检索结果-内蒙古大学图书馆

电机与控制应用 2016年第4期43卷 13-16页

作者：张伯泽阮毅上海大学上海200072

对一种基于模型参考自适应系统(MRAS)的内置式永磁同步电机(IPMSM)无位置传感器矢量控制策略进行了研究。该控制策略仅需很少的参数就可以估算出电机转速。该控制策略中,IPMSM本身作为参考模型,将含有待估参数的IPMSM数学模型作为可调模... 详细信息

对一种基于模型参考自适应系统(MRAS)的内置式永磁同步电机(IPMSM)无位置传感器矢量控制策略进行了研究。该控制策略仅需很少的参数就可以估算出电机转速。该控制策略中,IPMSM本身作为参考模型,将含有待估参数的IPMSM数学模型作为可调模型,这两个模型的输出之差驱动自适应律,从而获得估算转速。在MRAS中引入比例积分环节,提高了系统的动态性能。该控制策略实现了IPMSM在极低速0.5 Hz下的运行。仿真结果表明:提出的控制策略有良好的动态响应和稳态响应,估算转速有较高的精度,系统有较强的鲁棒性,IPMSM在极低速下运行良好。

关键词：内置式永磁同步电机(IPMSM) 模型参考自适应无位置传感器控制

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基于推广卡尔曼滤波算法的永磁同步电机无位置传感器控制

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微电机 2005年第5期38卷 3-6页

作者：陈益广李响傅涛天津大学天津300072

介绍了一种基于推广卡尔曼滤波算法的永磁同步电机无位置传感器控制方案。利用推广卡尔曼滤波模型,由DSP(TM S320LF 2407)实时估算电机的转角eθ和转速ωe,使定转子磁场始终保持合适的位置并同步,利用空间矢量电压对系统进行矢量控制,... 详细信息

介绍了一种基于推广卡尔曼滤波算法的永磁同步电机无位置传感器控制方案。利用推广卡尔曼滤波模型,由DSP(TM S320LF 2407)实时估算电机的转角eθ和转速ωe,使定转子磁场始终保持合适的位置并同步,利用空间矢量电压对系统进行矢量控制,实现调速。仿真结果表明,所提出的永磁同步电动机(PM SM)无传感器控制方法具有较强的鲁棒性和满意的性能。

关键词：永磁同步电机无位置传感器控制推广卡尔曼滤波数字信号处理器

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永磁同步电机低速区无位置传感器控制技术研究

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电气传动 2013年第1期43卷 12-16页

作者：张磊高春侠中国石油大学(华东)信息与控制工程学院山东青岛266580

针对传统无位置控制技术在低速区所存在的收敛性差、观测精度低等问题,进行了方案对比研究:采用高频注入式的无位置控制技术具有不依赖电机参数、可以结合矢量控制技术实现高性能调速的优点,但存在需要实现较为复杂的滤波器来进行信号辨... 详细信息

针对传统无位置控制技术在低速区所存在的收敛性差、观测精度低等问题,进行了方案对比研究:采用高频注入式的无位置控制技术具有不依赖电机参数、可以结合矢量控制技术实现高性能调速的优点,但存在需要实现较为复杂的滤波器来进行信号辨识,同时所注入的高频信号会引起一定振动和噪声等问题。与此相比,提出一种新型的开环式无位置控制技术,其原理简单、不需要复杂的控制算法、不依赖电机参数以及凸极效应,并实现负载转矩的自适应调节。缺点是负载突变时存在转速振荡问题。因此,低速区方案的合理选择,需要依据控制系统的低速性能要求以及系统成本。

关键词：无位置传感器控制低速区高频注入数字滤波器开环

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基于锁相环的永磁同步电动机无位置传感器控制

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电机与控制应用 2005年第7期32卷 53-54,57页

作者：窦汝振顾凌云宁保涛中国科学院电工所北京100080

位置传感器会增加系统成本和测量噪声,且无法应用在一些恶劣环境。介绍了一种基于锁相环的永磁同步电动机无位置传感器控制方法。它利用检测得到的电压、电流,基于电机模型,计算出电机的转子位置偏差。采用锁相环结构对转子位置进行跟... 详细信息

位置传感器会增加系统成本和测量噪声,且无法应用在一些恶劣环境。介绍了一种基于锁相环的永磁同步电动机无位置传感器控制方法。它利用检测得到的电压、电流,基于电机模型,计算出电机的转子位置偏差。采用锁相环结构对转子位置进行跟踪估算,得到较为满意的结果。理论分析和仿真结果都证明了该方法的正确性和可行性。

