带误差补偿的高频信号注入永磁同步电机无传感器控制策略 被引量：21

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作者 郭磊 杨中平 林飞 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第21期4458-4466,共9页

永磁同步电机的无传感器控制在低速区域或零速常采用高频信号注入法。旋转高频信号注入法辨识转子位置,其准确度易受到控制器采样和计算延时、逆变器输出或波形畸变引起的延时,以及信号解调过程中滤波器环节产生的延时等因素的影响。该... 永磁同步电机的无传感器控制在低速区域或零速常采用高频信号注入法。旋转高频信号注入法辨识转子位置,其准确度易受到控制器采样和计算延时、逆变器输出或波形畸变引起的延时,以及信号解调过程中滤波器环节产生的延时等因素的影响。该文在理论推导和详细分析转子位置偏差原理的基础上,提出可把延时产生的相位偏差归结为两种类型分别加以分析和补偿。在此基础上提出一种转子位置误差补偿高频信号注入控制策略。该策略能有效减小信号延时造成的相位偏离,提高转子位置的估计准确度。由于引起转子位置偏离值的各种延时可能随时间和实际参数是不断变化的,而所提出的策略具有在线计算实时补偿的特点,因而能较好地提高转子位置在线检测精度。实验验证了理论分析的正确性和策略的有效性。 展开更多

关键词 永磁同步电机 高频信号注入法 相位偏差 转子位置误差补偿 无传感器控制策略

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基于虚拟信号和高频脉振信号注入的无位置传感器内置式永磁同步电机MTPA控制 被引量：34

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作者 赵文祥 刘桓 +1 位作者 陶涛 邱先群 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第24期5092-5100,共9页

为了降低传统内置式永磁同步电机(IPMSM)低速无位置传感器控制系统中的铜耗,该文提出一种基于虚拟信号和高频脉振信号注入的最大转矩电流比(MTPA)无位置控制技术,以提高电机的转矩输出能力和系统效率。为避免两种控制算法相互干扰,与传... 为了降低传统内置式永磁同步电机(IPMSM)低速无位置传感器控制系统中的铜耗,该文提出一种基于虚拟信号和高频脉振信号注入的最大转矩电流比(MTPA)无位置控制技术,以提高电机的转矩输出能力和系统效率。为避免两种控制算法相互干扰,与传统虚拟信号注入MTPA控制策略不同,该文提出的方法在估计的dq轴上注入直流信号,通过功率计算来跟踪MTPA工作点。该MTPA策略不会引起额外的损耗且不依赖于电机参数。与此同时,由于注入信号为直流信号,无位置传感器控制精度并不会受到影响。实验结果表明,所提方法在不同负载转矩、不同转速等工况下,能够在准确追踪MTPA工作点的同时准确地在线估计转子位置。 展开更多

关键词 内置式永磁同步电机 高频脉振信号注入法 无位置控制策略 最大转矩电流比控制 虚拟信号注入法

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纯延时滤波器提取高频注入响应在无位置传感器IPMSM系统中的应用 被引量：3

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作者 王涛 刘庆飞 《电源学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期125-134,共10页

针对现有高频注入法估计永磁同步电机转子位置信号处理过程中信噪比低、相位滞后大等缺陷,提出一种用纯延时滤波器在静止坐标系下提取高频电流,在高频注入电压同步坐标系下提取负序高频电流,估计转子位置的设计方法,在此基础上,给出一... 针对现有高频注入法估计永磁同步电机转子位置信号处理过程中信噪比低、相位滞后大等缺陷,提出一种用纯延时滤波器在静止坐标系下提取高频电流,在高频注入电压同步坐标系下提取负序高频电流,估计转子位置的设计方法,在此基础上,给出一种根据最小闭环谐振峰值设计准则设计锁相环参数的方法 ,且根据高频负序电流的幅值对位置误差信号进行标准化处理,克服了高频负序电流幅值变化对锁相环性能的影响。最后通过IPMSM无位置传感器矢量控制实验平台,验证了该方法的有效性和可行性。 展开更多

关键词 高频信号注入法 锁相环 永磁同步电机 纯延时滤波器 同步轴纯延时滤波器

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永磁同步电机全速域无传感器复合控制策略研究

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作者 李贵远 张静 +3 位作者 郭中阳 刘杰 刘勇 崔安迪 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第4期200-208,共9页

