矢量控制

摘要： 针对永磁同步电机(PMSM)速度环比例积分(PI)控制算法在变工况时的不足,提出一种分数阶双幂次快速趋近率滑模控制算法,并研究不同采样率对永磁同步电机的滑模控制(SMC)性能影响。对最小相位系统进行采样率的理论分析,通过多阶线性矩阵不等式可以得到最佳采样周期,理论分析了新型趋近率的可达性和存在性。搭建仿真模型,验证其能有效改善变工况时超调量大、过渡时间长等不足。试验结果表明,针对响应时间、超调量等性能有相对最优的采样率,证明了误差估计稳定收敛的最佳采用周期存在。该研究适用于工程应用。

摘要： 针对非理想正弦波磁链永磁同步电机(PMSM)运行时存在的转矩脉动问题,提出一种考虑谐波磁链相角的转矩脉动抑制方法。通过推导考虑谐波磁链的转矩模型,构造出同时考虑转矩脉动和损耗最小化的目标函数,并采用遗传算法进行优化获得待注入系统的最优谐波电流指令。同时,该优化策略直接使用一个电角度周期内的转矩波形作为优化目标,将转矩以密集的序列表示,代替了传统思想下提取谐波转矩幅值的方法,不仅避免了复杂的公式推导,更有效提高了优化结果的精确性。仿真和实验结果表明,该方法能够适应不同工况,准确计算出最优谐波电流指令,并有效抑制约67%的转矩脉动。

摘要： 随着无刷直流电机(BLDCM)的广泛应用,为避免传统BLDCM方波控制方案存在的效率低、噪声大等一系列问题。设计了以STM32为主控芯片的BLDCM矢量控制系统。该设计在控制软件中对转子位置信号进行电角度补偿优化,采用转速电流双闭环控制,通过磁场导向控制(FOC)算法进行矢量控制。主要包含了硬件架构,软件控制功能模块框图,功能模块流程设计。测试结果显示,与传统方波控制对比,其效率提高,噪音减小,换相电流波动减小。经过长期各种环境下的测试和验证,表明该系统稳定性好,能长时间安全可靠运行。

摘要： 通过分析不对称单相感应电机(SPIM)在不同形态下的数学模型,解决了椭圆形磁场和电机不对称运行的问题。通过电压和电流混合模型磁链观测器计算转子磁链,并进一步计算转子磁链位置和转子转速。在三桥臂逆变器基础上,进行了基于转子磁场定向的不对称SPIM无速度传感器矢量控制仿真,验证了该控制系统的可行性与有效性。

摘要： 目的为了抑制谐波信号的影响,提取得到更准确的转子位置信息,提高包装机动力系统性能。方法文中提出一种基于滑模观测器、改进广义二阶积分器锁频环、锁相环的无传感器控制方案,并通过Simulink仿真实验验证该方法提取电机转子位置信息的能力。结果该方案能够有效降低反电势信号中的直流谐波分量和5、7次谐波分量,提高了基波信号纯度,降低了转速估计误差,提高了永磁同步电机运作过程中转速稳定性与可靠性。结论在Matlab/Simulink中进行静态实验与动态实验,实验结果验证了文中采用的控制策略对不同阶次谐波噪声信号具有更好的抑制效果,能够提高永磁同步电机转速估计精确度,提高包装机动力系统工作性能。

摘要： 高压电机配用高压变频器具有较大的节能性和高效性,已有广泛应用。级联H桥多电平变频器采用模块化设计理念,通过多个相同的低压变换单元级联起来实现高压及大功率的功能,且变频器输出电流谐波较小。极相调制感应电机可以将传统三相电机的控制方法和极相调制模式结合起来,使电机转矩和转速范围得到扩展。为此介绍一种级联H桥多电平变频器拖动极相调制感应电机变频起动和调速,该电机的定子绕组可配置为9相4极和3相12极。通过仿真验证了级联H桥多电平变频器能够满足极相调制感应电机的变频调速性能和极相调制矢量控制性能,可为新能源发电、船舶推进、工业传动等高压大功率领域提供技术保障。