关键词：永磁同步电动机无位置传感器控制锁相环

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基于PR控制及高频信号注入的双三相永磁同步电机无位置传感器控制

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微电机 2020年第4期53卷 33-38页

作者：徐斌罗响朱莉上海交通大学电气工程系上海200240

双三相永磁同步电机中,在一套三相绕组中注入高频信号可以实现电机的无位置传感器控制,但是第一套绕组的高频信号也会在第二套绕组中感应出高频电流,从而影响控制性能。因此,文章提出了一种基于PR控制和高频信号注入的无位置传感器控制... 详细信息

双三相永磁同步电机中,在一套三相绕组中注入高频信号可以实现电机的无位置传感器控制,但是第一套绕组的高频信号也会在第二套绕组中感应出高频电流,从而影响控制性能。因此,文章提出了一种基于PR控制和高频信号注入的无位置传感器控制算法。在双三相永磁同步电机的第一套定子绕组的估计d轴中注入高频余弦电压信号,同时引入PR控制抑制第二套绕组的高频电流响应,通过第一套绕组的高频电流响应估计转子位置。仿真和实验结果验证了加入的PR控制能够有效抑制第二套绕组的高频电流,从而获得更优异的无位置传感器控制性能。

关键词： PR控制高频注入双三相永磁同步电机无位置传感器控制

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永磁同步电机中低速无位置传感器控制技术研究

永磁同步电机中低速无位置传感器控制技术研究

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作者：唐其鹏华中科技大学

学位级别：博士

永磁同步电机无位置传感器控制技术因其能有效地避免机械式编码器带来的系统成本增加、编码器安装困难以及受限的应用环境等缺陷而引起了学者们广泛的关注。目前通过检测电机反电动势来实现永磁同步电机转子位置检测的中高速方法已经较... 详细信息

永磁同步电机无位置传感器控制技术因其能有效地避免机械式编码器带来的系统成本增加、编码器安装困难以及受限的应用环境等缺陷而引起了学者们广泛的关注。目前通过检测电机反电动势来实现永磁同步电机转子位置检测的中高速方法已经较为成熟,且在实际应用中得到了较好的实验效果;而在电机低速控制方面,由于电机本身存在着参数不确定性、交叉饱和效应、逆变器的非线性特性以及硬件处理电路的延时等负面因素使转子位置估算的准确度被严重降低,甚至不能被使用,从而导致电机低速重载启动能力差、动态响应速度慢以及系统稳定性能差等缺陷。因此,本文的重点是改善永磁同步电机的中低速控制性能以及拓展其速度适用范围。本文在传统脉动高频信号注入法的基础上,通过改变脉动高频电压的形式和注入方向,提出了脉动复合高频信号注入法和脉动-旋转复合高频信号注入两种新型的高频信号注入方案。通过同时解调和处理d-q轴电流分量,可直接计算出转子的位置信息,不仅取消了具有潜在收敛失败风险的位置跟踪观测器,增强了系统的稳定性,也在很大程度上降低了由系统延时和电机的交叉耦合效应带来的转子角度偏差,提高了转子位置估算的准确度。又根据电机固有的饱和效应,提出了基于单高频正弦信号注入的电流均值判断法和基于二次饱和凸极谐波电流检测法,实现了快速、简单的永磁体极性辨识。为了进一步提高转子位置估计精度,增强系统的控制性能,在考虑系统延时,定子电阻,交叉饱和效应和逆变器的非线性特性等多种负面因素的情况下,提出了一种旋转复合高频信号注入方案。通过适当地提取和解调反馈的高频响应电流,可得到四个与转子位置信息相关的线性无关方程;再通过求解这四个方程式可直接求得准确的转子位置。为了消除高频信号注入法中产生的高频噪声干扰,本文又提出了一种基波矢量和测试矢量相结合的瞬态电流检测方案。通过在基波电压矢量基础上再插入额外的测试电压矢量以满足求取转子位置所需要的有效电压矢量类型,再借助DSP等微控制器的PWM子模块双(波峰-波谷)更新机制,利用四矢量SVPWM(FSVPWM)合成的实施策略实现了单PWM周期内的转子位置获取,从而拓展这类基于瞬态电流检测法的转速适用范围。实际的物理系统实验验证了所提出的无位置传感器控制方法的有效性和可行性,本文方法已经成功用到了实际的空调压缩机、液压机以及纺织机等工业系统之中,也表明控制方法具有较好的普遍适用性。

