检索结果-内蒙古大学图书馆

电工技术学报 2018年第24期33卷 5670-5677页

作者：寇佳宝高强徐可徐殿国哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001

在负载换相逆变器(LCI)驱动电励磁同步电机控制系统中,由于LCI无法产生频率合适的高频信号,传统的高频信号注入转子位置检测方法无法实现。本文提出一种基于励磁谐波的静止及低速转子位置检测方法。首先针对该方法给出详细的公式推导和... 详细信息

在负载换相逆变器(LCI)驱动电励磁同步电机控制系统中,由于LCI无法产生频率合适的高频信号,传统的高频信号注入转子位置检测方法无法实现。本文提出一种基于励磁谐波的静止及低速转子位置检测方法。首先针对该方法给出详细的公式推导和理论分析,并对信号处理算法进行简化。然后从励磁电流中选取一个频率合适的谐波分量替代高频注入信号,并给出相应的励磁控制策略。为了降低信号处理中简化算法所带来的检测误差,设计满足算法要求的带通滤波器,并对其引起的检测误差进行补偿。最后,通过15kW的LCI驱动电励磁同步电机实验平台对提出的基于励磁谐波的静止及低速转子位置检测方法进行实验验证。结果表明,所提出的转子位置检测方法在电机静止到20%同步转速之间可以有效地实现转子位置检测,在10%同步转速以下具有较好的检测精度。

关键词：负载换相逆变器电励磁同步电机无位置传感器转子位置检测

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永磁同步电动机无位置传感器镜相型矢量控制系统研究

永磁同步电动机无位置传感器镜相型矢量控制系统研究

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作者：李壮辽宁科技大学

学位级别：硕士

永磁同步电机因为其较小的体积,效率高,响应速度快,精度高,可靠性好以及抗干扰能力强等许多的优点,在各种高性能系统中被广泛的应用。永磁同步电机无位置传感器控制成为了目前电机控制领域中的研究热点之一。本文主要围绕着关于永磁同... 详细信息

永磁同步电机因为其较小的体积,效率高,响应速度快,精度高,可靠性好以及抗干扰能力强等许多的优点,在各种高性能系统中被广泛的应用。永磁同步电机无位置传感器控制成为了目前电机控制领域中的研究热点之一。本文主要围绕着关于永磁同步电机无位置传感器镜相型矢量控制进行了研究,重点解决了在包含零速的低速的无位置传感器的矢量控制问题。本文阐述了在永磁同步电机的数学模型以及矢量控制原理的基础上,通过注入旋转高频电压信号,利用内埋式永磁同步电机的凸极特性,结合镜相型矢量关系定理,对转子的磁极位置和转速进行无位置传感器估计。对镜相型矢量控制系统,充分利用MATLAB/SIMULINK仿真技术,建立了整个永磁同步电机无位置传感器镜相型矢量控制系统的仿真模型。通过高频注入,低通滤波等环节进行了仿真实验的研究,结果验证了镜相型矢量控制算法的正确性。最后利用DSP芯片TMS320F2812数字信号处理器,构建了基于高频信号注入法的永磁同步电机无位置传感器的镜相型矢量控制系统。由理论分析和仿真实验,结果表明高频电压信号注入法可以实现无位置传感器永磁同步电机镜相型矢量控制系统,在零速和低速的全速范围内对转子的位置和速度进行估计。该矢量控制方法具有良好的静,动态特性,而且对电机的参数不敏感,对外界的干扰也具有非常优良的鲁棒性。

关键词：镜相型 PLL 无位置传感器矢量控制永磁同步电机

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带电枢电阻辨识的永磁同步电机无位置传感器调速系统

带电枢电阻辨识的永磁同步电机无位置传感器调速系统

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作者：贺立超辽宁科技大学

学位级别：硕士

永磁同步电动机由于具有功率密度和效率高、运行性能好等优点,在理论研究和实际应用中得到广泛重视。永磁同步电机及其驱动控制电路组成的系统已广泛地应用于数控机床、机器人,以及航空、航天和航海等领域中。在一些特殊拖动应用领域中... 详细信息

