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不平衡输入三相-单相矩阵变换器电流解耦控制策略

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工程科学学报 2017年第6期39卷 945-952页

作者：许宇翔葛红娟国海张应龙南京航空航天大学自动化学院南京210016 湖州师范学院工学院湖州313000

分析了三相-单相矩阵变换器(3-1MC)输入侧低次谐波的产生原因,推导了功率补偿拓扑结构下的输出侧与补偿侧调制函数约束关系式.研究输入电压不平衡下,含电容补偿单元的3-1MC单网侧电流反馈控制策略无法对输入两相旋转坐标轴(dq轴)下的直... 详细信息

分析了三相-单相矩阵变换器(3-1MC)输入侧低次谐波的产生原因,推导了功率补偿拓扑结构下的输出侧与补偿侧调制函数约束关系式.研究输入电压不平衡下,含电容补偿单元的3-1MC单网侧电流反馈控制策略无法对输入两相旋转坐标轴(dq轴)下的直轴与交轴电流分量实现无静差控制,提出了在功率补偿下对输入三相电流作正序、负序dq轴分解,分别独立对输入双dq轴下正序、负序电流作解耦内环,输出侧与补偿侧电压加权合成为外环的双闭环控制.实验与仿真结果均表明该策略不仅使3-1MC具有功率补偿功能,而且有效抑制了电压不平衡引起的输入电流与输出电压所含低次谐波,提高了3-1MC在单相用电场合的实用性.

关键词：三相-单相矩阵变换器电流解耦不平衡正序负序加权合成

混合动力汽车凸极式永磁同步电机电流解耦控制

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吉林大学学报（工学版） 2017年第3期47卷 693-700页

作者：王伟华穆嘉毅符容范永凯王文楷吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室，长春 130022

针对电机旋转坐标系下直轴与交轴电流耦合的问题,采用对角矩阵解耦控制方法,通过在电机的电流环中增加一个解耦器矩阵,将励磁电流id与转矩电流iq解耦成互不干扰的量,保证电机输出转矩的精准性。仿真试验结果表明:与前馈解耦控制方法、... 详细信息

针对电机旋转坐标系下直轴与交轴电流耦合的问题,采用对角矩阵解耦控制方法,通过在电机的电流环中增加一个解耦器矩阵,将励磁电流id与转矩电流iq解耦成互不干扰的量,保证电机输出转矩的精准性。仿真试验结果表明:与前馈解耦控制方法、反馈解耦控制方法相比,该方法在电机转速较高或电机参数发生变化时,鲁棒性更好,解耦效果显著。

关键词：车辆工程混合动力汽车凸极式永磁同步电机电流解耦对角矩阵解耦控制

基于电感辨识的电流解耦算法在内置式永磁同步电机弱磁控制中的应用

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电工技术学报 2017年第16期32卷 98-105页

作者：刘栋良任劲松林伟杰徐正华杭州电子科技大学自动化学院杭州310018 卧龙电气集团股份有限公司上虞312300

电流耦合效应在内置式永磁同步电机的弱磁高速运行中尤为突出,造成了较大的电流跟踪误差,导致转矩输出性能变坏。提出基于电感辨识的电流解耦算法,采用带遗忘因子的递推最小二乘法对电感参数进行在线辨识,并将辨识的结果应用到基于电压... 详细信息

电流耦合效应在内置式永磁同步电机的弱磁高速运行中尤为突出,造成了较大的电流跟踪误差,导致转矩输出性能变坏。提出基于电感辨识的电流解耦算法,采用带遗忘因子的递推最小二乘法对电感参数进行在线辨识,并将辨识的结果应用到基于电压前馈补偿的电流解耦算法中,既实现了电流的完全解耦,也提高了系统对电感参数变化的鲁棒性。仿真和实验结果表明,所提算法在弱磁区能够获得较好的电流控制效果,使实际电流能快速准确地跟踪给定电流,提高了转矩输出能力,增强了系统的动态性能。

关键词：内置式永磁同步电机弱磁电流跟踪误差电感辨识电流解耦

基于电流解耦的表贴式永磁同步电机无源控制研究

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工程设计学报 2022年第6期29卷 731-738页

作者：樊峰宇周兆忠赵颖汪骏衢州学院机械工程学院浙江衢州324000

为了提高表贴式永磁同步电机的电流环频率响应能力和转速响应性能,针对其无源控制器设计过程中因d轴、q轴电流存在耦合而造成期望互联矩阵未知参数过多的问题,结合电压前馈解耦控制,提出了一种基于电流解耦的无源控制器新型设计方法。首... 详细信息

