检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：张敬硕西安科技大学

学位级别：硕士

无刷直流电机不但具有感应电动机结构简单、运行可靠、维护方便等优点,而且具有传统有刷直流电机机械效率高、调速性能好、启动转矩大等优点,在近几十年来得到了飞速的发展和广泛的应用。无刷直流电机运行时.需要获取转子位置,转子位置... 详细信息

无刷直流电机不但具有感应电动机结构简单、运行可靠、维护方便等优点,而且具有传统有刷直流电机机械效率高、调速性能好、启动转矩大等优点,在近几十年来得到了飞速的发展和广泛的应用。无刷直流电机运行时.需要获取转子位置,转子位置的获取有无位置传感器方式和有位置传感器方式两种方法。位置传感器方式具有很多缺点。无位置传感器方式通过设计电路对电压或电流等参数进行采集和计算而间接的获取转子位置,克服了有位置传感器的许多弊端,成为了高校、企业、科研机构的研究热点。论文首先阐述了无刷直流电机的背景情况和研究意义,并且对无刷直流电机的研究现状和发展趋势进行了分析。其次分析了无刷直流电机的结构和运行原理,并且在此基础上建立了无刷直流电机的数学模型。再次对反电势过零检测法无位置传感器控制的原理以及过零检测电路的设计进行了详细的分析和研究。针对在低速和无速度情况下无法检测反电动势的问题,采用了三段式启动法进行启动。通过Matlab/Simulink构建了仿真模型,采用模块化方法分别构建了 Matlab仿真模块。最后,基于TMS320F28335搭建了无刷直流电机无位置传感器控制系统的软件和硬件平台,硬件电路包括控制电源电路、信号采集电路、保护电路、PWM驱动电路等。软件设计以CCS为平台,通过C语言和汇编语言混合的编程方式,采用模块化编程思想编写了控制系统程序。仿真与实验结果和理论分析一致。

关键词：无刷直流电机无位置传感器反电动势法仿真模型 TMS320F28335

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永磁同步电动机无位置传感器控制系统研究

永磁同步电动机无位置传感器控制系统研究

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作者：綦少龙哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

近年来,由于电力电子技术与稀土材料技术的飞速发展,永磁同步电机广泛应用于诸多场合,永磁同步电动机的无位置传感器控制系统成为当下电力拖动和控制领域内的研究热点。该项技术可以有效降低系统成本,减少系统体积从而增大功率密度。本... 详细信息

近年来,由于电力电子技术与稀土材料技术的飞速发展,永磁同步电机广泛应用于诸多场合,永磁同步电动机的无位置传感器控制系统成为当下电力拖动和控制领域内的研究热点。该项技术可以有效降低系统成本,减少系统体积从而增大功率密度。本文主要对永磁同步电机的无位置传感器控制系统进行研究,以实现全速范围内的永磁同步电动机的无位置传感器控制。首先,分析了永磁同步电动机的结构特点、建立数学模型、研究其调速方法,随后构建了di=0的矢量控制调速系统,在Simulink仿真软件下建立仿真模型,进行仿真分析。其次,研究了适用于低速下的脉振高频电压注入法。对于传统方法中的带通滤波器所造成的信号幅值的衰减,通过理论研究并对信号处理过程进行改进,减少了信号的衰减,提高系统稳定性。对传统方法和改进方法进行仿真分析,结果表明二者均可实现低速下的无位置传感器控制,符合理论分析。然后,研究了适合中高速的模型参考自适应算法的永磁同步电机无位置传感器控制策略。结合本系统所用的id=0矢量控制,研究出一种简化算法。跟据Popov超稳定性理论,证明了简化后的系统渐进稳定。对传统算法和简化算法进行仿真分析,分析验证了算法的适用性及可行性。并且进行了全速域内的无位置传感器控制系统的研究,将低速下的脉振高频电压注入法和中高速下的简化的模型参考自适应法通过加权算法结合到一起,仿真结果符合预期。最后设计了系统实验平台,对系统进行硬软件设计,调试实验平台进行实验。实验所得结果验证了所提控制方法的可行性和有效性。

关键词：永磁同步电机矢量控制无位置传感器高频注入模型参考自适应

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永磁同步电机无位置传感器控制系统研究

永磁同步电机无位置传感器控制系统研究

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作者：杨云程哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着永磁同步电机运用越来越广泛,精确的速度和位置控制技术也逐渐成熟,磁场定向控制成为永磁电机的首选方案。在许多特殊场合,由于机械应力、振动以及宽温度范围运行条件等的影响,传统的电机位置传感器产生很多不便,无速度传感器永磁... 详细信息

