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电机与控制学报 2007年第06期杂志 文档列表

永磁同步电动机转速的变参数EKF估算方法559-563

摘要：针对扩展卡尔曼滤波器（EKF）估算永磁同步电动机（PMSM）转速时,协方差矩阵选用一组固定的随机参数难以兼顾动态和稳态性能,结合最优状态估计原理,提出了一种变参数EKF的估算方法。在动态和稳态过程中分别采用不同的矩阵参数,给出了变参数的判据,并推导了标幺制下的EKF估算模型。仿真和实验结果证明,该方法保证了EKF良好的估算性能,能够同时满足系统动态过程和稳态运行时的应用要求。

双UKF算法及其在感应电机矢量控制中的应用564-567

摘要：在无轨迹卡尔曼滤波器（UKF）算法的基础上,建立应用于感应电机矢量控制系统的双UKF算法,实现电机状态和参数的同时观测。电机模型选择以定、转子磁链为状态变量的降阶方程,从而有效避免了数值计算的不稳定性。利用Simulink建立感应电机矢量控制系统,通过仿真比较了双UKF与扩展卡尔曼滤波器（EKF）两种算法的性能。实验结果表明,双UKF算法能有效提高状态估计和参数辨识的精度和收敛速度。

Boost矩阵变换器的离散滑模控制策略568-572

摘要：针对目前矩阵变换器存在电压传输比低的缺陷,在对拓扑结构的基本构成及其工作原理分析基础上,提出一种新型的称为Boost矩阵变换器的电路拓扑结构。推导了其电压传输比与占空比之间函数关系的解析表达式,阐述了所采用的离散滑模控制策略的设计方法,并通过仿真对其有效性和可行性进行了验证。结果表明,该拓扑结构能实现输出电压和频率在一定范围内的任意调节,其电压传输比既可大于1,也可小于1,且直接输出高品质的正弦波而无需滤波环节,从而有效解决了传统矩阵变换器电压传输比低的难题。

无轴承异步电机解耦控制策略573-577

摘要：针对2极转矩绕组和4极悬浮绕组构成的无轴承异步电机悬浮力耦合问题,利用悬浮绕组数学模型及其等效电路图,分析了转子感应电流对悬浮力控制的影响。在考虑悬浮绕组转子感应电流导致悬浮力耦合的基础上,研究了逆系统的悬浮解耦控制策略,构造了以悬浮绕组励磁电流为位移控制量的悬浮力控制模型。仿真及实验结果表明,该模型能实现悬浮力完全解耦,其控制器可以独立控制相对应的悬浮力,为无轴承全速范围悬浮控制提供借鉴。

逆变器供电的感应电机驱动系统故障仿真研究578-583

摘要：研究了一种基于开关函数概念的逆变器仿真模型,在MATLAB/SIMULINK环境下,利用工具箱内部的基本模块建立了逆变器开关元件短路、开路及同桥臂两开关元件同时开路状态下的仿真模块。利用电动机的数学模型,编制了电动机s函数。针对不同故障模式,只需改变开关函数模块即可方便实现逆变器电机驱动系统的不同状态仿真。研究了不同故障模式下的电机相电流和转矩波形,仿真结果表明电机相电流可以作为故障特征实现逆变器故障检测与诊断。

能量变换器内部单相接地故障建模与分析584-588

摘要：为了研究能量变换器（Powerformer）定子绕组内部短路故障,以直接相量法为基础建立了能量变换器定子绕组内部单相接地故障分析的数学模型,并给出了基于Matlab/Simulink的仿真模型。该模型不仅可以对能量变换器中性点经高阻接地和经消弧线圈接地情况进行仿真,还能对沿绕组内部不同位置处发生的故障进行仿真。对一台130kW/5kV的能量变换器仿真结果表明,中性点经消弧线圈接地的接地电流很容易达到安全电流以下;而且与同容量的常规发电机相比,能量变换器的故障电流远小于常规发电机。

一种模拟实测过程的齿槽转矩数值计算方法589-593

摘要：为了精确计算与有效削弱齿槽转矩,采用数值仿真技术,提出通过模拟齿槽转矩的标准测量过程来计算永磁电机齿槽转矩的方法,其模型考虑了齿槽效应、铁心饱和以及运动、时变电磁场的影响。计算结果和实验结果吻合,表明该方法是正确、有效的。利用该方法对具有不同极槽数配合的9台永磁直流电动机进行了齿槽转矩的有限元计算,并验证了使极数和槽数的最小公倍数达到最大的极槽配合方案可有效削弱齿槽转矩。

转子槽形及材料对复合笼条转子感应电动机运行性能的影响594-599

摘要：针对实心转子感应电动机运行性能相对较差这一问题,提出了在转子槽上下层采用两种不同材料的复合笼条转子感应电动机设计方法,其中上层采用导电导磁的合金材料。基于二维正弦时变场计算电机的运行性能,通过改变转子笼条形状和材料的特性,研究使用导电导磁材料和导电不导磁材料对转子槽和齿部磁场的分布及电机性能的影响,并对不同负载运行情况进行了计算。根据计算结果与实测结果的对比分析后表明,转子槽形及材料特性对电机磁场分布和运行性能有一定的影响,为电机优化设计提供参考依据。

多相高压无刷直流电动机调速系统研究600-603

摘要：针对十二相永磁无刷电动机构建了基于三电平逆变器的调速系统。系统采用转速电流双闭环控制,设计了基于CAN（controller area network）总线技术的主从控制系统,实现四个逆变单元的协调控制,从而保证系统的稳定运行。提出了基于三电平逆变器供电的无刷直流电动机PWM（pulse width modulation）调制算法,该算法不仅较好的实现了电机的控制性能,同时还解决了三电平逆变器电容电压中点平衡问题。

