检索结果-内蒙古大学图书馆

电工技术学报 2017年第22期32卷 70-81页

作者：倪启南杨明徐殿国刘晓胜哈尔滨工业大学电气工程及其自动化学院哈尔滨150001

伺服电机在装备制造、新能源和家电等领域有着广阔的应用,为得到高精度转子位置信息,通常采用旋转变压器或光电编码器等高分辨率位置码盘,但其价格普遍较高,增加了系统设计成本。而无传感器技术当前还很难全面满足工业及家电等领域的应... 详细信息

伺服电机在装备制造、新能源和家电等领域有着广阔的应用,为得到高精度转子位置信息,通常采用旋转变压器或光电编码器等高分辨率位置码盘,但其价格普遍较高,增加了系统设计成本。而无传感器技术当前还很难全面满足工业及家电等领域的应用要求。低分辨率位置传感器永磁同步电机驱动技术是一种能够保证电机运行性能,同时能有效控制系统成本、提高系统可靠性的转子位置检测技术,受到国内外产业界的广泛关注。介绍开关型霍尔位置传感器的使用方法与工作原理,总结原始霍尔位置信息误差的来源与校正方法;重点讨论基于插值法、同步坐标系滤波器法和观测器法的转子位置/转速估算策略,从提高低分辨率位置传感器电机系统低速性能等方面分析和比较不同估算策略的原理、优缺点、适用范围及应用情况;最后,总结现有研究成果及有待解决的问题。

关键词：永磁同步电机低分辨率位置传感器无位置传感器伺服驱动正弦波驱动

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基于低分辨率位置传感器的永磁同步电动机转矩脉动控制

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中国工程机械学报 2019年第4期17卷 316-322页

作者：杨定成许俊浙江东方职业技术学院数字工程学院浙江温州325000 江西理工大学机电工程学院南昌330003

电动助力转向系统由于其良好的燃油效率和转向性能,被广泛用于汽车中,但存在材料成本高和转矩脉动大的问题.采用低分辨率位置传感器能够降低电动助力转向系统材料成本,但编码器信号引起的电流谐波会增加转矩脉动.基于此,分析了转矩脉动... 详细信息

电动助力转向系统由于其良好的燃油效率和转向性能,被广泛用于汽车中,但存在材料成本高和转矩脉动大的问题.采用低分辨率位置传感器能够降低电动助力转向系统材料成本,但编码器信号引起的电流谐波会增加转矩脉动.基于此,分析了转矩脉动的影响因素,采用测量编码器信号频率估算转子位置和转速,获得q轴补偿电流并施加到电流指令中,从而使6阶转矩谐波逐渐衰减.实验结果表明:通过应用估算的转子位置和转矩脉动补偿,转矩脉动波峰的峰值占平均转矩的百分比从6.25%降至1.60%,证明了所提出的控制方法有效地减小了转矩脉动,降低材料成本.

关键词：低分辨率位置传感器永磁同步电动机转子位置估计转矩脉动电动助力转向

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采用低分辨率位置传感器的正弦波永磁同步电机控制系统

采用低分辨率位置传感器的正弦波永磁同步电机控制系统

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作者：董窈窈山东大学

学位级别：硕士

近年来，随着永磁材料的发展，永磁同步电机应用日益广泛。永磁同步电机根据反电动势和电流波形的不同，可分为梯形波永磁同步电机(无刷直流电机)和正弦波永磁同步电机(永磁同步电机)。正弦波永磁同步电机为实现其正弦波驱动控制需要连... 详细信息

