农用电动车用永磁同步电机矢量控制系统研究

为研究农用电动车用永磁同步电机合理及高效的控制方法,分析永磁同步电机的数学模型,搭建永磁同步电机矢量控制系统仿真模型,主要采用Id=0控制及弱磁控制方法对农用电动车用永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,简称PMSM)进行矢量控制研究,并用MATLAB/SIMULINK进行仿真试验;在已知农用电动车用永磁同步电机控制系统参数的基础上,当仿真时间t=2 s,给定转速n*=30 r/s,负载转矩初始值T=5 N·m,t=0.2 s时转矩突变为10 N·m,仿真结果表明,在Id=0控制方法下农用电动车电机提速快,转矩变化对转速影响很小,系统性能良好;当额定转速n=41.66 r/s,仿真时间为2 s,负载转矩T=8.5 N·m,分别在给定Id=10 A及Id=12 A时进行2组仿真,仿真结果表明在农用电动车达到额定转速之后,使用弱磁控制方法能够有效实现基速以上的提速。综上所述,以上2种控制方法相结合能够很好地满足农用电动车的使用需求。     

基于IMM的永磁电机无速度传感器技术

提出一种新颖的基于IMM算法的电机转速、转子位置观测器，用于永磁电机无速度传感器矢量控制系统的转速等参数辨识。以期削弱滑模观测器的抖动，提高模型参考自适应观测器的动态性能。该方法基于交互式多模型算法的核心思想，在永磁同步电机Id=0的双闭环电压矢量控制系统运行时缺少直接速度测量手段的情况下，用滑模观测器（SMO）和模型参考自适应观测器（MARS）对电机的即时转速、转子位置进行并行估测，计算出两组不同的SVPWM电压输入uα、uβ值，再赋予权值进行交互输出电压值。通过分析和仿真结果表明，所提出的永磁电机无速度传感器矢量控制系统的转速辨识方法具有较强的鲁棒性和令人满意的动静态性能。     

电动拖拉机永磁同步电机控制系统建模仿真

永磁同步电机作为电动拖拉机上主要的动力电机有很好的应用前景。针对传统PID(比例-积分-微分)控制策略对电机转速控制的响应速度慢、控制精度低的缺点以及Matlab软件自带电机模块的局限性,提出模糊PI自适应控制策略并在电机数学模型的基础上创建了自定义永磁同步电机(PMSM)模块,通过MatlabSimulink仿真软件,在永磁同步电机矢量控制系统中进行仿真分析。通过对参数的调节得出了理想的输出曲线,验证了永磁同步电机模型的合理性、先进性及其控制算法的有效性,为永磁同步电机控制系统设计和电机的调试提供了理论基础和新的思路。     

内置式永磁同步电机新的弱磁控制策略研究

为了提高内置式永磁同步电机在ARM-cortex系列STM32单片机矢量控制中速度环控制算法程序的可执行性和简洁性,在"转矩及磁链控制器"(FOC矢量控制)中实时地提供目标交轴电流iq和目标直轴电流id,避免永磁同步电机参数对控制的影响。在实现新的闭环弱磁控制方案的基础上,在MTPA(最大转矩电流比)算法软件中提出了一种线性插值的解决方法:在程序中对MTPA控制算法中i*d和i*q执行线性插值。马达的速度从零到基速时运行在MTPA区域,高于基速时,MTPA控制就由弱磁控制代替。通过软件和硬件实现了闭环的弱磁控制方案,改善了内置式永磁同步电机(IPMSM)调速系统的控制性能和执行策略,并通过试验证明了所提出方法的可靠性和有效性。     

一种新型的PMSM直接转矩控制

针对传统永磁同步电动机直接转矩控制系统中存在定子磁链和电磁转矩脉动的缺点,提出了一种改进方法,即用变参数PI速度控制器和模糊控制器分别替代传统直接转矩控制系统中的PI速度调节器和滞环比较器,在此基础上重新建立了永磁同步电机直接转矩控制新的控制框图.利用MATLAB仿真软件对传统永磁同步电机直接转矩控制和改进后的直接转矩控制系统进行了仿真对比研究,实验结果表明,新系统有良好的动、静态性能,减少了转矩和磁链的脉动,能满足控制系统快速响应的要求.     

