检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：董玉昆北京交通大学

学位级别：硕士

无人飞行器对电机的驱动提出了很高的安全可靠性要求,采用具有冗余容错结构的双绕组永磁同步电机是一个有效的保障手段。但是随着相数增加,双绕组电机的控制策略比三相电机更复杂,对双绕组电机的可靠控制问题进行研究具有实际应用意义... 详细信息

无人飞行器对电机的驱动提出了很高的安全可靠性要求,采用具有冗余容错结构的双绕组永磁同步电机是一个有效的保障手段。但是随着相数增加,双绕组电机的控制策略比三相电机更复杂,对双绕组电机的可靠控制问题进行研究具有实际应用意义。由于位置传感器易受外界干扰,因此对全速度范围内的无位置传感器控制方法进行研究,以提高电机的可靠运行能力。本文采用的双绕组永磁同步电机的定子绕组由两套中性点相互独立的三相绕组组合而成,两套绕组在设计时具有良好的磁隔离效果,则双绕组电机可以等效为两台三相单元电机并联。因此本文提出以三相绕组为单元的模块化对等控制策略,每台单元电机均配备独立的控制器,构成控制器和电机绕组双冗余的控制结构。针对单元电机的独立控制和并联协同运行问题展开研究,实现双绕组电机的转速调节和功率分配。在单元电机矢量控制的基础上,研究模型参考自适应和I/F控制相结合的复合无位置传感器控制方法。模型参考自适应方法可以在中高速阶段提供较准确的转子位置信息,在带载运行时的稳态和动态性能比较好。I/F控制方法在低速轻载情况下具有稳定运行能力。通过对两种方法下的控制变量进行分析,在切换时转子位置由虚拟角度切换为模型参考自适应法估算的实际角度,控制模式由电流单闭环切换到转速电流双闭环。切换过程比较平稳,没有出现电流、转速的振荡。最终通过实验,验证所研究的复合方法能够实现电机的全速范围无位置传感器控制。为了解决两套控制模块协同工作的问题,采用基于转速下垂控制的对等控制策略,实现对单元电机输出功率的分配。针对转速下垂控制带来的实际转速值跌落和功率分配精度低的问题,加入二次调节方法进行优化,平均转速调节器提高转速控制精度,平均电流调节器提高功率分配精度。仿真和实验结果表明所提策略可以实现两台单元电机协同运行,完成速度调节和功率分配。在二次调节中,平均转速调节器和平均电流调节器的加入对下垂曲线进行了调节。通过分析下垂系数和通讯延迟对系统主导极点位置的影响,对控制策略的有效性进行了验证,同时为控制参数的选取提供了指导作用。

关键词：双绕组永磁同步电机对等控制无位置传感器控制转速下垂功率分配

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刮板输送机永磁电机驱动系统控制策略研究

刮板输送机永磁电机驱动系统控制策略研究

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作者：张小牛中国矿业大学

学位级别：硕士

煤炭作为传统能源在火力发电、冶金等工业领域仍然担任着不可或缺的角色。刮板输送机凭借其运行平稳、单位运费低和可连续运输大量煤炭资源的优势在物料运输方面具有举足轻重的作用。本文以中国平煤神马集团煤矿采煤工作面技术升级为背... 详细信息

煤炭作为传统能源在火力发电、冶金等工业领域仍然担任着不可或缺的角色。刮板输送机凭借其运行平稳、单位运费低和可连续运输大量煤炭资源的优势在物料运输方面具有举足轻重的作用。本文以中国平煤神马集团煤矿采煤工作面技术升级为背景,从无差拍直接转矩控制、多电机功率平衡控制和无位置传感器控制三个方面出发对刮板输送机永磁直驱系统进行研究。首先对永磁同步电机的基本结构进行了介绍并推导其数学模型。简要阐述了永磁同步电机的直接转矩控制的基本原理并做了相应的仿真验证,为下文的研究内容打基础。其次,针对传统直接转矩控制所存在的脉动大、开关频率不固定的问题,采用空间矢量调制算法对其进行改进并通过数学推导实现了电磁转矩和定子磁链的无差拍控制。通过空间矢量调制算法可降低传统DTC的转矩脉动并固定其开关频率。通过无差拍控制算法可进一步提升DTC的动态响应性能,从而提高DB-DTFC控制系统的性能。针对刮板输送机多电机协同运行时所存在的功率不平衡问题,采用主从控制策略对机头双PMSM进行协同控制,同时,采用环形交叉耦合策略解决主从控制不适用于柔性连接的机头尾电机的问题。此外,将刮板输送机的启动加速曲线设计成“S”型以降低启动冲击电流,从而提高刮板输送机的可靠性和安全性。针对传统一阶滑模观测器法进行无位置传感器控制时所存在的颤振问题和速域窄问题,引入超螺旋算法与滑模观测器相结合形成二阶滑模观测器,可有效降低滑模颤振。此外,将二阶滑模观测器的系数设计成与电机转速相关的量可有效扩大无位置传感器算法的稳定速域。最后,根据Lyapunov稳定性判据验证了二阶滑模观测器的有效收敛性。最后,以中国平煤神马集团煤矿永磁同步电机直驱系统为实验平台对算法进行验证,具有实际工程实践意义。

