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基于虚拟方波注入的五相PMSM开路故障下直接转矩控制

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电工技术学报 2024年

作者：周华伟周振伍朱流川江苏大学电气信息工程学院

在传统直接转矩控制(direct torque control，DTC)中，参考磁链往往是一个固定值，这将导致五相永磁同步电机(permanent-magnet synchronous motor，PMSM)在正常及容错情况下运行时效率不高。为解决该问题，本文提出了一种基于虚拟方波... 详细信息

在传统直接转矩控制(direct torque control，DTC)中，参考磁链往往是一个固定值，这将导致五相永磁同步电机(permanent-magnet synchronous motor，PMSM)在正常及容错情况下运行时效率不高。为解决该问题，本文提出了一种基于虚拟方波注入的DTC (DTC based on virtual square wave injection，VSWI-DTC)策略。首先，建立五相PMSM在正常和开路故障情况下的数学模型，在同步旋转坐标系中推导出恒定转矩下电流幅值与定子磁链幅值的关系。其次，设计最优定子磁链探测器。通过向定子磁链幅值中注入虚拟方波信号，根据电流幅值的变化情况补偿定子磁链幅值，在线探寻最优定子磁链幅值。最后，与无差拍DTC相结合，实现电机高效率DTC运行。实验结果表明，所提出的策略不但能保持DTC良好的动态性能且抑制开路故障引起的转矩脉动，而且提高了电机在正常和开路故障情况下的效率。

关键词：直接转矩控制五相永磁同步电机单相开路故障最优定子磁链虚拟方波注入

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开关磁阻电机自抗扰无磁链直接转矩控制

探测与控制学报 2024年第2期46卷 138-148页

作者：黄朝志曹晓刚孙燕文陈洲江西理工大学电气工程与自动化学院江西赣州341000

针对传统直接转矩控制策略转矩脉动抑制性能弱、调速平稳性差和调速范围窄问题,提出一种基于自抗扰的开关磁阻电机无磁链直接转矩控制。分析传统直接控制转矩策略转矩脉动较大的原因,在此基础上设计了一种无磁链闭环控制方法并且重构了... 详细信息

针对传统直接转矩控制策略转矩脉动抑制性能弱、调速平稳性差和调速范围窄问题,提出一种基于自抗扰的开关磁阻电机无磁链直接转矩控制。分析传统直接控制转矩策略转矩脉动较大的原因,在此基础上设计了一种无磁链闭环控制方法并且重构了更适应电机运行特性的电压矢量;针对传统自抗扰参数过多难以整定问题,采用线性自抗扰控制器将其代替,提高了控制器的速度、抗扰动能力和鲁棒性。仿真验证结果表明,在不同转速、负载工况下,不仅动态响应性能提升,而且电机转矩脉动得到进一步抑制,电流峰值降低,进而提高了转矩电流比。

关键词：开关磁阻电机直接转矩控制自抗扰控制无磁链转矩脉动

改进STSMO的PMSM无传感器直接转矩控制系统

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哈尔滨理工大学学报 2024年第2期29卷 69-76页

作者：吕德刚纪堂龙姜国威哈尔滨理工大学电大型电机电气与传热技术国家地方联合工程研究中心

为提高滑模观测器转子位置观测精度，抑制抖振频发，提出了一种基于超螺旋滑模观测器(STSMO)的双重滤波直接转矩(DTC)控制方法。传统滑模观测器为了提取连续的扩展反电动势估计值，通常需要外加一个低通滤波器滤除高频信号，采用STSMO... 详细信息

为提高滑模观测器转子位置观测精度，抑制抖振频发，提出了一种基于超螺旋滑模观测器(STSMO)的双重滤波直接转矩(DTC)控制方法。传统滑模观测器为了提取连续的扩展反电动势估计值，通常需要外加一个低通滤波器滤除高频信号，采用STSMO来提取反电动势，在低通滤波器前提下增加了卡尔曼滤波器，形成双重滤波结构，进一步滤除噪声和干扰信号，减小估算反电动势中的纹波，同时用饱和函数替代原有的符号函数以减小抖振。实验和仿真结果证明，改进STSMO控制系统能有效抑制系统抖振，具有更好的控制精度和稳态品质。

