检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：张旭隆中国矿业大学

学位级别：博士

实时而准确的转子位置信息是开关磁阻电机（SRM）可靠运行和高性能控制的必要前提。然而位置传感器提高了系统成本和复杂度，更重要的是降低了系统的坚固性和适应性，影响系统运行的可靠性，尤其是在潮湿、振动、多尘等环境较恶劣的场... 详细信息

实时而准确的转子位置信息是开关磁阻电机（SRM）可靠运行和高性能控制的必要前提。然而位置传感器提高了系统成本和复杂度，更重要的是降低了系统的坚固性和适应性，影响系统运行的可靠性，尤其是在潮湿、振动、多尘等环境较恶劣的场合。因此，无位置传感器的SRM控制技术成为国内外的研究热点。本文以双SRM电牵引采煤机为研究背景，研发无位置传感器的双机电牵引采煤机控制系统，以提高SRM控制系统的可靠性，具有极高的社会效应和经济价值。以三相12/8极18.5kW SRM为研究对象，研究了SRM的磁链特性在线检测、全速度范围的无位置传感器控制、双机交叉耦合同步控制和PWM整流器预测电流控制策略。在简要分析SRM数学模型、运行特性与控制方式的基础上，对样机进行了堵转试验，获得了静态磁链-电流-转子位置角度的特性曲线族;通过JMAG软件对样机进行了三维有限元分析，其结果验证了堵转试验获得的磁链特性数据的可信度。针对现有堵转试验或有限元分析方法获取磁链特性的局限性，提出了磁链特性在线检测方法，通过DSP中的串行通信接口（SCI）模块，将磁链-电流-转子位置数据发送至上位机，由边界值限制径向基神经网络对所获取的样本数据进行训练，最终获得磁链特性数据，三种功率等级的SRM磁链特性数据实验结果验证了方法的可行性和可移植性。针对位置传感器的使用带来的不便与弊端，简要介绍了位置传感器反馈与速度反馈原理，在对电感曲线进行傅立叶级数展开和谐波分析的基础上，提出了基于动态电感模型的SRM转子位置估计方法，分析了三相电感的计算方法和傅立叶级数展开系数的变化规律，给出了SRM转子位置角度的计算方法。提出了激励脉冲法与动态电感模型相结合的四象限全速度范围的无传感器控制策略，设计实现了无位置传感器SRM控制器。针对双机牵引采煤机的功率输出平衡问题，提出了SRM平均转矩在线计算模型。针对现有双机交叉耦合控制采用单一反馈造成负载运行时双机功率偏差问题，提出了速度差与转矩差双反馈交叉耦合双机同步控制策略，同时分析了双SRM无传感器控制系统的主CPU硬件架构与系统软件设计，并给出了模糊控制转矩调节器的设计方法。针对采煤机SRM双机牵引系统中的整流单元普遍采用不控整流或简单回馈方式，提出满足采煤机在大倾角工作面上可靠实现四象限运行的PWM整流器控制策略。分析了整流器的拓扑结构及低频数学模型，分析了电流控制过程中滞后一拍对整流器性能的影响，给出了波特图分析。在此基础上，提出了无差拍预测电流控制策略，给出了控制算法。在分析采煤机负载特性的基础上，将依托本文研究成果的SRM无位置传感器控制器应用于国产某型双滚筒电牵引采煤机系统中，牵引实验结果和性能指标验证了本文整体方案的可行性和有效性。

关键词：开关磁阻电机磁链特性检测无位置传感器双机预测电流控制

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

风电机组变桨系统无位置传感器的研究

引用

电气传动 2019年第4期49卷 78-82,96页

作者：韩维敏文金龙刘星平湖南理工职业技术学院风能工程学院湖南湘潭411000 长沙理工大学电气与信息工程学院湖南长沙410082 湖南工程学院电气信息学院湖南湘潭411101

由于风电变桨系统中位置传感器的安装与检修困难,无位置传感器控制是主要趋势。此外,无位置传感器控制还降低了系统成本。在传统的三闭环变桨距系统基础上引入改进的滑模-模型参考自适应(SMMRAS)的无位置传感器技术,用滑模变结构来替代... 详细信息

由于风电变桨系统中位置传感器的安装与检修困难,无位置传感器控制是主要趋势。此外,无位置传感器控制还降低了系统成本。在传统的三闭环变桨距系统基础上引入改进的滑模-模型参考自适应(SMMRAS)的无位置传感器技术,用滑模变结构来替代传统MRAS中的PI调节,从而增加了系统的稳定性与可靠性,并对该方案进行了仿真验证。结果显示,此方案可以准确估测电机转子的位置,对风机主控系统给出的桨距角实现快速响应并跟随,在变桨系统中引入无位置传感器技术是完全可行的。