关键词：刮板输送机永磁同步电机无差拍直接转矩控制多电机功率平衡控制无位置传感器控制

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基于无电解电容功率变换器的永磁电机驱动系统研究

基于无电解电容功率变换器的永磁电机驱动系统研究

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作者：段璐瑶江苏大学

学位级别：硕士

永磁同步电机具有高功率密度、高效率以及较为优异的控制性能,受到广泛关注。永磁同步电机驱动系统直流侧通常采用电解电容稳定母线电压波动,但是大容量电解电容存在寿命短、电解液易挥发等缺陷,所以,本文选用薄膜电容解决上述问题。再... 详细信息

永磁同步电机具有高功率密度、高效率以及较为优异的控制性能,受到广泛关注。永磁同步电机驱动系统直流侧通常采用电解电容稳定母线电压波动,但是大容量电解电容存在寿命短、电解液易挥发等缺陷,所以,本文选用薄膜电容解决上述问题。再者,为了能够使永磁同步电机应用在更多恶劣的场合,采用无位置传感器控制技术更加可靠的获取转子位置信息。为抑制无电解电容驱动系统中母线直流电压波动及提高网侧功率因数,本文研究一种新型功率解耦电路;针对无电解电容驱动系统降低无位置传感器观测精度,本文提出两种改进控制策略。主要研究如下:首先,介绍永磁同步电机转子结构;详细阐述各坐标系下的永磁同步电机数学模型以及坐标变换理论;然后简要介绍永磁同步电机空间矢量控制原理,并阐述转速及电流环控制器的调试方法,为后续章节奠定基础。其次,分别从无电解电容驱动系统功率特性、功率因数与直流母线电压波动关系以及母线电压波动对无位置传感器控制技术的影响三个方面详细介绍无电解电容驱动系统相关特性。本文研究一种新型无电解电容功率解耦电路,实现提高驱动系统输入侧功率因数及降低母线电压波动,并详细阐述该拓扑的工作原理、工作模态,并对关键器件选型给出整定计算依据。再次,将滑模变结构控制引入传统永磁同步电机驱动系统控制,构建滑模观测器并通过锁相环估算转子位置信息。针对无电解电容驱动系统对无位置传感器控制技术的影响,提出使用延时滤波器结合同步旋转滤波器的改进滑模观测器。为简化滤波环节,经过深入的研究,本文又提出基于SOGI的改进滑模观测器。最后,为验证理论的可行性,搭建无电解电容驱动系统实验平台。从驱动电路、位置检测电路、电压、电流检测电路等介绍实验平台硬件部分的搭建;软件部分介绍了系统主程序流程图、PWM中断服务流程图及各子程序流程图,通过仿真和实验验证本文研究的新型拓扑结构及改进无位置传感器控制的可行性。

关键词：无电解电容同步旋转滤波器 SOGI 无位置传感器控制直流母线电压波动

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基于SVM-DTC的电动汽车PMSM控制系统研究与设计

基于SVM-DTC的电动汽车PMSM控制系统研究与设计

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作者：罗涛湖北汽车工业学院

学位级别：硕士

永磁同步电机由于其高效节能、轻量化和较低的全寿命周期成本，而被广泛应用于新能源电动车。直接转矩控制技术（DTC）是近年新兴的一种控制策略，相较于矢量控制技术而言，减小了系统对电机的参数依赖性，提高了系统响应速度，结合永... 详细信息