摘要： 为实现糖厂三相异步感应电动机安全、稳定、长期可靠的运行,根据糖厂的制糖工艺流程,提出了三相异步感应电动机在起动、运行过程中的控制策略,结合三相异步感应电动机的重载起动技术,分析了感应电动机转子串入三相对称电阻时的起动原理及特性,恒转矩及恒功率的直接转矩控制技术原理,调速精度高时的矢量控制技术原理。通过糖厂三相异步感应电动机控制技术的比较研究,对不同工况下感应电动机的控制方式进行优化,提出了糖厂感应电动机的控制策略,实现了停机率降低5个百分点的效果。

摘要： 飞轮储能对环境的要求和影响非常低,充放电深度和健康状态预测相对简单,且方便实现模块化应用。基于背靠背双PWM变频器和永磁同步电机的数学模型,在MATLAB/Simulink中搭建了飞轮储能系统单机并网仿真模型,通过分析复杂工况下的仿真结果,发现了系统抗扰动能力差、直流母线电压波动较大的问题,经理论分析,提出了一种背靠背变频器的优化双回路前馈协调控制策略,该方法在传统网侧变换器电流内环控制结构中附加了电容电流控制环,同时引用负载电流估算值和电网电压作为前馈项,通过仿真分析,验证了该控制策略的有效性,能够实现两侧变换器的一体化协调控制,整体提高了飞轮储能系统的自抗扰能力和动态性能。

摘要： 为进一步提升选煤厂胶带机的应用性能,充分发挥其工作效率,以沙坪洗煤厂胶带机为例,对该胶带机系统的动力学特性进行仿真,分析在不同启动时间和启动速度下的最大张力及波动情况,提出减少胶带机在启动阶段对系统造成冲击的策略和措施;进行胶带机永磁同步电动机的结构设计和关键参数选型,建立永磁同步电动机矢量控制模型,设定仿真条件、仿真参数等对其矢量控制进行仿真分析,并得出其控制的响应特性和稳定性;通过工业性试验分析永磁同步电动机和传统异步电动机的节能效果。

摘要： 带式输送机系统是散货码头的重要组成部分,而感应电机作为最重要的驱动组成,其运行效率不高,导致了电力能源的浪费。本文从感应电机转子磁场定向角度出发,建立了一种考虑铁损的感应电机新模型,并提出了最大效率矢量控制策略。通过检测或估计电机的电流信号,使得电机运行于最优效率点,从而提高带式输送机系统的整体效率。最后仿真模拟了该控制方法对电机运行的影响,结果发现,考虑铁损的感应电机最大效率矢量控制策略能更加有效的降低损耗,提高运行效率。

摘要： 本文针对永磁同步电机提出了一种基于滑模观测器的无速度传感器矢量控制方法;利用电机中容易测量的定子电流、直流母线电压,通过滑模变结构控制原理估算转子位置和转速;在matlabsimulink中仿真模拟无传感器的矢量控制,通过仿真结果验证转子估算结果基本与实际位置保持一致.

摘要： 本文以电脑粗纱机为例介绍了以变频器作为驱动器,采用带速度传感器矢量控制方式的多电机同步的基本控制结构,并分析了影响带速度传感器矢量控制的多电机同步性能的几种因素.

摘要： 针对初级永磁型直线电机的控制研究,缺乏有效的控制方法,而矢量控制技术取得了快速发展,控制策略灵活、多样.为此,在分析初级永磁型直线电机数学模型的基础上,阐述了电流滞环PWM和空间矢量脉宽调制(SVPWM)两种矢量控制原理.通过MATLAB/Simulink软件分别建立初级永磁型直线电机电流滞环PWM和SVPWM控制模型,仿真结果表明了采用基于SVPWM控制,不仅使系统更加稳定地工作,提高了系统动态响应时间,而且对电机的推力波动具有较为明显的抑制效果.

摘要： 为了提高航母的能源利用率,将舰载机降落时短时制动过程所产生巨大的能量进行回收,已成为技术发展趋势和研究热点.针对这些需求,设计了一种基于飞轮储能装置的阻拦系统,利用飞轮储能的再生控制策略和永磁电机的矢量控制技术,能够有效地将舰载机降落时的动能收集并储存起来,其能够在0.3秒内储存舰载机制动产生的功率约60kW,实现了舰载机制动与能源绿色回收的双重目的,可有效提高航母弹射和回收系统的效率和能源利用率.