关键词：变桨系统模型参考自适应系统滑模变结构无位置传感器

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

基于非线性扩张观测器的永磁同步电机无位置传感器低速控制策略研究

引用

微电机 2020年第10期53卷 76-81页

作者：刘华青郗珂庆刘拥军张琴琴西安航天动力测控技术研究所西安710025

针对永磁同步电机在实际应用中需要安装位置传感器以及在低速、无位置控制系统中由于多种非线性变量相互耦合影响电机动态性能的问题,设计了基于脉振高频电压注入法的永磁同步电机无位置低速控制系统。并将非线性扩张观测器引入控制系统... 详细信息

针对永磁同步电机在实际应用中需要安装位置传感器以及在低速、无位置控制系统中由于多种非线性变量相互耦合影响电机动态性能的问题,设计了基于脉振高频电压注入法的永磁同步电机无位置低速控制系统。并将非线性扩张观测器引入控制系统中,实现未知不确定和外加干扰的估计,将其应用于闭环PID控制中,实现无需位置传感器的永磁同步电机低速控制。研究结果表明:基于非线性扩张观测器的永磁同步电机低速控制系统可以按照预定速度给定平稳运行,并且具有良好的抗扰动性能,满足实际应用中的控制需求。

关键词：非线性扩张观测器永磁同步电机无位置传感器低速控制

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

内置式永磁同步电机无位置传感器控制研究

内置式永磁同步电机无位置传感器控制研究

引用

作者：张国强哈尔滨工业大学

学位级别：博士

内置式永磁同步电机具有效率高、功率密度大、易于弱磁扩速等优势,已经广泛应用于工业、航天、交通和家用电器等诸多传动领域。无位置传感器(位置自检测)技术能够有效降低系统成本、提高系统可靠性;研究控制精度高、调速范围宽及鲁棒性... 详细信息

内置式永磁同步电机具有效率高、功率密度大、易于弱磁扩速等优势,已经广泛应用于工业、航天、交通和家用电器等诸多传动领域。无位置传感器(位置自检测)技术能够有效降低系统成本、提高系统可靠性;研究控制精度高、调速范围宽及鲁棒性强的高性能无位置传感器永磁同步电机控制系统具有重要意义。目前,永磁同步电机无位置传感器控制技术全速度范围运行仍然存在如下核心技术难点:低速高频注入法滤波环节限制了系统动态性能;模型法中位置误差脉动问题;逆变器非线性问题导致转矩(电流)脉动;低载波比运行条件下控制器和位置观测器稳定性问题。对永磁同步电机无位置传感器控制技术进行进一步深入研究,并突破上述核心技术难点,对拓宽永磁同步电机无位置传感器控制在工业控制中的应用场合具有重要意义。适合永磁同步电机无位置传感器低速/零速运行的传统信号注入方法需采用滤波环节实现位置误差信号解耦和转速/位置信息跟踪。针对滤波环节引入导致系统带宽和动态性能降低,并且高阶滤波器的应用会占用较多系统资源等问题,在分析注入方波电压信号和高频响应电流时序基础上,研究一种无滤波器载波分离策略,同时调整转速观测值获取方式,进而提高系统动态带宽。针对传统初始位置辨识技术收敛速度较慢,并且基于凸极跟踪的短脉冲电压注入法难于确定脉冲宽度和幅值、实现困难,二次谐波分量法信噪比低的缺点,在不中断方波注入基础上,基于磁饱和效应,通过施加方向相反的d轴电流偏置给定,比较d轴高频电流响应幅值大小实现磁极极性辨识。所提出方法收敛速度较快,能够在永磁同步电机转子静止或自由运行状态实现初始位置辨识。针对逆变器非线性和磁场空间谐波引起定子电流及反电动势产生1±6k次谐波,进而导致6k次转子位置观测误差脉动问题,在建立考虑反电动势谐波的永磁同步电机数学模型基础上,提出一种基于自适应线性神经元滤波的改进有效磁链模型转子位置观测方法,实现无位置传感器内置式永磁同步电机矢量控制系统准确解耦,改善其控制性能。基于自适应对消原理,自适应线性神经元能够滤除指定的反电动势观测值谐波分量,从而提高正交软件锁相环获得转子位置信息的精度。该方法根据谐波分析结果,通过最小均方算法或者递归最小二乘算法在线连续调整滤波器参数,保证了转子位置观测器的快速收敛性。考虑逆变器非线性效应产生误差电压,进而导致永磁同步电机无位置传感器运行出现转矩(电流)和转速脉动问题,在简单分析死区时间和开关器件固有特性对逆变器输出及整个系统影响基础上,提出一种基于双自适应矢量滤波器交叉反馈网络的死区补偿策略。通过一组自适应矢量滤波器交叉反馈网络实现永磁同步电机位置/转速信息跟踪,消除位置观测误差脉动影响。然后,采用另一组自适应矢量滤波器交叉反馈网络实现逆变器误差电压快速准确地实时检测,并通过前馈方式对其进行补偿,最终实现降低转矩(电流)和转速脉动,改善系统动态性能。所提出的基于双自适应矢量滤波器交叉反馈网络的死区补偿算法不需要检测定子电流极性,进而避免了零电流钳位效应导致的电流极性检测不准而引起的误差。同时,由于自适应矢量滤波器具有正负序分量判断能力,并且结构简单、易于低成本控制芯片实现。在中大功率和高频永磁同步电机驱动应用场合,为增加变频器出力、降低开关损耗,要求降低载波比(PWM载波频率与基波运行频率比)。然而,载波比降低,将会产生较大的数字控制延迟,进而影响电流调节器动态解耦效果,并且对位置观测器稳定性及动态性能造成不利影响。为了克服该问题,考虑PWM逆变器静止轴系输出电压钳位效应和数字控制延迟,建立永磁同步电机控制系统离散域下精确复矢量数学模型,基于零极点对消原理,采用直接离散化方法设计电流调节器,提高低载波比条件下系统动态解耦能力和鲁棒性。在此基础上,提出一种同步旋转轴系下全阶状态观测器,直接在z平面上完成观测器极点配置,进而实现永磁同步电机低载波比高性能无位置传感器控制。