永磁同步电机由于其高效节能、轻量化和较低的全寿命周期成本，而被广泛应用于新能源电动车。直接转矩控制技术（DTC）是近年新兴的一种控制策略，相较于矢量控制技术而言，减小了系统对电机的参数依赖性，提高了系统响应速度，结合永磁同步电机的优势，被逐渐拓展应用于高性能调速场合。针对电动物流车用电机控制系统中DTC算法存在的转矩脉动大和转矩精度低的问题，本文利用空间电压矢量调制技术（SVM），结合磁链矢量补偿策略，在保留DTC高动态性能的同时，改善了转矩脉动，提高了永磁同步电机性能。　　论文首先详细研究了基于磁链误差矢量的SVM-DTC算法原理，利用Matlab搭建了算法仿真模型，仿真结果验证了该算法在抑制转矩脉动上的优异性能。　　其次针对速度传感器失效后的安全性问题，结合电机控制系统的应用场景开发了模型参考自适应观测器（MRAS）进行转速的观测，利用无传感方案进行跛行，搭建了基于MRAS的SVM-DTC仿真模型，验证了方案的可行性。　　最后结合某款电动物流车的系统参数及功能需求，搭建了一套应用于2.5t-4.5t电动物流车的永磁同步电机控制系统来验证以上理论，设计了硬件和软件实验平台。测试了采用磁链误差矢量SVM-DTC算法的电动物流车硬件电路和实际功能，分析了实验过程中控制器、三合一、保险同时烧毁的特殊现象及原因，验证了SVM-DTC算法的实用可靠性。

关键词：永磁同步电机 SVM-DTC 转矩脉动无位置传感器控制

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基于预测控制的永磁同步电机无感控制策略研究

基于预测控制的永磁同步电机无感控制策略研究

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作者：刘家琛华中科技大学

学位级别：硕士

伴随着我国工业化进程的不断加深,由此产生的资源消耗、环境污染以及生态保护等问题成为我国在可持续发展的目标中亟待解决的问题。在我国,电能是工业生产中主要的能源消耗形式,而以永磁同步电动机为代表的电机是工业结构中最广泛使用... 详细信息

伴随着我国工业化进程的不断加深,由此产生的资源消耗、环境污染以及生态保护等问题成为我国在可持续发展的目标中亟待解决的问题。在我国,电能是工业生产中主要的能源消耗形式,而以永磁同步电动机为代表的电机是工业结构中最广泛使用的组成设备之一。为了更进一步简化电机带动控制系统结构,降低电机运行的环境要求,出现了无位置传感器控制技术。本文以提高永磁同步电机驱动器的动态响应,简化控制结构为目标,针对永磁同步电机无传感器控制技术进行了深入的分析与研究,提出了基于流频比(I/F)技术和模型预测控制(MPC)技术的全速度范围控制技术改进方案。针对传统滑模观测器(SMO)观测转子位置时给电机中高速区域带来的低通滤波器延时问题,本文利用MPC的高动态响应性和修改后的电机数学模型,提出了一种基于等比代价函数的连续控制集两步模型预测电流控制方案(TS-CCS-MPCC),采用包含转子位置信息的参量,通过求解代价函数的最优解,直接计算出矢量控制下的最优输出电压,去掉了反馈回路中的低通滤波器,取消了电流环PI调节器,大幅提升了系统的响应速度。针对永磁同步电机在全速度范围下实现无传感器控制的问题,本文采用工作在γ-δ坐标系下统一的数学模型,设计了对电机低速段采用MPC实现I/F控制和在中高速段利用MPC实现FOC控制的整套控制方案,取消了电流环PI调节器,简化了开闭环的复杂切换过程,保证了q轴电流在控制方案切换时不产生突变,输出力矩保持恒定。基于本文的研究与分析,利用MATLAB/Simulink平台对提出的控制方案进行了仿真验证,并实际设计了永磁同步电机驱动控制系统。对所提的方案分别进行系统响应相关的实验,利用物理实验平台对比验证了该方案能够有效提高系统的动态响应。最后,对全文进行了工作总结并做出未来展望。

关键词：永磁同步电机无位置传感器控制模型预测电流控制 I/F控制

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电动滑板车中无刷直流电动机控制系统设计与应用

电动滑板车中无刷直流电动机控制系统设计与应用

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作者：程欢欢浙江工业大学

学位级别：硕士

随着电机技术和控制技术的发展,电动滑板车也越来越受到人们的喜爱。电动滑板车要有起步响应快,运行平稳,爬坡性能好等特点。现在大多数的电动滑板车使用的驱动电机是有刷直流电机。有刷电机虽然价格便宜,但是其转换效率和输出功率低。... 详细信息

