检索结果-内蒙古大学图书馆

硅谷 2012年第24期 32-32页

作者：车培谦博世电动工具〈中国〉有限公司

使用位置传感器对无刷电机转子状态进行检测是BLDCM调速系统实现闭环控制的关键环节。传统方法采用位置传感器的位置检测方法,用这种方法常会遇到由于传感器维修复杂、霍尔原件温度特性差导致的单机稳定性下降等情况,而无位置传感器检... 详细信息

使用位置传感器对无刷电机转子状态进行检测是BLDCM调速系统实现闭环控制的关键环节。传统方法采用位置传感器的位置检测方法,用这种方法常会遇到由于传感器维修复杂、霍尔原件温度特性差导致的单机稳定性下降等情况,而无位置传感器检测法可有有效地避免这种情况的发生,成为近年来研究的热点。介绍典型的无位置传感器的转子位置检测方法,并对其实际应用进行说明。

关键词：无刷电机无位置传感器转子状态

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船舶永磁推进电机非线性补偿控制研究

船舶永磁推进电机非线性补偿控制研究

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作者：马亚楠大连海事大学

学位级别：硕士

近些年,随着世界各国对环境保护问题的日益重视,以及船舶交流调速系统与电力电子技术的发展,采用电力推进系统作为船舶主动力推进装置成为一大趋势。本文以船舶永磁推进电机为研究对象,对永磁同步电机控制系统中存在的非线性问题及非线... 详细信息

近些年,随着世界各国对环境保护问题的日益重视,以及船舶交流调速系统与电力电子技术的发展,采用电力推进系统作为船舶主动力推进装置成为一大趋势。本文以船舶永磁推进电机为研究对象,对永磁同步电机控制系统中存在的非线性问题及非线性抑制算法进行了研究。首先分析了永磁同步电机的电机本体结构,建立了基于三相静止坐标系和两相旋转坐标系下的电机数学模型,并对交流电机的控制策略与脉宽调制策略进行了研究,概述了不同控制策略的优缺点。其次,针对系统定子电流采样非线性进行深入分析,在数字低通滤波算法的基础上提出一种转速差估算误差电流的算法,有效地抑制了由于电流采样误差造成的闭环系统转速、转矩脉动。针对逆变器功率开关器件的非线性问题,分析了逆变器死区效应的形成机理,以及死区效应对闭环系统相电压、相电流、输出转速的影响。通过分析逆变器死区时间以及所产生的扰动电压矢量,采用基于时间补偿和扰动电压补偿的死区补偿策略,并在此基础上提出一种死区时间在线可调的扰动电压死区补偿算法,规避了传统死区补偿算法相电流检测精度对死区补偿效果的影响。将三种算法进行对比分析,验证了改进型扰动电压补偿法的可行性和高效性。在误差电流和逆变器死区补偿的基础上,研究了基于二阶广义积分器的无位置传感器控制算法,进一步提高了无位置传感器的控制精度。在理论分析和仿真验证的基础上,设计完成一套船舶永磁同步电机变频调速系统实验平台。通过实验平台进行了各工况下的实验,测得控制系统输出的电压、电流和转速等输出波形,验证了算法在实际系统中具有可行性及良好的动静态性能,抑制了系统中非线性因素的影响,提高了系统的控制性能。

关键词：船舶永磁同步电机定子电流采样误差补偿死区补偿无位置传感器

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基于滑模观测器的永磁同步电机控制系统的研究

基于滑模观测器的永磁同步电机控制系统的研究

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作者：吴正浩哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

永磁同步电机以其本体结构简单,体积与机身重量比相对较小、能量密度高、可靠性高等优势在现代工业生产以及人们日常生活中扮演者重要角色。然而,在电机运动控制系统当中,采用矢量控制的算法时需要知道电机转子位置信息,采用机械传感器... 详细信息