近年来，随着永磁材料的发展，永磁同步电机应用日益广泛。永磁同步电机根据反电动势和电流波形的不同，可分为梯形波永磁同步电机(无刷直流电机)和正弦波永磁同步电机(永磁同步电机)。正弦波永磁同步电机为实现其正弦波驱动控制需要连续的转子位置信号，通常采用机械位置传感器(旋转变压器、光电编码器等)，机械位置传感器虽可以提供高精度的转子位置信息，但其体积大，价格高，增加了转子的惯量，且性能易受环境因素的影响，限制了永磁同步电机的应用场合。近年来受到广泛的关注的五位置传感器技术，是通过检测反电动势(电压)或电流等过零点获取转子的位置信号，此技术虽取消了机械位置传感器，但存在控制复杂，位置检测精度不高，运行转速范围受到限制等问题。为解决上述问题，本文研究采用低成本的低分辨率位置传感器取代机械位置传感器，通过位置估算法得到高分辨率的转子位置信号，以实现永磁同步电机的正弦波驱动控制问题。首先，本文分析了传统的采用位置区间的平均速度和采用平均速度并引用平均加速度实现位置估算法的原理，针对其不足提出了一种改进的方法，该法通过对位置区间初始速度的估算，可以显著提高速度、位置的估算精度。本文建立上述三种位置估算法的Matlab仿真模型，并对其进行了仿真研究，仿真结果表明：改进位置估算方法即使在加减速等动态性能过程中也能保持较小的位置误差，性能明显优于传统的方法。其次，完成了以TI公司的数子信号处理器(DSP)TMS320LF2407A为主控芯片，以IR公司IR2110为驱动芯片采用低分辨率位置传感器的正弦波永磁同步电机控制系统的硬件电路的设计和调试工作。探讨了正弦波永磁同步电机在采用无电流传感器的电流开环控制时的控制策略问题。在此情况下电压相位角φ对电机运行性能有重要的影响，为得到最佳的φ=f(ω)曲线，需根据负载特性进行优化。最后，完成了基于TMS320LF2407A采用低分辨率位置传感器的正弦波永磁同步电机的软件设计，文中详细讨论了位置估算程序和实现SVPWM程序的设计和调试，并对其进行了实验验证。

关键词：永磁同步电机低分辨率位置传感器 Matlab仿真位置估算

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基于自抗扰控制的低分辨率位置传感器永磁同步电机转矩控制及应用

基于自抗扰控制的低分辨率位置传感器永磁同步电机转矩控制及应用

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作者：房梦程江西理工大学

学位级别：硕士

永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)凭借高效、节能、功率密度高等优势在交流调速领域受到极大关注。目前,全自动打包机多采用PMSM作为收送带电机捆扎货物。由于带高分辨率位置传感器的PMSM不仅会增大电机尺寸、增... 详细信息

永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)凭借高效、节能、功率密度高等优势在交流调速领域受到极大关注。目前,全自动打包机多采用PMSM作为收送带电机捆扎货物。由于带高分辨率位置传感器的PMSM不仅会增大电机尺寸、增加生产成本而且在震动、高温、潮湿等环境中传感器性能降低,影响电机控制效果。所以为降低企业的投入成本、保证打包机在各种工况下的正常工作,本文使用小体积、低成本、耐震动、低分辨率的霍尔传感器检测PMSM位置信号。但是霍尔传感器只能得到低精度的离散位置信号,为满足打包机系统控制要求,利用低精度的离散位置信号估算成高分辨率的位置信号。同时本文将自抗扰控制器(Active Disturbance Rejection Controller,ADRC)应用在打包机伺服系统来提升抗扰动性。本文主要工作如下:(1)研究意义以及课题相关技术的国内外状况分析。指出课题背景与研究意义,介绍打包流程和打包机控制系统的要求,阐述PMSM转矩模式、低分辨率传感器位置控制算法、打包机以及ADRC的国内外发展状况。(2)PMSM数学模型建立与转子位置估算。简述PMSM在ABC坐标系下的数学模型,建立dq坐标系下的PMSM电压方程。利用能量守恒原理得出PMSM的电磁转矩公式。阐述空间电压矢量脉宽调制技术(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)的基本原理以及实现过程。估算低分辨率PMSM的转子位置。(3)设计PMSM线性ADRC控制并进行仿真实验。针对PID控制具有快速性与超调性的矛盾以及抵抗负载扰动差等问题,利用ADRC控制替代PI控制,在PMSM双闭环上设计线性ADRC控制器。在Matlab/Simulink中搭建系统仿真模型,进行矢量控制电流单环仿真实验,验证PMSM转矩模式的可行性。通过PI控制和线性ADRC控制仿真实验对比,得出ADRC控制的优越性。(4)设计软硬件电路系统。设计利用STM32F103VET6为主控芯片的硬件电路,主要包括反激式开关电源电路、母线电压检测保护电路、电流采样电路等。设计软件总体方案,详细阐述主程序、中断程序以及操作面板程序的实现过程。(5)搭建实验平台进行实验验证以及装机测试。对离散的Hall位置信号进行位置估算以及校正的对比实验,证明平均加速度法估计位置以及平均校正位置方法的可行性。通过线性ADRC控制以及PI控制的对比实验,验证ADRC控制性能的优越性。在实验平台上对PMSM的速度模式以及转矩模式进行实验,实验结果证明,本文研究策略满足打包机控制系统要求。PMSM装机现场测试打包效果,可以实现打包机收带和送带控制的性能要求。

