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

1

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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高频脉振信号注入永磁同步电机无滤波器初始位置辨识方法 被引量：42

2

作者 于安博 刘利 +1 位作者 阚志忠 张纯江 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期801-809,共9页

针对传统高频信号注入永磁同步电机转子初始位置辨识方法中滤波环节产生的相移影响最终辨识精度的问题,提出一种无滤波器高频脉振信号转子初始位置辨识方法。该方法较传统利用低通滤波器分离高频信号分量方法,改进为利用估计直轴和估计... 针对传统高频信号注入永磁同步电机转子初始位置辨识方法中滤波环节产生的相移影响最终辨识精度的问题,提出一种无滤波器高频脉振信号转子初始位置辨识方法。该方法较传统利用低通滤波器分离高频信号分量方法,改进为利用估计直轴和估计交轴响应电流信号进行解调,去除高频分量,对解调后的信号进行锁相,辨识出转子初始位置。提出利用磁路饱和效应对转子磁极极性进行辨识的方法,提高磁极极性辨识准确性。最后在永磁同步电机矢量控制平台验证了该方法的可行性。 展开更多

关键词 永磁同步电机 初始位置辨识 高频脉振信号 无滤波器

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脉振高频信号注入法误差分析 被引量：65

3

作者 刘海东 周波 +4 位作者 郭鸿浩 刘兵 李洁 徐学海 时仁帅 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期38-44,共7页

为了分析永磁同步电机系统各参数对脉振高频信号注入法位置估计误差的影响,以便有针对性地减小位置估计误差,提高无位置传感器控制技术的性能,首先对脉振高频电压信号注入情况下永磁同步电机直交轴电压进行了分析,并根据交轴基波电压得... 为了分析永磁同步电机系统各参数对脉振高频信号注入法位置估计误差的影响,以便有针对性地减小位置估计误差,提高无位置传感器控制技术的性能,首先对脉振高频电压信号注入情况下永磁同步电机直交轴电压进行了分析,并根据交轴基波电压得到位置估计误差公式;之后通过对位置误差公式进行数值分析,总结出控制器频率、逆变器直流母线电压及脉振高频信号电压幅值对位置估计误差大小的影响规律;最后对位置误差分析结果进行了实验验证。 展开更多

关键词 永磁同步电机 无位置传感器 脉振高频信号注入 位置估计误差

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基于脉振高频电流注入SPMSM低速无位置传感器控制 被引量：46

4

作者 刘颖 周波 +1 位作者 冯瑛 赵承亮 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第7期139-145,共7页

针对转子磁钢表贴式永磁同步电动机(SPMSM),提出了一种基于脉振高频电流注入的低速无位置传感器控制的新方法。其原理是在估计的同步旋转坐标系直轴上注入高频正弦电流,通过检测交轴电流环PI调节器的输出电压量,获得含有转子位置估计误... 针对转子磁钢表贴式永磁同步电动机(SPMSM),提出了一种基于脉振高频电流注入的低速无位置传感器控制的新方法。其原理是在估计的同步旋转坐标系直轴上注入高频正弦电流,通过检测交轴电流环PI调节器的输出电压量,获得含有转子位置估计误差的信号,对此进行适当的信号处理得到估计转子位置角,从而实现无位置传感器控制。对该方法进行了理论分析、仿真与实验验证,结果表明该方法在低速和零速下均能准确地检测电动机转子的位置和速度,相较于脉振高频电压信号注入法,所提出的方法结构更简单,且稳定性更高。 展开更多

关键词 永磁同步电动机 无位置传感器 脉振高频电流信号 低速

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基于高频信号注入的IPMSM无位置传感器控制策略 被引量：85

5

作者 王高林 杨荣峰 +2 位作者 李刚 于泳 徐殿国 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第11期62-68,共7页