永磁同步电动机由于具有功率密度和效率高、运行性能好等优点,在理论研究和实际应用中得到广泛重视。永磁同步电机及其驱动控制电路组成的系统已广泛地应用于数控机床、机器人,以及航空、航天和航海等领域中。在一些特殊拖动应用领域中,电机系统的可靠性显得尤为重要,无位置传感器永磁同步电动机系统是电机控制技术领域的一个研究热点。本文主要围绕内埋式永磁同步电动机(IPMSM)的无位置传感器调速系统进行研究。提出了具有电枢电阻估计器的无位置传感器内埋式永磁同步电动机的位置和速度估计方法,有针对性地对电机转子位置和转速的在线估计、电机参数的在线检测以及电机的控制策略等问题进行了较为深入的研究。介绍了永磁同步电动机模型以及矢量控制的原理,并阐述了空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术的理论基础。推导了永磁同步电动机在两相静止坐标系下的电机模型,设计了永磁同步电动机无位置传感器矢量控制系统。在Matlab/Simulink中进行仿真试验,结果表明,系统对参数变化具有较强的鲁棒性,电枢电阻估计器以及由它构成的无位置传感器调速系统具有优良的性能。

关键词：永磁同步电动机电枢电阻估计器无位置传感器位置估计矢量控制

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基于dsPIC的无位置传感器无刷直流电机控制研究

基于dsPIC的无位置传感器无刷直流电机控制研究

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作者：安然哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

无刷直流电机具有效率高、调速性能良好、体积小等优点，在不同的领域得到广泛应用。传统的无刷直流电机用传感器来检测转子的位置，而在一些特殊的环境中无法正常运行，如液体、高温、强腐蚀等环境下。本文研究无位置传感器控制技术，... 详细信息

无刷直流电机具有效率高、调速性能良好、体积小等优点，在不同的领域得到广泛应用。传统的无刷直流电机用传感器来检测转子的位置，而在一些特殊的环境中无法正常运行，如液体、高温、强腐蚀等环境下。本文研究无位置传感器控制技术，克服上述传感器无法在特殊环境中运行的缺点，使其应用领域得到进一步的扩展。本文对无刷直流电机的运行原理进行介绍，推导其数学模型并结合设计功能和指标提出无刷直流电机无传感器控制系统的总体设计方案，着重介绍了系统的硬件电路组成。该控制系统采用速度、电流双闭环控制，硬件系统由驱动逆变电路、电源模块、BLDC本体、反向电动势检测电路、电流检测电路、上位机及dsPIC33f控制芯片等组成。结合硬件电路，本课题设计了控制系统软件。由于在静止时检测不到转子的位置，所以在启动过程中采用特殊的起动方法。本文采用初始强制定位、快速加速和切换到正常换相的三步启动方法。对于反电动势过零点检测，如果用硬件电路实现会占用电路板上空间，增加复杂性和成本等。本文提出一种纯软件设计方法，该方法省去外围的比较器电路，利用控制芯片高速的运算速度从纯软件算法上实现反电动势过零点检测。最后对控制系统进行软、硬件联调，搭建无位置传感器控制系统的实验平台，对控制系统进行实验验证。

关键词： BLDC 无位置传感器反电动势过零点

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空调压缩机用无位置传感器电机控制器

空调压缩机用无位置传感器电机控制器

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作者：陈晓娇吉林大学

学位级别：硕士

近年来，变频空调作为耗电量小的空调新型产品受到越来越多的关注。压缩机是空调的核心部件，压缩机的工作效率影响了空调的能耗情况，同时压缩机控制器的成本也大大影响了空调的成本，研究空调的无位置传感器控制技术，不仅仅在降低空... 详细信息

近年来，变频空调作为耗电量小的空调新型产品受到越来越多的关注。压缩机是空调的核心部件，压缩机的工作效率影响了空调的能耗情况，同时压缩机控制器的成本也大大影响了空调的成本，研究空调的无位置传感器控制技术，不仅仅在降低空调能耗上有重大的意义，同时还可以有效的降低空调的成本，提高空调的普及度。本文主要介绍空调压缩机为永磁同步电机（Permanent Magnet SynchronousMotor简称PMSM）的无传感器控制器的研发，论文首先阐述了空调用电量对整个国家电能的消耗情况，并说明了无传感器变频空调控制器研究的意义和实用价值。然后介绍了永磁同步电机得结构和原理，同时详细说明了PMSM的数学模型和基本电磁关系式，分析了PMSM的运行特性曲线，为电机控制器的设计调试奠定了理论基础。本课题重点在传统的矢量控制基础上分析了PMSM的无传感器控制策略的控制方法，并且对其进行了MATLAB仿真，在理论上证明了无传感器角度估算的可行性。课题最后介绍了空调无位置传感器电机控制器实验平台的软硬件实现方法。介绍了控制器硬件电路的主要模块和具体软件实施流程图，并运用实验室自主研发的PC机监控软件对控制器进行了简单的性能测试，并对试验结果进行了分析。在文章的最后，从整体上对本课题进行了总结，指出了本课题不足之处，并对课题的下阶段计划做出展望。