关键词：永磁同步电机低分辨率位置传感器转矩控制自抗扰控制打包机

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采用低分辨率位置传感器的PMSM控制技术

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河南科技大学学报（自然科学版） 2006年第3期27卷 44-47页

作者：王伊程善美华中科技大学控制科学与工程系湖北武汉430074

介绍了永磁同步电机(PMSM)控制技术的发展和研究热点,综述了采用低分辨率位置传感器的永磁同步电机控制技术,分析了由霍尔信号得到转子位置信息应用于电机控制的各种算法及其特点,并对未来低分辨率PMSM控制技术作出了展望。

关键词：永磁同步电机调速技术低分辨率位置传感器位置观测

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基于矢量控制的电子储纬器研制

基于矢量控制的电子储纬器研制

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作者：钟开锋杭州电子科技大学

学位级别：硕士

储纬器就是储存纬线的机器,是配合织机完成引纬动作的关键部件,具有自主定长,提高入纬效率,均衡纬纱张力的作用。当前国产储纬器普遍还使用三相异步电机,存在能耗高,供纬速度不快等问题;国内部分具有前瞻性的企业开始使用无刷直流电机... 详细信息

储纬器就是储存纬线的机器,是配合织机完成引纬动作的关键部件,具有自主定长,提高入纬效率,均衡纬纱张力的作用。当前国产储纬器普遍还使用三相异步电机,存在能耗高,供纬速度不快等问题;国内部分具有前瞻性的企业开始使用无刷直流电机作为储纬器电机,不过依然存在低速时速度平稳性较差,启动时间较长的问题。本文提出采用永磁同步电机基于矢量控制作为储纬器电机旨在解决上述问题。首先本文介绍了储纬器的功能和应用价值,通过阅读国内外文献资料,归纳总结了近年来储纬器的发展现状,指出了储纬器控制系统的技术重点和难点,并且分析了未来储纬器的发展趋势。其次通过研究织造过程中储纬器电机运行的特点,使用软件仿真了储纬器电机速度轨迹和纬纱余量曲线,从中分析了储纬器电机启动时间和转速要求,提出了储纬器电机矢量控制策略。然后讨论了基于低分辨率位置传感器的储纬器电机转子位置估算算法,而且对算法进行了软件仿真验证;为了改善储纬器电机的低速性能,提出了基于矢量控制id=0的死区补偿算法;针对采样电阻检测电流的缺陷,提出了避免噪声干扰的检测电机相电流方法,提高检测精度。接着针对织造现场的特点,设计了以二阶有源高通滤波电路为基础的纬纱检测电路,配合纬纱检测自适应调节程序,可以根据环境自动调节系统状态,使系统可以长时间高精度检测纬纱。最后本文对控制系统的各个模块进行了调试和测试,在喷气织机车间和喷水织机车间进行了长时间的试用。结果表明,本文提出的采用32位ARM单片机为核心,基于矢量控制的储纬器控制系统入纬率速度快,纬纱检测精度高,性能稳定,符合设计要求,可以用于工厂实际生产。

关键词：储纬器矢量控制低分辨率位置传感器纬纱检测死区补偿

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一种能有效抑制无刷直流电动机转矩脉动新方案

一种能有效抑制无刷直流电动机转矩脉动新方案

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作者：高超华中科技大学

学位级别：硕士

近30年以来，永磁无刷直流电动机（BLDCM）因其结构紧凑、功率密度大、效率高、起动转矩大、调速性能好、控制方法灵活多变、维护成本低、运行寿命长等优点，日趋广泛应用于家用电器、工业自动化、办工自动化、电动汽车、航空航天、医... 详细信息