关键词：永磁同步电机无位置传感器控制脉动高频信号注入法旋转高频信号注入瞬态电流检测

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基于自抗扰控制技术的表贴式永磁同步电机无位置传感器控制

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微电机 2019年第3期52卷 31-36页

作者：丁曙光刘维维叶运骅金昊合肥工业大学机械工程学院合肥230009 合肥工业大学电气与自动化学院合肥230009

为提高表贴式永磁同步电机(SPMSM)的控制精度、动态响应速度以及可调速度范围。通过引入自抗扰控制技术,在两相静止坐标系下,提出一种可以将包含转子位置信息的耦合项直接估计出来的方法。利用自抗扰控制技术的强解耦能力直接解耦电机方... 详细信息

为提高表贴式永磁同步电机(SPMSM)的控制精度、动态响应速度以及可调速度范围。通过引入自抗扰控制技术,在两相静止坐标系下,提出一种可以将包含转子位置信息的耦合项直接估计出来的方法。利用自抗扰控制技术的强解耦能力直接解耦电机方程,故无需向转子坐标系进行坐标变换来实现解耦,此外通过电流自抗扰控制器(ADRC)中扩张状态观测器(ESO)可以直接得到转子电角速度和转子位置角,避免了传统控制方法中多次变换和积分带来的累积误差。其在转速ADRC中利用自抗扰控制技术的非线性控制方法,扩展了调速范围,提高了控制精度。

关键词：表贴式永磁同步电机自抗扰控制无位置传感器控制扩张状态观测器非线性系统

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电励磁双凸极电机无位置传感器控制技术研究

电励磁双凸极电机无位置传感器控制技术研究

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作者：周兴伟南京航空航天大学

学位级别：博士

随着多电飞机(MEA)的发展,航空起动发电机(SG)技术成为航空电源系统的关键技术。电励磁双凸极电机(DSEM)定转子均为凸极结构,转子上无永磁体及绕组,结构简单可靠,适合高温高速运行;此外,DSEM通过改变励磁电流即可实现发电输出电压调节,... 详细信息

随着多电飞机(MEA)的发展,航空起动发电机(SG)技术成为航空电源系统的关键技术。电励磁双凸极电机(DSEM)定转子均为凸极结构,转子上无永磁体及绕组,结构简单可靠,适合高温高速运行;此外,DSEM通过改变励磁电流即可实现发电输出电压调节,而且故障时通过切除励磁电流即可实现灭磁。因此,DSEM可构成一种极具竞争力的航空起动发电机。DSEM起动阶段电动运行的换相需要准确的电机转子位置信息,发电阶段发电运行的速度检测也可通过转子位置信息获取。传统电机系统中机械位置传感器的安装一方面增大了体积、成本,另一方面位置传感器是脆弱部件,易受高温、振动等环境因素的影响,降低了系统可靠性。因此,研究DSEM无位置传感器控制技术具有重要意义。本文针对DSEM电动运行的全速度范围无位置传感器控制技术展开研究,采用理论分析、仿真研究和实验验证相结合的方法,重点对DSEM转子初始位置估计及初始无反转起动方法、低速无位置传感器起动技术、低速阶段电机起动性能的提升及中高速DSEM无位置传感器控制技术进行研究。转子初始位置估计是实现电机无位置传感器运行的基础。根据DSEM自感随转子位置变化的特性,本文首先研究了基于检测脉冲注入的转子初始位置估计方法,并分析了检测脉冲宽度的选取准则。针对DSEM采用电励磁的特点,提出了一种基于励磁建压过程的转子初始位置估计技术,其利用DSEM三相电枢绕组与励磁绕组之间互感曲线的几何相似关系推导得到了转子初始位置角估计表达式。基于估计得到的转子初始位置角,本文提出DSEM边界扇区的概念,并研究了确保电机初始无反转起动的第一个加速脉冲选取方法。低速阶段无位置传感器起动技术是电机无位置传感器运行的难点。本文研究了“三段式”无位置传感器起动方法在DSEM的应用,详细分析了DSEM转子预定位位置,并在此基础上提出一种简化的DSEM“三段式”无位置传感器起动技术。根据DSEM自感随转子位置变化的特点,重点研究了基于脉冲注入的DSEM无位置传感器起动技术,提出了三种方法:(1)基于两相串联自感比较的无位置传感器起动技术;(2)基于当前导通相与换相导通相串联自感比较的无位置传感器起动技术;(3)基于两相自感比较的无位置传感器起动技术;并从转子位置估计精度、起动阶段输出电磁转矩、鲁棒性三个角度对所提起动方法进行了对比分析。现有基于脉冲注入的无位置传感器起动方法中一个脉冲注入周期仅进行一次转子扇区估计,存在一定换相延迟,获取DSEM实时转子位置角是消除上述换相延迟的有效途径。本文对起动阶段的DSEM转子位置角估计方法进行研究,根据DSEM三相电枢绕组自感曲线的几何相似关系推导得到了转子位置角的估计表达式,并研究了起动阶段DSEM绕组自感的测量方法。此外,本文还对DSEM非理想线性自感引起的转子位置角估计误差进行了分析,提出了一种基于DSEM边界扇区的补偿策略。在此基础上,为提高电机起动性能,本文对转子位置估计所需注入检测脉冲产生的电磁转矩进行了分析,提出了一种不产生负电磁转矩的检测脉冲优化选取方法。起动完成后,电机将长期运行于中高速阶段,该转速范围的无位置传感器控制对系统稳定运行至关重要。根据DSEM反电势随转子位置变化的特性,本文提出一种基于非导通相电压检测的中高速DSEM无位置传感器控制技术,其通过比较非导通相电压与换相阀值的大小关系进行换相位置估计,并对该无位置传感器控制模式下的DSEM提前角度换相控制进行了研究。由于DSEM最佳提前换相角的选取与电机参数、直流母线电压等多个参数相关,实际系统难以直接计算获得,根据最佳提前换相角下系统给定电流达到其最小值的特点,本文提出一种无需电机参数的DSEM提前换相角自优化控制方法。此外,考虑到电机中性点一般不引出,本文提出一种基于线电压差的DSEM中高速无位置传感器控制技术,并对磁阻反电势、低通滤波器引起的换相误差进行了分析,提出一种基于调节换相阀值的统一相位补偿策略。本文在一套基于RT-LAB半实物仿真系统的12/8极三相DSEM实验平台上验证了上述研究内容的正确性,为实现DSEM航空起动发电系统的无位置传感器控制奠定理论与技术基础。