随着永磁同步电机运用越来越广泛,精确的速度和位置控制技术也逐渐成熟,磁场定向控制成为永磁电机的首选方案。在许多特殊场合,由于机械应力、振动以及宽温度范围运行条件等的影响,传统的电机位置传感器产生很多不便,无速度传感器永磁同步电机控制的研究逐渐被国内外学术界和工程界高度重视。本文主要从以下方面进行研究:首先建立不同坐标系下的PMSM的模型,解析旋转坐标系下实现交直轴的解耦的数学关系。分析PMSM不同控制策略的实现方法,推导id=0矢量控制电流环和速度环传递函数,论述双闭环系统电流环和速度环的参数设计方法和SVPWM调制方法。基于自抗扰控制技术特点和其内核的扩张状态观测器结构,使用动态补偿线性化中的观测方法,对扰动进行估计和重构。可以将反电动势本身的波动以及外界的干扰全部视为一个整体的干扰,设计一个一阶的扩张状态观测器,可以实现静止坐标系下对反电动势的观测,其优势能够体现较好的抗扰性。在反电势观测的基础上,利用归一化锁相环进一步提取电机的转子角度和转速信息。由于扩张状态观测器方法依赖于电机参数,引入模型参考自适应(MRAC)方法对电机参数进行辨识。分析模型参考自适应方法在静止坐标系和旋转坐标系下的参数辨识特点。输入信号同时加到参考模型和可调模型中,参考模型提供一个动态性能指标。通过一定的控制律,可调模型输出量跟踪动态性能指标,可调参数接近参考模型的实际参数,使得可调模型能够修正自己的参数。MRAC方法能够观测出电机的转速参数,但是对转子位置观测存在缺陷,而对电机电阻等参数的估计是较为准确的。最后,使用扩张状态观测器结合MRAC在线辨识电机参数的方法,进行准确的角度估算,并在无位置控制器的PMSM系统下运行。通过搭建DSP28335为核心的实验平台,在永磁同步电机控制系统中对算法进行验证。

关键词：永磁同步电机无位置传感器扩张状态观测器模型参考自适应

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基于扰动观测器的IPMSM无位置传感器研究

基于扰动观测器的IPMSM无位置传感器研究

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作者：周静大连理工大学

学位级别：硕士

随着电力能源日益紧张,在环保节能的大背景下,高效节能的电机及其先进的控制技术得到了大力发展。内置式永磁同步电机(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor,IPMSM)具有节能高效、可靠性强、调速范围大、效率高等优点,在工业控... 详细信息

随着电力能源日益紧张,在环保节能的大背景下,高效节能的电机及其先进的控制技术得到了大力发展。内置式永磁同步电机(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor,IPMSM)具有节能高效、可靠性强、调速范围大、效率高等优点,在工业控制中得到了广泛的应用。无位置传感器技术是IPMSM控制领域比较先进的技术,此技术可以替代传统的位置传感器,获得IPMSM转子的位置信息,从而实现IPMSM的控制。但是,现有的IPMSM无位置传感器技术还存在模型复杂,估计的位置信息精度不高等问题。本文在IPMSM数学模型的基础上,结合多种控制方法的优点,提出了一种基于改进型扰动观测器的IPMSM无位置传感器控制方法。在两相静止坐标系上,定义了合成反电动势,将其作为扰动量,建立了IPMSM的改进型扰动观测器模型。此观测器利用中间变量的转换,在不添加滤波器的条件下,实现了合成反电动势的估计。根据估计的结果,经过锁相环(Phase Locked Logic,PLL)并进行相应的相位补偿后得到了准确的转子位置信息。同时,结合最大转矩电流比(Maximum Torque Per Ampere,MTPA)控制方法与电压空间矢量脉宽调制技术(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)对IPMSM实现控制。根据IPMSM参数,在Matlab/Simulink平台下搭建出系统模型,对不同状态下的系统波形进行仿真分析。结果表明,此基于扰动观测器的IPMSM无位置传感器控制方法调试过程简单,能够精确地估计转子位置信息,从而完成了IPMSM无位置传感器高性能的控制。最后,在实验室完成系统软硬件的设计,以TMS320F28335为核心搭建了硬件控制平台,结合CCSv5.0软件的控制程序,在实验条件下验证了基于扰动观测器的IPMSM无位置传感器控制方案的可行性。

