基于模糊RBF神经网络的永磁同步电机DTC控制研究

提出了一种基于模糊RBF神经网络的永磁同步电机DTC控制方案。该方案是在直接转矩控制系统的基础上,在模糊控制器前端加入了RBF神经网络模块,在对转矩误差、定子磁链误差和磁链角度进行映射前,对其进行数据处理获得合理的模糊分级,并作为模糊控制器的输入以便选择合理的电压空间矢量。RBF神经网络模块的加入使得系统具有更好的鲁棒性,仿真结果表明,基于模糊RBF神经网络的永磁同步电机DTC控制系统具有较好的动、静态性能,能够实现快速响应。     

永磁同步电机在光电跟踪设备中的应用研究

永磁同步电机具有运行平稳、惯量低、效率和功率因数高等优点,有效解决现有光电设备中直流电机的惯量大、需要维护等系列问题。介绍了永磁同步电机的数学模型简化条件,给出了一种基于磁场定向的空间矢量控制原理,推导了空间电压矢量SVPWM的实现算法,最后进行了永磁同步电机的空间矢量控制实验研究。实验结果验证了该算法的可行性,电机伺服系统能够进行无超调的跟踪控制,具有较好的动态性能和较强的鲁棒性。     

基于PXI和RT-LAB的永磁同步电机快速控制原型设计

针对永磁同步电机控制器存在算法复杂、代码量大、开发周期长等问题,实现一种基于虚拟仪器的永磁同步电机快速控制原型系统。设计快速控制原型硬件平台,并对硬件设备进行选型,包括PXI虚拟仪器、功率驱动模块、电机对拖台架等;研究永磁同步电机转子磁场定向控制原理基础上,以一台3.1KW被测电机为被控对象,在RT-LAB实时仿真软件环境下,搭建永磁同步电机控制算法模型。实验结果表明,电机转速与定子电流均可无偏差跟踪参考给定值,系统控制性能良好,且该系统使电机控制器开发周期缩短、成本降低。     

洁净机器人反应转矩观测与碰撞保护研究

提出一种基于反应转矩观测器的机器人碰撞保护方法。机器人的反应转矩由基于模型的干扰观测器估值得到,模型的建立包括电机系统转矩模型与机器人系统动力学模型两部分。由于洁净机器人特殊的构型及关节耦合关系,机器人的动力学建模被大大简化,同时对简化后的模型采用最小二乘法对惯性参数和摩擦参数进行辨识,提高了模型的精度。根据永磁同步电机的转矩模型与机器人动力学模型,可以得到基于电机电流的机器人关节转矩。机器人与外界环境接触时,关节转矩的增加量即为反应转矩。通过设计反应转矩观测器并采用力/位混合控制结构,实现基于电流的机器人主动柔顺控制功能,并在洁净机器人进行碰撞保护实验,实际运行结果验证了该方法的有效性。     

鲁棒PDF控制策略在永磁同步电机系统中的设计及仿真

对电机控制系统的经典反馈设计方案是建立在简化的受控对象模型基础之上,而实际模型参数的变化会引起控制系统性能的改变。本文针对实际应用的永磁同步电机,为了保证电机控制系统的强鲁棒性,通过对其系统灵敏度的理论推导,给出了一种新的控制器参数设计方法。该设计方法以系统灵敏度为评价指标来度量系统的鲁棒性,结合应用于二阶控制对象的伪微分反馈控制器结构,来削弱控制对象参数值的改变对控制系统性能的影响。并建立了精确的永磁同步电机仿真模型,将该方法应用于其速度控制。仿真结果表明在该控制方案下,在永磁同步电机的转动惯量和定子电阻值变化时具有较小超调量变化(小于4%)的响应特性。同时与普通PID控制对比分析,验证了用该方案设计的PMSM调速系统具有较高的抗参数变化的鲁棒性。     

内埋式PMSM模糊PI超前角弱磁控制算法研究

内埋式永磁同步电机运行过程中,由于电流变化导致的参数变化使得转矩和速度波动加大。模糊控制有利于提高系统的稳定性,且不依赖系统参数,本文将模糊控制引入到内埋式电机的超前角弱磁控制中,电流环采用模糊PI调节器代替传统PI调节器,构建了模糊PI超前角弱磁算法。仿真结果表明,模糊PI超前角弱磁算法补偿了从电流相角偏移,提高了超前角弱磁控制过渡时相角稳定性。与传统PI比较,电机输出转矩波动减小7%,速度波动减小1%,鲁棒性增强。     

基于永磁同步电机的光电设备新型驱动研究

针对目前光电设备中直流电机的惯量大、成本高、需要维护等问题,提出了交流伺服控制系统,以适应新型光电设备的发展要求或替代目前的直流控制系统。以永磁同步电机为控制对象,分析了永磁同步电机的磁场定向矢量控制原理,以获得类似直流电动机的控制效果。通过复合式光电编码器确定永磁同步电动机转子的初始位置,设计了永磁同步电机伺服控制系统的硬件电路。以id-0的矢量控制方法实现了永磁同步电机位置闭环伺服控制,能够满足新型光电设备跟踪控制系统的快速与稳定性要求。     

基于哈密顿函数的永磁同步电机混沌系统鲁棒控制

哈密顿系统理论是研究非线性系统的一种重要工具, 近年来在电机调速、控制等方面得到广泛应用. 本文针对永磁同步电机运行中存在的混沌现象, 提出一种基于哈密顿函数的永磁同步电机混沌系统鲁棒控制器设计方法. 将永磁同步电机动态模型变换为类Lorenz混沌方程, 在特定参数下, 通过Lyapunov指数和Lyapunov维数的计算可知系统是混沌的. 令电机转速跟踪给定值得误差方程. 由于误差方程并不具有标准哈密顿函数形式, 将其转化为具有扰动不确定项的哈密顿系统, 并与负载扰动一起作为系统的总扰动量, 设计了一种鲁棒控制器. 控制器由两部分组成, 一部分基于互联与阻尼配置法, 实现任意转速的有效跟踪, 另一部分实现扰动补偿. 仿真表明, 控制器使电机迅速脱离混沌状态, 并能实现转速趋近跟踪, 验证了控制器的可行性与有效性. 该方法扩展了哈密顿函数的适用范围, 具有一定的优越性.     