摘要： 以机电能量转换为核心,以电动机电磁转矩的生成原理为基础,研究了电动机电磁转矩的数学模型以及基于矢量控制的电动机控制方法,并运用多领域统一建模语言Modelica,分析了纯电动汽车所用的永磁直流电动机,异步感应电动机和永磁同步电动机的Modelica模型.在MWorks仿真平台中通过具体模型测试分析了三种电动机的机械特性,满足工程实际要求,从而实现了电动机的多领域统一建模、整体控制和性能测试.对纯电动汽车用电动机的多领域统一建模、整体设计及性能分析具有较高的参考价值和指导意义,为新能源汽车用电动机的开发提供了一种适用于各类电动机模型的新的研究方法.

摘要： 本文介绍了变速恒频异步风力发电机的系统组成.建立了异步风力发电机的数学模型,并将矢量控制移植到异步发电机系统.通过使用MATLAB仿真软件,搭建了变速恒频异步发电机系统的仿真模型.仿真结果表明变速恒频异步风力发电机良好的运行特性及模型的正确性,并为异步电机在风电系统的进一步应用研究提供了可靠的理论依据.

摘要： 在使用变频器驱动不带抱闸电机带动电铜链运输电铜时,最后每块电铜停止位置的稳定性决定了最后码垛机器人把电铜放在堆垛链上的整齐度,很大程度上影响产品的美观.使用西门子MICROMASTER440变频器的无速度编码器矢量控制方式(SLVC)可以很好的解决这一问题.通过优化变频器的参数可以调整出很好的速度控制效果,使电铜码放整齐美观.

摘要： 针对目前安装编码器的永磁同步电机成本高,稳定性差及体积大等缺点,文中提出了无位置传感器的永磁同步电机的矢量控制方案.采用Luenberger观测器获取转子位置及转速的先进思想,以STM32F103微控制器作为驱动器的核心,结合采样电路模块和驱动模块等实现对无位置传感器的永磁同步电机的驱动.同时使用外部按键可实现对闭环控制的PID的值进行设置及启停的控制,结合OLED显示屏对相关状态进行显示.

摘要： 飞轮储能系统利用飞轮加减速来实现电能与机械能的相互转换,是一种新兴的电能存储技术,目前在风力发电、不间断电源、航天技术等领域得到了广泛应用.本文设计的飞轮储能系统选取永磁同步电机作为飞轮的驱动电机,因此控制系统的核心是对永磁同步电机进行精确控制.本文介绍了飞轮储能系统主回路的结构以及永磁同步电机的矢量控制原理,设计的控制系统根据永磁同步电机的控制原理,通过矢量控制方式对永磁同步电机的充电和放电进行控制.在飞轮储能时,电机作为电动机运行,实现电能向动能的转换,使用速度外环,电流内环的双闭环控制,由工频电网提供的电能经功率器件驱动电机加速,电机拖动飞轮加速储能,能量以动能形式存储在高速旋转的飞轮中.飞轮达到设定的最大转速后,系统处于能量保持状态,当接收到释放能量的控制信号时,电机作为发电机运行,实现动能向电能的转换,使用直流电压外环,电流内环的双闭环控制,高速旋转的飞轮利用其惯性作用拖动电机减速发电,经功率器件输出适用于负载要求的电能并保持直流电压稳定.为检验飞轮储能控制系统的可行性和有效性,本文完成了以28069MCU为核心的硬件电路设计和软件设计,同时搭建了飞轮储能控制系统的试验平台,使用400W永磁同步电机外加自行设计的模拟飞轮做充电和放电试验,试验结果表明,飞轮储能控制系统在实际应用中具有很好的控制效果.

