永磁同步电机自抗扰控制技术
永磁同步电机自抗扰控制方法研究
永磁同步电机自抗扰控制方法研究摘要:永磁同步电机是一种常用的高性能电机,但其在实际应用中容易受到外界干扰的影响,从而影响其控制性能。
为了提高永磁同步电机的自抗扰能力,本文研究了一种基于自抗扰控制的方法。
关键词:永磁同步电机;自抗扰控制;干扰抑制;控制性能1. 引言永磁同步电机由于其高效率、高功率密度和高动态响应等优点,在工业应用中得到广泛应用。
然而,由于外界干扰的存在,永磁同步电机的控制性能常常受到影响。
因此,研究一种有效的自抗扰控制方法对于提高永磁同步电机的性能具有重要意义。
2. 自抗扰控制方法原理自抗扰控制是一种通过模型参考自适应控制和扰动观测器相结合的控制方法,可以有效地抑制外界干扰的影响。
在永磁同步电机的控制中,可以通过引入扰动观测器来估计和抑制干扰信号,从而提高系统的抗干扰能力。
3. 自抗扰控制方法实现首先,建立永磁同步电机的数学模型,并设计相应的控制器。
然后,根据永磁同步电机的特性和系统需求,确定合适的参考模型和扰动观测器的结构。
接下来,利用自适应控制方法对参考模型进行参数估计,并利用扰动观测器估计和抑制干扰信号。
最后,通过仿真和实验验证,评估自抗扰控制方法的有效性和性能。
4. 结果与讨论通过仿真和实验结果发现,采用自抗扰控制方法可以显著抑制外界干扰的影响,提高永磁同步电机的控制性能。
同时,该方法对于电机参数变化和负载扰动也具有一定的鲁棒性。
5. 结论本文研究了一种基于自抗扰控制的永磁同步电机控制方法。
通过仿真和实验验证,证明了该方法能够有效地抑制外界干扰的影响,提高电机的控制性能和鲁棒性。
该方法对于永磁同步电机的应用具有重要意义,可为相关领域的研究和实践提供参考。
永磁同步电机自抗扰控制技术
永磁同步电机自抗扰控制技术
永磁同步电机自抗扰控制技术是一种新型的控制方法,它可以有效地抑制电机系统中的扰动信号,提高系统的稳定性和性能。
该技术利用了永磁同步电机本身的特性,通过对电机的电流和转速进行控制,在电机系统中引入一个自适应控制器,从而实现了对系统扰动的有效抑制。
永磁同步电机自抗扰控制技术具有很多优点,例如可以提高电机系统的动态响应速度和稳态性能,能够在各种不同的工作条件下保持系统的稳定性,同时还具有较强的适应性,能够适应不同的负载扰动和环境变化等。
因此,在工业生产和制造领域中得到了广泛的应用。
然而,永磁同步电机自抗扰控制技术也存在一些问题和挑战,例如控制系统的设计和参数调试比较复杂,需要较高的专业知识和技能;同时在实际应用中还需要考虑到电机系统的安全性和可靠性等方面
的问题。
因此,未来需要进一步开展相关的研究和技术改进,以进一步提高永磁同步电机自抗扰控制技术的性能和应用范围。
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电动伺服机构永磁同步电机的自抗扰控制
电动伺服机构永磁同步电机的自抗扰控制摘要:永磁同步电机的结构相对来说比较简单,功率的密度比较高,响应的速度整体上来说也比较快。
所以在整个饲服领域占据了非常重要的地位。
除了应用于高精度的伺服系统之外,也对整个电机的使用情况提出了更高的要求。
通过对当前自抗扰控制系统的分析,以及对电动饲服机构永磁同步电机的分析,发现当前的控制性的仍然存在一定的问题。
所以本文通过利用最小二乘法的研究,对当前的永磁同步电机的控制系统进行有效的研究,了解其自抗扰控制系统。
关键词:电动伺服机构;永磁同步;自抗扰控制引言近些年来,电动汽车、数控机床等的不断发展,对电机控制系统的要求也不断提升,而另一方面,当前处理器的性能也进入了一个新的发展阶段,所以在发展的过程中,交流伺服系统也发挥着非常重要的优势。
永磁同步电机由于损耗高、易加工的特点,被广泛的应用于当前的饲服领域。
自抗扰控制技术是一种新型的控制方式,既然结合了传统PID控制理论和现代的控制技术,但在实际使用的过程中也具有一定缺点,无法满足当前计算的快速性和超量性之间的矛盾,非常容易带来一些严重的问题。
尤其是在这种情况下,观测器的观测负担相对来说比较重,控制性能也处于不断下降中。
所以就必须要对电动伺服机构永磁同步电机的自抗扰控制系统进行分析和研究。
一、电磁同步电机控制系统的研究现状就目前的研究现状来看,我国对电磁同步电机控制系统的研究相对来说比较深入,也对其中出现的问题进行了有效的解决[1]。
1.永磁同步电机的基本控制策略在整个永磁同步电机的控制系统中,有两种非常重要的控制方式,一个是矢量控制,另一个就是直接转矩控制法。
这两种控制方法的原理是不同的,所以实际的使用效果也就有所不同。
第一种主要是依靠定子和转子的物理量,来对电器进行控制。
对于第二种,直接转矩控制来说,在使用的过程中并不需要依靠于复杂的磁场电量,而是通过转矩与磁链的直接控制来不断控制电机的运行。
在这种情况下,可以通过空间矢量调制的方法,来不断控制电机。
《永磁同步电机自抗扰控制技术》记录