关键词：电励磁双凸极电机无位置传感器控制位置角估计无反转起动起动性能提升提前角度换相控制相位误差补偿

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无刷直流电机无位置传感器控制及四开关逆变器控制研究

无刷直流电机无位置传感器控制及四开关逆变器控制研究

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作者：李志强天津大学

学位级别：博士

无刷直流电机具有调速范围宽、功率密度高、电磁污染小、运行可靠等显著优点，在伺服控制、电动车辆、机器人技术及家用电器等工业和民用领域得到了越来越广泛的应用。为进一步提高其性能，本文主要从无位置传感器控制、新型逆变器拓扑... 详细信息

无刷直流电机具有调速范围宽、功率密度高、电磁污染小、运行可靠等显著优点，在伺服控制、电动车辆、机器人技术及家用电器等工业和民用领域得到了越来越广泛的应用。为进一步提高其性能，本文主要从无位置传感器控制、新型逆变器拓扑结构控制及智能控制等方面进行了深入研究。\n 为提高无刷直流电机无位置传感器控制的可靠性，本文分析了线反电势与换相时刻对应关系，对传统反电势法进行了改进，研究了无需移相π/3电角度的无刷直流电机转子位置检测方法。通过总结线反电势变化规律、提出新的线反电势检测方法及对滤波误差相移补偿，实现了基于线反电势的无刷直流电机无位置传感器控制，并进行了仿真和实验验证。该策略硬件电路结构简单，算法易于实现，避免了传统反电势法在移相π/3电角度过程中带来的误差，提高了位置检测的快速性与准确度。\n 随着无刷直流电机的广泛应用，越来越多的学者关注于维持电机高性能的同时降低驱动系统成本。针对无刷直流电机的四开关逆变器拓扑结构，本文分析了电机C相电流与电机工作模式的关系，通过重新设计控制策略，改进了对四开关逆变器控制需要检测两相电流的方法，实现了基于C相电流的四开关逆变器无刷直流电机单电流传感器控制。该策略在四开关逆变器基础上，进一步节省了成本，同时保证了电机的性能，为无刷直流电机控制技术的发展提供了新的思路。\n 传统的PID控制算法在控制非线性系统时随动性差，不易满足高精度伺服系统的控制要求。本文研究了基于小脑模型神经网络与PID复合控制的智能控制系统，通过小脑模型神经网络强大的映射能力，来实现参数的在线调节，使无刷直流电机在不同的运行环境下都能快速、准确的跟踪给定指令。仿真与实验结果表明，控制系统兼顾了常规控制器快速性及智能控制器精确性的优点，转速超调量小，调节时间短，有效的抑制了负载扰动的影响，具有较好的静态和动态性能。\n 电梯门机是无刷直流电机驱动系统的一个应用方向，为提高电梯门机的安全性与舒适性，本文设计了无位置传感器控制的无刷直流电机电梯门机控制系统。该系统以TMS320F2812 DSP数字信号处理器为控制核心，主要包括电源电路、驱动电路、逆变器、信号检测与保护电路、光耦隔离电路等部分。系统实现了电梯门机的门宽自学习、平滑变速门机运行曲线及遇阻安全保护等功能，节省了成本，减小了开关门噪音，提高了运行可靠性。

