为了抑制轴向磁场磁通切换永磁(axial field flux-switching permanent magnet,AFFSPM)电动机齿槽转矩引起的转矩脉动,提出一种基于自适应扩展卡尔曼滤波器的齿槽转矩抑制方法.该方法根据齿槽转矩分析结果,以及AFFSPM电动机数学模型和...为了抑制轴向磁场磁通切换永磁(axial field flux-switching permanent magnet,AFFSPM)电动机齿槽转矩引起的转矩脉动,提出一种基于自适应扩展卡尔曼滤波器的齿槽转矩抑制方法.该方法根据齿槽转矩分析结果,以及AFFSPM电动机数学模型和损耗模型,将齿槽转矩引起的系统转矩脉动作为扩展状态变量,与电流环的反馈电流一起构造系统扩张状态空间方程.在状态估计过程中引入了遗忘因子,提高观测精度和速度.与基于谐波电流注入法抑制齿槽转矩的控制方法进行了控制性能和突变工况对比.结果表明:所提出控制方法在低速时转矩脉动降低了43.5%,电损耗降低了14.8%,能更有效抑制齿槽转矩脉动和提高系统效率.展开更多
针对传统软件控制器存在响应速度慢、精度低和抗干扰能力差的问题,文章基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)实现无刷直流电机(brushless direct current motor,BLDC)模糊PI控制系统的设计。该控制系统内部采用全...针对传统软件控制器存在响应速度慢、精度低和抗干扰能力差的问题,文章基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)实现无刷直流电机(brushless direct current motor,BLDC)模糊PI控制系统的设计。该控制系统内部采用全硬件实现方式,提高了系统的运算效率,增强了抗干扰能力;系统采用转速、电流双闭环控制,转速环采用模糊PI控制算法,相较于传统PI控制算法,提高了响应速度和控制精度。实验结果表明,文章设计的控制系统响应速度快、超调小、抗干扰能力强。展开更多
针对传统电压源逆变器无模型预测电流控制(model-free predictive current control,MFPCC)方法存在电流纹波大、电流梯度更新停滞以及预测性能易受采样扰动影响的问题。该文提出一种计及采样扰动的三矢量MFPCC方法。在一个控制周期应用...针对传统电压源逆变器无模型预测电流控制(model-free predictive current control,MFPCC)方法存在电流纹波大、电流梯度更新停滞以及预测性能易受采样扰动影响的问题。该文提出一种计及采样扰动的三矢量MFPCC方法。在一个控制周期应用3个基本矢量,并根据价值函数计算矢量作用时间,降低了输出电流纹波;其次,通过建立不同矢量作用下的电流梯度方程组,实现电流梯度数据的实时更新,消除了停滞现象;再次,分析采样扰动对MFPCC的影响,采用扩张状态观测器估计采样扰动以补偿预测电流控制,抑制其对输出电流的影响。最后,通过仿真和实验,对所提方法的有效性进行了验证。展开更多
针对传统永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)三矢量模型预测电流控制(three-vector model predictive current control,TV-MPCC)存在开关频率不固定和计算复杂的问题,提出一种固定开关频率TV-MPCC策略。利用前一周...针对传统永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)三矢量模型预测电流控制(three-vector model predictive current control,TV-MPCC)存在开关频率不固定和计算复杂的问题,提出一种固定开关频率TV-MPCC策略。利用前一周期的零电压矢量和参考电压矢量所在扇区来快速筛选所需最优电压矢量和次优电压矢量,避免了无效枚举计算,从而降低了开关频率和计算复杂度。引入系统d和q轴电流差参数,计算各电压矢量的作用时间,确保电压矢量作用时间恒大于零和开关频率固定。以三相两电平电压型逆变器驱动的表贴式PMSM为被控对象,通过仿真和实验对传统TV-MPCC策略和所提三矢量固定开关频率模型预测电流控制策略进行对比研究,仿真和实验结果表明,所提策略在保证系统稳态和动态性能的基础上,在固定和降低开关频率的同时,降低了计算复杂度。展开更多