《永磁同步电机自抗扰控制技术》阅读笔记目录一、内容简述 (2)二、永磁同步电机概述 (3)1. 永磁同步电机的基本原理 (4)2. 永磁同步电机的特点及应用领域 (5)三、自抗扰控制技术原理 (7)1. 自抗扰控制技术的概念 (8)2. 自抗扰控制技术的原理及组成 (9)四、永磁同步电机自抗扰控制技术应用 (10)1. 永磁同步电机控制系统结构 (11)2. 自抗扰控制在永磁同步电机中的应用 (12)3. 控制策略与优化方法 (13)五、系统运行分析与性能评估 (14)1. 系统运行稳定性分析 (15)2. 性能评价指标体系 (16)3. 实验验证与结果分析 (17)六、永磁同步电机自抗扰控制技术的挑战与展望 (19)1. 当前面临的挑战 (20)2. 技术发展趋势及前景展望 (21)七、案例分析 (23)1. 实际应用案例介绍 (24)2. 案例分析中的关键点解析 (25)八、结论 (27)1. 研究总结 (28)2. 对未来研究的建议 (29)一、内容简述《永磁同步电机自抗扰控制技术》一书深入探讨了永磁同步电机(PMSM)的控制策略,尤其是自抗扰控制技术在这一领域的应用。
自抗扰控制技术是一种先进的控制系统设计方法,它通过模拟电网的动态过程来增强系统的鲁棒性,从而更有效地应对各种不确定性和干扰。
本书首先介绍了永磁同步电机的基本原理和结构特点,以及它在现代电力传动系统中的重要性。
重点阐述了自抗扰控制技术的核心思想:通过扩张状态观测器(ESO)来实时估计系统的未知扰动,并将其纳入控制律中,以实现对系统的精确控制。
书中详细分析了自抗扰控制器的设计过程,包括如何选择合适的扩张状态观测器参数、如何设计非线性状态反馈控制器等。
还讨论了自抗扰控制在不同应用场合下的性能表现,如调速系统、伺服系统等。
为了验证自抗扰控制技术的有效性,本书还通过仿真实验和实际应用案例进行了大量的测试和分析。
实验结果表明,与传统控制方法相比,自抗扰控制技术在提高永磁同步电机的动态响应、减小稳态误差等方面具有显著优势。
基于改进自抗扰和遗传算法的永磁同步电机速度控制
基于改进自抗扰和遗传算法的永磁同步电机速度控制永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)由于其高效率、高功率密度和良好的动态特性而被广泛应用于工业控制系统中。
而永磁同步电机的速度控制是其应用中的一个重要问题。
本文中将讨论基于改进自抗扰控制以及遗传算法的永磁同步电机速度控制方法,以提高永磁同步电机的速度控制性能。
自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control,ADRC)是一种新型的控制方法,具有强鲁棒性和良好的抗干扰性能。
对于永磁同步电机的速度控制,ADRC可以有效地抑制外部干扰和模型不确定性,提高系统的鲁棒性。
传统的ADRC方法存在参数调整难度大、收敛速度慢等问题,因此需要对ADRC进行改进以适用于永磁同步电机的速度控制。
遗传算法(Genetic Algorithm,GA)是一种基于自然选择和遗传机制的优化算法,具有全局搜索能力和并行搜索的特点。
通过遗传算法对ADRC的参数进行优化,可以提高ADRC的调节性能和速度控制性能。
本文将针对永磁同步电机速度控制问题,提出一种基于改进自抗扰和遗传算法的控制方法。
建立永磁同步电机的数学模型,并进行系统参数的标定。
然后,设计改进自抗扰控制器的结构,并利用遗传算法对控制器的参数进行优化。
通过仿真实验验证所提出的控制方法的有效性和性能。
进行永磁同步电机的数学建模。
永磁同步电机的数学模型可以描述为:\[\begin{aligned}T_{e}=k_{i} \cdot\left(i_{d} \cdot \frac{d \lambda_{d}}{d t}+i_{q} \cdot\frac{d \lambda_{q}}{d t}\right)+\lambda_{q} \cdot i_{d}-\lambda_{d} \cdot i_{q} \\\frac{d \theta_{r}}{d t}= \omega_{m}\end{aligned}\]T_{e}为电磁转矩,k_{i}为电机的转矩常数,i_{d}和i_{q}分别为电流的直轴分量和交轴分量,\lambda_{d}和\lambda_{q}分别为磁链的直轴分量和交轴分量,\omega_{m}为电机的转速。
永磁同步电机自抗扰控制技术研究
永磁同步电机自抗扰控制技术探究摘要:永磁同步电机(PMSM)拥有高效、高精度、高动态响应等优势,在现代工业中得到越来越多的应用。
然而,PMSM的动态响应受到外部干扰和模型误差等因素的影响,导致控制效果降低。
自抗扰控制技术(ADRC)是一种有效的控制方法,其具有较强的鲁棒性和适应性,能够有效地降低外部干扰和模型误差对系统的影响,提高PMSM的控制性能。
本文基于ADRC理论,探究了PMSM的自抗扰控制技术,建立了PMSM的数学模型,并进行了控制器的设计和仿真试验。
