSMC+LTOB)和HNSTSMC+STSMDO复合滑模控制进行对比分析,结果表明HNSTSMC+STSMDO复合控制在电机空载情况下,额定转速响应无超调、调节时间为0.013 s,突加2 N·m负载情况下,最大速度波动为130 r/min,恢复时间为0.004 5 s,带载切换到0.5倍额定转速,调节时间为0.127 s,永磁同步电机动态性能好、抗干扰能力强。 展开更多
关键词 同步电机 层次非奇异终端滑模控制 超螺旋滑模扰动观测器 滑模控制
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基于滑模扰动观测器的永磁同步电机新型无模型超螺旋滑模控制
16
作者 吴瑄 朱其新 朱永红 《机床与液压》 北大核心 2025年第17期119-126,共8页
针对表贴式永磁同步电机(SPMSM)控制系统在突加负载扰动下导致的电机控制性能下降问题,提出一种基于滑模扰动观测器的新型无模型超螺旋滑模控制方法(NMFSTSMC)。根据SPMSM在参数摄动下的数学模型,建立转速环新型超局部模型。采用新型二... 针对表贴式永磁同步电机(SPMSM)控制系统在突加负载扰动下导致的电机控制性能下降问题,提出一种基于滑模扰动观测器的新型无模型超螺旋滑模控制方法(NMFSTSMC)。根据SPMSM在参数摄动下的数学模型,建立转速环新型超局部模型。采用新型二阶超螺旋滑模控制律设计转速环控制器,以加快电机系统收敛速度,同时削弱滑模抖振带来的影响。为提高系统的控制精度,设计滑模扰动观测器估计新型超局部模型中未知部分并进行前馈补偿。最后,为了验证所提方法的可行性和有效性,与传统PI控制和SMC控制策略进行对比。结果表明:NMFSTSMC可以更快速地达到转速参考值,并且基本无超调,即使突加10 N·m的负载扰动,也能迅速恢复至转速参考值,同时转速波动更小。证明了NMFSTSMC可以实现对电机系统的高精度控制具有强鲁棒性,在削弱抖振的同时提高系统鲁棒性与动态响应速度。 展开更多
关键词 同步电机 新型超局部模型 无模型超螺旋滑模控制 滑模扰动观测器
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基于负载力观测器的永磁直线同步电机自适应全阶动态滑模控制 被引量:2
17
作者 赵希梅 李德豪 金鸿雁 《电机与控制学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期53-61,72,共10页
针对永磁同步直线电机(PMLSM)在运行时易受参数变化、负载扰动、摩擦阻力、定位力等不确定性影响,导致位置跟踪精度不高、鲁棒性不强的问题,提出一种基于负载力观测器的自适应全阶动态滑模控制(AFODSMC-LFO)方法。首先,根据系统全阶误... 针对永磁同步直线电机(PMLSM)在运行时易受参数变化、负载扰动、摩擦阻力、定位力等不确定性影响,导致位置跟踪精度不高、鲁棒性不强的问题,提出一种基于负载力观测器的自适应全阶动态滑模控制(AFODSMC-LFO)方法。首先,根据系统全阶误差状态方程设计全阶滑模面,全阶滑模控制(FOSMC)能够实现快速收敛,并且在稳态时可实现系统多变量连续控制;其次,为有效削弱抖振,引入了动态滑模控制(DSMC),DSMC可视为FOSMC的补偿控制器,通过低通滤波环节有效滤除控制律中的高频开关信号和测量噪声;此外,针对系统内部不确定性上界和外部负载扰动,分别通过以动子实际位置为自变量的自适应律和负载力观测器进行精确估计,进一步提高了系统的鲁棒性;最后,通过实验证明该方法能够保证PMLSM位置跟踪过程中的高跟踪精度和强鲁棒性。 展开更多
关键词 同步直线电机 全阶滑模控制 动态滑模控制 自适应控制 抖振 负载力观测器
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基于扩张状态观测器的永磁同步电机自适应鲁棒控制 被引量:5
18