为解决单一的永磁同步电机无传感器控制策略在特定转速区间控制效果不佳的问题,提出一种新的复合策略,以实现全速域高性能控制。在矢量控制电流控制器环节,使用神经网络PID控制器,当突加负载时,0.02 s即可恢复到原转速,提高系统的鲁棒性... 为解决单一的永磁同步电机无传感器控制策略在特定转速区间控制效果不佳的问题,提出一种新的复合策略,以实现全速域高性能控制。在矢量控制电流控制器环节,使用神经网络PID控制器,当突加负载时,0.02 s即可恢复到原转速,提高系统的鲁棒性;在零、低速段,采用改进方波高频信号注入法,避免使用滤波器,无需调节滤波系数,在转速上减少0.03 s的延时,进一步提高了控制精度;在中高速段,采用超螺旋滑模观测器,通过采用积分形式消除高频噪声,减小误差以及相位延迟,但使用固定的滑模参数会使估算精度容易受到参数干扰产生误差,降低控制精度比较低,对此提出了改进的粒子群优化算法(improved particle swarm optimization,IPSO)超螺旋滑模观测器,转速误差仅有0.1 r/min;最后,通过采用改进加权切换函数,仅有0.5 s的抖动时间,高效实现2种控制策略的切换。经过仿真验证,该复合控制策略使永磁同步电机在各速度区间均具有较高的估算精度和优良的动态响应性能。 展开更多

关键词 永磁同步电机 神经网络PID 方波高频信号注入法 粒子群优化算法 超螺旋滑模观测器 加权切换函数

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基于转子位置自检测复合方法的永磁同步电机无传感器运行研究 被引量：62

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作者 秦峰 贺益康 贾洪平 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期12-17,共6页

基于对高频信号注入法和模型参考自适应法转子位置自检测原理和特性的讨论,提出了一种包含零速在内的全速度范围内均能实现转子位置/速度准确检测和控制的复合方法。分析了从旋转高频电压信号注入法过渡到模型参考自适应法的切换原则,... 基于对高频信号注入法和模型参考自适应法转子位置自检测原理和特性的讨论,提出了一种包含零速在内的全速度范围内均能实现转子位置/速度准确检测和控制的复合方法。分析了从旋转高频电压信号注入法过渡到模型参考自适应法的切换原则,给出了速度切换区内转子位置、速度和加权系数的估算方法,并对1台内插式永磁同步电机2种方法的切换过程进行了实验研究,成功地实现了无传感器矢量控制的起动与运行。实验研究表明,这种转子空间位置复合检测方法既能在低速时准确地观测出转子的空间位置和速度。也能保证高速运行时较快的动态响应,适合于全速范围内电机的无传感器运行。 展开更多

关键词 无传感器控制 高频信号注入法 模型参考自适应法 永磁同步电机 传感器模块

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一种基于锁相环原理的参考模型自适应感应电机转速估计方法 被引量：6

6

作者 巫庆辉 邵诚 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第5期713-721,共9页

针对超低速及零定子频率运行条件下感应电动机转速的不可观测性导致基于电机模型的传统速度估计方案无法实现速度估计,引入了高频信号注入法来获得转子磁链矢量位置角并得到转子磁链的参考模型,并以转子磁链的电流模型作为调节模型,在... 针对超低速及零定子频率运行条件下感应电动机转速的不可观测性导致基于电机模型的传统速度估计方案无法实现速度估计,引入了高频信号注入法来获得转子磁链矢量位置角并得到转子磁链的参考模型,并以转子磁链的电流模型作为调节模型,在此基础上,提出了基于锁相环原理的参考模型自适应速度估计方案．仿真结果进一步验证了该方案的有效性． 展开更多

关键词 无速度传感器 感应电动机 参考模型自适应系统 锁相环 高频信号注入法

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一种基于双位置观测器的永磁同步电机低速无位置传感器控制方法 被引量：16

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作者 王菁 颜建虎 +2 位作者 季国东 单梁 应展烽 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期375-386,共12页