为了提高无位置传感器内置式永磁同步电机(IPMSM)的低速运行性能,提出一种基于高频信号注入的转子位置鲁棒观测方法。采用注入脉振高频电压信号的方式,通过高频电流的幅值信息获取转子位置误差信号,对信号处理及数字滤波器设计进行分析... 为了提高无位置传感器内置式永磁同步电机(IPMSM)的低速运行性能,提出一种基于高频信号注入的转子位置鲁棒观测方法。采用注入脉振高频电压信号的方式,通过高频电流的幅值信息获取转子位置误差信号,对信号处理及数字滤波器设计进行分析。在此基础上,研究一种具有较强抗负载扰动能力的转子位置观测器,通过考虑负载扰动转矩动态特性,给出位置鲁棒观测器的理论设计方法,根据实际扰动转矩特点及位置观测期望误差,采用极点配置法设计反馈矩阵系数。通过IPMSM无位置传感器矢量控制系统进行了实验,结果验证了该控制策略的有效性。 展开更多

关键词 内置式永磁同步电机 转子位置观测器 低速运行 脉振高频信号注入 负载扰动

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永磁同步电主轴全速域无感控制策略研究

6

作者 胡文豪 单文桃 +2 位作者 王鑫 张新杰 曹伟长 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第2期142-147,152,共7页

为提高永磁同步电主轴控制精度,提出了一种在全速域准确获取转子速度与位置信息的复合观测器。首先,在零低速域采用脉振高频电压信号注入法;其次,在中高速域采用具有自适应参数的超螺旋滑模观测器,并使用一种基于反电动势自适应优化的... 为提高永磁同步电主轴控制精度,提出了一种在全速域准确获取转子速度与位置信息的复合观测器。首先,在零低速域采用脉振高频电压信号注入法;其次,在中高速域采用具有自适应参数的超螺旋滑模观测器,并使用一种基于反电动势自适应优化的正交锁相环,滤除观测反电势中的高频纹波分量,提高观测器观测精度和参数鲁棒性;然后,在过渡区间内设计了一种基于转子观测电角速度的光滑连续曲线作为切换函数的新型加权切换策略,提高切换过程中的稳定性,进而实现永磁同步电主轴全速域无感控制;最后,对所提方案进行了仿真实验与对比分析。结果显示,系统在全速域内的转速动态误差仅为6.3 r/min,在10 N·m阶跃负载的冲击下仅为7.1 r/min,稳态误差仅为3 r/min。由此表明,所提出的控制策略观测精度高、动态性能好、鲁棒性强。 展开更多

关键词 永磁同步电主轴 超螺旋滑模观测器 脉振高频电压信号注入 全速度域 无感控制

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永磁同步电机无位置传感器混合控制策略 被引量：96

7

作者 王高林 张国强 +1 位作者 贵献国 徐殿国 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第24期103-109,17,共7页

转子位置混合观测策略对于实现无传感器内置式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor,IPMSM)全速域运行非常关键。针对IPMSM无传感器矢量控制系统,提出一种由高频信号注入法与反电动势模型法的位置误差信息相融合... 转子位置混合观测策略对于实现无传感器内置式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor,IPMSM)全速域运行非常关键。针对IPMSM无传感器矢量控制系统,提出一种由高频信号注入法与反电动势模型法的位置误差信息相融合的混合观测方法。低速运行时注入脉振高频电压信号,通过对高频电流幅值处理获得转子位置误差信号,中高速运行则通过反电动势模型滑模观测器获得位置误差信息,对两种方法所得位置误差信号进行归一化处理,并根据运行转速对归一化后的位置误差信号以加权的方式进行信息融合。通过一个软件锁相环获取混合位置观测值,并分析混合观测器的稳定性及参数设计。最后通过2.2kW IPMSM无传感器矢量控制系统验证了控制策略的有效性。 展开更多

关键词 永磁同步电机 无传感器混合控制 脉振高频信号注入 滑模观测器 位置误差信息融合

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PMSM无速度传感器最优转矩控制系统的研究 被引量：13

