- 博客(64)
- 收藏
- 关注
RSS订阅原创 PMSM电流传感器相关的算法学习（1）——基于电流观测器的单电流传感器运行
最近看到个内容，单电流传感器运行，感觉挺有意思的。就想着来学习一下。正常而言，传统三相PMSM有三相电流，由于存在三相电流之和为0的约束，所以传统三相PMSM的电流其实只有两个自由度，即确定两相电流后，第三相电流可以根据ia+ib+ic=0的约束进行求解。那现在的问题是，如果我再去掉一个电流传感器呢？（出于省成本或者考虑容错性能）根据这个问题，就来介绍一种基于电流观测器的PMSM单电流传感器运行的控制方法。
2025-03-25 14:00:01
872
原创 永磁同步电机高性能控制算法（21）—— 推荐一篇效果很好的增量预测电流控制方法
这几天看到相对而言非常好的无差拍预测电流控制（DPCC）。现在复现出来跟大家一块学习一下。新鲜出炉的TPEL，25年1月24刚刚被接受。在之前的文章中，提到了增量式DPCC可以让系统不受磁链失配的影响，进而在一定程度上增强了系统的鲁棒性。
2025-02-27 10:00:54
1199
2
原创 永磁同步电机高性能控制算法（20）—— 基于级联LADRC以及谐振观测器的转速控制
这次就来做一下比较详细的对比吧。对比的对象有四个：1.传统PI转速环，2.传统LADRC转速环，3.级联LADRC转速环，4.级联LADRC+谐振转速环。本文的第二节先对比传统PI转速环和传统LADRC转速环；第三节对比传统LADRC转速环、级联LADRC转速环以及级联LADRC+谐振转速环。
2025-02-19 15:53:03
722
4
原创 电机控制杂谈（24）——陷波滤波器与带通滤波器的关系
前段时间同门因为实验需求需要用到陷波器，也就是用滤波器滤除特定频率的谐波，而其他频率的信号全都保留。我当时的想法就是，这就是一个带通滤波器。理由：带通滤波器可以提取特定频率的信号，那我用原始信号减去带通滤波器提取到特定频率的信号，即可实现在原始信号中滤除特定频率的信号。
2025-02-10 11:41:03
559
原创 电机参数辨识算法（4）——基于正弦电流注入的电感磁链辨识及实验验证
在之前的内容中，复现了一篇基于正弦电流注入的无差拍预测电流控制参数辨识。关于这个方法，问的最多的两个问题就是：（1）能不能用在PI电流环上面？（2）实验效果如何？
2025-01-08 17:49:20
998
原创 永磁同步电机高性能控制算法（19）—— 基于谐振观测器的无差拍预测电流控制
前面介绍过一些交流扰动抑制方法，比如PIR（比例积分谐振），以及并联谐振的LADRC（线性自抗扰控制）。但是这些方法是有点问题的。
2025-01-06 11:26:52
1219
原创 电机控制杂谈（23）——共模电压与轴电流
对于电机驱动系统，高频高幅值共模电压会在电机转轴上感应出高幅值轴电压：（1）产生轴电流，不仅造成电机出现额外的功率损耗，还会使电动机轴承因电腐蚀提前损坏，危害到电机运行的可靠性，甚至导致断轴故障。（2）当驱动系统和电机相距较远，需要用电缆连接时，共模电压经电缆传输反射后进一步放大，对电机的危害加剧，引起电机绝缘的加速老化甚至被击穿。（3）同时还会造成共模电磁干扰（CMEMI）。CMV幅值越高，频率越高，产生的dv/dt越大，造成的影响也就越大。因此，降低CMV的幅度和频率至关重要。
2024-12-17 21:12:17
1523
原创 先进电机拓扑及控制算法介绍（2）——开绕组电机拓扑的容错控制
共直流母线开绕组电机拓扑通过打开绕组中性点，电机绕组可由单逆变器供电改为双逆变器供电，这可以将电机的调速范围扩大为原来的两倍（考虑到三次谐波反电势的因素，最低也可以把转速扩大为原来的根号3倍）。扩大转速意味着可以实现更高的功率密度，也不会像传统三相电机一样容易进入弱磁区。开绕组电机已经在汽车上应用了。
2024-12-12 19:23:22
1101
原创 永磁同步电机谐波抑制算法（11）——基于矢量比例积分调节器（vector PI controller，VPI controller）的谐波抑制策略