作者 孙洪博 张晓宇 柳向斌 《控制工程》 CSCD 北大核心 2024年第1期112-120,共9页
永磁同步电机无传感器控制具有简化机械结构、降低成本和延长使用寿命等优点,然而其跟踪性能受不可测系统状态和干扰的观测精度影响。为了提高其跟踪精度,提出了一种结合转子位置、转速和干扰观测器的自适应鲁棒控制方法。首先,通过滑... 永磁同步电机无传感器控制具有简化机械结构、降低成本和延长使用寿命等优点,然而其跟踪性能受不可测系统状态和干扰的观测精度影响。为了提高其跟踪精度,提出了一种结合转子位置、转速和干扰观测器的自适应鲁棒控制方法。首先,通过滑模观测器获得反电动势估计;然后,引入自适应律对参数化不确定性进行在线估计,形成以转子位置误差为输入的扩张状态观测器,提高了观测精度;最后,基于不确定性项估计和干扰观测值,设计转速跟踪误差的积分滑模面和相应的自适应滑模控制器,保证了电机系统的控制性能。仿真和实验结果验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 同步电机 无传感器控制 自适应估计 扩张状态观测器 鲁棒控制
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基于转子磁链和扰动观测器的异步电机自适应反步控制 被引量:2
19
作者 满忠璐 于海生 +1 位作者 孟祥祥 丁豪 《控制工程》 CSCD 北大核心 2024年第6期1044-1051,共8页
针对转子电阻摄动和内外部扰动问题,设计了自适应反步控制方法来调节电机速度。首先,提出了一种改进指数趋近律的滑模磁链观测器,估算转子磁链并根据所得磁链计算出转子磁链角。其次,采用扰动观测器估计电机系统中出现的模型不确定性和... 针对转子电阻摄动和内外部扰动问题,设计了自适应反步控制方法来调节电机速度。首先,提出了一种改进指数趋近律的滑模磁链观测器,估算转子磁链并根据所得磁链计算出转子磁链角。其次,采用扰动观测器估计电机系统中出现的模型不确定性和负载扰动等。再次,利用反步控制法,求解出虚拟控制律和转子电阻自适应律,并设计自适应反步控制器。最后,将所设计的控制方法与传统反步控制方法进行对比,实验结果表明,所提方法的动态过程响应速度快、超调小,稳态过程跟踪精度高,且具有良好的抗干扰能力。 展开更多
关键词 异步电机 速度控制 自适应反步控制 滑模观测器 扰动观测器
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基于巴特沃斯结构的改进磁链观测器的永磁同步电机无位置传感器控制 被引量:4
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作者 骆正红 胡亚山 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期60-69,共10页
由于逆变器非线性因素、电流测量误差等非理想因素,传统的磁链观测器会受到直流分量以及谐波分量的影响,导致转子位置观测准确度降低。将具有通频带最大限度平坦特性的巴特沃斯带通滤波器与纯积分器相结合构建出一种改进的磁链观测器,... 由于逆变器非线性因素、电流测量误差等非理想因素,传统的磁链观测器会受到直流分量以及谐波分量的影响,导致转子位置观测准确度降低。将具有通频带最大限度平坦特性的巴特沃斯带通滤波器与纯积分器相结合构建出一种改进的磁链观测器,并对改进的磁链观测器的传递函数进行了详细的理论分析,然后设计出一种离散化结构以便进行实验。结果表明,提出的基于巴特沃斯结构的改进磁链观测器具有出色的消除直流分量以及抑制谐波分量能力,不会造成基波处的幅值衰减以及相位误差,提高了永磁同步电机无位置传感器控制的转子位置观测准确度,同时具有良好的动态性能。 展开更多
关键词 同步电机 无位置传感器控制 巴特沃斯带通滤波器 观测器
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