摘要： 飞轮储能是一种新型机械储能技术,本文介绍了飞轮储能系统的原理、基本结构以及工作方式,由于飞轮储能系统的充放电均是通过飞轮电机来实现的,因此整个系统的核心是飞轮电机控制.飞轮储能系统采用永磁同步电机作为驱动电机,本文根据永磁同步电机的控制原理,提出了飞轮充放电的控制策略,通过矢量控制方式对永磁同步电机的充电和放电工况进行控制,配合电力电子转换器实现能量在直流侧与电机侧之间不断流动.充电和待机时,直流母线供电,电力电子转换器工作在逆变状态,系统采用速度外环、电流内环的双闭环控制策略,驱动飞轮至额定转速进行储能.放电时,飞轮在惯性下缓慢降速,电力电子转换器工作在整流状态,系统采用电压外环、电流内环的双闭环控制策略,控制飞轮放电对直流侧电压进行调节,实现能量向直流侧回馈,保证直流侧电压稳定.为验证飞轮充放电控制策略的可行性和有效性,本文完成了以TMS320F28335为核心的飞轮储能系统的硬件电路设计,并完成了控制策略的软件设计,同时搭建了飞轮储能系统试验平台,利用永磁同步电机对拖平台模拟飞轮进行充放电试验,试验结果表明,飞轮充放电控制策略在实际应用中具有较好的控制效果.

摘要： 本发明具有：次级磁通指令运算单元(40)，该次级磁通指令运算单元(40)根据来自外部的转矩指令、输入到逆变器的直流电压、和逆变器输出的交流电压的角频率即逆变器角频率，考虑到逆变器(4)能够产生的最大电压来运算对感应电动机(6)的次级磁通指令；q轴/d轴电流指令生成单元(8、9)，该q轴/d轴电流指令生成单元(8、9)根据转矩指令和次级磁通指令，在以感应电动机(6)的次级磁通为基准的dq轴旋转坐标系上生成q轴电流指令及d轴电流指令；输出电压运算单元(电压非干扰运算部14、加法器17、和加法器18)，该输出电压运算单元根据q轴电流指令、d轴电流指令、和感应电动机(6)的电路常数，来运算逆变器(4)应输出的输出电压；及电压指令/PWM信号发生单元(50)，该电压指令/PWM信号发生单元(50)控制逆变器(4)，使得逆变器(4)输出所述输出电压。

摘要： 本发明具有：次级磁通指令运算单元(40)，该次级磁通指令运算单元(40)根据来自外部的转矩指令、输入到逆变器的直流电压、和逆变器输出的交流电压的角频率即逆变器角频率，考虑到逆变器(4)能够产生的最大电压来运算对感应电动机(6)的次级磁通指令；q轴/d轴电流指令生成单元(8、9)，该q轴/d轴电流指令生成单元(8、9)根据转矩指令和次级磁通指令，在以感应电动机(6)的次级磁通为基准的dq轴旋转坐标系上生成q轴电流指令及d轴电流指令；输出电压运算单元(电压非干扰运算部14、加法器17、和加法器18)，该输出电压运算单元根据q轴电流指令、d轴电流指令、和感应电动机(6)的电路常数，来运算逆变器(4)应输出的输出电压；及电压指令/PWM信号发生单元(50)，该电压指令/PWM信号发生单元(50)控制逆变器(4)，使得逆变器(4)输出所述输出电压。

摘要： 本发明提供了一种全矢量控制底盘结构、全矢量控制汽车的控制方法和装置，涉及全矢量汽车控制的技术领域，包括获取道路交通环境信息和驾驶员控制指令，确定当前行驶工况；根据当前行驶工况确定控制模式，控制模式包括直线行驶模式、转向模式和越障模式：基于每种控制模式和当前行驶工况确定对每个车轮的控制指令；根据控制指令对每个车轮进行横向、纵向和垂向的三维度作用力控制，扩展整车动力学可控范围，减少汽车多个性能指标之间的相互制约，提高多目标优化的理论上限，并通过多种控制模式，可适应于多种行驶工况，提高道路适应性，当发生故障时，相较其他车辆控制方式，具有更多制动和转向选择，仍能正常工作，固有安全性较高。

摘要： 本发明提供一种矢量控制型变频器的控制方法、装置和一种矢量控制型变频器，所述矢量控制型变频器的控制方法包括：采样电动机的三相电流ia、ib、ic；根据所述三相电流ia、ib、ic，获取直流电压分量usd和usq；获取零序变量u0；根据所述直流电压分量usd，usq和零序变量u0，获取三相注入三次谐波的正弦调制波Ua、Ub、Uc。采用本发明不但可以较好的提高变频器的直流电压利用率，还可以大大降低工程师的工作量。

