现代控制理论在电机控制中的应用

鲁棒控制主要是针对线性系统，对非线性系统的使用结果较少，另外其设计出来的结果比较保守，但作为一种处理对象具有不确定性尤其结构不确定性的方法，鲁棒控制在电机控制中呈现出良好的应用前景。20世纪70年代D.Izosimov首次将滑模变结构控制的思想引入到异步电机控制中，随后出现了大量的相关文献。

理论教育 2023-07-01

实验结果与对比分析

以电机从静止起动到1500r/min为例，图5-29给出了在电机定子和转子电阻比实际值都变大20%后的起动实验波形，SMC和FLC依然表现出优于PI的动态性能和稳态精度，证明了SMC和FLC对参数变化的鲁棒性，同时表明本节采用的基于转矩观测的滑模观测器对电机参数变化具有良好的鲁棒性。

理论教育 2023-07-01

三电平SHEPWM技术的应用与优势

SHEPWM属于优化PWM，又称开关点预置PWM。三电平SHEP-WM在实际应用中的一个主要难点是非线性方程组的求解，具体到高压大容量变频器的应用，所求出的解还必须满足最小脉宽等问题。图3-17 m=0.05时的三电平相电压波形1.1/4周期对称SHEPWM基本原理为了简化SHE非线性方程组的求解，通常假设输出波形具有1/4周期对称性，即关于π/2偶对称，关于π奇对称，如图3-18所示。各国学者对SHEPWM方程组初值的选择进行了大量研究，提出了各种各样的方法。

理论教育 2023-07-01

矢量控制的基本原理

高性能无速度传感器异步电机转子磁场定向矢量控制系统中，包括四个闭环，即励磁电流内环、磁链外环、转矩电流内环和速度外环，共有四个调节器。本章将滑模控制应用于矢量控制中的速度和磁链外环以及电流内环，提出并设计了一种全滑模无速度传感器矢量控制。另外，还将模糊控制应用到矢量控制中，提出了一种外环采用模糊控制内环采用PI加解耦的方法。

理论教育 2023-07-01

PI调节器参数的最终整定值与磁链闭环控制系统设计

根据I型系统工程设计准则，在没有特别性能要求情况下，取Kiτil=0.5 系统的动态性和稳定性为最佳匹配，调节器达到最佳整定。由式和式解得由此得出励磁电流内环和转矩电流内环PI调节器参数的最终整定值为2.磁链外环调节器整定由式和式，励磁电流环闭环传递函数为则磁链闭环控制系统如图5-7所示。其中，Kpc为磁链调节器比例增益，τc为磁链调节器积分时间常数。

理论教育 2023-07-01

基于离散空间矢量调制的三电平DTC在实际驱动电机平台上的性能实验结果及分析

在实际三电平逆变器驱动电机平台上实现了基于离散空间矢量调制的三电平DTC无速度传感器运行。图7-33 直接起动图7-35考察了DTC在突加突减负载的性能。另外，采用表7-3还有效地解决了7.4.4节中电机正反转的问题。图7-38和图7-39所示分别是电机在6r/min空载稳态运行和30r/min带额定负载稳态运行的实验结果，证明基于离散空间矢量调制的三电平DTC在低速时也有良好的性能。

理论教育 2023-07-01

三电平载波PWM技术原理和应用

载波PWM是通过比较载波和调制波，来得到相电压的开关脉冲信号，它也是最早提出来的PWM控制方式。实际中最常见的是调制波为正弦波的SPWM。图3-8 死区补偿前后电流波形对比载波PWM在两电平中已经得到了广泛深入的研究，当其应用到多电平中时形式更加多样，在载波和调制波上都可以做很多文章。图3-9给出了载波层叠的SPWM和双调制波的SPWM的输出比较。三电平载波PWM在解决中点平衡、最小脉宽等问题时主要是通过注入合适的零序分量。

理论教育 2023-07-01

电机静止下的参数辨识方法

在某些情况下由于电机和负载难以分离，空载实验无法进行，所以需要开发电机在静止条件下的参数辨识算法。图4-10 T-I型异步电机稳态等效电路在静止条件下测试电机参数是通过给电机施加两次不同定子频率的交流激励，然后由两次的阻抗得到电机参数，依然使B相和C相短接，基波电压和电流利用FFT得到。而电机在静止条件下的参数辨识方法，由于不需要电机旋转到同步转速，参数整定时间较短，尤为适用于一些电机无法和负载脱离的场合。

