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永磁同步电机无位置传感器宽速域控制策略研究

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永磁同步电机无位置传感器宽速域控制策略研究

作者：何文云中国矿业大学

学位级别：硕士

永磁同步电机因高功率密度、高效率、高可靠性及易于弱磁扩速等优势,已广泛应用于家电、工业、交通及航天等诸多传动领域。永磁同步电机的高性能控制基于精准的转子位置信息获取。传统机械式位置传感器因传输信号易受干扰、安装维护困... 详细信息

永磁同步电机因高功率密度、高效率、高可靠性及易于弱磁扩速等优势,已广泛应用于家电、工业、交通及航天等诸多传动领域。永磁同步电机的高性能控制基于精准的转子位置信息获取。传统机械式位置传感器因传输信号易受干扰、安装维护困难、环境适应性差,增加系统体积和成本等不足,限制了其在某些场合的应用。基于此,无位置传感器控制技术得以提出,并发展为电气传动领域的一大研究热点。本文以实现宽速域、易于工业应用的永磁同步电机无位置控制为研究目标,结合了信号注入、自抗扰控制、滑模控制及参数辨识等强鲁棒性控制理论,论文的主要研究工作包括:通过对永磁同步电机数学模型的推导、功率变换器PWM控制及电机全速域最优运行轨迹的分析,建立起永磁同步电机矢量控制系统构架。在此构架上,调节器采用PI控制器与线性自抗扰控制器(LADRC)的系统性比较表明:得益于扩张状态观测器对扰动的实时估计与补偿,基于LADRC的系统内外环不存在超调、对参数变化不敏感、无需积分过程、动态性能更为优越,参数更易整定,但动态响应略慢。针对等开关频率方波脉振注入法,系统地比较了无滤波器法、低通滤波器(LPF)和双延时法在提取基波和高频响应电流时的暂稳态性能差异。结果表明:提取控制电流时,LPF法转矩脉动稍大,但在可接受范围内;考虑时延时,无滤波器法对于小惯量电机延时更小,而在大惯量电机或重载运行场合延时更大。提取高频响应电流时,无滤波器法与双延时法具有相同的提取精度,但双延时法对谐波具有更强的衰减作用,转速滤波器的延时更小,系统动态性能更好。为对比用,对正弦波脉振注入法进行了简述与仿真。此外,基于锁相环的稳定性分析,导出了一套基于“带宽”概念的参数选取原则。针对一阶滑模观测器在静止αβ和估计γδ系下实现无速度策略,提出了一套更优的滑模增益和边界层选取方法;并就两轴系的性能差异,进行了系统性比较分析。结果表明:αβ系下,补偿环节对相移的不完全补偿,使得位置误差随转速降低而增大,中低速带载能力有所限制;γδ系下,由于滑模观测量中含有转速误差项,且转速较低时观测量较大地偏离真实值,系统速域相比αβ系下较窄,但恒位置误差使之具有较强的带载能力。针对αβ系下零理论误差未得到充分发挥的问题,采用参数自适应二阶超螺旋滑模观测器,通过较大的误差积分连续化“开关”型控制量,有效地削弱系统颤振,剔除了低通滤波器和补偿环节,进而使αβ系估计算法的带载能力及速域范围得到提升。此外,针对滑模观测器固有颤振的问题,采用了基于LADRC的无位置控制策略。在分析电机参数变化对位置误差影响的基础上,提出带遗忘因子的递推最小二乘法离线辨识电阻和交轴电感的策略,有效减小了位置估计误差。基于虚拟dq轴电流幅值实现了转子初始位置检测,该方法信噪比高、无需电流调节与磁极判断,且定位误差可控。位置误差标幺的速度加权切换算法实现了零低速域与中高速域的平滑切换。针对零速向模型法可估转速的切换过程,提出了带转速稳定环的转速开环电流调节过渡策略,转速稳定环的引入加速了电机自然稳定过程,使得切换过程更为平稳可靠。搭建和完善了永磁同步电机对拖实验平台,实验验证了本文所提算法的可行性及理论分析的正确性。

关键词：永磁同步电机宽速域无位置传感器信号注入自抗扰控制器滑模观测器

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昆钢总厂片节水问题初探

昆钢科技 1991年第2期 44-45页

作者：何文云

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全南县有机韭菜越冬防霜冻双膜栽培技术

长江蔬菜 2021年第23期 33-34页

作者：何文云赣州市全南县农业农村局江西赣州市341800

全南县是国家重点生态功能区域县,生态环境优越、群山环绕,森林覆盖率83.35%,空气与水质优良、工业污染少,具有发展有机蔬菜的独特自然资源。韭菜因具有独特的辛香味而备受食客青睐,元旦、春节期间韭菜市场需求量大、价格较高,经济效益... 详细信息