为了提高表贴式永磁同步电机的电流环频率响应能力和转速响应性能,针对其无源控制器设计过程中因d轴、q轴电流存在耦合而造成期望互联矩阵未知参数过多的问题,结合电压前馈解耦控制,提出了一种基于电流解耦的无源控制器新型设计方法。首先,根据能量平衡原理和电压前馈解耦控制,构建基于电流解耦的表贴式永磁同步电机端口受控耗散哈密顿系统(port control Hamilton system with dissipation, PCHD)模型。然后,通过互联和阻尼配置的无源控制(interconnection and damping assignment passivity-based control, IDA-PBC)方法,完成表贴式永磁同步电机无源控制器的设计,并在设计过程中引入了电压前馈解耦控制,消除了d轴、q轴电流的耦合关系,使期望互联矩阵的未知参数由3个减少为1个。最后,搭建表贴式永磁同步电机测试平台进行实验验证。实验结果表明,当表贴式永磁同步电机的电流环采用基于电流解耦的无源控制器时,q轴电流响应频率由小于250 Hz增大为大于333 Hz;额定转速下的转速响应时间由0.16 s减小为0.11 s,超调量由2.0%减小为0.6%,稳态误差由5.98 r/min减小为1.15 r/min。研究结果可为永磁同步电机的无源控制器设计提供新思路。

关键词：无源控制电流解耦永磁同步电机电压前馈解耦端口受控耗散哈密顿系统(PCHD) 互联和阻尼配置(IDA)

单相PWM整流器电流解耦双闭环控制方法研究

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电源技术 2015年第11期39卷 2524-2526,2551页

作者：张志文彭立英孙树波张蕊湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082 特变电工衡阳变压器有限公司湖南衡阳421007

针对单相两电平PWM整流器,在分析其工作原理的基础上,通过坐标变换建立了旋转坐标系下的数学模型,提出了一种基于电流解耦的双闭环控制策略,并在Matlab/Simulink软件平台上搭建了系统的仿真模型。仿真结果表明:在不同的运行条件下,单相... 详细信息

针对单相两电平PWM整流器,在分析其工作原理的基础上,通过坐标变换建立了旋转坐标系下的数学模型,提出了一种基于电流解耦的双闭环控制策略,并在Matlab/Simulink软件平台上搭建了系统的仿真模型。仿真结果表明:在不同的运行条件下,单相PWM整流器能够实现直流母线电压恒定和近似单位功率因数运行,且具有良好的静态特性和动态响应性能,从而验证了该控制方法的正确性与可行性。

关键词： PWM整流器电流解耦双闭环控制坐标变换

PWM整流器瞬时功率PI控制与电流解耦控制

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广西大学学报（自然科学版） 2011年第6期36卷 1023-1029页

作者：陈国璋卢泉卢子广广西大学电气工程学院广西南宁530004

为控制直流侧电压恒定,保证整流器单位功率因数运行,从能量守恒的角度,根据Lyapunov稳定性理论,提出一种新的瞬时功率控制策略,该控制策略包含一个PI控制器和负载电流前馈补偿,给出了瞬时功率控制应用PI控制器的理论依据,同时提出一种... 详细信息

为控制直流侧电压恒定,保证整流器单位功率因数运行,从能量守恒的角度,根据Lyapunov稳定性理论,提出一种新的瞬时功率控制策略,该控制策略包含一个PI控制器和负载电流前馈补偿,给出了瞬时功率控制应用PI控制器的理论依据,同时提出一种规范化极点配置电流解耦方案,解耦方法简单易行,实现d-q轴电流解耦。仿真结果验证了该方法的正确性和有效性。

关键词： PWM整流器瞬时功率控制 Lyapunov理论电流解耦

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EPS感应助力电机电流解耦方法研究

EPS感应助力电机电流解耦方法研究

作者：鲍明凯吉林大学

学位级别：硕士

相比于机械液压助力转向系统，电动助力转向系统（EPS）具有改善车辆操纵性能、效率高、占用空间小、安装方便、对环境污染少等优点。助力电机是EPS系统中的关键部件，其控制性能的好坏直接影响驾驶员的驾驶感受。交流感应电机因其结构... 详细信息