相比于传统的谐振调节器，矢量比例积分调节器（vector PI controller，VPI controller）多一个可调零点，能够实现电机模型的零极点对消。因此VPI调节器也被广泛应用于交流控制/谐波抑制中。
2024-12-02 21:59:50
1154
原创 电机参数辨识算法（3）——基于三角波电流注入的SPMSM全参数辨识策略
电机参数辨识对提高电机控制性能具有重要意义。在之前的参数辨识专题中，介绍了基于无差拍预测电流控制的高频正弦电流注入参数辨识。高频正弦电流注入的话需要你控制器的带宽比较高，因此这种方法不适用于传统PI控制的电流环，还是得用无差拍这种高带宽得控制器。
2024-12-02 21:55:50
910
原创 永磁同步电机高性能控制算法（18）——基于级联型ESO的自抗扰控制
级联型ESO在传统ESO的基础上再串联一个ESO。以实现更好的动态性能。今天来仿真看看效果。顺便再简单说一点关于离散化的事情。
2024-11-19 17:46:06
1566
3
原创 永磁同步电机高性能控制算法（17）——无差拍预测转速控制
无差拍预测控制可以让电流环实现最快的动态性能，且能够无超调地达到参考值。那如果把无差拍预测控制应用在转速环上面会不会也有同样的效果呢？
2024-11-19 17:38:46
1238
1
原创 永磁同步电机谐波抑制算法（10）——基于重复控制器的谐波抑制策略
无论是上面的哪一种方法，在面对需要抑制的谐波频率特别多的时候，都会变得较为复杂。例如，要用多同步方法去控制5、7次谐波电流，那么需要4个低通滤波器以及4个PI调节器，如果再考虑11、13次谐波电流，这个数量会double；如果用PIR去控制5、7、11、13次，那么会需要增加4个谐振调节器。重复控制器（Repetitive Controller，RC），可以对特定频次及其倍频实现无静差抑制。例如我们需要抑制死区产生的5/7/11/13/17/19次谐波电流，只需要在dq电流环各加一个RC即可。
2024-10-30 11:43:01
1524
2
原创 用PIR调节器进行死区补偿的实验展示
死区补偿不是一件容易的事，死区与“插入的死区时间，驱动电阻，功率器件，开关频率，母线电压，相电流等都有关系”。我个人是做过谐波抑制的，这也涉及到抑制死区产生的谐波电流。下面我来说说我个人的看法。先贴张图。
2024-10-17 14:26:17
1316
原创 永磁同步电机谐波抑制算法（8）——基于神经网络的傻瓜式（无需知道谐波频率）谐波抑制
前面的内容已经介绍了很多谐波抑制的方法：多同步、PIR、陷波器等等。也介绍了比较多的谐波来源：死区（5、7、11、13等次相电流谐波）、绕组不对称（基波不等幅值、3次相电流谐波）等等。上述的方法都是知道谐波的次数，然后根据谐波的次数来搭建谐波抑制算法的。比如多同步方法需要抑制相电流的五七次谐波电流，所以要搭建五次、七次多同步坐标系。再比如PIR方法需要抑制相电流的五七次谐波电流，所以要在dq回路加上以六次电频率为谐振频率的R调节器。那有没有什么办法是不需要知道谐波频率，即可对任意次谐波电流进行抑
2024-09-20 11:22:08
1906
原创 永磁同步电机高性能控制算法（16）——拥有最佳动态性能的电流环控制
与现有的各种电流环控制方法相比，无差拍预测电流控制（Deadbeat predictive current control，DPCC）在PMSM电流控制的动态和稳态过程中均表现出良好的性能。特别是动态性能方面，在模型参数精确、电压足够的条件下，DPCC可以保证实际电流经过两个控制周期即可达到所需参考电流，且此过程中不会出现电流超调[1]。这意味着DPCC在所有电流控制方案中，具有最高的控制带宽。然而，DPCC唯一的不足是严重依赖电机参数，当控制器中的电机参数与实际电机参数不匹配时，DPCC的动稳态性
2024-09-11 21:49:47
2244
原创 开绕组永磁电机驱动系统零序电流抑制策略研究（7）——基于零矢量重新分布的120°矢量解耦/中间六边形调制零序电流抑制策略
很久没有更新过开绕组电机的仿真了。在一年前发了开绕组的各种调制策略。开绕组电机最常见的两种解耦调制就是120°矢量解耦/中间六边形调制和180°矢量解耦/最大六边形调制。