关键词：无位置传感器 PMSM 矢量控制 MATLAB仿真

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一种永磁同步电机转子位置混合辨识方法

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电工技术学报 2018年第9期33卷 1938-1945页

作者：黄科元金其军黄守道湖南大学电气与信息工程学院长沙410082

针对内置式永磁同步电机(IPMSM),提出了一种基于最小电压矢量注入法和滑模观测器法的混合控制策略。低速时,采用最小电压矢量注入法获取转子位置,中高速阶段则通过滑模观测器法对转子位置进行辨识。角度和速度过渡阶段,通过对两种方法... 详细信息

针对内置式永磁同步电机(IPMSM),提出了一种基于最小电压矢量注入法和滑模观测器法的混合控制策略。低速时,采用最小电压矢量注入法获取转子位置,中高速阶段则通过滑模观测器法对转子位置进行辨识。角度和速度过渡阶段,通过对两种方法获得的位置误差信号进行加权处理,得到混合位置误差信号后,通过一个软件锁相环即可获得转子位置。设计了一个和速度有关的斜坡函数对注入电压进行过渡处理。实验结果表明,采用该文提出的混合控制策略能够实现电机在额定负载条件下从静止状态直接闭环起动,实现了高低速两种算法之间的平滑切换,能够进行宽范围内的无位置传感器调速控制,且低速算法实现简单,具有较大的工业应用价值。

关键词：永磁同步电机无位置传感器最小电压矢量注入切换策略滑模观测器

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无刷直流电机无位置传感器多速控制系统设计与实现

无刷直流电机无位置传感器多速控制系统设计与实现

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作者：刘玉明天津大学

学位级别：硕士

随着电力电子技术发展和新型永磁材料的出现，无刷直流电机以其低成本、高效率、控制简单、外特性优越等特点得到了广泛应用。而无位置传感器控制技术不但进一步减小了电机的体积、成本，而且还增强了其抗干扰能力，极大地拓宽了无刷直... 详细信息

随着电力电子技术发展和新型永磁材料的出现，无刷直流电机以其低成本、高效率、控制简单、外特性优越等特点得到了广泛应用。而无位置传感器控制技术不但进一步减小了电机的体积、成本，而且还增强了其抗干扰能力，极大地拓宽了无刷直流电机的应用范围。本课题结合实际需求，开发了一套能够根据直流电压变化实现多速控制的无刷直流电机无位置传感器控制系统。论文首先介绍了无刷直流电机的产生、发展及应用场合，并对其控制方式作了简要论述。详细阐述了无刷直流电机的结构组成和运行原理，根据电机运行时系统变量之间的关系建立了电机的数学模型。在分析电机数学模型的基础上，重点讨论了无位置传感器控制方法：首先对“端电压法”位置检测原理作了详细论述，并分析了检测误差及补偿方法。其次针对电机难以自启动的问题，提出了一种基于电流闭环的“三段式”启动方法。最后依照无位置传感器控制方法搭建了控制系统仿真模型，采用转速、电流双闭环PI控制，仿真实验验证了转子位置检测方法的正确性和启动方法的有效性。根据以上控制方法，搭建了系统主电路，设计并制作了控制板卡和驱动板卡，控制板的核心为TI公司的TMS320F2812数字信号处理器，论文详细介绍了各部分电路形式及功能，还相应介绍了硬件抗干扰措施。在硬件实验平台的基础上，利用C语言在CCS编译环境下完成了系统软件的编写，包括，电机启动程序，双闭环PI多速调节程序、AD采样中断程序、换相中断程序及系统保护中断程序等。其中针对变电压下的多速控制问题，软件中设置为不断监测电源电压并根据电压值实时修改转速给定和PI参数，以期达到电机转速快速跟随给定的效果。在反电势过零检测环节中，针对一般采用的90°电角度相移深度滤波方式会导致波形失真，造成过零点信号不精确的情况，本文提出了一种采用30°电角度相移硬件滤波加软件二次滤波的方法，能够实现对反电势过零信号的准确检测。由于电流采样信号中包含大量的PWM调制干扰，为了得到准确的电流值，系统采用了几种数字滤波方法进行混合滤波，取得了较好的效果。最后，在硬件实验平台上进行了系统的调试，运行。实验结果证实了控制方法的正确性和有效性。