为了实现永磁同步电机低速段无位置传感器控制系统对转子位置的快速跟踪和对转速信号的低噪声估计,该文提出了一种基于锁相环与滑模观测器的双位置观测器控制方法。该方法利用两组坐标变换实现了高频信号注入过程与磁场定向控制的解耦,... 为了实现永磁同步电机低速段无位置传感器控制系统对转子位置的快速跟踪和对转速信号的低噪声估计,该文提出了一种基于锁相环与滑模观测器的双位置观测器控制方法。该方法利用两组坐标变换实现了高频信号注入过程与磁场定向控制的解耦,通过改变滑模观测器增益与转速环闭环带宽的方式实现稳态时低噪声、暂态时低延迟的信号估计。控制器参数基于闭环带宽进行设计,避免了低通滤波器的使用,从而简化了控制系统。针对带宽切换过程,该文提出了一种切换策略,利用转速环与滑模观测器中的积分环节,实现了平滑的带宽切换。最后通过实验验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 无位置传感器控制 高频电压信号注入法 双位置观测器 双坐标变换 带宽切换 策略

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基于增强型自适应观测器的永磁同步电机无速度传感器 被引量：16

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作者 郝雯娟 邓智泉 王晓琳 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期41-46,共6页

为满足表贴式永磁同步电机(SPMSM)在全速范围内实现无位置/速度传感器运行的需要,本文研究了一种增强型自适应观测器。该增强型自适应观测器在自适应转速观测器中结合了适用于SPMSM的高频注入法,高频注入信号的误差响应信号在低速段起... 为满足表贴式永磁同步电机(SPMSM)在全速范围内实现无位置/速度传感器运行的需要,本文研究了一种增强型自适应观测器。该增强型自适应观测器在自适应转速观测器中结合了适用于SPMSM的高频注入法,高频注入信号的误差响应信号在低速段起主导作用,校正自适应观测器的输出信号。随着转速逐渐增高,高频注入信号的作用逐渐减弱,直到一定转速后自适应观测器单独作用,这使其不但具有很好的动态特性而且在低速包括零速时也可以保证估算精度。这种增强型自适应观测器结合了两种方法的优点,实现电机无速度闭环起动,且在不同速度区域之间可以平滑过渡。实时实验证明了该增强型自适应观测器的有效性及实用性。 展开更多

关键词 表贴式永磁同步电机 无速度传感器 高频信号注入法 自适应转速观测器 增强型自适应观测器

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混合励磁轴向磁通切换永磁电机全速域无位置传感器控制 被引量：18

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作者 张蔚 王家乐 +1 位作者 梁惺彦 杨泽贤 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第13期4646-4655,共10页

为了实现混合励磁轴向磁通切换永磁电机(hybrid excitation axial flux-switching permanent magnet machine,HEAFSPMM)全速域无位置传感器控制和提升低速区的运行性能,提出一种HEAFSPMM复合控制方法。该方法引入HEAFSPMM的励磁绕组,改... 为了实现混合励磁轴向磁通切换永磁电机(hybrid excitation axial flux-switching permanent magnet machine,HEAFSPMM)全速域无位置传感器控制和提升低速区的运行性能,提出一种HEAFSPMM复合控制方法。该方法引入HEAFSPMM的励磁绕组,改进模型参考自适应算法,提高转子位置的估计精度和电机带载能力;对零低速域,采用脉振高频电压信号注入法实现电机快速起动和可靠运行;对过渡区采用加权平均值复合控制实现HEAFSPMM低速区的平滑切换。最后进行仿真和实验验证,结果表明所研究的无位置传感器复合控制方法能够实现电机全速域运行,并提高系统的带载能力和控制精度。 展开更多

关键词 混合励磁 轴向磁通切换永磁电机 无位置传感器 模型参考自适应 脉振高频电压信号注入法 加权平均值算法

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永磁同步电机无传感器位置检测 被引量：2

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作者 邓先明 汪文文 庞晴晴 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2015年第4期112-116,共5页

为了使永磁同步电机的无传感器控制技术更加可靠和实用化,针对永磁同步电机低速段转子估计精度较低的问题,提出基于高频信号注入的永磁同步电机无传感器位置检测法。该方法利用永磁同步电机的凸极效应来辨识转子位置,即通过注入高频信... 为了使永磁同步电机的无传感器控制技术更加可靠和实用化,针对永磁同步电机低速段转子估计精度较低的问题,提出基于高频信号注入的永磁同步电机无传感器位置检测法。该方法利用永磁同步电机的凸极效应来辨识转子位置,即通过注入高频信号来检测电机的直轴高频阻抗和交轴高频阻抗,从而计算转子位置角度;再利用直流偏置法来判断转子永磁体的极性。利用有限元方法对永磁同步电机的高频阻抗与转子位置关系进行了仿真研究。对基于高频信号注入的永磁同步电机位置检测进行了实验研究,实验结果表明高频电压信号注入法有效地实现了转子位置的准确检测以及转子极性的辨别,该方法可以在永磁同步电机无传感器控制系统中应用。 展开更多