灰色预测法PMSM无传感器控制系统604-608

摘要：为了满足永磁电机无位置传感器运行对转子位置和速度估算的需要,在分析永磁同步电机（PMSM）数学模型的基础上,提出基于灰色理论的估算新方法,建立了永磁同步电机无位置传感器矢量控制系统,并在DSP芯片TMS320LF2407A上得到实现。实验结果表明,所提出的控制方法很好地解决了控制过程中转子速度、位置的估计问题,提高了系统的参数鲁棒性,具有很好的静态和动态性能。

MC-PMSM矢量控制系统调制策略比较609-614

摘要：针对电压调制方式和电流滞环控制方法运用于矩阵变换器-永磁同步电机（MC-PMSM）矢量控制系统时存在的缺点,提出了一种适用于MC-PMSM矢量控制系统的改进电流滞环控制方法,即电流双滞环控制法。仿真和系统样机实验结果证明了改进电流控制方法的可行性。当该方法用于MC-PMSM矢量控制系统时,系统的输入电流和电机电流均具有较高的正弦度,总谐波成分少。

磁通观测改进的无速度传感器DTC系统615-619

摘要：针对定子电阻摄动与积分漂移对直接转矩控制（DTC）性能的影响,在分析直接转矩控制特点的基础上,推导了以电机有功功率为基础的定子电阻辨识算法与以反电动势为基础的定子磁链辨识算法,并将坐标系定向于定子电流矢量上推导出转速估计算法。以此建立的直接转矩控制系统,定子电阻辨识算法不依赖电机其他易变参数,转速估计中未使用转子电阻或转子时间常数;通过4kW感应电机无速度传感器DTC系统仿真试验表明,积分漂移得到有效抑制,估计速度与实际速度良好吻合,系统具有较好调速性能。

MRAS感应电机定子电阻的在线辨识620-624

摘要：针对感应电机定子电阻值受外界因素干扰而影响其矢量控制系统稳定性和控制精确度问题,提出了基于人工神经网络的定子电阻在线辨识方法。为了辨识定子电阻,将人工神经网络模型的定子电流估算值与实际测量电流值的误差反馈以调整神经网络的权值。借助MATLAB/SIMULINK搭建仿真系统,验证了定子电阻在线辨识的必要性。结果表明,该方法可以有效地对定子电阻进行在线辨识。

隔磁段对潜油电机漏抗影响的实验验证625-627

摘要：针对隔磁段漏抗对潜油电机性能参数的影响,在电机特殊结构的基础上,建立了隔磁段的三维有限元数学模型,通过求解其磁场储能得到隔磁段处漏磁对应的漏抗。设计制造了模拟实验样机,实例对比直接验证了计算方法的准确性和可行性,表明了隔磁段漏抗对电机各性能参数均有较大的影响,在今后潜油电机的设计中必须予以考虑。

STATCOM模糊控制的综合优化设计628-632

摘要：针对严重非线性静止同步补偿器模糊逻辑控制隶属函数的参数和模糊控制规则调整困难的问题,根据微遗传算法,并利用模糊系统的逼近能力,提出了一种模糊控制综合优化设计方法。选择模糊控制器的输入/输出观测信号,应用MATLAB中的模糊控制工具箱快速地获得初始的模糊控制规则,再采用微遗传算法优化其隶属函数参数和模糊控制规则,并给出了模糊控制规则优化后的结果。对带有一个静止同步补偿器的四机电力系统,在三种不同的负荷和三种不同的控制方式下进行仿真实验,结果表明：在宽负荷变化范围内,该控制器的追踪控制能力和鲁棒性等比常规的超前滞后控制、未优化模糊控制都优越。

一类不确定Markov跳跃系统的自适应滑模控制633-638

摘要：讨论了一类具有Markov跳跃参数的不确定混合线性系统的滑模控制问题。通过线性矩阵不等式方法,给出了系统在滑模面上均方意义下指数稳定的充分条件。当匹配参数不确定项范数上界未知时,提出了一种参数自适应滑模控制器,确保系统的运动轨迹在有限时间内到达滑模面并一直保持在滑模面上。仿真结果表明,所设计的自适应滑模控制器对匹配参数不确定性具有的鲁棒性。

油水两相流电阻层析成像系统流型的辨识639-643

摘要：两相流体具有复杂的流动特性,流型的准确辨识是两相流参数准确测量的基础,流型的在线智能辨识是两相流研究的重点内容之一。以电阻层析成像（ERT）系统和油/水两相流的流型为研究基础,采用主成分分析方法对ERT系统中的边界测量电压数据进行特征提取,然后以提取的特征数据作为基于一对余类策略的支持向量机多类分类模型的输入,从而对两相流的四种流型进行识别。通过实验仿真分析,四种流型的平均识别率达到了88.75%,说明主成分分析和支持向量机的结合是一种两相流流型辨识的有效方法。

采用模糊控制实现混沌系统的广义投影同步644-647

摘要：研究了离散混沌系统的广义投影同步问题。基于Takagi-Sugeno（TS）模糊动态模型和Lyapunov稳定性理论,导出了离散混沌系统广义投影同步的一个充分条件。通过一些矩阵操作技巧,这个准则被转化为一组线性矩阵不等式形式。然后,这些线性矩阵不等式的求解可以用Matlab工具箱方便地解决。对Henon映射的数值模拟,仿真结果表明该方法的有效性。