2024-09-03 07:30:00
978
原创 永磁同步电机高性能控制算法（15）——自抗扰控制电流环的详细解读/最新TIE论文解析
在PMSM驱动系统的电流回路中遇到的干扰通常可以分为两类：直流干扰和交流干扰[4]。在参数失配的情况下，直流干扰主要包括d轴和q轴之间的交叉耦合和阶跃负载干扰。交流干扰主要包括摩擦转矩、谐波转矩（包括涟漪转矩和齿槽转矩）、电机内部结构不对称性、逆变器非线性和磁链谐波。对于直流干扰，它通常会影响系统的动态性能和稳态精度[5]。相对于直流扰动，交流扰动对系统的影响更为严重。特别是摩擦力矩的非线性，是电机出现转速波动和转矩脉动的主要原因.交流干扰通常会影响电机的精度和稳定性。严重时可能导致系统不稳定甚至设备故
2024-09-02 11:42:36
2857
原创 永磁同步电机高性能控制算法（13）后续篇—— 基于高阶扩张状态观测器（ESO）的无模型预测控制（MFPC）
改进4阶ESO在中频段的闭环增益不为0，这说明如果ESO的输入端刚好输入了一个频率在中频段附近的交流量，那么经过ESO之后，这个交流量将会被放大。之所以2000RPM振荡而1000RPM不震荡，是因为2000RPM时电机运行的频率更高（更接近于当前配置ESO的中频段了），即使电流环存在非常小的交流，经过ESO之后会将这些微小的交流不断放大，使得系统振荡。这时候即使加入切换模块也没用（设定进入稳态后从传统四阶切换至改进四阶）：PS：切换模块的设计参考上篇知乎里提到的参考文献里的切换模块设计。即
2024-08-26 19:41:50
1120
4
原创 永磁同步电机谐波抑制算法（8）——基于自适应带宽扩张状态观测器的采样电流偏置误差补偿办法
上一期内容用的是PI调节器来提取直流DC偏置。虽然方法很简单，但是是存在一些问题的（参考文献见上篇内容）：1)由PI型观测器简化的一阶低通滤波特性可能不足以处理估计的CMOE中的交流分量。这一问题会导致PI型观测器容易受到参数失配的影响。2)PI型观测器中的固定增益意味着固定的滤波器带宽，并且估计性能可能随着频率变化的交流分量而下降。3)由于永磁同步电机磁路的不对称性，在静止坐标系下直接设计永磁同步电机的CMOE观测器是困难的（上一篇文章是针对于SPMSM，而不是IPMSM）。
2024-07-30 20:16:47
1710
原创 电机控制杂谈——采样电流的偏置误差的影响及其补偿办法
在我之前发布的内容中，讲到了电机控制的各种谐波来源。相电流中的2、4次谐波电流（即dq电流的3次谐波。来自于PWM采样噪声或者PWM本身自带偶次谐波），相电流中的5、7、11、13次谐波电流（即dq电流的6、12次谐波。来自于PWM死区），相电流中的5、7次谐波电流（即dq电流的6次谐波。来自于永磁体的谐波反电势）。今天来讲讲采样电流的偏置误差the current measurement offset error /CMOE，这个采样电流偏置误差通常认为是直流DC偏置，所以其在dq电流中会造成一次谐波。
2024-07-29 02:39:53
3412
8
原创 电机控制杂谈——考虑电流采样延时的电机控制simulink模型
最近在分析之前的实验数据时，发现某个PWM调制策略会在相电流中产生明显的2、4次谐波电流，但是在仿真里面，却没有这个问题。然后想了想，发现之前搭建的电机控制模型（也就是电机控制杂谈（5）里的电机模型）还是与实际的电机控制系统有一点点区别。
2024-07-23 08:00:00
2887
2
原创 永磁同步电机高性能控制算法（14）—— 有源阻尼电流环
在之前的之后中已经发过一篇复矢量电流环和我们平时用的比较多的前馈补偿的电流环的对比，感觉复矢量电流环的效果还是挺明显的。当时在看文献的时候，复矢量电流环一般都和“有源阻尼”联系在一起，但是迫于当时个人水平比较低，搭出来的模型和论文里展示的效果不同一样。这两天花了些时间看了看，大概能明白个皮毛了。也能看到明显的仿真效果。
2024-07-16 12:06:02
2187
原创 电机控制杂谈——以袁雷老师滑模控制模型为例子，如何搭建准确的电机仿真模型