关键词：直接转矩控制超螺旋算法滑模观测器卡尔曼滤波器

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永磁同步电机的自适应Super-Twisting滑模直接转矩控制

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组合机床与自动化加工技术 2024年第7期 89-92+97页

作者：李运德刘政桂林航天工业学院电子信息与自动化学院

针对永磁同步电动机直接转矩控制存在超调和转矩脉动大的问题，提出一种自适应的Super-Twisting滑模控制策略。首先，采用Super-Twisting滑模控制代替传统的滞环比较控制方式，来设计磁链控制器和转矩控制器；其次，在Super-Twisting滑... 详细信息

针对永磁同步电动机直接转矩控制存在超调和转矩脉动大的问题，提出一种自适应的Super-Twisting滑模控制策略。首先，采用Super-Twisting滑模控制代替传统的滞环比较控制方式，来设计磁链控制器和转矩控制器；其次，在Super-Twisting滑模控制的基础上作出进一步改进，利用双曲正切函数取代符号函数，并在Super-Twisting滑模控制中的连续部分引入一个自适应因子，构成新的自适应Super-Twisting滑模控制策略；最后，使用MATLAB/Simulink软件搭建模型，对永磁同步电动机直接转矩控制系统进行仿真实验。结果表明，提出的改进Super-Twisting滑模控制器，在不同实验条件下的直接转矩控制系统中实现了无超调控制，转矩脉动值仅为0.2 N·m,减小了约39%。

关键词：永磁同步电动机滑模控制直接转矩控制控制器

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智能跑步机异步电机变频调速直接转矩控制

机械设计与制造 2024年第1期395卷 280-284页

作者：曾建航赵德成郑州工程技术学院信息工程学院河南郑州450044 上海应用技术大学轨道交通学院上海201400

因智能跑步机控制系统存在延时的问题,导致跑步机的运行损耗高、效率低。为此,提出智能跑步机异步电机变频调速直接转矩控制方法。分析异步电机的变频调速效果,构建跑步机控制约束,将模型预测直接转矩控制算法作为非线性内部控制器的控... 详细信息

因智能跑步机控制系统存在延时的问题,导致跑步机的运行损耗高、效率低。为此,提出智能跑步机异步电机变频调速直接转矩控制方法。分析异步电机的变频调速效果,构建跑步机控制约束,将模型预测直接转矩控制算法作为非线性内部控制器的控制算法,估计定子磁链后预测定子磁链和电磁转矩,建立合适的目标函数,并采用末端输出控制法获取定子磁链和电磁转矩参考值,对跑步机系统延时加以补偿,完成智能跑步机异步电机变频调速直接转矩控制。实验结果表明,所提方法控制下的智能跑步机振幅曲线波动最小,电磁转矩在(0.5~1.5)N·m之间,稳定后的运行损耗和运行效率控制在67 W和0.77%左右,可有效减小跑步机的电磁转矩脉动,降低运行损耗,提高运行效率,且具有良好的平稳性。

关键词：智能跑步机直接转矩控制定子磁链电磁转矩模型预测控制

基于模糊自适应PID的SRM直接转矩控制系统研究

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电工电气 2024年第6期 23-28页

作者：王雷高亨崔玉鑫王育安吴建昆河北科技大学电气工程学院河北石家庄050000

针对传统模糊控制器在控制过程中存在超调量大、控制精度不高以及静差等问题,提出了一种基于优化模糊自适应PID的开关磁阻电机控制方法。利用改进蝙蝠算法对模糊控制器进行优化,以外环模糊自适应PID控制器的输出变量为内环控制系统的参... 详细信息

针对传统模糊控制器在控制过程中存在超调量大、控制精度不高以及静差等问题,提出了一种基于优化模糊自适应PID的开关磁阻电机控制方法。利用改进蝙蝠算法对模糊控制器进行优化,以外环模糊自适应PID控制器的输出变量为内环控制系统的参考转矩,送入直接转矩控制系统。仿真结果表明,经过算法优化的模糊自适应PID控制器在动态性能和鲁棒性方面明显优于传统模糊PID控制器,成功克服了模糊控制中存在的稳态误差和抗干扰能力不足的问题,有效解决了系统上升时间和超调之间的矛盾,同时显著减少了电机转矩的脉动。

