摘要：针对传统指数趋近律因函数不连续性引起抖振、趋近速度与抖振抑制之间无法同时满足高性能控制系统要求的问题,提出基于系统状态变量的新型滑模趋近律,并应用于永磁同步电机速度、电流控制器中。趋近律引入系统状态变量幂次项和状态变量的双曲正弦值,使系统状态变量以等速和指数2种速率趋向切换面,可以加快系统到达切换面的速度,当系统接近切换面时,指数项接近于0,等速项开始起关键作用,对系统的抖振进行抑制。同时采用双曲正切开关函数替代符号函数,以去除因函数的不连续性所引起的抖振问题。既能提高系统到达滑模面的速度,又能有效抑制固有抖振,提升系统的动态性能。仿真和实验结果表明,新型趋近律相比于传统指数趋近律能够有效降低永磁同步电机启动时转速超调,提高系统的响应速度,抑制系统的抖振。

摘要：中高速时永磁同步电机无位置传感器控制系统中传统滑模观测器会存在较大估计误差,根据超螺旋算法,在保证稳定性前提下设计了一种增益值随估计转速变化的变增益超螺旋滑模观测器,实现对转速和转子位置估计精度的提高。针对无位置传感器控制方法中鲁棒性较差问题,在变增益超螺旋滑模观测器估计出转速的基础上,提出一种基于新型趋近律和新型负载转矩观测器的滑模转速控制器,用于提高整个控制系统的动态响应和鲁棒性。根据李雅普诺夫稳定性理论对所提出的新型趋近律和负载转矩观测器进行了稳定性证明,通过仿真和实验证明,改进滑模无位置传感器控制系统能够提高转速估计的精度和控制系统的鲁棒性。

摘要：在永磁同步电机(PMSM)的速度控制系统中,滑模控制(SMC)以其鲁棒性强的优势得到了广泛的应用。传统的SMC系统存在着转速超调量大、响应速度慢、抖振等问题。为了解决上述问题,提出一种新型的模糊滑模速度控制器(FIMSMC)。首先,针对系统趋近速度动态控制问题,系统引入模糊逻辑通过系统状态量趋近滑模面的距离与滑模增益设置模糊规则,使得滑模趋近速度动态变化;其次,针对系统切换函数导致的抖振问题,采用连续的sigmoid(s)函数代替不连续的sgn(s)符号函数,使得系统可以平滑切换。该方案提高了控制系统的响应速度、实现了系统更优的启动性能并增强了控制系统的抗干扰能力,FIMSMC相比于传统SMC系统动态性能有了明显的改善。最后,通过仿真和实验验证了控制系统的有效性。

摘要：针对传统PID控制方法不能对电机在工况状态变化时做出快速反应的问题,结合模糊控制和神经网络的特点提出一种智能控制方法。依据模糊神经网络算法组成新的速度控制器代替传统的PID速度控制器。通过RBF神经网络辨识器给出永磁同步电机的Jacobian信息,传递给模糊神经网络控制器,以此解决算法中转速对网络输出的偏导项无法计算的问题。通过自构式反馈来修正网络的拓扑结构,确定模糊神经网络中隐含层的神经元个数,避免因隐含层神经元个数设定不当引起欠拟合或过拟合。仿真和实验的结果表明,电机在启动时能够快速平稳地达到给定转速,超调量和稳态误差小,转矩脉动小、响应迅速。突加负载时速度变化量小且能快速回归平稳运行,突变转速时能快速稳定在变化后的给定转速。

摘要：在永磁同步电机(PMSM)控制系统中,传统PI控制器因结构简单、易于实现而得到广泛应用,但在系统快速性与超调之间存在矛盾。为了解决以上问题,提出一种以线性自抗扰控制(LADRC)为核心的PMSM无位置传感器控制方法。首先,针对线性扩张状态观测器(LESO)对系统扰动估计负担过大导致系统控制性能降低的问题,通过设计降阶观测器对系统的负载扰动进行观测,并将获取的扰动补偿到控制器以减少LESO对系统扰动的估计负担,提高LESO对扰动的估计精确度、增强系统控制性能;其次,为了实现无位置传感器控制,将电机方程中的反电动势纳入未知扰动并利用LESO对其进行估计;最后,从估计的反电动势中提取转速和转子位置信息。通过仿真和实验表明,采用LADRC所控制的PMSM系统具有更高控制精确度和更强的抗扰性能,而且利用LESO所估计的转速精确度高、鲁棒性强。