摘要： 一种直流无刷电机矢量控制电流补偿算法及矢量控制模型，涉及直流无刷电机的控制领域，电流补偿算法为：Ide＝Idt，Iqe＝KcIqt，其中，Idt为直流无刷电机在两相旋转坐标系d轴上的定子电流，Iqt为直流无刷电机在两相旋转坐标系q轴上的定子电流。控制模型为：其中，本发明实现方便、易于编程，硬件控制结构与传统的永磁同步电机矢量控制结构相同，不需要额外的硬件支持，易于在工厂企业推广，转速波动小。

摘要： 本发明提供一种矢量控制装置，所述矢量控制装置包括：矢量控制部，该矢量控制部基于转矩指令及磁通指令并通过矢量控制来运算功率转换器2应输出的输出电压，并基于输出电压生成控制所述功率转换器的PWM信号；第一磁通指令生成部，该第一磁通指令生成部生成非同步PWM模式用的磁通指令；以及第二磁通指令生成部，该第二磁通指令生成部生成同步PWM模式用的磁通指令，在功率转换器的输出频率小于规定值的情况下，将由第一磁通指令生成部生成的磁通指令输入到矢量控制部，在功率转换器的输出频率大于等于规定值的情况下，将由第二磁通指令生成部生成的磁通指令输入到矢量控制部。

摘要： 本发明提供了一种全矢量控制底盘结构、全矢量控制汽车的控制方法和装置，涉及全矢量汽车控制的技术领域，包括获取道路交通环境信息和驾驶员控制指令，确定当前行驶工况；根据当前行驶工况确定控制模式，控制模式包括直线行驶模式、转向模式和越障模式：基于每种控制模式和当前行驶工况确定对每个车轮的控制指令；根据控制指令对每个车轮进行横向、纵向和垂向的三维度作用力控制，扩展整车动力学可控范围，减少汽车多个性能指标之间的相互制约，提高多目标优化的理论上限，并通过多种控制模式，可适应于多种行驶工况，提高道路适应性，当发生故障时，相较其他车辆控制方式，具有更多制动和转向选择，仍能正常工作，固有安全性较高。

摘要： 本发明提供一种矢量控制型变频器的控制方法、装置和一种矢量控制型变频器，所述矢量控制型变频器的控制方法包括：采样电动机的三相电流ia、ib、ic；根据所述三相电流ia、ib、ic，获取直流电压分量usd和usq；获取零序变量u0；根据所述直流电压分量usd，usq和零序变量u0，获取三相注入三次谐波的正弦调制波Ua、Ub、Uc。采用本发明不但可以较好的提高变频器的直流电压利用率，还可以大大降低工程师的工作量。

摘要： 一种直流无刷电机矢量控制电流补偿算法及矢量控制模型，涉及直流无刷电机的控制领域，电流补偿算法为：Ide＝Idt，Iqe＝KcIqt，其中，Idt为直流无刷电机在两相旋转坐标系d轴上的定子电流，Iqt为直流无刷电机在两相旋转坐标系q轴上的定子电流。控制模型为：其中，本发明实现方便、易于编程，硬件控制结构与传统的永磁同步电机矢量控制结构相同，不需要额外的硬件支持，易于在工厂企业推广，转速波动小。

摘要： 本发明提供一种矢量控制装置，对将直流电转换为交流电、并向交流电动机（1）提供交流电的功率转换器（2）进行控制，所述矢量控制装置包括：矢量控制部（3），该矢量控制部（3）基于转矩指令及磁通指令并通过矢量控制来运算功率转换器2应输出的输出电压，并基于输出电压生成控制所述功率转换器的PWM信号；第一磁通指令生成部（11a），该第一磁通指令生成部（11a）生成非同步PWM模式用的磁通指令；以及第二磁通指令生成部（11b），该第二磁通指令生成部（11b）生成同步PWM模式用的磁通指令，在功率转换器（2）的输出频率小于规定值的情况下，将由第一磁通指令生成部（11a）生成的磁通指令输入到矢量控制部（3），在功率转换器（2）的输出频率大于等于规定值的情况下，将由第二磁通指令生成部（11b）生成的磁通指令输入到矢量控制部（3）。