8

作者 侯利民 张化光 +2 位作者 刘秀翀 褚恩辉 王强 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期706-710,共5页

针对永磁同步电机自身特点及转子位置和速度检测问题,采用最优转矩控制策略,提出了将脉振高频电压信号注入法和模型参考自适应法有机结合的新型无速度传感器的复合方法,设计了PMSM无速度传感器的SVPWM最优转矩控制系统。通过设计速度切... 针对永磁同步电机自身特点及转子位置和速度检测问题,采用最优转矩控制策略,提出了将脉振高频电压信号注入法和模型参考自适应法有机结合的新型无速度传感器的复合方法,设计了PMSM无速度传感器的SVPWM最优转矩控制系统。通过设计速度切换方案,实现速度的平稳过渡。此复合方法解决了单一方法不能在全速度范围内同时兼顾良好的动态、稳态性能的问题。仿真结果表明:该方法能可靠地实现包括初始磁位在内的转子位置和速度的精确检测和控制,系统具有优良的动态、稳态性能。 展开更多

关键词 永磁同步电机 最优转矩控制 脉振高频电压信号 模型参考自适应

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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

9

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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永磁同步电机转子磁位自检测复合方法 被引量：6

10

作者 侯利民 张化光 +2 位作者 刘秀翀 褚恩辉 王强 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期498-503,共6页

针对永磁同步电机转子磁位和速度检测问题,提出了将脉振高频电压信号注入法和模型参考自适应法有机结合的新型无速度传感器的复合方法,建立了无传感器矢量控制系统。通过设计速度切换器,实现了两种方法间的平滑切换。解决了单一方法不... 针对永磁同步电机转子磁位和速度检测问题,提出了将脉振高频电压信号注入法和模型参考自适应法有机结合的新型无速度传感器的复合方法,建立了无传感器矢量控制系统。通过设计速度切换器,实现了两种方法间的平滑切换。解决了单一方法不能在全速度范围内同时兼顾良好的动态、稳态性能的问题,使系统实现了包括初始磁位在内的转子位置和速度的精确检测和控制。仿真结果表明,该复合方法能可靠的实现永磁同步电机全速度范围内的起动和运行。系统具有优良的动态、稳态性能。 展开更多

关键词 同步电机 永磁同步电机 脉振高频电压信号 模型参考自适应 无传感器矢量控制

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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

11

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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无轴承永磁同步电机转子速度自检测复合方法研究 被引量：4

12

作者 许波 朱熀秋 姬伟 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第14期1927-1932,共6页

针对单一转速估计方法难以实现全速范围内准确估计转子速度的缺陷,提出一种转速估计复合方法,即在零速及低速运行时,采用脉振高频信号注入法。该方法不依赖于电机模型参数而仅依赖于电机本身的凸极特性,可实现零速及低速时转子速度的准... 针对单一转速估计方法难以实现全速范围内准确估计转子速度的缺陷,提出一种转速估计复合方法,即在零速及低速运行时,采用脉振高频信号注入法。该方法不依赖于电机模型参数而仅依赖于电机本身的凸极特性,可实现零速及低速时转子速度的准确估计;高速运行时,采用带多重次优渐消因子扩展卡尔曼滤波器(SMFEKF)进行转速估计,利用SMFEKF极强的模型失配鲁棒性和独特的强跟踪能力,有效地提高系统在稳态及突变状态下的跟踪性能。通过设计两种方法的"软切换",实现低速到高速的平滑切换,并将该复合方法在无轴承永磁同步电机无速度传感器矢量控制系统中进行仿真研究。仿真结果表明:该复合方法能在全速范围内实现转子速度与位置的准确估计;在系统状态突变或负载扰动时,误差更小,鲁棒性更强。 展开更多

关键词 脉振高频信号注入 带多重次优渐消因子EKF 无轴承永磁同步电机 无速度传感器

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基于自适应二阶广义积分器的PMSM无传感器控制 被引量：2