摘要：针对传统滑模控制无法将系统误差在有限时间内收敛和系统存在抖振的问题,提出了非奇异快速终端滑模控制与扰动观测器结合的策略设计速度控制器。通过非线性函数与线性函数结合的方法设计非奇异快速终端滑模面,实现了误差在不同阶段都能快速收敛。对于外部施加的负载转矩对系统性能产生的影响,设计扰动观测器,能够观测外部施加的负载转矩,并前馈补偿到速度控制器的输出端,避免使用较大的开关增益,克服了施加扰动时系统出现抖振大的缺点。仿真和实验的结果表明,电机在启动时能够快速的到达参考转速且无超调。突施转矩时,扰动观测器能够准确的估计系统施加的转矩扰动。削弱了转速的抖振,并使速度下降量小,恢复到参考转速的时间短。表明非奇异终端滑模控制与扰动观测器结合的策略具有鲁棒性强、响应速度快、稳态跟踪性能高的优点。

摘要：应用静止电源实现感应电机叠频法等效温升实验需要考核静止电源质量和对电机损耗的影响。优化设计的滤波单元使电源输出电压的谐波电压因数小于0.015的国家标准要求。通过仿真实验分析,总结出实验过程中叠加电压和叠加频率变化对实验准确性的影响规律,给出了使用发电机组和静止变频电源进行叠频实验的实现方法和要点。并分析了叠频实验时机组电源和静止电源对电机铜耗、铁耗、机械损耗和杂散耗量的影响。通过对采用发电机组叠频和静止电源叠频温升实验结果与直接负载温升实验结果进行比较分析,铁心和绕组温升分别为66.5 K、62 K,61.3 K和66.7K、61.8K,57.6K,因此静止电源叠频实验法能满足电机温升实验的要求。

摘要：为解决现有双馈异步风力发电机低风速段运行范围窄和直驱永磁风力发电机励磁不可控的问题,提出一种新型的采用交流励磁的直驱式风力发电机.利用已经设计的发电机参数,推导新型直驱交流励磁风力发电机的数学模型,同时利用MATLAB的Simulink功能建立发电机空载模型.结果表明,励磁频率、定子频率及转子机械转速频率间存在线性关系;发电机机械转速在低风速段时,通过调节励磁频率和励磁电流,发电机仍能输出额定电压,最终增加了发电机的运行范围.

摘要：研究了一类切换顺序已知、输入受约束的时滞切换系统,提出基于椭圆集约束的模型预测控制。给出了切换系统的各子系统作用域二次型表示方法,以LMIs的形式给出了闭环时滞切换系统的稳定充分条件和预测控制器的设计方法,并且运用预测控制算法解决了系统的输入受约束的问题。通过仿真验证了该方法的有效性。结果表明,基于LMIs的时滞切换系统的模型预测控制易于求解,适于实际应用。

摘要：通过单一变量削弱永磁直线电机定位力的方法往往会影响到永磁直线电机的其他性能,所以需要以多变量、多目标进行综合优化设计。以一台18槽21极扁平永磁直线电机为优化对象,分析了影响定位力的关键参数。以边齿宽度、斜极长度、磁钢宽度和磁钢厚度为优化变量,以定位力、反电势和单块磁钢用量为优化目标,基于田口法和有限元法进行优化设计,通过对仿真结果的分析确定最佳的变量组合。有限元仿真结果表明,优化后的电机的定位力减小、反电势幅值增加并且磁钢用量减少,实现了优化目标。最后,通过测试样机的定位力和反电势验证了方法的有效性。