关键词：无刷直流电机无位置传感器反电势法启动 DSP

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基于准滑模观测器的无刷直流电机无位置传感器控制技术研究

基于准滑模观测器的无刷直流电机无位置传感器控制技术研究

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作者：焦晓雷中南大学

学位级别：硕士

无刷直流电机具有高效节能、动态响应快、无换相火花及较好的机械特性等优点,已被广泛应用于众多行业。传统的无刷直流电机是通过转子位置传感器得到确切的转子位置信号实现电机的换相和调速的。但位置传感器的存在,使得无刷直流电机在... 详细信息

无刷直流电机具有高效节能、动态响应快、无换相火花及较好的机械特性等优点,已被广泛应用于众多行业。传统的无刷直流电机是通过转子位置传感器得到确切的转子位置信号实现电机的换相和调速的。但位置传感器的存在,使得无刷直流电机在航空航天、汽车等应用场合受到了很大的限制,甚至在某些场合无法使用。因此,无刷直流电机的无位置传感器转子位置检测方法成为近年来的研究热点。滑模变结构控制具有对参数摄动的完全自适应等优点,可以用它来实现对电机速度、位置的控制。滑模观测器不仅能得到不确定对象的状态,还能获得对象模型中内外干扰的实时控制量。但传统滑模观测器控制存在抖振大、精度不高等问题,因此限制了该方法在高性能驱动场合的应用。针对上述问题,本文设计了一种基于新型准滑模变结构观测器的无刷直流电机无位置传感器控制系统。本文首先介绍了无刷直流电机的基本原理和控制方法,阐述了无位置传感器控制中常用的转子位置检测方法,然后根据无刷直流电机的数学模型和滑模变结构理论,引入了一种新型准滑模观测器进行转子位置估计。该观测器以实测电流和观测电流之间的误差作为滑模面,再根据反电势与转速的数学关系估算出转子位置和转速。切换函数采用饱和函数替代开关函数,通过选择合适的边界层厚度,有效的削弱了抖振；并以滑模观测器得到的转速作为反馈进行闭环控制,使实际转速响应得到良好的效果。在此基础上设计了基于新型准滑模观测器的无刷直流电机的无位置传感器控制系统,仿真结果表明,本文设计的控制系统不仅能够得到准确的转子位置和角速度,提高了转子位置估算的精度,而且能有效的抑制传统滑模控制的抖振,使系统具有较强的鲁棒性。最后,以微芯公司的dsPIC30F6010单片机为核心,设计了无刷直流电机无位置传感器控制的硬件和软件系统,实现了无刷直流电机的启动、电流电压采样、转速调节和位置检测等功能。

关键词：无位置传感器无刷直流电机滑模观测器滑模抖振 dsPIC30F6010

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基于无位置传感器无刷直流电机的舵机伺服系统的研究

基于无位置传感器无刷直流电机的舵机伺服系统的研究

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作者：陈长春南京航空航天大学

学位级别：硕士

舵机伺服系统作为飞行器控制系统的重要组成部分，飞行器的各种运动姿态是靠舵机带动舵面偏转来实现的。无刷直流电机由于功率密度高、出力大、控制简单等优点，成为舵机伺服系统的首选电机。然而舵机伺服系统特殊的应用场合不仅严格限... 详细信息