滑模控制是电机里面最最最常用的一种非线控制策略了。滑模控制我就不详细说了，知乎或者优快云上面都有很多的讲解。我们就来看看袁老师构建的滑模控制simulink仿真吧。
2024-07-16 07:30:00
2031
2
原创 永磁同步电机谐波抑制算法（7）——基于自适应陷波(adaptive notch filter，ANF)的精确谐波电流抑制策略
在之前的谐波抑制专题中，主要介绍了两种谐波抑制策略——基于多同步旋转坐标系的谐波抑制策略以及基于比例积分谐振PIR调节器的谐波抑制策略，同时还介绍了这两种策略的改进办法，进而使得这两种策略在比较高的转速下也可以实现较好的谐波抑制效果。
2024-07-12 10:31:41
2181
10
原创 电机控制杂谈——基于偏置电压注入的载波PWM策略/简化版SVPWM
SVPWM策略需要非常繁琐的计算过程（扇区判断、电压矢量作用时间计算、各相开关切换顺序排布、各相开关切换时间计算，同时SVPWM还存在大量的查表法）。这在一定程度上限制了控制频率的提高（因为SVPWM计算复杂，会占用大量的芯片资源）。采用基于偏置电压注入的载波PWM策略，实现与SVPWM完全等效的调制效果，一方面可以减少控制算法占用的内存，另一方面可以缩短计算时间，继而提高控制频率。
2024-07-11 12:21:17
1543
原创 先进电机拓扑及控制算法介绍（1）——串联绕组电机拓扑极其控制
在这个专栏，我会介绍一些比较先进的电机拓扑及控制算法，并且会做仿真来验证这些电机拓扑及控制算法的先进性。什么叫做“比较先进的电机拓扑及控制算法”呢？在我看来，这些电机拓扑及控制算法被提出不久，知道的人较少，但是具有比较高的应用价值，在未来具有广泛研究和应用的可能性。（这个专题不会频繁更新）今天介绍的是三相四桥臂串联绕组电机。参考文献：1.华中科技大学博士论文《开绕组交流电机驱动系统新型拓扑与控制策略研究》2.中国电机工程学报论文《应用于交流电机驱动的新型串联绕组拓扑的动态电流控制性能
2024-07-10 14:53:00
1560
原创 电机控制杂谈——位置环到底该用什么调节器？
当位置误差为零时，位置环输出的参考转速为零，此时系统会处于静止状态，理论上可以实现给定位置和实际位置之间不存在误差。在介绍调节器的时候，教材中说到，P（比例）调节器会存在稳态误差，所以在转速环和电流环都需要引入I（积分调节器）来消除稳态误差。从上面的仿真可以看的，只采用P调节器的话，位置环无法有效消除正弦信号给定的稳态误差。前面说的位置指令只是阶跃指令，但是在某些伺服工况下，可能需要用到正弦信号给定（我之前做的项目要求就是正弦指令）。%定子电感，采用隐极的，Ld=Lq=Ls。
2024-07-09 11:28:07
1284
原创 电机控制杂谈——增量式的预测电流控制的优势在哪？
在我这篇文章里面，已经展示了电感和磁链失配对预测控制的影响。因为电阻失配影响较小，一般都不考虑。电感失配会给电机带来许多高频谐波噪声。磁链失配会给电机电机带来稳态误差。简单的解释就见我上面的文章内容中。需要详细的解释就去搜东南大学樊英老师相关的IEEE论文，上面有非常充足的解释。增量式预测控制可以消除稳态误差，也就是消除电机中的磁链参数的影响。
2024-07-06 21:20:23
1183
原创 永磁同步电机高性能控制算法（13）—— 基于高阶扩张状态观测器（ESO）的无模型预测控制（MFPC
这几年无模型预测控制比较火，特别是基于扩张状态观测器（Extended State Observer/ESO）的无模型预测控制（Model-Free Predictive Control/MFPC）。
2024-06-13 14:33:56
2731
原创 永磁同步电机高性能控制算法（12）——基于预测电流误差补偿的强鲁棒预测控制/参数辨识&有限集预测控制与连续集预测控制的对比
众所周知模型预测控制受电机参数影响还是很大的。所以呢，各种观测器、参数辨识等算法都被用到预测控制中。观测器设计的话就相对而言比较复杂；参数辨识也比较复杂，可能会需要注入一定的高频信号。这篇文章呢，没有用到观测器，而是自己构造了一种误差补偿的控制器，进而实现不需要电机参数的强鲁棒性的模型预测控制。
2024-06-03 08:30:00
2133
3