结果表明,ADRC技术对于PMSM的控制效果具有良好的鲁棒性和适应性,在外部干扰和模型误差的状况下,可以有效地提高PMSM的控制精度和动态性能。
关键词:永磁同步电机;自抗扰控制;鲁棒性;适应性;动态性能。
正文:一、绪论随着现代工业的不息进步,永磁同步电机(PMSM)已经成为了各种机电设备中的重要部件,在机器人、电动车、风力发电机、电子电器等领域得到广泛的应用。
PMSM拥有高效、高精度、高动态响应等优势,是替代传统感应电机的重要选择。
然而,PMSM的动态响应受到外部干扰和模型误差等因素的影响,导致控制效果降低。
因此,如何提高PMSM的控制精度和动态性能,是当前探究的热点之一。
自抗扰控制技术(ADRC)是一种有效的控制方法,它不依靠于精确的系统模型和干扰预估,能够有效地降低外部干扰和模型误差对系统的影响,提高系统的稳定性和控制性能。
因此,ADRC 技术在PMSM的控制中也得到了广泛的应用。
本文基于ADRC理论,探究了PMSM的自抗扰控制技术,建立了PMSM的数学模型,并进行了控制器的设计和仿真试验。
二、 PMSM的数学模型PMSM是一种典型的无刷直流电机,其数学模型可以表示为:$$u=\frac{d}{dt}\psi+Ri+e$$$$T=\frac{3}{2}p(\psi i_m-L_d i_d i_m)-J\frac{d\omega}{dt}$$其中,$u$为输入电压,$\psi$为磁链,$R$为电阻,$i$为电流,$e$为反电势,$T$为转矩,$p$为极对数,$i_m$为磁场电流,$L_d$为轴向电感,$L_q$为切向电感,$J$为转动惯量,$\omega$为转速。
永磁同步电机调速系统的自抗扰控制_陈诚
永磁同步电机调速系统的自抗扰控制X陈诚 李世华 田玉平东南大学 摘要:针对永磁同步电机具有强耦合和强非线性特性的特点,在分析永磁同步电机数学模型和自抗扰控制原理的基础上,将自抗扰控制器应用于永磁同步电机的控制中,实现了永磁同步电机调速系统的自抗扰控制。
仿真结果表明,这种自抗扰控制比PI控制有着更优的动态和稳态性能,并且使闭环系统在抗干扰性和鲁棒性上有了提高。
关键词:永磁同步电机 调速系统 自抗扰控制Active Disturbance Rejection Control of PMSMSpeed-adj usting SystemChen Cheng Li Shihua T ian YupingAbstract:Aimed at the ch aracteristic of permanent magnet s ynch ronous m otor(PM S M)s uch as strong cou-pling and strong n on linearity,the mathematical model of PM SM an d the principle of active distur bance rejection control are an alyz ed first.Then active disturbance rejection controller is applied in th e control of PM S M and is implemented in PM SM speed-adjus tin g sys tem.S imulation results indicate that active dis turbance rejection con-tr ol n ot only has higher dynamic and static performan ce than PI control,b ut also improves the anti-disturbance an d robu stnes s ab ilities of th e clos ed-loop s ystem.Keywords:permanent magnet synchronous motor(PM SM) s peed-adjusting s ystem active distur bance r e-jection con tr ol1 引言自20世纪80年代以来,随着电力电子技术、微电子技术及新型电机控制理论的快速发展,永磁同步电机交流调速系统在工业生产中得到广泛的应用。
永磁同步电机调速系统自抗扰控制器的设计