基于离散小波变换的永磁同步电机速度控制研究

针对永磁同步电机驱动系统转速快响应和强鲁棒性的速度控制需求,在分析永磁同步电机数学模型和离散小波变换技术的基础上,设计了最优小波函数为"db4",分解级数为2的永磁同步电机离散小波变换速度控制器,并基于Matlab/Simulink仿真平台,建立了永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM)驱动系统仿真模型和控制系统代码模型,结合基于TMS320F2812 DSP(Digital Signal Processing)的永磁同步电机驱动系统实验平台,通过负载扰动工况仿真、空载阶跃输入工况仿真与实验来验证永磁同步电机离散小波变换速度控制器的性能.仿真和实验结果表明:相比于传统比例积分微分(Proprotional Integral Derivative, PID)速度控制器,离散小波变换速度控制器达到稳态转速的速度更快,动态性能更优;在负载突变时,转速跌落小,抗负载扰动能力更强,是一种提升永磁同步电机速度控制器鲁棒性和稳定性的有效方法.     

基于Saber的永磁同步电机直接转矩控制策略的比较仿真

介绍永磁同步电机直接转矩控制理论,分析常规直接转矩控制方法由于采用滞环控制使一个采样周期内可选的电压矢量很有限,使磁链和转矩脉动较大,导致系统性能较差等问题,提出利用空间电压矢量调制来合成任意的电压矢量以改善系统性能.通过Saber仿真软件对两种控制方法进行仿真研究,给出仿真波形验证理论分析.     

微型燃气轮机分布式发电系统的建模和仿真

研究了双PWM变换器结构的微型燃气轮机分布式发电系统的模型,基于下垂特性设计了永磁同步电机侧和网侧变换器的控制系统,可对永磁同步电机转速和变换器直流电压进行控制.利用Matlab建立了微型燃气轮机分布式发电系统的动态模型,对其在不同的负荷情况下进行了仿真.仿真结果表明,在负荷变化情况下,微型燃气轮机分布式发电系统具有较好的稳定性.引入的转子惯性响应能改善系统的动态品质,使整个系统承受较大的负荷冲击.     

PMSM DTC转矩响应性能的仿真分析

为了分析永磁同步电机直接转矩控制的转矩响应性能,建立了永磁同步电机的数学模型,分析了其运行原理并通过Matlab/Simulink进行仿真.仿真结果表明,转矩响应快,可以快速跟随各种给定转矩的变化,但是转矩脉动比较大.     

中国上市公司股权再融资时机选择行为研究

提出了一种比例谐振（Proportional Resonant, PR）控制器的改进模型,将其应用于永磁同步电机控制中.用改进的PR控制器替代传统的PI控制器,节省一次坐标变换,省去了受温度及电机参数影响的交叉解耦项和前馈补偿项,简化了控制算法.仿真和试验结果表明,引入改进PR控制器的永磁同步电机控制系统控制性能优越,能够实现对交流输入信号的无静差跟踪,系统对低次谐波以及指定次谐波具有很强的抑制能力,具有重要的实用价值.     

基于改进型偏差耦合结构的多电机同步控制

针对现有的多电机同步控制方案难以满足高精度控制的要求和不能实现比例同步控制的局限性,提出一种带PI补偿控制的改进型偏差耦合控制结构,可适用于多电机完全同步和比例同步控制.针对永磁同步电动机非线性和强耦合特性,设计了自适应模糊滑模变结构控制器来实现永磁同步电动机的跟踪控制.建立了4台永磁同步电动机的同步控制仿真模型,仿真实验表明,所提出的多电机同步控制结构相对于带固定增益补偿的控制结构具有更高的同步控制精度.与PID和常规滑模控制算法相比,自适应模糊滑模控制策略具有更高的同步稳定性和更强的鲁棒性.     

Development of a row guidance system for an autonomous robot for white asparagus harvesting

The special cultivation features of white asparagus pose new challenges to the research and development of the row guidance control. This paper presents a row tracking system of a two-layer structure for an autonomous robot developed to harvest white asparagus. At the low level, two independent speed control loops are suggested to ensure the actual revolutions of the drive motors to follow their demanded values. A cascade control structure, consisting of an inner orientation error controller and an outer lateral offset controller, is proposed for the high level to drive the robot to track the desired trajectory. The most important advantage of the cascade structure is that the inner loop directly regulates the most significant error (the orientation error), which minimizes the impact of the external disturbances upon the outer loop. Moreover, the cascade scheme allows the orientation angle to be limited within a given range. That ensures a collision-free tracking. The controllers are designed based on the traditional proportional-integral-derivative (PID) algorithms. The control parameters are selected by using root locus analysis, which guarantees the system stability. The effectiveness of the proposed control regime is evaluated by numerical simulations and validated by experiments. The experimental results demonstrate that with the suggested row guidance strategy a satisfactory tracking accuracy of ±0.5 cm is achieved.     