关键词：开关磁阻电机模糊自适应PID 改进蝙蝠算法直接转矩控制

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永磁同步电机直接转矩控制策略优化

农业装备与车辆工程 2024年第7期62卷 96-101页

作者：韩冬冬上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

针对传统直接转矩控制系统中的电磁转矩脉动问题,提出一种基于改进模型预测的永磁同步电机直接转矩控制策略。利用模型预测原理与直接转矩控制系统相结合的方法降低电机运行中的转矩脉动,设计了一种12扇区直接转矩控制方法优化模型预测... 详细信息

针对传统直接转矩控制系统中的电磁转矩脉动问题,提出一种基于改进模型预测的永磁同步电机直接转矩控制策略。利用模型预测原理与直接转矩控制系统相结合的方法降低电机运行中的转矩脉动,设计了一种12扇区直接转矩控制方法优化模型预测,引入三段滞环控制器降低转矩脉动,并给出一种较为理想的备选电压矢量集合。采用MATLAB/Simulink仿真,并与优化电压矢量选择表后的模型预测控制、传统模型预测直接转矩控制进行对比。结果表明,所提方法使永磁同步电机在运行过程中保持良好动态响应能力的同时,有效降低了系统转矩脉动,使系统更加平稳。

关键词：永磁同步电机直接转矩控制模型预测优化控制

基于SMO的SynRM无位置传感器直接转矩控制系统

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电子科技 2024年

作者：宗法鑫鲁文其鄢鹏飞鲁玉军浙江理工大学机械工程学院浙江禾川科技股份有限公司

直接转矩控制因具有控制结构简单、电机参数依赖性小以及鲁棒性好等优点成为同步磁阻电机(Synchronous Reluctance Motor，SynRM)的常用控制方法。传统直接转矩控制系统使用编码器来获得电机转速和转子位置信息，编码器安装在电机轴上... 详细信息

直接转矩控制因具有控制结构简单、电机参数依赖性小以及鲁棒性好等优点成为同步磁阻电机(Synchronous Reluctance Motor，SynRM)的常用控制方法。传统直接转矩控制系统使用编码器来获得电机转速和转子位置信息，编码器安装在电机轴上，既不利于电机的小型化，也使生产成本增加，降低了系统可靠性。文中提出了一种分段饱和函数代替传统的符号函数，同时提出一种自适应滑模增益设计来改进滑模观测器，并应用于SynRM无位置传感器直接转矩控制。引入CORDIC(Coordinate Rotation Digital Computer)算法对锁相环加以优化，从而实现对电机转速的估算。为验证所提理论的正确性和有效性，文中搭建了专用实验平台对其启动特性和抗负载扰动性能进行测试。实验结果表明，相比传统方法，无位置传感器控制方法能够快速准确地实现电机转速估算，使稳态误差控制在0.5%以内，有效降低了系统成本。

关键词：同步磁阻电机直接转矩控制无位置传感器滑模观测器锁相环分段饱和函数自适应滑模增益设计 CORDIC算法

开绕组BLDCM直接转矩控制电压矢量特性研究

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微特电机 2024年第4期52卷 8-15页

作者：华文韬杨建飞邱鑫陈秋仲刘业胡伦周锴刘畅陈洪生南京师范大学电气与自动化工程学院江苏省三维打印装备与制造重点实验室南京210023

基于直接转矩控制(DTC)的开绕组无刷直流电机(BLDCM)具有运行效率高、电压矢量多样、控制结构简单等优点,适用于工业领域。根据共直流母线开绕组BLDCM控制拓扑搭建了相应的数学模型,对该拓扑下电压矢量的特性进行理论分析及分类,并将电... 详细信息

基于直接转矩控制(DTC)的开绕组无刷直流电机(BLDCM)具有运行效率高、电压矢量多样、控制结构简单等优点,适用于工业领域。根据共直流母线开绕组BLDCM控制拓扑搭建了相应的数学模型,对该拓扑下电压矢量的特性进行理论分析及分类,并将电压幅值不为零的电压矢量分为大、中、小三类。分析结果表明:在相同的运行条件下,大矢量作用下转矩变化率最大,小矢量作用下转矩变化率最小,中矢量居于两者之间。仿真结果验证了理论分析的正确性和控制方法的可行性。

关键词：无刷直流电机开绕组直接转矩控制两相导通电压矢量