永磁同步电机调速系统自抗扰控制器的设计曾岳南;曾祥彩;蔡豪;汪亮亮【摘要】Active disturbance rejection controller(ADRC)was applied to speed control of permanent magnet synchronous motor(PMSM)regulation system. Nonlinear ADRC(NLADRC)were employed for d and q axis current regulation,so that the effect of back EMF was cancelled byNLADRC,furthermore,the tracking error and total harmonicdistortion(THD)of phase current were decreased. LADRC were employed for speed regulation,the load torque and viscous friction were compensated by LADRC,as a result,the speed stability was improved effectively. Finally the controller parameters were tuned based on the bandwidth formula. The simulation and experimental results show that the system has good speed stability and load disturbance performance,which proves effectiveness of the controller design.%将自抗扰控制器(ADRC)运用到永磁同步电机(PMSM)调速系统控制中.电流环采用一阶非线性自抗扰控制器(NLADRC)抵消电流环反电势的影响,减小电流跟踪误差和相电流总谐波畸变(THD);转速环采用一阶线性自抗扰控制器(LADRC)对负载转矩和黏滞摩擦进行补偿,提高系统转速稳定性;最后利用基于带宽的参数整定公式整定控制器参数.仿真和实验结果表明系统具有良好的转速稳定及抗负载扰动能力,验证了控制器设计的有效性.【期刊名称】《电气传动》【年(卷),期】2017(047)004【总页数】4页(P3-6)【关键词】永磁同步电机;自抗扰控制器;调速系统;参数整定【作者】曾岳南;曾祥彩;蔡豪;汪亮亮【作者单位】广东工业大学自动化学院,广东广州 510006;广东工业大学自动化学院,广东广州 510006;广东工业大学自动化学院,广东广州 510006;广东工业大学自动化学院,广东广州 510006【正文语种】中文【中图分类】TM351文献[1]将自抗扰控制器应用到火炮伺服控制系统中,推导出火炮系统自抗扰控制器的设计和离散化方法,系统具有较好的鲁棒性和位置跟随性能,但未给出控制器的参数整定方法。
基于自抗扰控制器的永磁同步电机矢量控制仿真
基于自抗扰控制技术的永磁同步电机矢量控制仿真摘要:文章针对经典的PID控制器应用于永磁同步电机矢量控制的缺点。
依据永磁同步在两相同步旋转坐标系下的数学模型,设计了转速控制环的ADRC控制器,结合按转子磁场定向的矢量控制在simulink 中建立了永磁同步电机调速系统仿真模型,对一台隐极式永磁同步电机进行仿真。
仿真发现,发现ADRC作为速度环的控制器能够避免使用PI控制器时出现超调的问题,而且在转矩突变干扰下转速能迅速回到原稳定平衡点。
仿真说明使用ADRC控制器代替PI控制器控制永磁同步电机使得系统具有更好的抵抗负载转矩扰动的能力。
关键词:矢量控制;ADRC;抵抗转矩扰动0引言交流永磁伺服电机驱动控制策略研究现状电机控制技术是高性能交流永磁伺服电机驱动器的核心,PMSM作为一个典型的非线性复杂控制对象,具有多变量、强耦合、非线性、变参数等特性,在目前来看,常规的电机调速控制方法主要有矢量控制和直接转矩控制策略。
矢量控制(Vector Control,VC)也称为磁场定向控制(Held Oriented Control,FOC),其基本思路是:通过坐标变换实现模拟直流电机的控制方法来对永磁同步电机进行控制,实现了电机定子电流转矩分量与励磁分量的解耦。
VC的目的是为了改善转矩控制性能,从而使驱动系统具有转矩平滑、调速范围宽等特点,是高性能交流伺服驱动系统的主要控制方式。
和VC不同,直接转矩控(Direct Torque Control,DTC)制摒弃了解耦的思想,取消了旋转坐标变换,简单的通过电机定子电压和电流,借助瞬时空间矢量理论计算电机的磁链和转矩,并根据与给定值比较所得差值,实现磁链和转矩的直接控制。
直接转矩控制可以获得比VC更快的动态响应,在对于动态响应要求高的场合具有独特的优势。
但DTC要保证实际力矩与给定一致就需根据误差选择驱动器件的开关状态,同时保证电机磁链能够按预定轨迹运行,在转矩和磁链的滞环比较器进行控制时会产生转矩脉动,这样将大大的影响电机的低速性能和系统的稳定性,使得电机的宽调速范围受到严重影响,同时导致位置控制精度降低。
永磁同步电机调速系统自抗扰控制策略的研究
永磁同步电机调速系统自抗扰控制策略的研究#崔东明!2,任俊杰!2,黄济文2,田慕琴(1•太原理工大学矿用智能电器技术国家地方联合工程实验室,山西太原030024;2.太原理工大学电气与动力工程学院,山西太原030024)摘要:永磁同步电机(PMSM)在工业领域的应用十分广泛。