理论教育 2023-07-01

模糊控制调节器的优化与应用

图5-21 典型模糊控制框图一个模糊控制器的设计包括如下几部分主要内容：1）选择输入、输出变量。目前广泛应用的是二维模糊控制器，即输入为误差和误差的变化率，输出为控制量的变化。电流控制器可以采用和速度模糊控制器同样的结

理论教育 2023-07-01

DTC基本原理简介

通过选择合适的矢量，可以控制定子磁链沿着预定的轨迹变化，从而控制定子磁链。由于忽略了定子电压压降等因素，这只是比较粗略的分析，在低速时误差较大。异步电机的电磁转矩可以用定子磁链和转子磁链的叉积表示为式中 δsr——定转子磁链矢量的夹角。直接转矩控制就是检测磁链和转矩的变化，通过施加不同的定子电压矢量使定子磁链快速变化，进而改变定子磁链和转子磁链的夹角，从而达到控制转矩的目的。图7-20 基本DTC系统框图

理论教育 2023-07-01

异步电机控制：历史、技术、理论与应用

具体各章内容如下：第1章：异步电机控制概述，介绍了与交流传动相关的电力电子技术、微处理器/控制器和电机控制理论的历史、发展和趋势。第5章：异步电机矢量控制，作为本书第一种高性能闭环控制策略，也是实际中应用最为广泛的控制方法，深入介绍了矢量控制的基本原理、电压解耦控制、调节器整定等内容。

理论教育 2023-07-01

两相静止坐标系下的电机模型优化

变换矩阵C3s/2sC2r/2s展开为[3]图2-5 异步电动机在两相静止坐标系下的物理模型由此可以得到变换后的异步电机数学模型，描述如下。将磁链方程式代入式中，得到α-β坐标系下的电压—电流方程为3.转矩和运动方程由三相静止坐标系下的转矩方程式，通过CLARKE逆变换，经过替换和化简运算，可得到两相静止坐标系下的转矩方程为运动方程与坐标变换无关，仍为式（2-4）。

理论教育 2023-07-01

状态方程的描述及应用

为了便于用现代控制理论分析电机，通常要把电机数学模型用状态方程来表示。异步电动机具有4阶电压方程和1阶运动方程，因此其状态方程是5阶的。本节总结推导了三种组合形式状态变量在任意转速坐标系下的电机状态方程。

理论教育 2023-07-01

微处理器技术在数字控制中的应用与发展

随着电力电子技术的发展和超大规模集成电路制造技术的提高，以微处理器为核心的数字控制已经成为现代交流调速控制的主要形式。尤其20世纪70年代以来，高速发展的大规模集成电路和微处理器为实现复杂的异步电机控制策略提供了重要的技术条件和物质保障，并使得数字控制成为异步电机控制的主要发展方向。本书大部分实验结果均采用TMS320F/C2812芯片作为控制器运算核心。

理论教育 2023-07-01

异步电机高效变频技术研发

基于异步电动机的矢量控制、直接转矩控制等高性能变频控制技术在洗衣机领域未得到充分应用，大部分变频洗衣机一般采用恒压频比和带速度闭环的转差频率标量控制。变频异步电机要想在未来变频洗衣机中占主导地位，提高变频洗衣机市场占有率，推动洗衣机产业变频化，必须进行异步电机矢量控制算法结构优化，增加效率优化算法，降低硬件控制电路成本，开发出具有高性价比的变频洗衣机软硬件控制系统。

理论教育 2023-07-01

定子磁链增量计算原理及应用

在知道磁链幅值和相位增量后，定子磁链增量计算公式为图7-53 定子磁链增量由式（7-1）可得期望的下一时刻的电压矢量为us（k+1）=Rsis+Δψs/Ts 另外，相位矢量增量由两部分组成：磁链旋转引起的静态部分Δθs和转矩变化引起的动态部分Δθd。Δθs计算公式为Δθs=Ts 式中在无速度传感器运行下，速度、转矩和磁链都通过基于转矩观测的龙贝格观测器估计得到。

理论教育 2023-07-01