全南县是国家重点生态功能区域县,生态环境优越、群山环绕,森林覆盖率83.35%,空气与水质优良、工业污染少,具有发展有机蔬菜的独特自然资源。韭菜因具有独特的辛香味而备受食客青睐,元旦、春节期间韭菜市场需求量大、价格较高,经济效益也十分显著。从种植模式、设施基本结构、扣棚及管理、收割等方面介绍了全南县有机韭菜越冬防霜冻双膜栽培技术,供种植户参考。

关键词：有机蔬菜双膜栽培技术有机韭菜国家重点生态功能区防霜冻扣棚种植模式工业污染

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“双减”背景下初中英语课程提质增效的教学设计

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校园英语 2022年第50期 157-159页

作者：何文云福建省福清市龙田初级中学

“双减”政策在降低学生学习负担的同时强调学习效率的提升、强调教学质量的提升。初中英语课程落实“双减”政策要求应坚持提质增效的发展理念，通过做好预习工作、做好互动工作、做好层次工作、做好作业工作和做好课后服务工作的方式... 详细信息

“双减”政策在降低学生学习负担的同时强调学习效率的提升、强调教学质量的提升。初中英语课程落实“双减”政策要求应坚持提质增效的发展理念，通过做好预习工作、做好互动工作、做好层次工作、做好作业工作和做好课后服务工作的方式让学生积极参与到英语课堂学习当中，并与教师在落实“双减”政策要求以及教学设计等方面达成一致性意见，从而提升初中生的英语学习效率。

关键词： “双减”政策初中英语课堂教学提质增效

DTOGI-FLLAFO实现PMSM无传感器控制

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电力电子技术 2019年第12期53卷 98-101,105页

作者：张鑫何文云张传金江苏联合职业技术学院南京工程分院中国矿业大学电气与动力工程学院江苏建筑职业技术学院

无位置控制技术能提高永磁同步电机(PMSM)驱动系统可靠性、环境适应性,且降低系统成本。针对目前以反电动势为估计对象的模型法存在的低速极限高、颤振及参数敏感等问题,提出双三阶广义积分-锁频环有效磁链观测器(DTOGI-FLLAFO)。该观... 详细信息

无位置控制技术能提高永磁同步电机(PMSM)驱动系统可靠性、环境适应性,且降低系统成本。针对目前以反电动势为估计对象的模型法存在的低速极限高、颤振及参数敏感等问题,提出双三阶广义积分-锁频环有效磁链观测器(DTOGI-FLLAFO)。该观测器综合利用三阶广义积分器(TOGI)优异的直流偏置和谐波抑制能力,及单锁频环(FLL)结构削除2倍频分量的优势,精确地估计出转子有效磁链;标幺化的有效磁链通过锁相环(PLL)即得到用于系统控制的转速和位置估计量。此外,标幺化的有效磁链对电机参数变化不敏感。仿真和实验结果表明,所提策略具有宽速域、参数变化不敏感、参数易于整定,且算法简单易实现等优点。

关键词：永磁同步电机观测器无传感器控制

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基于自抗扰的内置式永磁同步电机矢量控制

电气传动 2019年第5期49卷 7-12页

作者：何文云周肖飞李晓辉谭国俊中国矿业大学电气与动力工程学院江苏徐州221008

内置式永磁同步电机广泛采用基于比例积分控制器的矢量控制策略。高速或重载时,该方法解耦不充分,使系统动态性能变差;比例积分控制器的采用,又使系统存在超调及参数适用范围窄的问题。针对这些问题,基于自抗扰技术,重新设计了电流和转... 详细信息

内置式永磁同步电机广泛采用基于比例积分控制器的矢量控制策略。高速或重载时,该方法解耦不充分,使系统动态性能变差;比例积分控制器的采用,又使系统存在超调及参数适用范围窄的问题。针对这些问题,基于自抗扰技术,重新设计了电流和转速调节器,并对两种控制策略的性能进行了全面比较。仿真结果表明,所提控制策略具有更好的动态性能,对电机参数变化不敏感,参数易调节且适用范围更广。

关键词：内置式永磁同步电机矢量控制比例积分控制器自抗扰控制器

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