摘要：针对传统永磁同步电动机直接转矩控制存在较大的定子磁链、电磁转矩脉动以及电动机在低速运行段控制效果差等不足,提出了基于超螺旋滑模的自抗扰控制调速方法.首先将传统直接转矩控制系统中的磁链环和转矩环上的滞环控制器替换成超螺旋滑模控制器,以解决由滞环控制引起的定子磁链、电磁转矩脉动的问题;其次将控制系统中速度环采用的PI控制器替换成自抗扰控制器,以改善控制系统在低速运行段控制效果不佳以及转速超调的问题.给出了PMSM数学模型.完成了基于DTC的PMSM调速设计,包括基于STSM的转矩和磁链控制器设计和自抗扰速度控制器的设计.在Matlab/Simulink环境下进行了仿真试验.结果表明:在相同条件下所设计的调速系统没有超调量,相较于传统系统其快速性与抗干扰能力提升近70%,转矩脉动降低近0.8 N·m,定子磁链脉动也获得了有效抑制.

摘要：针对永磁同步电机系统质量不平衡故障引起的转速波动,提出一种基于负载转矩观测器的质量不平衡故障复合自抗扰容错控制方法.首先,对质量不平衡故障进行动力学分析,推导出负载转矩的数学模型,通过电机与负载之间的力矩耦合关系,建立故障状态下的机电耦合模型并设计负载观测器;其次,根据负载转矩观测器估计的故障模型信息优化扩张状态观测器的设计,并利用前馈补偿减小故障对整个系统性能的影响.仿真结果表明,所提的复合容错控制策略可以实现电机驱动系统在故障状态下的稳定性能,能有效降低转速和负载转矩的波动,减弱电机驱动系统中负载不平衡故障所致影响,具有较高的容错性能.

摘要：针对直驱式永磁同步风力发电机系统存在非线性、多变量、强耦合、模型不确定和控制时延等问题,提出一种基于时滞补偿的自抗扰控制策略.该策略首先利用Smith预估器补偿时延,使自抗扰控制器作用于无时延环节,然后引入非线性扩张状态观测器对建模误差和多变量耦合等内部干扰以及外部环境的不确定性进行估计,并通过前馈通道进行实时补偿,消除内外干扰的影响,实现最大功率跟踪,最后基于Matlab/Simulink系统展开对比验证.结果表明:该控制策略能有效提高系统的稳定性和抗干扰能力,其跟踪性能优于传统自抗扰控制方法.