摘要：该文针对多源时变干扰影响的双三相永磁同步电机系统,研究其基波平面内的调速控制问题和谐波平面内的谐波电流抑制问题。首先,在基波平面采用非串级控制结构,通过构造广义比例积分观测器(generalized proportional integral observer,GPIO)估计转速环的多源快变干扰;然后,针对q轴电流的过流保护问题,在传统比例微分反馈控制器的基础上利用障碍函数设计思想,结合干扰估计信息,得到基于GPIO的电流约束复合控制器;其次,在谐波平面,通过设计2个GPIO精准估计电流环的多源快变干扰,并与比例反馈控制器结合形成复合控制器来抑制2个电流环中的谐波电流。最后,给出严谨的稳定性分析,并通过对比实验验证所提方法的有效性。

摘要：为提高双三相永磁同步电机系统应对复杂扰动时的鲁棒性,提出了一种带有最速下降观测器的滑模预测速度控制策略。通过将参数变化和外部扰动注入到q轴电流系数,建立了带有扰动的双三相永磁同步电机运动模型。基于电机扰动模型提出了一种滑模预测速度控制策略,该方案使用基于双曲正切函数的新型幂次趋近律,能够在保持较快跟踪速度的同时有效抑制滑模抖振。设计了一个基于最速下降算法的扰动观测器,用于估计随叠加扰动而时刻变化的q轴电流系数并将其传递到滑模预测速度控制模型中。与传统的滑模预测速度控制相比,仿真结果证明了所提方法具有较好的动态跟踪性能和扰动抑制性能。

摘要：为了实现对双三相永磁同步电机绕组开路故障的快速诊断与定位,利用双三相永磁同步电机所特有的谐波子平面,提出采用谐波子平面电流矢量并结合归一化处理方案的双三相永磁同步电机绕组开路故障诊断策略。首先,根据故障前后谐波子平面电流矢量幅值大小的变化进行绕组开路故障的检测,其次,依据绕组开路故障后不同的电流矢量相角,准确定位出发生开路故障的绕组。为消除负载发生突变时可能造成的误诊断现象,进一步设计了针对谐波子平面电流矢量的归一化处理方案,提升对双三相永磁同步电机绕组开路故障诊断的鲁棒性。仿真和实验结果表明,所提策略能够快速地诊断并定位出绕组的开路故障,在负载发生突变时也可以表现出良好的可靠性和鲁棒性。

摘要：双三相永磁同步电机因其适用于低压大功率输出场合、输出转矩脉动小、容错能力强等优势而受到来自于学术界与工业界的广泛关注。该文通过对基于正常解耦变换的容错策略下的单相开路永磁同步电机控制系统进行重新建模,指出在容错控制器设计过程中忽略电压约束是现存的容错策略中仍存在电流波形畸变与转矩脉动的原因,进而在所建立的模型的基础上设计容错控制算法,对电压约束进行补偿,从而优化容错运行状态下的性能。所提出的控制策略保留基于正常解耦变换的双三相永磁同步电机容错策略下电压、磁链方程与正常运行时一致,且只需3个电流闭环的优势,并实现容错运行时的转矩脉动抑制,保证电机在开路故障状态下的高性能运行。仿真和实验结果也证明建模的准确性以及所提出的策略在减少谐波损耗和抑制转矩脉动方面的有效性。

摘要：基于双三相永磁同步电机的矢量空间解耦数学模型,将模型参考自适应算法(model reference adaptive system,MRAS)应用于双三相永磁同步电机的无位置传感器控制。利用波波夫超稳定性理论分析和证明内置式永磁同步电机应用传统的MRAS方案存在一定问题,即取单位矩阵I的线性补偿器,只能在一定转速范围内实现转速辨识。为了使MRAS能够在宽速度范围内有效工作,设计新的线性补偿器,并推导得出新的转速自适应律。通过仿真和实验对所提方法进行验证,结果表明该方法能够实现转子位置和转速的准确辨识,并且具有良好性能。

摘要：针对双三相永磁同步电机定子电流中存在较大谐波问题,根据比例谐振(proportional resonant,PR)控制器在谐振处无穷大增益,能够对交流输入信号进行无静差跟踪调节特性,提出一种基于PR控制器对谐波电流进行抑制的改进型矢量控制策略。基于谐波基下的双三相永磁同步电机数学模型和谐波电流分析基础,在z1-z2子平面引入2个PR控制器对定子电流的5、7次谐波进行控制,并进行了软件仿真与实验验证。结果表明,在z1-z2子平面引入PR控制器能有效地改善定子电流波形,谐波电流含量下降50%以上,能较好地降低电机损耗与逆变器容量,提高电机运行性能。

摘要：针对主动侧杆系统的运行需求,设计了一款双三相永磁同步电机。介绍了该种电机的基本结构和优点,探讨了极槽配合和裂比两大关键参数的设计方法,研究了在空间限制下的电机尺寸设计策略,分析了关键参数对电机性能的影响,对比了参数变化时电机转矩和转矩脉动的变化趋势,研究了电机的优化方向和参数,确定了电机的结构尺寸、绕组分布等参数。通过仿真验证了理论设计的正确性。所设计的电机输出转矩符合设计需求,转矩脉动较小,不会为操纵杆手柄带来振荡的问题。在电机单余度工作情况下,仍然可以达到额定转矩的输出需求,保证了系统的安全性。

摘要：为降低T型三电平双三相永磁同步电机驱动系统的共模电压,该文研究T型三电平双三相永磁同步电机的零共模电压模型预测控制策略。方法分为3步,第1步,通过矢量空间解耦变换得到电机在同步旋转坐标系下的初始空间电压矢量,通过分析电压矢量选择具有零共模电压特征的电压矢量作为模型预测的向量集。第2步,针对模型预测控制中计算量大的问题,对选出的零共模电压向量集进一步进行删减,以降低系统的计算负担,提高系统的运行速度。第3步,基于精简后的零共模电压向量集,设计电机驱动的模型预测控制方法。论文通过理论推导与实验证明了所提出的控制方法可以显著抑制共模电压,平衡直流母线中点电位,保证电机驱动具有良好的运行性能。

摘要：双三相永磁同步电机具有多自由度,通过注入谐波电流可以显著提高转矩输出能力。相比未注入谐波策略,最大转矩峰值电流比控制在保持峰值相电流不变时输出更高的转矩,其中五、七次谐波电流注入策略不需要进行硬件重构。但传统的五、七次谐波注入策略没有考虑铜耗。因此本文提出一种基于粒子群算法的五、七次谐波电流优化设计,限制峰值相电流,采用粒子群算法搜索以转矩最大和铜耗最小为目标的全局谐波电流最优值。实验结果表明,所提策略可以在兼顾转矩输出的同时有效降低铜耗。

摘要：双三相永磁同步电机以其可靠性能强、控制精度高、输出转矩脉动小等优点得到了广泛的应用。针对航空航天领域伺服电机的高可靠性、高精度以及小体积的控制需求,文中提出了采用单片FPGA实现双三相永磁同步电机的随动控制算法及具体的实施方案。采用分模块设计的思想构建双三相永磁同步电机伺服控制系统,在Xilinx Kintex7系列XC7K325TFFG900的FPGA芯片的硬件平台上利用Verilog硬件描述语言实现基于双dq坐标变换的双三相三环永磁同步电机矢量的控制算法。在实验平台的验证结果表明,文中所提出的系统实现了电流环带宽600 Hz、伺服位置环带宽12 Hz的核心控制指标。