原创 学习经验分享篇（1）——怎样将示波器数据（.CSV数据）导入Matlab/Simulink中并进行FFT分析（电机控制/电力电子方向必备技能）
下面这是我某次实验截取的A-B-C三相电流波形以及q轴电流波形（实验用的是三相电机，电流环用的是PIR调节器，进行的是谐波抑制算法的验证）。从这个表格中可以看到，表格主要分为两个部分，一个是表格的基本消息（上面红色方框所示），一个是实验数据（下面深蓝色方框所示）。
2024-05-30 10:58:16
7653
5
原创 永磁同步电机谐波抑制算法（6）——具有相位补偿的比例-积分-谐振（PIR）调节器谐波电流抑制策略
在我的上一篇PIR（比例积分谐振；Resonant谐振，R）谐波抑制中，讲了离散化对PIR的影响。然后呢，通过实现了在1200RPM（4对极，10kHz控制频率）情况下，对dq电流中的六次谐波电流（相电流中的五七次谐波电流）进行了有效抑制。永磁同步电机谐波抑制算法（5）——传统比例-积分-谐振（PIR）调节器谐波电流抑制存在的问题以及改进办法 - 知乎。
2024-05-23 08:30:00
2743
原创 电机控制杂谈——“双采样双更新模式”对模型预测控制/PI控制的提升有多大？
那我现在的想法就是，把DSP的空闲时间给运用起来，提高系统的控制性能。那怎样提高控制性能呢？往期以及讲了很多的软件算法（扩展状态观测器。。。）。今天就想从硬件的方面（充分利用硬件资源）去提升控制性能。那我可以试试这个“双采双更”的模式。
2024-05-14 15:52:40
3647
7
原创 永磁同步电机高性能控制算法（11）—— 传统的无模型预测控制存在的问题以及基于自适应增益扩张状态观测器（Adaptive Gain Extended State Observer）的无模型预测控制1.
这几年来无模型预测控制在电机控制领域也算是一个非常非常大的热点了。
2024-05-08 08:30:00
1801
原创 永磁同步电机谐波抑制算法（5）——传统比例-积分-谐振（PIR）调节器谐波电流抑制存在的问题以及改进办法
在这一篇文章中，讲到了用PIR调节器也就是比例-积分-谐振调节器进行谐波抑制。但是在实际的控制系统中，采用谐振（Resonance，R）调节器是存在很大的问题的。在电机控制里面的话，可能大家第一次接触到R调节器，应该是在袁雷老师的电机控制教材里。如下图所示，袁雷老师教材中对R调节器采用“双线性变换”。对R调节器采用“双线性变换”的话，得到的R调节器的公式会相对简单，但是它的缺点也非常非常明显。
2024-04-29 08:15:00
3859
1
原创 永磁同步电机谐波抑制算法（4）——多同步旋转坐标系谐波电流抑制存在的问题以及改进办法
为五七次谐波电流的抑制，我们要建立五次、七次同步旋转坐标系，因为在五次、七次同步旋转坐标系下，五七次谐波电流分别都为直流。从下图可以看到，五七次同步旋转坐标系后，基波同步旋转坐标系下d-q电流PI调节器输出幅值基本没变化，说明这个方法确实避免了多个PI调节器的输出冲突。我们可以看到加入五七次同步旋转坐标系后，原来的基波旋转坐标系下的PI的输出是否会变化。（我是在0.25s加入五七次同步旋转坐标系的）%这是5-7同步旋转坐标系下低通滤波器的带宽以及基波同步旋转坐标系下PI调节器的带宽，单位为Hz。
2024-04-07 12:54:18
3384
24
原创 电机控制杂谈——永磁同步电机中的永磁体谐波反电势
在我的谐波抑制专题中，讲了三种谐波抑制的策略。当时是通过增大逆变器死区来产生较大的谐波。但是在实际电机里面，我感觉死区的影响基本上没有。。。课题组的驱动器中，逆变器的非线性其实基本可以忽略不计了。但是，目前研究的最多的就是永磁同步电机PMSM了，永磁同步电机的反电势不太可能是非常理想的正弦波，多多少少都会有谐波的。以我用的电机为例子，测出的反电势里面只有1%的五次谐波，但是实际运行中，相电流中的五次谐波电流非常明显。。。。。。仅仅是1%而已。。。。。。所以呢，就想搭建一个具有谐波反电势的PMSM。
2024-03-27 13:48:55
5960
10
空空如也
空空如也
TA创建的收藏夹 TA关注的收藏夹
TA关注的人