永磁同步电机以其本体结构简单,体积与机身重量比相对较小、能量密度高、可靠性高等优势在现代工业生产以及人们日常生活中扮演者重要角色。然而,在电机运动控制系统当中,采用矢量控制的算法时需要知道电机转子位置信息,采用机械传感器例如旋变等安放在到转轴上,再通过解码芯片即可获取到信号。然而,这种方法使整个控制系统的成本升高,使控制系统的稳定性和可靠性有所降低,这些因素会限制了永磁同步电机能够广泛应用于各种环境场合下。基于以上原因,国内外学者就永磁同步电机的无传感器控制技术作为热点课题进行研究,以克服机械式的传感器所带来的种种问题。论文首先采用坐标变换的方法,将电机三相模型的复杂关系解耦为dq坐标系下数学模型。根据本课题仿真实验与实验平台电机结构,最终确定采用id=0的控制方法。将永磁同步电机两相静止坐标系下的数学模型公式改写为含有反电动势的数学方程,按照此坐标系下数学方程设计电流滑模观测器,最终估算出反电动势进而提取出转子位置信息。课题采用饱和函数代替传统的开关函数,抖振得以有效削弱。本文选择在MATLAB/Simulink仿真环境下,建立了基于滑模观测器的PMSM矢量控制系统的仿真模型,验证此算法在电机运动控制系统中的有效性。为证明滑模观测器能够应用于永磁同步电机控制系统当中,本文设计了以TMS320F28335为主控芯片的硬件电路和与之相匹配的软件程序。并针对滑模观测器的控制策略搭建实验平台,进行实验数据的采集与分析。实验结果表明滑模观测器可以准确的获取转子位置信息,实现永磁同步电动机无传感器控制系统的良好运行。

关键词：永磁同步电动机无位置传感器矢量控制滑模观测器

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基于滑模观测器的PMSM无传感器控制系统研究

基于滑模观测器的PMSM无传感器控制系统研究

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作者：吕奥博哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

永磁同步电机(PMSM)相比于其他类型的电机具有结构简单、高功率密度、效率高等优点,在电力传动领域得到广泛应用。工业领域中常利用物理位置传感器确定转子的实时位置信息,但是传感器的安装会给系统带来许多问题,比如成本较高、抗干扰... 详细信息

永磁同步电机(PMSM)相比于其他类型的电机具有结构简单、高功率密度、效率高等优点,在电力传动领域得到广泛应用。工业领域中常利用物理位置传感器确定转子的实时位置信息,但是传感器的安装会给系统带来许多问题,比如成本较高、抗干扰能力差、安装过程复杂等,限制了PMSM的应用领域并降低了系统可靠性。因此研究基于无传感器的PMSM控制技术具有非常重要的实际意义。本文首先推导出ABC坐标系、α-β坐标系和d-q坐标系间的转换关系,同时基于三种坐标系分别建立了PMSM的数学模型,并选用电压空间矢量SVPWM技术作为控制策略。针对滑模变结构控制方法的优越性,将其应用到无传感器控制领域,其次阐述滑模观测器无传感器控制技术的思想。考虑到传统滑模观测器的高频抖振问题,本文采用自适应滑模观测器取代传统滑模观测器、sigmoid(s)函数替代传统sign(s)函数以及利用锁相环替代了传统反正切函数来估算转子位置。搭建了基于自适应滑模观测器的PMSM控制系统MATLAB模型,通过仿真分析对本文所提算法的可行性和有效性进行验证,并针对传统滑模观测器进行对比,结果表明该控制系统能抑制抖振,提高转子位置的估算精度,改善了系统的鲁棒性。最后,本文以TMS320F28335为控制核心搭建了PMSM控制系统实验平台,完成对DSP软件程序的调试和编写,对所提出基于自适应滑模观测器的PMSM无传感器控制系统进行实验验证,结果表明控制系统有良好的稳态性能和动态性能,转子位置估算偏差较小。

关键词：永磁同步电机无位置传感器滑模观测器自适应算法锁相环

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基于复合控制策略的PMSM控制系统的研究与设计

基于复合控制策略的PMSM控制系统的研究与设计

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作者：黄明峰东北大学

学位级别：硕士

永磁同步电机具有体积小、功率密度高、效率高等众多优点被广泛的应用到电动汽车、航天航空、工业控制等领域中。永磁同步电机调速控制系统中,必须采用安装机械式传感器的方式来获取电机转子位置与转速,这样必然增加了系统的成本与体积... 详细信息