关键词 永磁同步电机 高频电压信号注入法 位置检测 有限元分析

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永磁同步电机宽速域无位置传感器控制 被引量：4

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作者 续丹 包鑫 +1 位作者 霍小宁 曹秉刚 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期60-64,133,共6页

基于采用改进型模型参考自适应法及脉振高频电压信号注入法对电机转子转速和位置进行辨识的原理与性能的分析,提出了一种宽速域内适用的无位置传感器复合控制法。通过滞环加权切换法实现了2种方法的平滑切换,克服了改进型模型参考自适... 基于采用改进型模型参考自适应法及脉振高频电压信号注入法对电机转子转速和位置进行辨识的原理与性能的分析,提出了一种宽速域内适用的无位置传感器复合控制法。通过滞环加权切换法实现了2种方法的平滑切换,克服了改进型模型参考自适应法在零速与低速时误差大,以及脉振高频电压注入法在高速时有稳态位置误差的缺点。经实验验证,复合控制法能在宽速域内准确地辨识出转子的转速与位置,系统动态响应快,鲁棒性好,对于宽速域内永磁同步电机无位置传感器研究具有重要的理论和现实意义。 展开更多

关键词 永磁同步电机 无位置传感器控制 参考自适应法 高频脉振电压信号注入法 复合控制

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矿用电机车无速度传感器控制变频驱动装置系统 被引量：7

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作者 李玉东 葛敬涛 易庚 《控制工程》 CSCD 北大核心 2016年第9期1412-1417,共6页

针对传统矿用电机车驱动系统存在故障率高、消耗能量大、效率低等缺点以及机械编码器的使用会降低控制系统的可靠性和耐用性,提出了一种无速度传感器控制方法高频脉动电压信号注入法,并设计了一种基于无速度传感器控制的矿用电机车变频... 针对传统矿用电机车驱动系统存在故障率高、消耗能量大、效率低等缺点以及机械编码器的使用会降低控制系统的可靠性和耐用性,提出了一种无速度传感器控制方法高频脉动电压信号注入法,并设计了一种基于无速度传感器控制的矿用电机车变频驱动系统。文章从控制原理、控制策略、系统拓扑结构以及软硬件设计等方面,给出了较详细的论述。通过系统理论分析、仿真建模与仿真结果分析,制作了矿用电机车变频驱动装置样机。样机经过在实验室数据测试、分析和现场试运行结果表明,所提出的控制方案具有较高的可行性和有效性,而且装置的维护工作量明显减小、可靠性满足煤矿恶劣环境的要求。 展开更多

关键词 矿用电机车 变频驱动 高频脉动电压信号注入法 永磁同步电机

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制导火箭弹一维稳定平台控制系统设计与分析 被引量：1

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作者 杨煜 赵河明 +2 位作者 彭志凌 夏禹 王英 《兵器装备工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第10期53-59,共7页

针对制导火箭弹在飞行过程中产生的旋转速度会对惯性测量单元产生影响从而影响命中精度,且传统的多传感器反馈系统在高速运转中可能会失效,研究了一种新型制导火箭弹一维稳定平台控制系统。系统由控制模块、驱动器、位置传感器与舵机组... 针对制导火箭弹在飞行过程中产生的旋转速度会对惯性测量单元产生影响从而影响命中精度,且传统的多传感器反馈系统在高速运转中可能会失效,研究了一种新型制导火箭弹一维稳定平台控制系统。系统由控制模块、驱动器、位置传感器与舵机组成。其中制导火箭弹舵机分为上舵机、横舵机与下舵机。对上舵机与横舵机选用凸极型永磁同步电机,下舵机选用绕线转子型永磁同步电机。对3个永磁同步电机分别采用改进型滑模观测器、高频脉振电压信号注入法与模型参考自适应法的无速度传感器矢量控制方法。模型仿真结果表明,所设计的一维稳定平台控制系统能够准确估算电机转子位置与转速且运行平稳、精度高、鲁棒性高,所使用的3种控制方法相互补充,控制精度更为精准,最后验证在高中低速下系统的控制性能较高,为实际制导火箭弹一维稳定平台控制系统的研制提供一种新型设计思路。 展开更多

关键词 制导火箭弹 惯性测量单元 一维稳定平台控制系统 永磁同步电机 改进型滑模观测器 高频脉振电压信号注入法 模型参考自适应法

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