摘要：转子永磁型无刷电机具有效率高、功率密度高、控制灵活等特点,在电动汽车领域得到广泛应用。电动汽车对电机驱动系统可靠性有很高的要求,容错技术是提高电机驱动系统可靠性的重要途径。从电机结构容错设计和容错控制策略两方面对转子永磁型无刷电机系统容错技术进行系统地阐述和分析。在电机设计方面,通过电机的相间隔离设计和增加辅助励磁源设计来分析电机绕组故障与永磁体退磁故障容错技术;在电机控制方面,采用相应的容错控制策略来讨论电机绕组故障和永磁体退磁故障以及电机驱动系统中逆变器故障容错技术。最后,指出目前容错技术存在的主要问题以及未来发展方向,为电动汽车用电机驱动系统容错技术研究工作的进一步开展提供了参考。

摘要：为解决位置环采用常规二阶自抗扰控制(ADRC)的永磁同步电机伺服系统中速度不可控的问题,提出一种位置、速度控制器一体化设计方法。首先,分析了常规二阶ADRC位置控制的设计方法以及存在的问题;其次,借鉴滑模控制的一体化设计思想,综合设计系统的外环控制器,采用偏差反馈的算法对转速进行限幅,实现了四段式位置伺服控制,从而解决了常规二阶ADRC中速度不可控的问题。所提方法在最高转速进行限幅的基础上,能够实现电机的最速位置定位,而且对不同的位置给定和不同的转速限幅条件均适用。仿真和实验结果验证了其有效性与可行性。

摘要：提出了PI控制器的一种新设计方法,将所有已知和未知的扰动集中为总扰动,简化系统模型,再用积分器作为扰动观测器对总扰动进行观测并补偿。新型PI控制器中的参数与系统性能之间的关系非常简单,易于整定。针对连续变化输入,新型PI控制器引入了输入微分前馈,具有更好的跟踪性能,且输入微分前馈仅是一个微分器,与电动机参数无关,进一步简化了控制器的设计。采用离散最速跟踪微分器对阶跃输入安排过渡过程,可以消除PI控制系统阶跃响应的超调,同时提高系统阶跃响应对控制器参数的不敏感性。实验结果验证了所提方法的有效性。

摘要：在永磁同步电机调速系统中,传统PI控制的阶跃响应存在超调的问题。采用IP控制虽可消除超调,但会使系统响应变慢。为此,提出带给定增益的PI控制器,在传统PI控制器的基础上,引入输入微分前馈,将误差比例环节拆成给定比例环节和反馈比例环节之差,并在给定比例环节中增加给定增益M。经优化设计,M在阶跃给定时取0.5,可实现阶跃响应的快速无超调;M在时变给定时取1,可实现无误差跟踪。为使系统能够对阶跃给定和时变给定同时具有很好的跟踪性能,在带给定增益的PI控制器的基础上,利用给定变化率判断给定类型并自动选择对应的最优增益,构成一种变给定增益PI控制器。实验结果验证了所提控制方法的有效性和实用性。

摘要：在永磁同步电动机伺服系统中,通常根据位置信号采用M法计算转速。由于位置信号存在量化误差等原因,计算转速存在测量噪声,因此常将滤波后的转速作为反馈。在传统的转速一阶自抗扰控制系统中,自抗扰控制器的设计过程并未考虑转速滤波环节的影响,这将使系统性能受滤波时间常数的影响。提出一种考虑反馈转速滤波环节的改进型自抗扰控制器,将滤波后的转速扩张为一个新状态量,利用三阶线性扩张状态观测器估计滤波之前的转速量,并将其作为反馈。实验结果表明,改进型自抗扰控制系统具有较好的控制性能。

摘要：在永磁电机伺服系统中,电流环PI控制器通常基于零极点对消的方式设计得到,这会限制系统动态性能的提升。针对这一问题,首先通过传递函数分析说明传统电流环PI控制器存在的问题,然后基于状态方程设计电流环复合PI控制器。通过传递函数进行对比,从理论上说明电流复合PI控制器比传统电流PI控制器具有更好的抗扰性能,并给出相应的约束条件。最后,通过实验对比电流阶跃响应和跟踪正弦给定响应。实验结果表明,采用复合PI控制器的电流控制系统对正弦给定的跟踪误差更小,电流阶跃响应也更快,即电流复合PI控制系统具有更好的跟踪性能和抗扰性能,证明了所提方法的有效性。

摘要：该文以少稀土混合励磁永磁电机为研究对象,提出一种基于移相解耦调制的平滑扩速控制策略,旨在解决传统开绕组驱动系统中存在的零序电流问题。通过推导移相解耦角对电机开绕组驱动系统运行状况的关系,设计一种积分滑模控制器,从而实现开绕组驱动系统解耦角度的灵活调节,以达到在较小电流零序分量的基础上获得系统平滑的且拓宽的扩速特性。此外,在移相解耦控制策略下,研究开绕组驱动系统任意桥臂的开路故障,通过实施绕组重连,实现电机任意移相解耦角度下的容错运行,且容错运行时系统的扩速范围不受影响。最后,加工少稀土混合励磁永磁电机的原理样机,理论分析与实验测试验证移相解耦调制策略的有效性。

摘要：针对高速永磁发电系统对功率变换器宽输入范围、高功率密度、高效率等要求,设计并研制了与之匹配的交错并联Buck变换器。分析了交错并联Buck变换器的工作原理,提出了采用专用电源和电机数字控制芯片ds PIC30F2023实现逐周期限流控制的方案,解决了并联变换器的均流问题。实验结果表明,变换器具有较好的输入、输出性能,系统的安全性、可靠性以及集成性等得到提升,满足设计要求。

摘要：对于粘滞摩擦系数大的永磁伺服系统,传统的自适应反步控制会导致参数辨识结果波动较大、不易稳定、转速跟踪性能较差。设计了一种实时辨识粘滞摩擦因数的自适应反步控制器,同时对转动惯量、负载转矩和粘滞摩擦因数进行辨识,提高了对粘滞摩擦因数较大系统的转速跟踪性能和转动惯量及负载转矩辨识精度。所提方法结构简单、易于实现,在d SPACE公司的DS1103系统试验平台上对其进行了试验验证,试验结果表明了所提方法的正确性和有效性。

摘要：针对多相交错并联BUCK变换器中功率开关管电位浮动的问题对驱动电路中的自举部分进行了研究。当电感电流断续时,续流时间很短,导致自举电容充电时间过短,驱动电路自举困难。根据多相交错并联BUCK变换器输出滤波电容在一个开关周期内的电荷增加量和减少量相等这一理论,推导了单相及多相时电感电流的续流时间,指出了并联相数、输入输出电压比、滤波电感、开关周期以及负载均为影响电路自举的因素。最后,设计完成了一台400W两相交错并联BUCK变换器,进行了单相和两相交错并联的实验,验证了理论分析的正确性。