电流源型脉宽调制(Pulse width modulation,PWM)整流器因其网侧存在LC滤波器,系统的控制难度增加。传统直接功率控制策略下的整流器功率波形存在脉动,因模型预测控制具有卓越的动态特性以及直观的控制规律,采用模型预测直接功率控制(Mod...电流源型脉宽调制(Pulse width modulation,PWM)整流器因其网侧存在LC滤波器,系统的控制难度增加。传统直接功率控制策略下的整流器功率波形存在脉动,因模型预测控制具有卓越的动态特性以及直观的控制规律,采用模型预测直接功率控制(Model predictive direct power control,MPDPC)对传统控制策略进行改进。首先建立了三相PWM整流器的数学模型,给出了每个采样周期内的功率变化率,并推导出相邻采样周期之间的功率关系,然后给出基于单矢量的模型预测直接功率控制策略,提出了基于双矢量的模型预测直接功率控制策略,并优选出两个电流矢量,计算在一个采样周期内的作用时间,并对其进行修正。最后,在Matlab/Simulink仿真软件验证了所提控制策略的可行性和有效性。展开更多
文摘为了抑制轴向磁场磁通切换永磁(axial field flux-switching permanent magnet,AFFSPM)电动机齿槽转矩引起的转矩脉动,提出一种基于自适应扩展卡尔曼滤波器的齿槽转矩抑制方法.该方法根据齿槽转矩分析结果,以及AFFSPM电动机数学模型和损耗模型,将齿槽转矩引起的系统转矩脉动作为扩展状态变量,与电流环的反馈电流一起构造系统扩张状态空间方程.在状态估计过程中引入了遗忘因子,提高观测精度和速度.与基于谐波电流注入法抑制齿槽转矩的控制方法进行了控制性能和突变工况对比.结果表明:所提出控制方法在低速时转矩脉动降低了43.5%,电损耗降低了14.8%,能更有效抑制齿槽转矩脉动和提高系统效率.
文摘针对传统软件控制器存在响应速度慢、精度低和抗干扰能力差的问题,文章基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)实现无刷直流电机(brushless direct current motor,BLDC)模糊PI控制系统的设计。该控制系统内部采用全硬件实现方式,提高了系统的运算效率,增强了抗干扰能力;系统采用转速、电流双闭环控制,转速环采用模糊PI控制算法,相较于传统PI控制算法,提高了响应速度和控制精度。实验结果表明,文章设计的控制系统响应速度快、超调小、抗干扰能力强。
文摘针对传统电压源逆变器无模型预测电流控制(model-free predictive current control,MFPCC)方法存在电流纹波大、电流梯度更新停滞以及预测性能易受采样扰动影响的问题。该文提出一种计及采样扰动的三矢量MFPCC方法。在一个控制周期应用3个基本矢量,并根据价值函数计算矢量作用时间,降低了输出电流纹波;其次,通过建立不同矢量作用下的电流梯度方程组,实现电流梯度数据的实时更新,消除了停滞现象;再次,分析采样扰动对MFPCC的影响,采用扩张状态观测器估计采样扰动以补偿预测电流控制,抑制其对输出电流的影响。最后,通过仿真和实验,对所提方法的有效性进行了验证。
文摘针对传统永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)三矢量模型预测电流控制(three-vector model predictive current control,TV-MPCC)存在开关频率不固定和计算复杂的问题,提出一种固定开关频率TV-MPCC策略。利用前一周期的零电压矢量和参考电压矢量所在扇区来快速筛选所需最优电压矢量和次优电压矢量,避免了无效枚举计算,从而降低了开关频率和计算复杂度。引入系统d和q轴电流差参数,计算各电压矢量的作用时间,确保电压矢量作用时间恒大于零和开关频率固定。以三相两电平电压型逆变器驱动的表贴式PMSM为被控对象,通过仿真和实验对传统TV-MPCC策略和所提三矢量固定开关频率模型预测电流控制策略进行对比研究,仿真和实验结果表明,所提策略在保证系统稳态和动态性能的基础上,在固定和降低开关频率的同时,降低了计算复杂度。
文摘电流源型脉宽调制(Pulse width modulation,PWM)整流器因其网侧存在LC滤波器,系统的控制难度增加。传统直接功率控制策略下的整流器功率波形存在脉动,因模型预测控制具有卓越的动态特性以及直观的控制规律,采用模型预测直接功率控制(Model predictive direct power control,MPDPC)对传统控制策略进行改进。首先建立了三相PWM整流器的数学模型,给出了每个采样周期内的功率变化率,并推导出相邻采样周期之间的功率关系,然后给出基于单矢量的模型预测直接功率控制策略,提出了基于双矢量的模型预测直接功率控制策略,并优选出两个电流矢量,计算在一个采样周期内的作用时间,并对其进行修正。最后,在Matlab/Simulink仿真软件验证了所提控制策略的可行性和有效性。