近30年以来，永磁无刷直流电动机（BLDCM）因其结构紧凑、功率密度大、效率高、起动转矩大、调速性能好、控制方法灵活多变、维护成本低、运行寿命长等优点，日趋广泛应用于家用电器、工业自动化、办工自动化、电动汽车、航空航天、医疗器械等领域。尽管目前国内外BLDCM的一般控制技术已经比较成熟，但仍存在诸多值得研究与改进的地方，如电磁转矩脉动抑制、无位置传感器控制、高性能集成化控制器研发技术等，极大地限制了这种电机在高精度、高要求场合的应用。本文重点研究电磁转矩脉动抑制技术。针对实际应用中很多无刷直流电动机反电动势波形接近于正弦波，即使采用理想120°方波驱动也将存在较大的转矩脉动，影响调速性能。本文详细分析了具有任意平顶宽度的梯形波反电势无刷直流电动机在理想方波与正弦波电流驱动下的转矩脉动情况，并在MATLAB中对比仿真了现有的各种控制策略，发现当反电势平顶宽度减小到某种程度时，采用正弦波电流驱动所产生的转矩脉动将明显小于方波电流驱动方案。正弦波电流驱动常采用矢量控制，如PMSM-VC系统，需要连续的、高精度的转子位置信息，常采用光电编码器或旋转变压器，一方面加大了系统成本，另一方面增加的转子惯量会在一定程度上影响系统的动态性能。虽然可以采用无位置传感器控制方案，但正弦波电流驱动模式下的无位置算法（如“反电势法”、“高频注入法”等）存在太多问题难以解决。本文提出一种采用低分辨率霍尔位置传感器的矢量控制方案，重点采用基于平均转速的转子位置估计算法，且不使用电流传感器，而仅使用采样电阻对逆变器直流侧电流进行采样，根据SVPWM调制时逆变器直流侧电流与交流侧相电流之间的关系，在软件中重构出电机三相电流。这样既能有效减小转矩脉动，又能降低系统成本。除了理论分析与仿真，本文充分结合基于典型系统的PI工程设计方法与数字控制中的特殊问题，以TMS320F2812为数字控制核心进行了硬件/软件设计，实验结果证明了理论分析的正确性与方案的可行性。

关键词：无刷直流电动机非理想梯形波反电势转矩脉动低分辨率位置传感器位置估算无电流传感器矢量控制

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两相导通无刷直流电机直接转矩控制性能改进研究

两相导通无刷直流电机直接转矩控制性能改进研究

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作者：董士伦南京师范大学

学位级别：硕士

无刷直流电机具有效率高、结构简单、功率密度大等优点,在各领域内的应用越来越广,研究分析高性能的无刷直流电机驱动系统具有十分重要的经济和社会意义。直接转矩控制(DTC)技术将电磁转矩作为被控变量以实现对电机转矩的直接控制,这种... 详细信息

无刷直流电机具有效率高、结构简单、功率密度大等优点,在各领域内的应用越来越广,研究分析高性能的无刷直流电机驱动系统具有十分重要的经济和社会意义。直接转矩控制(DTC)技术将电磁转矩作为被控变量以实现对电机转矩的直接控制,这种控制方式简单,动、静态性能突出,自提出以来一直是电机高性能控制领域研究的热点。本文围绕无刷直流电机直接转矩控制技术展开研究,以两相导通无刷直流电机为研究对象,旨在提高无刷直流电机控制性能,为无刷直流电机的进一步发展和应用奠定基础。首先,本文详细介绍无刷直流电机的结构和工作原理,建立了星型连接电机的数学模型。介绍了无刷直流电机纯转矩环直接转矩控制系统实现方法,并建立了相应的Matlab/Simulink 仿真模型。其次,从改进电机控制方法提高控制性能的角度出发,通过对空间电压矢量尤其是零矢量的研究,指出传统六扇区控制方法即在纯上管或纯下管零矢量作用时,续流二极管会随关断相反电动势的大小变化而导通,引起关断相续流,增加了转矩脉动。针对这一问题,本文提出一种DTC十二扇区零矢量控制方法,并给出了十二扇区划分理论依据,重新建立了相应的电压矢量选择表。仿真和实验结果表明,十二扇区控制方法能够有效避免传统六扇区关断相续流的现象,显著降低电机转矩脉动,提高了系统性能。再次,从简化控制系统硬件特别是传感器,提高控制性能角度出发,研究一种基于低分辨率信号的转子位置获取方法,在十二扇区控制方法的基础上建立无刷直流电机分辨率位置传感器DTC系统,并通过仿真和实验验证了该系统显著提高了无刷直流电机性能。最后,设计了基于DSPTMS320F28335的无刷直流电机硬件平台,并在该实验平台上进行相关实验的验证。