永磁同步电机具有体积小、功率密度高、效率高等众多优点被广泛的应用到电动汽车、航天航空、工业控制等领域中。永磁同步电机调速控制系统中,必须采用安装机械式传感器的方式来获取电机转子位置与转速,这样必然增加了系统的成本与体积,还会受到应用场合的限制。在此背景下,研究无传感器的永磁同步电机控制系统已经成为很多行业的研究热点。本文主要针对表贴式永磁同步电机,研究其无位置传感器的复合控制策略。通过查阅大量相关文献,在其他研究的基础上,针对电机的低速性能、高速性能、转子初始位置检测、转速及转子位置动态跟踪等多个方面研究SPMSM无传感器矢量控制技术。详细论述了永磁同步电机无位置传感器控制技术,建立了永磁同步电机的数学模型,深入研究了表贴式永磁同步电机在低速和零速时的无传感器控制策略,采用脉振高频电压注入法对电机的位置信号进行辨识,并设计了一种判断d轴正方向的方法,在PLECS环境下搭建了双闭环矢量控制系统的仿真模型,验证了该方法的正确性。研究了电机运行在高速状态下的无位置传感器的控制策略,采用滑模变结构控制方法,针对传统滑模观测器存在高频抖振的问题,提出一种用双曲正切函数替代观测器传统开关函数的改进方法;并且针对滑模观测器存在复杂的位置补偿算法的问题,提出一种将锁相环节归一化处理的改进方法。通过改进滑模观测器,减小了高频抖振问题与需要复杂的位置补偿算法问题,并搭建了基于改进之后的控制系统仿真模型,验证了该方法的正确性。研究了电机全速度范围运行的方法,将高频注入法与滑模变结构控制法相结合,设计出一种速度加权法,实现了电机低速运行到高速运行的平滑切换,建立了控制系统全速范围运行时的复合观测器,并搭建仿真平台,验证了这种观测方法的正确性与可行性。最后,对提出的基于复合控制策略的PMSM控制系统进行了硬件与软件的设计,控制核心采用STM32F103VET6芯片,并设计了主电路,电源电路,电压电流采样电路等硬件电路;软件部分阐述了控制系统的详细原理,并设计了主程序,中断程序,初始位置检测与速度切换器等子模块程序。通过在搭建平台上进行实验,并对实验波形和数据进行详细分析,验证了整个控制系统的可行性和正确性。

关键词：表贴式永磁同步电机脉振高频电压注入法滑模变结构无位置传感器

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瞬时频率估计在钢丝绳测距与信号采样中应用的研究

瞬时频率估计在钢丝绳测距与信号采样中应用的研究

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作者：张年哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

在基于磁检测法的钢丝绳无损检测方式中,为便于对钢丝绳缺陷的定位,常使用编码轮对钢丝绳的主磁通或漏磁信号进行等间距采样。在检测过程中,与编码轮相连的向导轮常发生打滑与卡死的现象,造成采样信号的缺失。长期的接触采样,也会导致... 详细信息