舵机伺服系统作为飞行器控制系统的重要组成部分，飞行器的各种运动姿态是靠舵机带动舵面偏转来实现的。无刷直流电机由于功率密度高、出力大、控制简单等优点，成为舵机伺服系统的首选电机。然而舵机伺服系统特殊的应用场合不仅严格限制了无刷直流电机位置传感器的安装空间，同时恶劣的工作环境也对传感器的可靠性提出了更高的要求，采用无位置传感器技术可以消除因传感器的存在带来的不便和干扰。因此，对无位置传感器技术在舵机伺服系统中的应用进行研究具有重要的实际意义。本文首先介绍了舵机伺服系统和无刷直流电机无位置传感器控制技术的发展现状、工作原理以及数学模型，在此基础上提出了无刷直流电机舵机伺服系统的无位置传感器控制方案，并借助Matlab软件搭建了无刷直流电机舵机伺服系统位置和电流的双闭环仿真模型，仿真分析并比较了基于短时脉冲注入法和三段式起动法的无刷直流电机无位置传感器舵机伺服系统的响应特性，为舵机伺服系统的实现提供了理论依据。在此基础上，本文搭建了基于TMS320LF2812的无刷直流电机舵机伺服系统的硬件平台，并对系统的软件进行了设计，实现了舵机伺服系统的数字化控制。对短时脉冲注入初始位置检测法以及反电动势过零检测法进行了实验验证；并对施加阶跃信号和正弦信号激励的无位置传感器无刷直流电机舵机伺服系统的动、静态性能和带宽响应进行了实验分析，将其与舵机伺服系统在有位置传感器控制下的实验结果进行比较，研究表明本文所提出的无位置传感器控制方案能有效的实现舵面位置的高性能跟踪。

关键词：舵机伺服系统无刷直流电机无位置传感器动静态性能带宽响应

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车用永磁同步电机电驱动无传感器控制性能提升研究

车用永磁同步电机电驱动无传感器控制性能提升研究

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作者：李浩源合肥工业大学

学位级别：博士

永磁同步电机具有调速范围宽、转矩密度高、噪声低和体积小等优点,在电动汽车牵引系统中得到广泛应用。通常采用旋转变压器获取位置信息,但是其存在安装零位偏差、成本高、可靠性低、无法故障冗余等问题,研究基于无位置传感器电驱动系... 详细信息

永磁同步电机具有调速范围宽、转矩密度高、噪声低和体积小等优点,在电动汽车牵引系统中得到广泛应用。通常采用旋转变压器获取位置信息,但是其存在安装零位偏差、成本高、可靠性低、无法故障冗余等问题,研究基于无位置传感器电驱动系统具有重要意义。然而,实现高性能的无传感器技术还面临一些问题:系统优化设计难以兼顾多目标要求;初始位置检测精度低、可靠性差;高频注入法存在位置估计精度和动静态性能方面缺陷;实现宽调速范围运行时,复合控制算法难以平滑切换。对此,本文的主要研究工作和成果总结如下:1)针对系统优化设计的问题,提出基于D分割法的多目标可视化分析及设计方法。首先,提出离散域D分割法,可以准确获得参数稳定域。其次,图解分析时域、频域性能指标以及参数不确定性影响。最后,获得满足多个约束条件的参数可选域,保证系统稳定性的同时实现多目标寻优。该方法既可以直观明确地分析性能指标分布及变化趋势,又可以灵活简洁地完成多目标寻优。2)针对初始位置检测的问题,首先,提出基于电流幅值解调的高频旋转注入法,包括三相电流幅值解调和自调整轴系幅值收敛,简化信号处理过程,提高了位置估计精度。采用递推离散傅里叶变换完成幅值计算,减少滤波环节。其次,提出基于直接信号调制的高频脉振注入法,解决低通滤波器带来的稳定性低和收敛时间长的问题。最后,提出接线故障自检策略,提高电驱动系统运行安全性。3)针对高频注入法的问题,首先,提出基于动态坐标系的高频旋转注入法,简化信号处理过程,使位置估计精度受非理想因素影响降低。提出逆变器非线性补偿策略,降低估计位置中的6次脉动。其次,提出基于滑动平均滤波器的高频脉振注入法,提高位置观测系统的稳定性和收敛速度。最后,在分析高频注入机理的基础上,提出统一可视化模型,从中可以衍生新型高频注入法。4)针对宽调速范围复合控制的问题,首先,提出基于级联二阶广义积分器的谐波消除法,提高位置估计精度。其次,提出基于电流非线性调节的复合控制,缩短了流频比+滑模观测器的切换时间,减少转速波动。最后,针对高频注入+滑模观测器的复合控制,分别研究基于双锁相环和单锁相环的切换策略,实现宽调速范围内稳定运行和平滑过渡。此外,仿真和实验证明本文研究工作和成果的正确性和有效性。

关键词：永磁同步电机无位置传感器 D分割法多目标优化高频注入滑模观测器复合控制

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