基于自适应磁链观测器的无传感器检测技术研究

基于两相静止坐标系下的永磁同步电动机状态方程,将自适应状态观测器理论应用到磁链位置估计法中,提出了一种基于自适应磁链观测器的估算转子磁极位置和转速的方法.该方法以定子电流和转子磁链为状态变量构造状态观测器,以观测器模型与电机模型的电流误差构成自适应律,通过对线电流和转子磁链的估算实现对转子位置信息的检测.最后用Simulink建立了采用该方法的矢量控制系统的仿真模型,结果表明该估算方法有较高的估算精度和较强的鲁棒性.     

基于功率控制的三相电压型PWM整流器控制器设计

提出基于功率控制的三相电压型PWM(pulse width modulation)整流器控制器设计方法。根据能量守恒原理建立的VSR(voltage source rectifier)数学模型可通过忽略回路电阻及电感充放电所消耗的能量等效成线性定常系统。系统外环采用电容储能控制,内环采用电流控制,同时引入直流负载功率补偿,实现对电容储能变化率的直接控制。电流内环采用前馈解耦PI(proportional-integral)控制,将内环等效成一阶惯性环节。电容储能外环采用PI控制,利用代数分析及根轨迹分析,提出外环PI参数的设计方法。VSR系统整体等效为二阶系统。仿真结果表明：本文所提出的控制器设计方法能使得VSR达到优异的性能。     

基于反步滑模算法的植保无人机姿态控制研究

针对植保无人机在作业时易受环境及模型参数影响,提出一种反步滑模姿态控制算法,分别在无故障干扰与有故障干扰情况下,对线性二次型调节器法(Linear quadratic regulator,LQR)控制、滑模法控制(Sliding mode control,SMC)、积分反步法控制(Integrator backstepping controller,IBC)开展仿真对比试验.结果表明,在无故障干扰下3种算法均能在较短时间内达到平稳状态,在有加性故障干扰时线性二次型调节器法控制无法快速达到平衡状态,滑模控制有抖动,积分反步法震荡较大.为解决此问题,基于反步法设计位置姿态控制律对植保无人机闭环控制回路作补偿,构造滑模观测器实时观测执行器故障情况;设计基于反步滑模控制(Backstepping sliding mode,BSM)容错控制器,并开展仿真与物理试验.可知,反步滑模控制物理实现简单、响应时间短、容错控制性强、鲁棒性好,植保作业更加精准高效.     

无人机电控速度模糊PI双闭环控制仿真研究

【目的】针对农用无人机作业时,对速度的稳定恒速需求,研究无人机无刷直流电机的速度控制模糊PI闭环算法。【方法】分析无人机电控系统的结构原理,根据电控系统驱动无刷直流电机的速度控制要求,在Matlab/Simulink环境下,构建电控驱动无刷直流电机系统的仿真模型,采用速度电流双闭环控制策略,其中,速度环使用模糊PI控制器,电流环使用电流滞环控制。设置系统参数,进行仿真分析,搭建ARM电路仿真板,验证算法的有效性。【结果】采用模糊PI后,该系统加快了速度响应,减少了系统超调量,提高了系统的抗干扰能力,提高了系统的动态特性和鲁棒性。【结论】本研究提出的模糊PI控制策略是有效的,可为无人机实际电机控制系统设计和调试提供理论参考。     

自适应模糊PID控制策略在中央空调系统中的应用研究

中央空调系统的控制过程非常复杂,将传统的PID控制和模糊控制相结合,提出了一种自适应模糊PID控制的设计方法,并将其应用于中央空调系统的实际控制中.通过仿真模型的实验表明,自适应模糊PID控制弥补了模糊控制和PID控制的缺点,具有控制灵活,精度高,调节迅速,超调量小的优点,鲁棒性和稳定性好,具有一定的可行性.