永磁同步电机的混沌分析及其电路实现

作为一个非线性动力学系统,在一定参数范围和外部输入下永磁同步电机可以呈现非常复杂的混沌运动或极限环,其混沌特性较为显著.在永磁同步电机的非线性数学模型基础上,分析其分叉图、Lyapunov指数图谱和平衡点性质等非线性运动特性,并通过数字仿真得到验证.最后基于该模型设计了相应的模拟电路,实验结果和数字仿真一致. 关键词： 永磁同步电机 混沌 分形分析 电路实现     

光纤陀螺及其船用航姿系统的姿态解算

介绍了光纤陀螺的工作原理，分析了光纤陀螺用于船用航姿系统的姿态算法，对四元数算法和等效转动矢量算法进行了介绍。并在船舶摇摆运动条件下作了仿真，仿真表明四元数的四阶Runge-Kutta算法是一种较适合船用光纤陀螺捷联航姿系统的算法。     

不确定因素下永磁同步电动机系统的混沌鲁棒控制

<正>针对永磁同步电动机混沌系统,考虑受不确定因素的影响,对其数学模型采用基于微分几何理论的精确反馈线性化法,建立鲁棒控制模型,设计鲁棒控制器,实现永磁同步电动机混沌系统的鲁棒镇定和输出跟踪控制.数值仿真的结果证明了所提出方法的有效性及控制器的鲁棒性.     

解决城轨车辆电机空转的非奇异终端滑模控制

使用一种非奇异终端滑模控制方法,解决轨道车辆行驶中出现轮对打滑后的控制问题,基于建立城轨车辆永磁同步电机数学模型,参考非奇异终端滑模控制策略,模拟列车控制系统应对打滑的控制方法。仿真结果表明,与传统PID控制相比,牵引电机可以在更短的时间内到达给定值,且对于扰动具有鲁棒性,使得轨道车辆在打滑发生的情况下可以更快更稳定地恢复到平稳运行区。     

Backstepping-based lag synchronization of a complex permanent magnet synchronous motor system

Through introducing the concept of complex current and resetting cross-coupling term, this paper proposes a novel complex permanent magnet synchronous motor system and analyzes its properties. Based on a complex permanent magnet synchronous motor system, we design controllers and achieve lag synchronizations both in real part and imaginary part with backstepping method. In our study, we take complex current, time delay, and structure of complex system into consideration. Numerical simulation results demonstrate the validity of controllers.     

Analysis and experimental validation of an HTS linear synchronous propulsion prototype with HTS magnetic suspension

A high temperature superconducting (HTS) linear propulsion system composed of a single-sided HTS linear synchronous motor (HTSLSM) in its middle and HTS magnetic suspension sub-systems on both sides has been developed. The HTSLSM uses an HTS bulk magnet array on the moving secondary, and the field-trapped characteristics of the HTS bulk using different magnetized methods have been measured and compared to identify their magnetization capability. In order to generate a large levitation force for the system, three different types of permanent magnet guideways (PMGs) have been numerically analyzed and experimentally verified to obtain an optimal PMG. Based on comprehensive experimental prototype tests, the results show that the HTS linear propulsion system can run with stable magnetic suspension having a constant air-gap length, and the thrust characteristics versus the exciting current, working frequency and the air-gap length have also been obtained. This work forms the basis for developing a practical HTS linear propulsion system by using HTS bulks both for propulsion and suspension.     

分布式发电系统感性负载的远程混沌同步

对含有大规模感性负载分布式发电系统（DG）的远程同步进行研究.以风力发电机作为DG发电节点,以永磁同步电机作为实际感性负载,建立一个具有网络耦合作用的DG数学模型,分析不同拓扑网络结构（包括星型、多层网络结构型、随机网络结构型、实际电网IEEE39系统）DG系统感性负载的远程同步特性,进行数值仿真.研究表明：感性负载通过发电机组的中继作用可实现远程混沌同步.研究结果对保证分布式发电系统的同步稳定运行具有意义.     

参数不确定永磁同步电机混沌系统的有限时间稳定控制

针对含有参数不确定性的永磁同步电机混沌系统, 结合主动控制与有限时间稳定控制理论, 提出一种改进的主动有限时间稳定控制器. 该控制器不仅具有较强的鲁棒性, 而且可以通过调整终端吸引子比例系数, 有效地缩短系统的响应时间, 以提高系统的响应能力. 通过仿真实验, 验证了该控制器比传统的控制器的具有更强的鲁棒性和响应能力. 关键词： 永磁同步电机 混沌控制 有限时间稳定 主动控制     

基于自适应滑模控制的大型望远镜低速控制

为了提高永磁同步电机驱动的大型望远镜转台的低速跟踪性能,设计了自适应滑模控制器以实时抑制系统的参数不确定性和外部扰动对系统的影响。为了优化控制器参数和缩短控制系统的调试周期,辨识出了转台控制系统的控制模型,同时建立了系统内部的非线性因素模型,综合上述模型对系统进行了集成仿真。仿真和实验结果证明了所设计的自适应滑模控制器对系统参数不确定性、外部扰动和噪声具有较好的鲁棒性,对望远镜转台的低速控制效果良好。