针对PI控制器无法解决快速性和稳定性之间的矛盾且抗扰动能力弱的问题,在PMSM矢量控制系统的转速环中用自抗扰控制(ADRC)控制器代替PI 控制器。
利用Simulink分别对基于ADRC和基于PI控制的PMSM控制进,对2的控制进行对比。
利用dSPACE-对进步的。
明,ADRC:制,转速快速且无,的控制性能。
关键词:永磁同步电机;矢量控制;自抗扰;dSPACE试验平台中图分类号:TM351文献标志码:A文章编号:1673-6540(2021)05-0014-07doi:10.12177/emca.2021.014Research on Active Disturbance Rejection Control Strategy of Permanent Magnet Synchronoue Motor Speed Regulation System*CUI Dongming1,2,REN Junjie1,2,Huang Jiwen2,TIAN Muqin1,2(1.National&Provincial Joint Engineering Laboratory of Mining Intelligent Electrical Apparatus Technology,Taiyuan Rniveoity of Technology,Taiyuan030024,China;2.Colleee of Electrical and Poweo Engineering,Taiyuan University of Technology,Taiyuan030024,China)Abstract:Permanent magnct synchronous motos(PMSM)ts widely used in thc industrial Jield.PI controllcs of PMSM cannot deal with the contadiction between fastness and stability,and the anti-disturbanca ability is weak.In OTder1w solve thess problems,the active disturbance rejection controlles(ADRC)is used instead of PI controlles in the speed loop of PMSM vector control system.Sirnulink is used1w simulatt the vector control system of PMSM based on ADRC and PI control respectively,and the control performances of the two stratecies aro compared.Then,the dSPACE experimental platform is used i the sirnulation results.The resultr show that the ADRC effectivelysuppresses the disturbanco,the speed is adjusted quickly without overshoot,and the control performanco of the system is irnpoved.Key worbt:permaneet magnet synchronoue motor(PMSM);vector control;active disturbance rejection;dSPACE experimental platform0-.高的行业⑴,这些行业的快速发展则又对PMSM的调速的控制,例永磁同步电机(PMSM)应用于许多性的调速。
永磁同步电机的自抗扰控制方法研究
永磁同步电机的自抗扰控制方法研究以《永磁同步电机的自抗扰控制方法研究》为标题,本文介绍了永磁同步电机的自抗扰控制方法的研究内容。
首先,本文介绍了永磁同步电机的基本结构及工作原理,接着讨论了永磁同步电机的自抗扰控制原理,并分析了目前存在的问题。
其次,本文介绍了永磁同步电机的自抗扰控制器的设计方法,重点介绍了解耦控制、非线性控制、自抗扰控制的原理、特征和方法,介绍了模糊控制、神经网络控制及其相关思想、原理和应用方法。
最后,本文指出了永磁同步电机自抗扰控制存在的问题及其解决方法,例如采用解耦控制器、非线性控制器、自抗扰控制器等技术来改善电机的自抗扰控制性能。
永磁同步电机是一种重要的电机,它具有较高的执行精度和较低的运行成本,在机械行业中被广泛应用。
它的自抗扰控制能力也非常重要,这就要求它的质量必须得到有效的改进。
永磁同步电机的自抗扰控制技术在设计时,考虑外加噪声、不确定性及其他影响的因素,设计出更适合的控制器。
解耦控制、非线性控制、自抗扰控制等技术是改进永磁同步电机自抗扰控制性能的有效方法,它们可以有效降低电机运行中产生的噪声、不确定性等影响。