在基于磁检测法的钢丝绳无损检测方式中,为便于对钢丝绳缺陷的定位,常使用编码轮对钢丝绳的主磁通或漏磁信号进行等间距采样。在检测过程中,与编码轮相连的向导轮常发生打滑与卡死的现象,造成采样信号的缺失。长期的接触采样,也会导致向导轮磨损,降低定位精度。为解决上述问题,本文根据磁检测法中钢丝绳股波波形为似正弦形式,其波形频率与钢丝绳运动速度相关的特点,设计了无编码轮的钢丝绳测距与信号采样系统。该系统包含离线工作与在线工作模式,适用于不同的应用环境。本文使用线性调频(Linear Frequency Modulated,LFM)信号,对维格纳分布(Wigner-Ville Distribution,WVD)、小波频谱分析与相位差分三种常用的瞬时频率估计算法进行了瞬时频率估计效果的对比实验,根据实验结果确定所建立的无编码轮钢丝绳测距系统的核心算法。针对WVD分布易受噪声与畸变波形影响的特点,采用了维特比算法及集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)对其进行优化。针对相位差分法抗噪声能力差的特点,采用了变权最小二乘法进行优化,并修改了变权最小二乘法的权重函数,使之适用于单次运算。在优化瞬时频率估计方法的同时,对余数补偿法的全数字倍频方式也做了误差分析,针对其输出波形均匀性较差的问题,采用改进的分散补偿法进行优化,达到了对任意倍频系数更精准的倍频的效果。设计了无编码轮的钢丝绳测距离线工作与在线工作系统,根据在线系统对霍尔传感器输出波形无直流分量及低噪声的要求,搭建了超级伺服电路及四阶巴特沃斯低通滤波器,降低直流分量与噪声对算法的影响。论文最后在DSP平台上实现了以相位差分法为核心的在线工作系统,通过采样脉冲来确定缺陷位置。在上位机中实现了以WVD分布为核心的离线工作系统,将等时采样点转换到在钢丝绳上带有距离信息的坐标点。两种方法均与编码轮的测距效果作对比,验证了所设计的无编码轮钢丝绳测距系统的有效性。

关键词：钢丝绳测距瞬时频率估计数字倍频无位置传感器

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噪声矩阵优化的降阶EKF的永磁同步电机无传感器控制研究

噪声矩阵优化的降阶EKF的永磁同步电机无传感器控制研究

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作者：葛宇南京航空航天大学

学位级别：硕士

永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM)因其结构简单，效率高，功率密度大等优点，近年来在各个领域应用的比重越来越大。传统的PMSM的控制需要通过位置传感器获取电机的转子位置信息，但是会带来成本提高，系统可靠... 详细信息

永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM)因其结构简单，效率高，功率密度大等优点，近年来在各个领域应用的比重越来越大。传统的PMSM的控制需要通过位置传感器获取电机的转子位置信息，但是会带来成本提高，系统可靠性降低，且受外界环境限制较大等问题。为解决这些问题，近年来无位置传感器技术已成为研究热点，而扩展卡尔曼滤波器(Extended Kalman Filter，EKF)因其将噪声考虑在内，可以有效的降低噪声的影响，具有良好的动态性和鲁棒性而被广泛的应用在PMSM中高速无位置传感器控制。\n 首先，本文介绍了PMSM及其控制技术的研究与发展，阐述了PMSM数学模型及矢量控制(Vector Control，VC)的基本原理。\n 其次，在对卡尔曼滤波的原理进行了详尽的介绍的基础上，设计了基于PMSM的αβ坐标系下电流方程和磁链方程两种不同方案的EKF，来估计电机的位置信息。通过对电流方程下EKF在PMSM中应用的仿真，验证了该方法的正确性和有效性，并且详细的分析了噪声协方差矩阵各参数对EKF估计精度的影响并做出了总结。针对EKF计算量大的问题，设计了基于PMSM的αβ坐标系下反电势方程和磁链方程两种降阶EKF方案。通过对反电势方程下降阶EKF在PMSM中应用的仿真，验证了降阶EKF在实现减小计算量的同时，也可以保证其估计的精度。\n 再次，针对EKF噪声协方差矩阵传统的试凑法耗时多且参数不一定理想的问题，采用了基于粒子群算法(Particle Swarm Optimization，PSO)优化EKF噪声协方差矩阵的PMSM无位置控制策略。阐述了PSO的原理，以及将PSO应用到优化EKF噪声矩阵上来简化噪声矩阵选取的实现方法。通过仿真验证了通过PSO优化得到的噪声协方差矩阵可以使EKF有着很好的估计精度。\n 最后，详细叙述了基于TMS320F28335的硬件实验平台设计及软件设计，实验结果验证了本文所提出的EKF及降阶EKF控制策略的正确性和有效性。

关键词：永磁同步电机无位置传感器噪声矩阵优化扩展卡尔曼滤波器粒子群算法

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永磁同步直驱电机无传感器控制系统的研究

永磁同步直驱电机无传感器控制系统的研究

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作者：姜家豪沈阳工业大学

学位级别：硕士

随着时代的进步,科技的发展,新型球磨机相对于传统球磨机在价格和性能两个方面拥有突出的优点。永磁同步电机具有功效数值高、运行较为平稳及控制效果好等优势,所以永磁同步电机在工业场合应用广泛,因为永磁同步电机控制的技术难点是对... 详细信息