13

作者 李宁 郝成 +1 位作者 姚征 张怡 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2023年第2期164-168,共5页

为抑制基于传统高频脉振电压注入算法的永磁同步电机无传感器控制系统中由于滤波器的叠加使用导致的滤波延迟及观测精度较低等问题,提出一种自适应广义二阶积分器(adaptive second-order generalized intergrator, ASOGI),将转速引入特... 为抑制基于传统高频脉振电压注入算法的永磁同步电机无传感器控制系统中由于滤波器的叠加使用导致的滤波延迟及观测精度较低等问题,提出一种自适应广义二阶积分器(adaptive second-order generalized intergrator, ASOGI),将转速引入特征频率及比例系数中,动态调整系统带宽及选频性能,并将其分别应用于高频响应电流的提取及二倍高频分量滤波,取代带通滤波器(band-pass filter, BPF)和低通滤波器(low-pass filter, LPF),此外,提出一种改进锁相环(phase-locked loop, PLL)算法,基于SOGI提取谐波幅值并消除观测环中注入电压幅频及电机参数的影响。最后运用MATLAB/Simulink进行仿真实验,其中在转速转矩突变时的转速及转矩脉动分别降低了50%和60%,表明了该方法可有效改善系统动态响应及观测精度。 展开更多

关键词 高频脉振信号注入 自适应二阶广义积分器 滤波补偿锁相环 无传感器

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永磁同步电机全速域无位置传感器复合控制 被引量：5

14

作者 肖仁鑫 沈培航 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2022年第11期79-83,共5页

针对传统滑模观测器在低速段估算误差大以及脉振高频电压信号注入法造成定子电流谐波含量增大的问题,提出一种适合电机全速域运行的复合控制策略。在零、低速阶段,采用估算精度较高的脉振高频电压信号注入法;在中高速阶段,虽然基于电机... 针对传统滑模观测器在低速段估算误差大以及脉振高频电压信号注入法造成定子电流谐波含量增大的问题,提出一种适合电机全速域运行的复合控制策略。在零、低速阶段,采用估算精度较高的脉振高频电压信号注入法;在中高速阶段,虽然基于电机反电动势进行位置估算的传统滑模观测器具有强鲁棒性,但是符号函数增大了系统抖振和电流谐波,为此通过引入饱和函数对其进行改进。同时,采用加权平均函数实现两种控制策略的平滑切换。研究结果表明,该复合控制策略在低速段弥补了滑模观测器难以提取反电动势的天然缺陷,在中高速段定子电流的总谐波失真得到有效抑制,且在全速范围都具有较好的动态响应性能和估算精度。 展开更多

关键词 永磁同步电机 脉振高频电压信号注入 改进滑模观测器 无位置传感器控制

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基于无位置传感器的水下航行器推进系统研究 被引量：3

15

作者 马景 彭志凌 +2 位作者 杨煜 夏禹 王英 《弹箭与制导学报》 北大核心 2021年第6期106-111,共6页

针对水下航行器实航时海况复杂,恶劣的环境会对推进系统造成不利影响,降低系统中机械式位置传感器的精度甚至损坏等问题,研究了一种基于无位置传感器的复合式检测方法,在速度转换模块作用下,由高频脉振电压信号注入法平稳转换为模型参... 针对水下航行器实航时海况复杂,恶劣的环境会对推进系统造成不利影响,降低系统中机械式位置传感器的精度甚至损坏等问题,研究了一种基于无位置传感器的复合式检测方法,在速度转换模块作用下,由高频脉振电压信号注入法平稳转换为模型参考自适应法(MRAS),并将复合式方法与单一的控制方法作比较。仿真结果表明:该复合式无位置传感器控制方法能实现推进系统永磁同步电机(PMSM)的低、中、高全速运行,提高了系统的稳定性和可靠性。 展开更多

关键词 水下航行器 永磁同步电机 高频脉振电压信号注入 模型参考自适应 复合式控制

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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

16

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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