此外,模糊控制、神经网络控制也是改进永磁同步电机自抗扰控制性能的有效手段,它们可以减少外加噪声、不确定性对电机运行精度的影响。
由于永磁同步电机的自抗扰控制能力非常重要,因此必须进行更深入的研究来改进永磁同步电机的自抗扰控制性能。
一方面,应该从控制器设计的角度,研究解耦控制、非线性控制、自抗扰控制等技术来改善永磁同步电机的自抗扰控制性能。
另一方面,应该着重研究用模糊控制、神经网络控制等技术设计出更低噪声的永磁同步电机,从而提高永磁同步电机的自抗扰控制性能。
总之,永磁同步电机的自抗扰控制能力是非常重要的,因此必须进行深入的研究来改进永磁同步电机的自抗扰控制性能。
可以采用解耦控制、非线性控制、自抗扰控制、模糊控制、神经网络控制等技术来改善永磁同步电机的自抗扰控制性能,从而降低外加噪声、不确定性等影响,提高永磁同步电机的质量。
基于自抗扰技术的永磁同步电机直接转矩控制
基于自抗扰技术的永磁同步电机直接转矩控制王超 李世华 田玉平东南大学 摘要:永磁同步电机是一个强耦合的非线性系统。
研究了永磁同步电机的调速控制问题。
针对永磁同步电机特点,结合自抗扰技术与直接转矩控制方案,设计了基于自抗扰技术的永磁同步电机直接转矩控制系统。
仿真结果表明,该控制系统具有比PI控制方案更优的动态性能,并且在不同参考转速给定下系统具有更好的适应性。
关键词:永磁同步电机 调速系统 直接转矩控制 自抗扰控制Direct Torque Control of Perm anent Magnet Synchronous MotorB ased on Active Disturbance R ejection ControlWang Chao Li Shihua Tian YupingAbstract:Permanent magnet synchronous motor(PMSM)belongs to a kind of strong coupled nonlinear system.The speed2adjusting problem of PMSM was discussed.Considering the characteristics of PMSM and combining active disturbance rejection control(ADRC)technique with direct torque control(D TC)method to2 gether,a D TC scheme based on ADRC technique for PMSM system was designed.Simulation results indicate that,compared with the scheme based on PI control,the system not only has higher dynamic performance,but also improves the adaptability for different reference speed.K eyw ords:permanent magnet synchronous motor speed2adjusting system direct torque control active disturbance rejection control1 引言在伺服电机领域中,永磁同步电机以其体积小、转矩惯性比高、转矩响应快、性能优异等优点在中小容量交流调速系统中得到了广泛应用[1,2]。
永磁同步电机自抗扰控制技术研究
-1
2 2 ) 而γ0是一个有 η(0 t n ) = 1 vT w ≥ - γ0 "t0 ≥ 0, 2
n
令
i′ d = i d +
′
′
k1k 2 ≥ 0(5)来自为分析问题方便, 令Ψ ̂ = 0 k1[i d î q - i q î d - f (i q - î q)]dτ + ω L Ψ ̂ (0) (13) k 2[i d î q - i q î d - f (i q - î q)] + ω L i q可以通过测量的定子电流计 式 (13) 中的i d ,
是 ESO 重点调整参数。 对于 n 阶对象, 传统的状态观测器是 n 维的, 但是 ESO 输出是 n +1 维的。正是这拓展出来的 第 n+1 维状态, 使 ESO 具备了独特的功能。 fal函数的表达式为
[5] [6] [7]
靠性, 降低系统成本。无位置传感器系统最重要 的是如何准确地获取转速信息且保持较高控制 精度、 满足实时控制的要求。准确估计转子速度 和位置的方法按速度高低分类主要有: 适用于中 [10] 观测器估计法[11] 高速调速系统的开环估计法 、 和智能控制理论估算法[12], 适用于低速系统的高 [13] 频注入法 以及适用于转子初始位置检测的 INFORM 电感法[14]等。 本文将非线性自抗扰控制理论与无位置传 感技术相结合应用于 PMSM 矢量控制系统, 设计 了 ADRC 速度调节器, 与 PI 速度调节器相比, ADRC 不依赖数学模型, 响应速度快, 抗干扰性强; 采用 模型参考自适应 (MRAS) 策略估计转子速度和位 [15] 置 , 由于 MRAS 只需要检测定子电流和直流母