随着时代的进步,科技的发展,新型球磨机相对于传统球磨机在价格和性能两个方面拥有突出的优点。永磁同步电机具有功效数值高、运行较为平稳及控制效果好等优势,所以永磁同步电机在工业场合应用广泛,因为永磁同步电机控制的技术难点是对电机转子位置和速度的检测,球磨机恶劣的工作环境因素对电机转轴上安装的机械式传感器的影响较大,因此,球磨机内永磁同步电机控制系统需要不使用码盘等机械传感器的方法来检测电机的实时参数。首先,文章在球磨机永磁同步电机无传感器算法控制系统进行了研究。通过永磁同步电机基本原理的前提下,其理论方程式是由其特性加以建立,本文对于di=0速度电流电机算法的应用进行了详细的解释说明,在模拟软件的平台上创建了电机的非机械传感器控制的计算方法模拟系统。其次,在电机的基本控制原理的基础上,根据经典的扩展卡尔曼滤波理论,替代传统电机控制系统的方法,创建了永磁同步电机的速度和角度观测器。同时,因为经典扩展卡尔曼滤波算法的计算方法比较复杂,计算量比较大,本文采用改变矩阵参数的配置,对系统状态参数进行特殊赋值的方法,对永磁同步电机数学模型进行完全线性化。创建了一种矩阵参数固定不变的新型卡尔曼滤波算法,简化了计算过程中的计算量。在模拟仿真过程的分析中,提出的新型算法能够满足电机在速度和转子绕组的角度估算精确程度上的要求。然后,深入研究滑模变结构控制理论,对基础滑模观测器进行了改进优化。因为基础的滑模观测器存在一定的缺点,比如,在高频率信号传输中会受到噪声等干扰、电机内部参数的预测不够精准等。文章提出了使用连续的信号作为切换控制函数。同时进一步优化提高对电机转子的估计精确度及系统的稳定性。在模拟软件平台上设计了优化的扩展滑模观测器电机控制系统的仿真图,并对其进行了运行性能及稳定性的有效分析。最后,在嵌入式控制平台上对矩阵计算参数固定的新型卡尔曼滤波算法在电机控制上的应用进行了实验证明。

关键词：永磁同步直接驱动电机无位置传感器滑模观测器卡尔曼滤波矢量控制

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基于滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器控制

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自动化信息 2012年第6期 34-36,52页

作者：陈志芳西南交通大学电气工程学院四川成都610031

本文提出了一种基于滑模变结构控制原理的无位置传感器控制方法。通过分析永磁同步电机的模型，应用滑模变结构控制原理，提出了一种针对永磁同步电机的无位置传感器控制策略。它利用电机中容易测得的定子电流、直流母线电压，通过滑模... 详细信息

本文提出了一种基于滑模变结构控制原理的无位置传感器控制方法。通过分析永磁同步电机的模型，应用滑模变结构控制原理，提出了一种针对永磁同步电机的无位置传感器控制策略。它利用电机中容易测得的定子电流、直流母线电压，通过滑模变结构控制原理来估算转子位置。利用Matlab／Simulink对系统进行了仿真，仿真结果表明，转子位置估算结果基本与实际位置一致。

关键词：永磁同步电机无位置传感器滑模观测器变结构控制

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基于SH79F1611无刷电机的无传感器控制系统分析和设计

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佛山科学技术学院学报（自然科学版） 2019年第4期37卷 32-37页

作者：徐德信山东省聊城市东昌府区广播电视中心

探讨了无位置传感器无刷直流电机的工作原理,分析了无位置传感器无刷直流电机预定位起动方法,并针对反电动势法进行了深入分析。对基于SH79F1611无刷电机的无传感器控制系统硬件电路和软件方案进行了设计。实验结果验证了该方案的可行性。

关键词：无刷直流电机无位置传感器反电动势过零检测

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