Fault-Tolerant Control Method for Demagnetization of Permanent Magnet Synchronous Motors

永磁同步电机退磁容错控制方法

基本信息

批准号：
19F19703
负责人：
しゃ錦華
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Tokyo University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

永久磁石同期モーターにおいて，高温や高速または固定子短絡により減磁が生じ，界磁の異常を引き起こす。界磁異常はモーターの運転に支障をきたすだけでなく，モーターに機械的な損傷をもたらすため，減磁故障を素早く検出し，故障許容制御を行うことは重要である。2020年度は，以下のように研究を行った。(1) 永久磁石同期機駆動系における磁場消失の故障診断と耐故障制御について,等価入力外乱手法に基づく耐故障制御システムの構造を検討し，この手法は,従来のPID制御方法より優れた制御性能を持ち,パラメータ変動に対してシステムのロバスト性も強いことが分かった。(2) Super-twisting algorithmとルインバーガー・オブザーバーとを融合した新しい制御法を6相永久磁石同期機に応用し，，従来のオブザーバー振動が有効に抑えられることがわかった。(3) スライディングモード制御に振動問題が存在している。この問題を解決するために，以下のように検討した： 3-1) 高速非特異終端スライディングモード制御（NFTSMO）と分数次位相ロックループ（FO-PLL）による速度センサレスの制御手法を提案した。 3-2) ゲイン可変スライディングモード制御手法を提案し，振動が有効に抑えられ，さらに，理論の立場からその手法の正しさを証明した。 3-3) 有限集合による電流予測制御とスライドモード制御を組み合わせた手法を提案し,13th Int. Conf. Human System Interaction(HSI) で発表し，車両システムとアシスト運転分野の最優秀論文に入賞した。

在永久磁铁同步电动机中，由于高温，高速或定子短路而发生反电电机，导致场异常。场异常不仅会干扰电动机的操作，而且还会对电动机造成机械损害，因此快速检测失去失败并实施容错控制很重要。在2020财年，进行了以下研究。（1）关于永久磁场同步机驱动系统中磁场消失的故障诊断和容错控制，我们根据等效输入干扰方法研究了容错控制系统的结构，并发现该方法比常规PID控制方法更好地控制性能，并且对参数的较高范围也非常强大。（2）一种结合了超级扭转算法和Lewinberger观察者的新控制方法，将其应用于六阶段的永久性磁铁同步机，并发现可以有效抑制常规观察者振动。（3）在滑动模式控制中存在振动问题。为了解决此问题，我们研究了以下内容：3-1）我们建议使用高速非单个终止滑动模式控制（NFTSMO）和分数阶相锁定环（FO-PLL）提出了一种无速度传感器控制方法。 3-2）我们提出了一种可变增益滑动模式控制方法，该方法有效地抑制了振动，并从理论的角度进一步证明了该方法的正确性。 3-3）提出了一种使用有限集和幻灯片模式控制结合预测电流控制的方法，并在第13个INT上呈现。 conf。人类系统互动（HSI），并赢得了车辆系统领域和辅助驾驶领域的最佳纸张。

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Robust Closed-loop Torque Control for PMSM of Railway Traction Considering Demagnetization

DOI：
10.1109/iecon.2019.8927225
发表时间：
2019-10
期刊：
IECON 2019 - 45th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
影响因子：
0
作者：
Kaihui Zhao;Jinhua She;Changfan Zhang;Jing He;Gang Huang;Jianhua Liu
通讯作者：
Kaihui Zhao;Jinhua She;Changfan Zhang;Jing He;Gang Huang;Jianhua Liu

Demagnetization-Fault Reconstruction and Tolerant-Control for PMSM Using Improved SMO-Based Equivalent-Input-Disturbance Approach

使用改进的基于 SMO 的等效输入干扰方法进行 PMSM 退磁故障重建和容限控制

DOI：
10.1109/tmech.2021.3069787
发表时间：
2022-04
期刊：
IEEE-ASME Transactions on Mechatronics
影响因子：
6.4
作者：
Kaihui Zhao;Ruirui Zhou;Jinhua She;Changfan Zhang;Jing He;Gang Huang;Xiangfei Li
通讯作者：
Xiangfei Li

Nonsingular Fast Terminal Sliding Mode Observer and Fractional-Order Software Phase-Locked Loop for Speed-Sensorless Control of Interior Permanent Magnet Synchronous Motor

用于内置式永磁同步电机无速度传感器控制的非奇异快速终端滑模观测器和分数阶软件锁相环