system. model reference adaptive system (MRAS)was adopted to estimate rotor speed and rotor position. By the
自抗扰控制技术在永磁同步电动机速度控制中的应用
渡过程:
秽l=秽I—R(vl一(c,+)
(5);朱
式中:∞+为给定参考速度;秽。为参考速度的过渡过i幢
程;R为可调参数。
;拿
3·2 ESO
式∽’可化简为0{3:2 a 4-6D屯£。
l自
(6)}蒌 I o, !控
热口:争弦等。可设计一个二阶扩张状l鍪
·1工
态观测器:
!永
三一=z:一卢·(z·一∞)+6u.}
子电枢直流分量的电流的期望值始终为零,从而实
现定子电流i。,i。的近似解耦。于是原状态空间方
程可以化为:
|-R。pq'fl
『-‰]
酬iq差一兰抄吲㈦
L£
.,J
L 。,J
彳川对扰动进行补偿。
3自抗扰控制器的设计
传统的永磁同步电动机调速系统通常采用双环 结构,内环为电流环,外环为速度环。电流环一般采 用PI控制器,图2为永磁同步电动机控制框图,电 流环采用PI控制器,在此基础上对速度环设计自抗 扰控制器。
图4永磁同步电动机的一阶自抗扰控制框图
设计期望跟踪速度为500 r/min,一阶自抗扰控
制算法参数取值:R=100,卢,=600,卢2=90 000,K= 0.5,效果如图5所示;PI算法参数取值:速度环后。 =4.5,ki=5,电流环k。=0.15,ki=1.5,PI算法效果
如图6所示。
朱儒,等自抗扰控制技术在永磁同步电动机速度控制中的应用
朱雌^等自抗扰控制技术在永磁同步电动机速度控制中的应用 这种改进并不能解决跟踪时间和抖振之间的矛盾。
文献[4]主要针对滑模控制出现抖振问题,设计了
60l
收稿日期:2014一01—1l
趋近律,并通过滑模扰动观测器观测扰动,进行补 偿。但由于滑模扰动观测器必然存在抖振,使得结 果受到一定影响。自抗扰控制器是韩京清研究员提 出的一种新型非线性控制器∞一,是一种通过实时估 计并补偿系统内外扰动,结合非线性控制策略的算 法,具有结构简单,实用性强等优点。本文针对永磁 同步电动机设计了一种改进的自抗扰控制器,并通 过实验进行验证,与传统PI控制效果相比,改进自 抗扰控制器具有收敛速度快、波动小等优点。
基于自抗扰控制器的永磁同步电机位置伺服系统
基于自抗扰控制器的永磁同步电机位置伺服系统一、本文概述随着工业自动化的快速发展,永磁同步电机(PMSM)作为高性能伺服系统的核心部件,在精密制造、航空航天、机器人等领域得到了广泛应用。
然而,PMSM的位置伺服控制面临诸多挑战,如参数不确定性、外部干扰以及系统内部非线性等,这些问题往往导致控制精度和动态性能不足。
为此,本文提出了一种基于自抗扰控制器(ADRC)的永磁同步电机位置伺服系统,旨在通过先进的控制策略提高系统的鲁棒性和精度。
自抗扰控制器是一种源自中国的先进控制技术,它通过扩张状态观测器(ESO)估计并补偿系统总扰动,实现了对不确定性和干扰的有效抑制。
本文首先介绍了PMSM的数学模型和传统控制方法存在的问题,然后详细阐述了自抗扰控制器的设计原理及其在PMSM位置伺服系统中的应用。
通过仿真和实验验证,本文展示了自抗扰控制器在提高系统稳定性、动态响应和定位精度方面的优越性能。
本文的主要内容包括:PMSM的数学模型分析、自抗扰控制器的设计原理、PMSM位置伺服系统的实现方法、仿真和实验结果分析以及结论与展望。
通过本文的研究,旨在为PMSM位置伺服系统的控制策略设计提供新的思路和方法,推动高性能伺服系统在实际应用中的进一步发展。
二、永磁同步电机及位置伺服系统基础永磁同步电机(PMSM)是一种利用永磁体产生磁场的同步电机,具有高效率、高功率密度和良好调速性能等优点,因此在位置伺服系统中得到广泛应用。
PMSM的位置伺服系统是一种典型的闭环控制系统,其目的是通过精确控制电机的转速和转角,实现对目标位置的快速、准确跟踪。
在PMSM位置伺服系统中,电机转子的位置信息通过位置传感器(如编码器)进行实时检测,并与目标位置进行比较,形成位置误差信号。
该误差信号经过控制器处理后,生成相应的控制信号,驱动电机进行运动,以减小位置误差。
因此,控制器的性能对位置伺服系统的精度和动态性能具有重要影响。
自抗扰控制器(ADRC)是一种新型的非线性控制方法,具有强鲁棒性和良好的跟踪性能。
永磁同步电机伺服系统控制中的自抗扰控制策略
永磁同步电机伺服系统控制中的自抗扰控制策略近年来,永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)在伺服系统领域得到了广泛的应用,其高效、高性能的特点使其成为工业控制领域的热门选择。