相比于机械液压助力转向系统，电动助力转向系统（EPS）具有改善车辆操纵性能、效率高、占用空间小、安装方便、对环境污染少等优点。助力电机是EPS系统中的关键部件，其控制性能的好坏直接影响驾驶员的驾驶感受。交流感应电机因其结构简单，可靠性高的特点在EPS系统中得到越来越多的应用。在转子磁场定向矢量控制下，EPS感应助力电机控制希望电机电磁力矩与T轴（力矩）电流始终成线性关系，这要求电机控制中有高精度的磁链位置观测。在电流-转速磁链观测模型下，感应电机磁链位置观测精度主要受转子电阻和转子电感数值精度的影响，而它们会随着电机运行工况不同而发生变化。 EPS助力电机工作环境比较恶劣，工作环境及工况变化对电机参数变化的影响较大。通过对实验数据分析发现，目标电机转子电感随电机电流、转速和温度变化不大，因此将工作重点放在了在线观测转子电阻上。使用无功功率测量值与计算值的差作为反馈量，设计了基于MRAS的转子电阻辨识系统，利用Popov超稳定理论对辨识系统的稳定性做了分析，后进行辨识系统对电机参数的敏感性分析，最后通过仿真验证了该方法的可行性。但是在实验时却存在无功功率偏差为零时转子电阻不能收敛到真值的情况。经大量实验与分析发现，由于感应电机转子和定子电压方程中存在感性的未建模动态，导致无功功率的估计值与真实值不相等，误差部分由转子电阻补偿而导致辨识结果的失准。为此设计了基于查表的无功功率补偿方案，无功功率偏差与电机转速、电机电流和工作温度有关。在不同温度环境下做出无功功率对电机转速和电机电流的补偿表格，在线应用时，根据工作工况在无功功率估计值中加入补偿值。在EPS实际工作中，电机的工作温度信息无法获取，因此无功功率对于温度的补偿无法实现。最后，基于无功功率误差补偿，本文提出一种结合MRAS和查表的转子电阻在线辨识方法。即从环境温度开始，每次辨识递进一定的温度值，得到每个温度下的MARS辨识值与离线查表值的差值，所有辨识完成后上述差值最小的温度值即为当前温度，进而得到当前温度下的转子电阻值。通过实验验证，这种方法对于感应电机电流解耦具有一定的改善作用。

关键词： EPS 电流解耦温度在线辨识

基于电流解耦下垂法的中频逆变器并联控制系统研究

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西安理工大学学报 2013年第3期29卷 347-351页

作者：张培峰李敏远西安理工大学自动化与信息工程学院陕西西安710048

逆变器的无互联线并联控制系统中传统的下垂法存在功率均分程度和电压幅值控制精度之间相互制约的矛盾,响应速度也较慢。对于400 Hz中频逆变器,低调制比更增加了相位控制的难度。为了解决上述问题,本研究提出了一种改进的下垂控制法。... 详细信息

逆变器的无互联线并联控制系统中传统的下垂法存在功率均分程度和电压幅值控制精度之间相互制约的矛盾,响应速度也较慢。对于400 Hz中频逆变器,低调制比更增加了相位控制的难度。为了解决上述问题,本研究提出了一种改进的下垂控制法。该方法在电流解耦的基础上加入了滞后补偿环节,弥补了由于数字控制引起的滞后,用解耦之后的有功电流和无功电流对相位和幅值进行下垂控制,提高了幅值的控制精度和响应速度。新型并联控制系统的实验结果验证了控制策略的可行性。

关键词：中频逆变器电流解耦无线并联下垂法

基于PI观测器的永磁同步电机自抗扰电流解耦控制

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电机与控制应用 2020年第11期47卷 40-46页

作者：胡顺沈跃刘国海江苏大学电气信息工程学院江苏镇江212013

为了提高永磁同步电机(PMSM)电流环的电流解耦效果,提出一种基于PI观测器(PIO)的自抗扰电流解耦方法。该方法将PIO和扩张状态观测器相结合,实时准确地估计系统中的扰动,并将观测出的扰动量作为补偿值反馈到输入端,从而实现d、q轴间电流... 详细信息

为了提高永磁同步电机(PMSM)电流环的电流解耦效果,提出一种基于PI观测器(PIO)的自抗扰电流解耦方法。该方法将PIO和扩张状态观测器相结合,实时准确地估计系统中的扰动,并将观测出的扰动量作为补偿值反馈到输入端,从而实现d、q轴间电流解耦、抑制扰动。对改进前后自抗扰控制器(ADRC)的扰动跟踪性能,闭环控制系统的抗扰性及稳定性做了理论分析。仿真和试验结果表明,引入PIO后,ADRC的扰动观测能力和电流解耦效果得到了提高,验证了所提方法的可行性和有效性。

关键词：永磁同步电机电流解耦自抗扰控制 PI观测器