关键词：内置式永磁同步电机无位置传感器无滤波器方波注入位置误差脉动抑制逆变器非线性补偿低载波比控制

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

无刷直流电机无位置传感器控制关键技术研究

无刷直流电机无位置传感器控制关键技术研究

引用

作者：李自成华中科技大学

学位级别：博士

永磁无刷直流电机因具有结构简单、运行效率高、控制简单和维护方便等优点而得到了广泛应用。传统的无刷直流电机一般采用三相六状态120°导通方式,需要位置传感器在一个电周期内检测到六个关键的转子位置信号以便对三相绕组进行换... 详细信息

永磁无刷直流电机因具有结构简单、运行效率高、控制简单和维护方便等优点而得到了广泛应用。传统的无刷直流电机一般采用三相六状态120°导通方式,需要位置传感器在一个电周期内检测到六个关键的转子位置信号以便对三相绕组进行换相控制。然而,位置传感器增大了电机的成本和体积,易受外界信号干扰,降低了系统的可靠性,因此对无位置传感器无刷直流电机控制技术的研究具有重要的理论意义和实用价值。本文以永磁无刷直流电机的无位置传感器控制为研究内容,针对在无位置传感器条件下的无刷直流电机控制的几个关键问题,即转子位置辨识方法、PWM控制策略、电机起动控制方法、转子位置辨识误差及其补偿分析、转矩脉动抑制策略等进行了较为系统和深入的理论分析、仿真和实验研究。反电动势法因原理简单、方法可靠等优点而成为转子位置检测的主要方法。本文在分析传统的反电动势过零检测需要虚拟电机绕组中点方法的基础上,提出了改进的相反电动势转子位置辨识理论。该方法抛弃了传统的反电动势硬件检测原理,只通过检测无刷直流电机任意两路线电压,经软件实时计算后,就可以得到未导通相反电动势的过零点。该方法结构简单、不需要构造虚拟的电机中点和信号深度滤波电路,具有简易性和可靠性等优点。在对无刷直流电机反电动势波形分析的基础上,提出了一种利用线反电动势过零原理来获得转子位置的新方法。该方法通过波形定性分析和傅立叶级数定量推导,均得出线反电动势的过零点就是对应的电子换相点这一结论。对于反电动势波形为任意平顶宽度的梯形波或正弦波,只要三相反电动势波形对称,该方法均适用于转子位置的估算。在此基础上,为减小对电机参数的依赖,提出了一种简化实用的线反电动势法来估算转子位置。该方法只依赖于电机定子电阻,并对定子电阻参数不敏感,无需30°相位延迟和上一次换相信息,具有理论和工程应用价值。分析和比较了无刷直流电机两两导通控制的八种PWM调制方式。通过对各种PWM方式下非换相期间非导通相电流续流情况进行的理论推导,分别得到与上述转子位置辨识方法各自对应的PWM调制方式。电机起动控制问题是无位置传感器控制技术的另一难点。本文基于定子铁心饱和法原理,提出了一种新的起动控制方法:即利用两两导通和三三导通得到的12个电压矢量脉冲施加到定子端,并通过检测各相定子电流峰值来判断定子电感的变化,进而得到转子初始位置所在的30°区间,再通过施加特定的电压矢量将转子精确地定位到换相位置。在此基础上,通过升压升频原理顺序起动电机,一旦检测到线反电动势过零,即可切换到无位置传感器控制方式。研究表明,这种方法电机起动可靠,易于工程实现。详细分析了电机参数变化、电压电流采样误差、滤波电路相位延迟对转子位置辨识误差带来的影响。提出了一种利用最小二乘法原理来拟合线性函数的方法进行相位延迟开环补偿,并根据反电动势波形的对称性提出了一种转子位置误差闭环校正方法。仿真和实验结果表明了该方法的实用性。转矩脉动是无刷直流电机两两导通方式固有的缺点。在无位置传感器控制下,由于转子位置辨识的误差,转矩脉动有可能进一步增大。本文分析了相反电动势平顶宽度、转子位置估算误差和换相期间非换相相电流畸变等因素对转矩脉动的影响后,提出了采用定子电流预测控制方法来抑制无刷直流电机转矩脉动。构建了以dsPIC30F6010为核心的系统实验平台,在此实验平台上进行了无刷直流电机无位置传感器控制系统性能实验,并与有位置传感器控制实验结果进行了对比,实验结果验证了本文提出的无位置传感器控制策略的正确性和可行性。