关键词：无刷直流电机直接转矩控制零矢量十二扇区划分低分辨率位置传感器

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低分辨率位置检测的永磁同步电机转矩控制研制

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微电机 2023年第7期56卷 17-22页

作者：任志斌廖风顺胡剑桥江西理工大学电气工程与自动化学院江西赣州341000

包装机械的捆扎设备常采用永磁同步电机转矩控制方式,永磁同步电机自配有光电和霍尔传感器检测转子位置,本文研究永磁同步电机在仅有霍尔传感器时转矩控制方法,包括利用平均加速度法进行转子位置估算,在电机速度突变或者是加减速阶段时... 详细信息

包装机械的捆扎设备常采用永磁同步电机转矩控制方式,永磁同步电机自配有光电和霍尔传感器检测转子位置,本文研究永磁同步电机在仅有霍尔传感器时转矩控制方法,包括利用平均加速度法进行转子位置估算,在电机速度突变或者是加减速阶段时,相邻两个Hall区间不再是保持不变的,因此引入平均加速度法估算转子位置,进一步降低估算的误差,提高电机的控制性能;设计电流环线性自抗扰控制器提高系统抗扰动性,包括三个主要的模块:跟踪微分器、扩展状态观测器、状态误差反馈控制,具有更好的鲁棒性和抗干扰能力。经实验测试和现场运行验证了采用仅有霍尔传感器的永磁同步电机应用于捆扎设备的可行性,从而有效减少电机体积,控制生产成本。

关键词：永磁同步电机低分辨率位置传感器转矩控制自抗扰控制

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传感器及传感器数据融合、变送器

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电子科技文摘 2006年第9期 108-110页

0624050一种耐高压光纤布拉格光栅压力传感器[刊,中]/刘钦朋//激光与红外．—2006,36(6)．—495-497(G)提出了一种基于圆柱形应变筒的耐高压光纤布拉格光栅压力传感器,推导了该传感器波长与压力之间的关系。得到了其压力响应灵敏度的解... 详细信息

0624050一种耐高压光纤布拉格光栅压力传感器[刊,中]/刘钦朋//激光与红外．—2006,36(6)．—495-497(G)提出了一种基于圆柱形应变筒的耐高压光纤布拉格光栅压力传感器,推导了该传感器波长与压力之间的关系。得到了其压力响应灵敏度的解析表达式。从实验上获得了0．0676nm/MPa的压力响应灵敏度,约是裸光纤布拉格光栅压力响应灵敏度的23倍,本传感器的压力响应具有很好的线性,压力测量范围可达30MPa以上。可应用于高压情况下的物理量的传感测量。参6 0624051基于IEEE802．11b的EPA温度变送器设计[刊,中]/杨云//单片机与嵌入式系统应用．—2006,(6)．—66- 68(C) 0624052采用低分辨率位置传感器的PMSM控制技术[刊,中]/王伊//河南科技大学学报(自然科学版)．—2006,27(3)．—44-47(L)介绍了永磁同步电机(PMSM)控制技术的发展和研究特点。

关键词：传感器数据融合变送器无线传感器网络椭圆芯双模光纤机器人手爪低分辨率位置传感器信息融合压力传感器布拉格光栅

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