摘要：永磁同步直线电机(PMSLM)无差拍预测电流控制(DPCC)在实际系统中受采样延时和电机参数失配的影响,电流跟踪精度下降,从而引起推力波动,为此提出一种基于扩张状态建模(ESM)和抗差扩展卡尔曼滤波(REKF)的无差拍预测电流控制策略。首先,对PMSLM电气子系统的扰动进行分析,借鉴扩张状态观测器的思想,将扰动作为一个高阶积分器以构建ESM;其次,结合ESM设计包含参数变化扰动估计的EKF,在此基础上,为了抑制粗差对状态估计的影响,设计抗差误差协方差阵,从而得到ESM-REKF的扰动估计方法;最后,利用电流预测值和扰动估计值对DPCC进行改进与补偿。仿真和实验结果表明,相对传统DPCC,所提控制策略在标称值下,电流谐波畸变率降低了约5.38%;在电感参数失配下,电流谐波畸变率降低了约9.38%,电磁推力的超调下降了约7%,明显削减采样延时和参数失配对电流预测精度的影响,实现对电流快速准确地跟踪,有效抑制推力波动。

摘要：在对电感–电容–电感(inductive-capacitive-inductive,LCL)型并网逆变器进行模型预测电流控制时,数字延时会引入控制误差,同时,被控对象模型精确程度也会影响预测控制性能。为降低数字延迟影响和预测控制对系统模型变化的敏感度,最终提高LCL型并网逆变器在弱电网并网环境下的运行性能,该文提出一种基于扰动补偿的LCL型并网逆变器无差拍预测电流控制策略。通过采用基于线性插值法的改进型无差拍预测控制策略,降低数字延时带来的控制误差;在弱电网阻抗辨识基础上,设计内模扰动观测器,通过构造李雅普诺夫函数,选择满足系统稳定的自适应增益,以抑制模型失配及测量噪声等扰动量对预测控制性能的影响,并提高逆变器在弱电网环境下运行适应性。最后通过仿真和实验,验证所提策略有效性。

摘要：为了提高永磁同步电机速度和电流跟踪精度等控制性能,本文提出了一种基于高阶滑模观测器的永磁同步电机无差拍预测电流控制方法.首先,将参数变化和外部负载变化视为集总扰动,建立内置式永磁同步电机的数学模型.然后,构造了两个三阶超螺旋滑模观测器来分别估计速度和电流回路中的集总扰动,并将估计出的扰动前馈到对应的控制器中进行补偿,以提高系统的鲁棒性和跟踪精度.此外,转速环采用了一种改进的滑模趋近律,以降低控制信号中的抖振和缩短系统状态到达滑模面所需的时间.最后,将所设计的方法在内置式永磁同步电机实验平台进行验证,并与传统的无差拍预测电流控制和指数趋近律滑模速度控制器进行了对比,实验结果表明了算法的有效性和优越性.

摘要：针对永磁同步电机(PMSM)传统矢量控制系统的比例积分(PI)控制器易受电机参数和负载扰动的影响,导致调速系统鲁棒性差的问题,提出了一种基于扩张状态观测器(ESO)的PMSM二阶滑模无差拍预测电流控制(DPCC)策略。首先设计了基于ESO的二阶滑模速度控制器,并运用李雅普诺夫函数证明了其稳定性,在消除抖振的同时,提高了速度控制器的鲁棒性;然后,在电流环控制器中,采用DPCC,结合ESO对总扰动量D进行估计并分别对d轴和q轴进行补偿,提高了电流环的鲁棒性;最后进行了仿真和半实物实验验证,仿真及实验结果表明所提算法能够实现快速精确控制,明显提高了系统的鲁棒性。

摘要：针对永磁同步电机模拟器在进行实际电机端口特性模拟时动态响应慢、模拟效果不佳的问题,提出了一种基于无差拍预测电流控制设计的电机模拟器。根据电机模型计算实际电机端口电流,无差拍预测电流控制器将其作为下一时刻的预测值,计算模拟变换器最优电压矢量,使模拟器端口电流能够迅速跟踪给定,提升电机模拟器动态性能与电机模拟效果。在MATLAB/Simulink平台搭建了基于PI控制与无差拍预测电流控制设计的两种永磁同步电机模拟器的仿真模型,将二者与Simulink库中自带的永磁同步电机模型进行仿真对比,验证所设计的电机模拟器在端口特性模拟方面的优越性。