随着电机技术和控制技术的发展,电动滑板车也越来越受到人们的喜爱。电动滑板车要有起步响应快,运行平稳,爬坡性能好等特点。现在大多数的电动滑板车使用的驱动电机是有刷直流电机。有刷电机虽然价格便宜,但是其转换效率和输出功率低。电机和控制系统安装体积大。无刷直流电机是一个及电机与电力电子一体化的新型电机,无刷电动机系统是通过电机与辅助器共同作用下运行的,利用电力电子功率变换装置的特性代替传统的机械电刷进行转向的控制系统,这样无刷电动机的效率高,体积小,寿命长。但是其成本较高,控制性能较弱,因此设计一款性价比高、控制性能稳定的无刷直流电动机的控制系统,对电动滑板车的发展是需要的。本文主要以电动滑板车用轮毂式无刷直流电机作为控制对象,以R7F0C009单片机为控制电路,单片机采集比较电平及电机反馈信号,通过软件编程控制无刷直流电动机。以此建立无刷直流电机的控制系统。具体研究内容如下所示:(1)介绍了电动滑板车行业现状及其发展局势,分析对比了无刷直流电动机的的控制方式,具体阐述了无刷直流电动机无位置传感器的几种主要的控制技术和启动方式。(2)对无刷直流电动机的工作原理和数学模型进行分析,详细研究了基于端电压反电动势检测方法。由于反电动势法要求采用特殊的启动方式,从实现方式和硬件电路等方面对比,确定本设计控制系统的启动方式为三段式启动法。(3)为了实现上述无位置传感器的控制方法,需要搭建硬件实验平台。系统的硬件设计。主要阐述了六个模块的分析设计。以瑞萨单片机R7F0C009作为MCU控制,采集外部按键、调速和刹车手柄输入,以及来自输出端的反馈信号,控制逆变器电桥中MOSFET管的PWM波的占空比实现无刷电机的调速。(4)利用HEW:High-performance Embedded Workshop软件开发环境下,对无刷直流电动机的系统的启停程序、闭环运行程序、过零点程序、点阵显示程序、键盘程序等六大模块进行设计编程,之后进行程序调试直到满足条件。(5)建立了无刷直流电机控制系统的验证平台,测试控制系统的可行性。再将控制系统模块组装到滑板车上,进行整车运行测试,检验无刷直流电机控制系统应用的稳定性。最终测试表明,本次设计的控制系统能满足电动滑板车上的无刷直流电动机控制系统的设计要求,各项功能实时响应,正常实现,并且整车能长时间稳定运行。比较其他车型,启动性能、加速能力、爬坡能力以及续航能力都得到了提升,推广、应用价值高。

关键词：无刷直流电动机单片机无位置传感器控制逆变电路

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一种提高空压机永磁同步电动机控制系统性能的装置

一种提高空压机永磁同步电动机控制系统性能的装置

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作者：郭汉明张加林黄修喜李儒江张和明张聪莫树良陈振才蔡良裕麦发昊王军陆遥郑少波柴琦 572600 海南省东方市滨海南路15-2号

本实用新型公开了一种提高空压机永磁同步电动机控制系统性能的装置，包括整流模块、IPM模块、电压采样模块、电流采样模块、隔离电路和DSP电路；交流电源经整流模块变为直流电，直流电经过IPM模块产生电机驱动信号；所述DSP电路包括AD... 详细信息

标准号: CN213817626U

本实用新型公开了一种提高空压机永磁同步电动机控制系统性能的装置，包括整流模块、IPM模块、电压采样模块、电流采样模块、隔离电路和DSP电路；交流电源经整流模块变为直流电，直流电经过IPM模块产生电机驱动信号；所述DSP电路包括ADC模块和PWM模块，整流模块输出电压经电压采样模块采集后经ADC模块转换进入DSP电路，IPM模块产生电机驱动信号经电流采样模块采集后经ADC模块转换进入DSP电路；DSP电路通过PWM模块经隔离电路与IPM模块的控制端相连。本实用新型的有益效果是：采用通用设计，配置方便灵活，通过加载通用程序可实现空压机永磁同步电动机无位置传感器控制；采用低通滤波器对高频定子电流进行信号过滤，实现转子位置准确估算、电机定子磁极准确判断。

