摘要：考虑逆变器非线性因素对调速系统的影响,从能量和鲁棒性的角度研究了表面式永磁同步电机(SPMSM)调速系统。首先推导了包含逆变器的SPMSM系统统一端口受控耗散哈密顿系统(PCHD)数学模型,基于能量成形方法和PCHD原理,设计了SPMSM调速系统的无源控制器,简化了控制算法,保证了系统全局稳定,逆变器非线性扰动由扩张状态观测器进行补偿。针对速度外环响应速度慢、鲁棒性差的问题设计了非奇异快速终端滑模速度控制器并得到q轴期望的电流。仿真和实验结果表明,所提控制方法使转速跟踪速度快、鲁棒性强,提高了整个系统的动静态性能。

摘要：针对高性能的表面式永磁同步电机(SPMSM)调速系统,考虑电机实际运行过程中逆变器非线性因素对传动系统的影响,推导出考虑逆变器的SPMSM系统统一端口受控耗散哈密顿数学模型.基于能量成形方法和端口受控耗散哈密顿系统原理,设计SPMSM驱动系统的无源控制器,利用带扩张状态观测器的自适应滑模控制设计速度调节器,得到轴期望的电流并实现转速的估计,逆变器非线性扰动由扩张状态观测器进行补偿.仿真结果表明,所提出方法实现了较高的速度估计精度,使调速系统具有优良的动、静态性能.

摘要：针对常规有限状态集模型预测直接转矩控制成本函数需要设计磁链和转矩控制权重系数的问题,设计了将磁链和转矩控制转换为相对误差率控制的成本函数,从而消除了权重系数。建立了基于定子磁链坐标系的表面式永磁同步电机预测模型,并以逆变器生成的7个基本电压矢量作为备选电压矢量,仿真验证了提出成本函数的可行性。仿真发现:由于受备选电压矢量自身限制,转矩动态变化下,磁链会出现较大的波动。基于电压矢量作用规律,给出了可同时满足转矩和磁链控制要求的备选电压矢量集合。仿真结果表明:该电压矢量集合可有效抑制动态下的磁链波动。为了提高模型预测控制的实时性,对备选电压矢量数目和预测控制模型进行了简化,并基于STC89C51单片机平台,实验对比了不同备选电压矢量集合和预测模型预测控制的运算时间和运算结果。仿真和实验结果表明了采用精简的备选电压矢量集合和简化模型可在控制性能基本不变的前提下,有效减小运算负担,提高系统实时性。

摘要：针对表面式永磁同步电机调速系统易受参数摄动和负载扰动等不确定性因素的影响问题,在传统矢量控制方案基础上提出了H_∞鲁棒控制策略。首先,在系统状态空间表达式误差模型下,考虑扰动因素设计了基于哈密顿-雅可比不等式的H_∞鲁棒电流控制器,实现了电流控制的鲁棒性;其次,在运动方程扩展状态空间表达式下,设计了基于线性矩阵不等式的H_∞状态反馈控制器增益型H_∞滑模面,进一步设计滑模控制律,得到了鲁棒H_∞滑模速度控制器,确保了速度控制的鲁棒性,改善了系统的动态品质;最后通过仿真和半实物仿真实验验证了该文提出控制策略的有效性和可行性。

摘要：针对表面式永磁同步电机(SPMSM)调速系统中存在电机内部参数摄动和外部负载扰动等不确定因素时影响调速系统鲁棒性的问题,提出带扩张状态观测器(ESO)滑模速度控制的永磁同步电机调速系统H∞鲁棒整形电流控制算法。首先,基于端口受控耗散哈密顿(PCHD)标称数学模型设计了整形控制器,在此基础上考虑参数摄动和负载扰动构建了H∞鲁棒电流控制器,由此得到了H∞鲁棒整形电流控制器,改善了电流控制的动态品质和鲁棒性;然后,采用滑模控制(SMC)设计了速度控制器,利用扩张状态观测器估计综合干扰项d^,从而得到q轴期望的电流iq^*,间接改善滑模固有抖振问题的同时进一步增强了调速系统中存在综合干扰因素时的鲁棒性。最后,通过仿真和半实物仿真实验验证了所提出控制策略的有效性和可行性。

摘要：针对表面式永磁同步电机(SPMSM)驱动系统的非线性特点,着眼于调速系统的高性能要求,基于互联和阻尼配置的能量成形方法和端口受控耗散哈密顿(PCHD)系统原理,研究了SPMSM系统的统一PCHD建模和速度控制问题。首先,从能量平衡的观点,建立了逆变器、考虑铁损的SPMSM、机械负载一体的不确定系统统一PCHD数学模型,然后在此基础上,设计了SPMSM驱动系统的无源控制器,逆变器非线性扰动由扩张状态观测器进行补偿,最后利用自抗扰控制设计了速度调节器得到q轴期望的电流,所得控制器更加简单和容易实现。仿真结果表明,所提方法实现了全局稳定性控制、鲁棒性强;调速系统具有优良的动、静态性能。

摘要：设计了一种新颖的由非线性综合控制方法实现的表面式永磁同步电机调速系统.首先构造了基于扩张状态观测器(ESO)的自适应滑模速度调节器,采用ESO估计系统的部分扰动项并进行前馈补偿,参数的不确定项由新的自适应控制律估计得到;然后设计了自抗扰-无源电流调节器,简化了控制器的设计,在稳定性的基础上增强了鲁棒性和快速性.仿真结果表明,该方法对负载的自适应性、抗扰动性和鲁棒性均较强,系统具有优良的动、静态性能.

摘要：表面式永磁同步电动机调速系统的无源控制器在端口受控耗散哈密顿系统数学模型基础上进行了设计,其输入i*q由非奇异快速终端滑模方法设计的速度控制器得到,提高了速度外环响应速度和鲁棒性。在α,β坐标系下定义的扩展反电势基础上,利用非奇异终端滑模观测方法建立了无速度传感器,转子位置和速度信息由锁相环跟踪算法提取,抑制了滑模固有的抖振现象,估算精度得以提高。仿真对该方法的有效性进行了验证。