关键词：无刷直流电机无位置传感器控制四开关逆变器智能控制

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无刷直流电机转矩脉动抑制与无位置传感器控制研究

无刷直流电机转矩脉动抑制与无位置传感器控制研究

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作者：赵继成哈尔滨工程大学

学位级别：博士

无刷直流电机具有结构简单、运行效率高、启动转矩大等优点,因此被广泛应用于各种场合。对于两相导通模式的无刷直流电机,在电机换相过程中存在明显的换相转矩脉动,最大可达平均转矩的50%,严重影响了运行性能。为了降低电机换相转矩脉动... 详细信息

无刷直流电机具有结构简单、运行效率高、启动转矩大等优点,因此被广泛应用于各种场合。对于两相导通模式的无刷直流电机,在电机换相过程中存在明显的换相转矩脉动,最大可达平均转矩的50%,严重影响了运行性能。为了降低电机换相转矩脉动,本文研究了无刷直流电机的换相转矩脉动抑制方法。无刷直流电机运行中需要使用位置传感器进行电流换相。然而,位置传感器容易受外界信号的干扰,降低了系统的可靠性,因此对无刷直流电机的无位置传感器控制方法进行研究具有重要的理论意义和应用价值。在目前的无位置传感器控制方法中,通过检测电机的反电动势确定转子位置是常用方法之一。但是,反电动势的检测过程容易受到很多因素的影响,引起换相误差。为了获得准确的换相信号,本文对无刷直流电机无位置传感器控制方法进行了深入研究。本文提出一种变压器型辅助升压电路抑制换相转矩脉动。在非换相区间,根据转速、负载对升压电路进行充电。进入换相区间时,辅助升压电路提高母线电压,维持非换相电流稳定,降低换相转矩脉动。文中分析了辅助升压电路的工作原理,建立了换相过程中电容压降的数学模型,给出电容充电期望值。对电容参数范围研究,确定了电容容值。通过仿真和实验验证了变压器型辅助升压电路可以有效抑制换相转矩脉动和缩短换相时间,并与SEPIC变换器供电的方法进行对比实验。本文提出一种基于霍尔信号延迟的换相转矩脉动抑制方法。文中分析了延迟霍尔信号对相电流产生的影响,根据反电动势与相电流的相位关系,建立了延迟区间相电流的数学模型,通过这种现象提出一种新的换相转矩脉动抑制方法。本文以换相过程中功率开关占空比等于单位1作为目标,建立了延迟时间的关断相电流的数学模型,通过不同转速、负载条件下的仿真和实验验证了方法的有效性和准确性。本文提出一种基于最优电流矢量的换相转矩脉动抑制方法。文中在两相静止坐标系下建立了换相过程的电流模型,分析了换相过程对电流矢量切换的影响,给出电机换相转矩脉动的原因。文中以换相过程转矩恒定和最大转矩电流比作为目标,提出一种基于最优电流矢量的换相转矩脉动抑制方法。通过仿真、实验验证了本文方法在不同转速条件下均可以抑制换相转矩脉动。本文提出一种基于线电压差积分的无位置传感器控制方法。文中建立了换相误差与相电流、平均功率的数学模型,分析换相误差对相电流、平均功率的影响。针对非梯形波、梯形波两种反电动势,建立了线电压差积分与换相误差间的数学模型,分析了换相误差对线电压差积分的影响。在建立线电压差积分与换相误差的数学模型时,考虑了换相过程对线电压差积分的影响,提高了换相误差的检测精度。对于非梯形波反电动势,将反电动势积分值作为反馈量进行调节,补偿精度高。对于梯形波反电动势,通过计算的方式可以得到换相误差的解析解,保证精度的同时加快了误差的补偿速度。通过实验验证了提出方法的有效性和动态响应能力,并且给出了不同条件下的误差补偿时间。通过实验测试不同工况下的平均功率,验证了换相信号补偿之后可以降低电机功耗。

关键词：无刷直流电机换相转矩脉动无位置传感器控制换相误差补偿误差闭环控制

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