关键词：整流模块永磁同步电动机电机驱动信号电流采样模块电压采样模块直流电本实用新型隔离电路空压机无位置传感器控制采集磁极低通滤波器电机定子定子电流交流电源控制系统输出电压通用程序通用设计信号过滤转子位置控制端转换加载估算灵活配置

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一种永磁同步电机的逆变器非线性效应补偿方法

一种永磁同步电机的逆变器非线性效应补偿方法

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作者：罗晨刘兵陈舒静 244000 安徽省铜陵市郊区金苑小区70栋3号

本发明公开了一种永磁同步电机无位置传感器控制下的逆变器非线性效应补偿方法，该方法在利用脉振高频电压注入法实现永磁同步电机转子位置估计的基础上，将全通滤波器应用于转子位置观测器，可有效消除转子位置估计误差中由于逆变器非... 详细信息

标准号: CN108494307B

本发明公开了一种永磁同步电机无位置传感器控制下的逆变器非线性效应补偿方法，该方法在利用脉振高频电压注入法实现永磁同步电机转子位置估计的基础上，将全通滤波器应用于转子位置观测器，可有效消除转子位置估计误差中由于逆变器非线性效应导致的6次谐波成分，提高转子位置估计精度。

关键词：转子位置估计非线性效应逆变器无位置传感器控制永磁同步电机转子转子位置观测器永磁同步电机全通滤波器高频电压位置估计次谐波注入法脉振应用

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一种基于凸优化的永磁同步电机参数辨识方法

一种基于凸优化的永磁同步电机参数辨识方法

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作者：朱庆龙金雷朱天翔王宁胡薇陈波波王诚成孔令杰丁建强 231100 安徽省合肥市长丰双凤经济开发区

本发明公开了一种基于凸优化的永磁同步电机参数辨识方法，用于解决永磁同步电机在长时间运行过程中由于高温等因素而导致电机参数发生变化的问题，提高无传感器控制效果；首先，由永磁同步电机在两相静止坐标系下的电压方程，通过后向... 详细信息

标准号: CN112994564A

本发明公开了一种基于凸优化的永磁同步电机参数辨识方法，用于解决永磁同步电机在长时间运行过程中由于高温等因素而导致电机参数发生变化的问题，提高无传感器控制效果；首先，由永磁同步电机在两相静止坐标系下的电压方程，通过后向差分法得到离散数学模型；其次，根据电机参数变化对无位置传感器控制性能的影响，确定需要辨识的电机参数，进而构建价值函数；利用凸优化算法对价值函数进行最小化寻优，获得需要辨识的电机参数。本发明实现了永磁同步电机参数辨识，可将辨识出的参数反馈用于更新无位置算法中的电机模型，以获得更好的实时控制性能。

关键词：永磁同步电机电机参数辨识参数辨识价值函数无位置传感器控制两相静止坐标系电机参数变化无传感器控制凸优化算法参数反馈电机模型电压方程实时控制数学模型位置算法运行过程差分法最小化构建后向寻优更新优化

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基于扩张状态观测器的无传感永磁同步电机研究

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微特电机 2020年第6期48卷 45-48,52页

作者：卢青高唐春茂王会明李清都重庆邮电大学重庆400065

永磁同步电机(PMSM)高性能伺服控制系统中需要对转子位置进行高精度的辨识。设计了一种基于非线性扩张状态观测器(ESO)的PMSM无位置传感器控制方法。仿真结果表明,基于ESO的无位置传感器控制方法能获得准确的转子位置和速度信息,实现了... 详细信息

永磁同步电机(PMSM)高性能伺服控制系统中需要对转子位置进行高精度的辨识。设计了一种基于非线性扩张状态观测器(ESO)的PMSM无位置传感器控制方法。仿真结果表明,基于ESO的无位置传感器控制方法能获得准确的转子位置和速度信息,实现了系统的无位置传感器矢量控制。该方法与常用的两种使用滑模观测器(SMO)的无位置传感器控制方法对比,非线性扩张状态观测器不仅对电机参数不敏感,鲁棒性强,而且还具有增益小、无抖振、观测精度高的特性。

关键词：永磁同步电机矢量控制无位置传感器控制扩张状态观测器

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