摘要：在表贴式永磁同步直线电机(SPMLSM)系统中,参数失配将影响传统无差拍预测电流控制的性能,为此,提出一种基于快速终端滑模扰动观测器的鲁棒无差拍预测电流控制策略(FTDO-DPCC)。首先,结合经典SPMLSM数学模型设计传统无差拍预测电流控制策略,并分析其在参数失配情况下的鲁棒性;其次,将参数扰动和未建模动态归并到一个集总扰动项,提出永磁同步直线电机扩张状态模型;再次,设计快速终端滑模扰动观测器(FTSMDO)快速准确地跟踪集总扰动,并在每个控制周期将估计扰动值馈入扩张状态模型;最后,构建基于跟踪误差指数收敛的成本函数,得到新型无差拍预测电流控制策略。该方法在基于现场可编程门阵列(FPGA)的驱动器系统上进行了实验验证,结果证明了该算法的有效性和优越性能。

摘要：对可控励磁直线同步电动机(CELSM)提出基于切换型扩张状态观测器(SESO)的电流预测控制策略。根据可控励磁直线同步电动机工作原理建立数学模型,设计无差拍预测电流控制器(DPCC),并采用扩张状态观测器对总扰动进行观测和补偿。将线性扩张状态观测器(LESO)和非线性扩张状态观测器(NLESO)通过设计合适的切换规则结合为SESO,综合线性与非线性控制策略的优点,在保留LESO收敛速度同时提高观测精度和鲁棒性。最后,采用SIMULINK进行仿真研究,将SESO-DPCC与LESO-DPCC控制策略进行对比。研究结果表明,SESO-DPCC控制策略能使可控励磁直线同步电动机输出的电流和转矩更稳定并具有更好的参数鲁棒性。

摘要：针对永磁同步电机无差拍预测电流控制在实际运行中,由于所依赖的电机模型参数随负载的变化存在不匹配缺陷从而限制系统电流环性能的问题,提出一种无差拍预测电流控制与扰动前馈补偿相结合的改进控制策略。首先,以转速与负载转矩为状态变量,选取积分滑模面作为滑模切换面,与传统指数趋近律结合,设计一种滑模负载转矩观测器以实现对负载转矩的实时辨识;然后,设计一种可快速收敛的自适应系数指数趋近律以提高负载转矩观测器性能,实现速度误差的快速收敛与负载转矩的快速观测,减小观测转矩的抖振;最后,将观测所得负载转矩前馈补偿至电流控制器,以实现对模型参数不匹配及负载变化等扰动的有效补偿,同时进一步提升电流与电磁转矩对参考值的趋近速度、并减小系统抖振。数值仿真结果表明:该策略在标称参数下可使系统稳定运行,当模型参数不匹配和负载变化发生时系统仍能稳定运行;相对传统策略,若电感衰减,加载超调减小约5%,减载超调减小约10%,加速时间减少约0.02 s;电感衰减与电阻增大时,加载超调减小约6.31%,减载超调减小约10.67%,加速时间减少约0.02 s,且有更小的抖振,系统抗扰性能进一步提升。

摘要：为提高表贴式永磁同步电机(Surface permanent magnet synchronous motor,SPMSM)在参数变化和外部扰动下的鲁棒性,提出一种基于扩张状态观测器的无模型快速超螺旋滑模预测控制方法。首先,建立SPMSM参数摄动时的新型超局部模型。其次,采用改进的超螺旋算法作为辅助控制率设计转速环无模型超螺旋滑模反馈控制器,同时利用复合的扩张扰动观测器估计超局部模型中的未知部分,并通过Lyapunov稳定性理论证明了控制器和观测器的稳定性。电流环应用无差拍电流预测控制策略,结合扩张状态观测器对扰动量进一步估计并进行前馈补偿,使电流环具有更好的动态响应和更小的谐波分量。仿真试验结果表明,所提方法可有效提高系统响应速度,改善SPMSM在发生参数漂移和外部扰动下的暂稳态性能,降低电流总谐波畸变率,提升系统鲁棒性和抗干扰性能。

摘要：提出一种改进型无差拍预测电流控制方法与改进型滑模控制方法结合的控制策略。基于永磁同步电机的数学模型,构建电流内环控制算法,设计扩张状态观测器,解决无差拍预测电流控制因参数扰动及模型失配导致的电流误差问题。速度外环设计一种超局部模型滑模控制器,设计滑模扰动观测器削弱滑模抖振。仿真结果证明,结合后的控制方法有效提高了电机暂、稳态性能,提升了系统抗干扰能力、鲁棒性及响应速度。