在PMSM伺服系统中,控制策略的选择至关重要,而自抗扰控制策略(Active Disturbance Rejection Control,ADRC)正是一种被广泛应用和研究的控制策略之一。
本文将就永磁同步电机伺服系统控制中的自抗扰控制策略进行详细的探讨,希望能为您带来新的见解和启发。
让我们简要回顾一下永磁同步电机(PMSM)伺服系统的基本原理。
PMSM是一种采用永磁体作为电磁铁的同步电机,其特点是具有高效率、高功率因数、大功率密度等优点。
PMSM广泛应用于需要快速响应和高精度控制的场合,例如数控机床、印刷设备、飞行器等领域。
在PMSM伺服系统中,控制目标是实现电机的精确转矩控制,以满足不同工况下的运行需求。
针对PMSM伺服系统的控制要求,自抗扰控制策略应运而生。
自抗扰控制是一种基于对系统扰动进行实时测量和估计的控制策略,通过对扰动的补偿来实现对系统的精确控制。
相比于传统的PID控制,自抗扰控制能够更好地应对外部扰动和模型误差,具有良好的鲁棒性和鲁棒性。
在PMSM伺服系统中,自抗扰控制策略的设计和实现涉及到多个关键环节,包括扰动观测器的设计、参数的辨识与补偿、控制律的设计等。
其中,扰动观测器是自抗扰控制策略的核心组成部分,通过对扰动信号的实时估计,实现对扰动的实时补偿。
对PMSM电机的数学建模和参数辨识也是自抗扰控制的重要基础,准确的模型和参数估计将直接影响控制系统的性能和稳定性。
在自抗扰控制策略的设计中,还需要考虑控制律的设计和调整。
传统的自抗扰控制往往采用线性控制律,但在实际应用中,PMSM电机的非线性特性经常会带来挑战。
如何设计一种适应PMSM电机非线性特性的自抗扰控制律,是当前研究和应用中的重要问题之一。
基于自抗扰控制技术的永磁同步电机矢量控制策略
电
源
学
报
No5 .
2 1 午 9月 01
J u n lofPo r S pp y o r a we u l
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基 于 自抗 扰控制技 术 的永 磁 同步 电机矢 量控制 策略
顾 问 , 久和 大学 自动 化 学 院 , 京 市 1 0 9 ) 北 北 0 12
收稿 日期 :0 1 0 - 6 2 1—52 基金 项 目 : 家 自然 科 学 基 金 项 目( 17 0 5 ; 京 市 人 才 强 教 深 化 国 5 0 7 0 )北 计 划 “ 术 创 新 团 队 计 划 ” 目 ( H 2 10 10 学 项 P R 0 073 ) 作 者 简 介 : 问 (9 6 )女 , 士 研 究 生 , 究 方 向 为 永 磁 同 步 电 顾 18一, 硕 研 机 的非 线性 控 制 策 略 研 究 。
基 于磁 场 定 向 理论 ,忽 略 P M 的磁 滞 损 耗 , MS
予 补偿 , 的结 构 简单 且参 数 适应 性 广 。但 是 , 实 它 在
际应用 中 , 自抗 扰控 制 器 参数 较 多 , 不易 调 整 。同时 计 算量 大 , 导致 控 制 周 期 变 长 , 时 性 差 , 响 了 电 实 影 动 机 的控 制 性 能 : 这是 A R D C的 缺点 和不 足 。针 对
非线性控制策略研究 。
上 的分量 ; , 定子 绕 组 由 轴 电感 , 于 隐极 永 £为 对
环 、 流 环 设 计 了 自抗 扰 控 制 器 。 同时 , 虑 到 设 计 的 简 化 性 的 实 时 性 , 自抗 扰 控 制 器 的典 型 结 构 做 了一 定 的 简 电 考 对 化, 并将 得 到 的 简 化 型 自抗 扰 控 制 器应 用 于 永磁 同步 电机 矢量 控 制 系统 中 , 改 善 永 磁 同 步 电机 的 调 速 性 能 。 计 算 以
基于滑模自抗扰的永磁同步电机控制
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永磁同步电机自抗扰控制技术
随着电力电子技术和自动控制理论的不断发展,永磁同步电机已经成为工业中广泛应用的高性能电机之一。
然而,由于永磁同步电机具有高度非线性、强耦合、参数难以测量等特点,传统的PID控制方法无法满足其高精度、高性能的控制要求。
因此,近年来,自抗扰控制技术逐渐成为永磁同步电机控制领域的研究热点。
自抗扰控制技术是一种基于系统非线性动力学特性的控制方法,具有良好的鲁棒性和自适应性。
在永磁同步电机控制中,自抗扰控制技术可以有效地解决电机存在的非线性、不确定性等问题,并且不需要精确的参数测量。
本文将介绍永磁同步电机的基本原理和特点,分析永磁同步电机存在的控制问题,重点阐述自抗扰控制技术在永磁同步电机控制中的应用,包括自抗扰控制器的设计和参数调节方法等。
通过实验验证,自抗扰控制技术可以有效地提高永磁同步电机的控制精度和鲁棒性,适用于各种永磁同步电机控制场合,具有广阔的应用前景。
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