关键词：无刷直流电机无位置传感器反电动势过零脉宽调制线反电动势转矩脉动抑制预测控制

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

高频注入PMSM无位置传感器位置观测器设计

引用

电机与控制应用 2014年第4期41卷 1-5页

作者：林环城王志新上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240

脉振高频信号注入永磁同步电机无位置传感器位置观测器的设计及控制需要通过多个滤波器对电流信号进行解调,这些滤波器结构及算法复杂,参数整定困难,且多个滤波器的滞后效应叠加,增大了系统的时间常数,造成系统动态性能下降。通过优化... 详细信息

脉振高频信号注入永磁同步电机无位置传感器位置观测器的设计及控制需要通过多个滤波器对电流信号进行解调,这些滤波器结构及算法复杂,参数整定困难,且多个滤波器的滞后效应叠加,增大了系统的时间常数,造成系统动态性能下降。通过优化设计位置观测器,减少滤波器数量并确定适宜的滤波器类型,使参数整定易于实现。基于内置式永磁同步电机无位置传感器矢量控制系统的试验研究,证明了采用优化后的位置观测器的系统在中、低速下动态性能良好、鲁棒性强,验证了采用方法的有效性。

关键词：永磁同步电机脉振高频注入无位置传感器

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

IPMSM全速域无位置传感器控制策略

引用

组合机床与自动化加工技术 2024年第3期 96-100页

作者：诸德宏赵铭钰江苏大学电气信息工程学院镇江212013

为了实现内置式永磁同步电机(IPMSM)无位置传感器系统全速域运行,提出一种改进型IPMSM复合控制策略。首先,在零低速域选用高频旋转电压注入法实现对电机转速和转子位置的估计;其次,在中高速域,为了削弱传统滑模观测器中开关函数造成的... 详细信息

为了实现内置式永磁同步电机(IPMSM)无位置传感器系统全速域运行,提出一种改进型IPMSM复合控制策略。首先,在零低速域选用高频旋转电压注入法实现对电机转速和转子位置的估计;其次,在中高速域,为了削弱传统滑模观测器中开关函数造成的系统抖振问题,构造新型超螺旋滑模观测器,提高系统的观测精度;最后,引入差分进化算法优化过渡速域权重系数,实现不同观测方法间的合理切换,完成全速域下转子位置和转速的高精度辨识。研究结果表明,所提算法能够实现电机全速域运行,且具有良好的动态性能。

关键词：内置式永磁同步电机无位置传感器旋转高频电压注入二阶滑模观测器差分进化算法

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

基于MCP8025的无位置传感器无刷直流电机控制系统设计