关键词：内置式永磁同步电机改进型扰动观测器合成反电动势中间变量无位置传感器 TMS320F28335

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一种基于滑模观测器的PMSLM无位置传感器矢量控制方法

一种基于滑模观测器的PMSLM无位置传感器矢量控制方法

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作者：赵吉文郁思熠王阵万众鑫张紧葛磊邹戎 230601 安徽省合肥市经开区九龙路111号安徽大学电气工程与自动化学院

本发明公开了一种基于滑模观测器的PMSLM无位置传感器矢量控制方法。为了解决闭环控制系统所存在的一些弊端，需要额外的外部辅助电路模块才能正常工作，同时也存在着一些空间约束等问题。本方法将无位置传感器控制技术应用于PMSLM的直... 详细信息

标准号: CN111865167A

本发明公开了一种基于滑模观测器的PMSLM无位置传感器矢量控制方法。为了解决闭环控制系统所存在的一些弊端，需要额外的外部辅助电路模块才能正常工作，同时也存在着一些空间约束等问题。本方法将无位置传感器控制技术应用于PMSLM的直接驱动控制系统中，在该基础上，本项目还在位置、速度、电流三闭环结构上，采用数字PID算法加强各环节间的实时控制。最后借助Matlab/Simulink平台搭建电机矢量控制系统仿真模型，最终实现直线电机的高精密位置跟踪，从而有效地克服了以上位置传感器所带来的局限性。

关键词：无位置传感器控制闭环控制系统电机矢量控制外部辅助电路无位置传感器系统仿真模型数字PID算法滑模观测器位置传感器闭环结构技术应用空间约束控制系统平台搭建实时控制矢量控制位置跟踪直接驱动直线电机高精密有效地环节

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基于全局快速终端滑模观测器的无刷直流电机无位置传感器控制

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电工技术学报 2017年第11期32卷 164-172页

作者：王晓远傅涛天津大学电气与自动化工程学院天津300072

无刷直流电机(BLDCM)位置传感器的存在影响控制系统的可靠性、体积和成本,所以控制系统常采取无位置传感器的控制方法。提出了基于全局快速终端滑模观测器(GFTSMO)的无位置传感器控制策略,所提出的滑模观测器结合了非奇异终端滑模观测器... 详细信息

无刷直流电机(BLDCM)位置传感器的存在影响控制系统的可靠性、体积和成本,所以控制系统常采取无位置传感器的控制方法。提出了基于全局快速终端滑模观测器(GFTSMO)的无位置传感器控制策略,所提出的滑模观测器结合了非奇异终端滑模观测器(NTSMO)和线性滑模观测器的优点。该观测器引入了混合滑模面,具有全局快速收敛性和较好的跟踪精度,减少了常规滑模观测器的相位滞后问题,提高了转子位置与速度的估算精度。设计了高阶滑模控制律,保证观测器的稳定性并抑制抖振现象,可以得到平滑的反电动势信号。实验结果表明,所提出的控制策略能够准确估计得到无刷直流电机的线反电动势,加快收敛速度,系统具有较好的静、动态特性。实验结果验证了所提出控制方法的有效性。

关键词：无刷直流电机无位置传感器全局快速终端滑模观测器

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基于无位置传感器PMSM控制系统的研究

基于无位置传感器PMSM控制系统的研究

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作者：徐启超安徽理工大学

学位级别：硕士

永磁同步电机(PMSM)凭借高性价比,高精度,高功率因数的优点,在高性能要求的伺服传动系统中广泛应用。它以稳定、高效的驱动性能,越来越多的被运用到电动汽车领域。传统的永磁同步电机采用编码器、旋转变压器等机械传感器来获取电机转速... 详细信息

永磁同步电机(PMSM)凭借高性价比,高精度,高功率因数的优点,在高性能要求的伺服传动系统中广泛应用。它以稳定、高效的驱动性能,越来越多的被运用到电动汽车领域。传统的永磁同步电机采用编码器、旋转变压器等机械传感器来获取电机转速和转子位置信息,不仅增大了电机整体体积和重量,而且有损系统的实用性、稳定性和可靠性,同时限制了在某些恶劣场合的应用。为了克服机械传感器带来的劣势,无位置传感器控制应运而生。本文主要以表面式永磁同步电机为研究对象,具体工作如下:本文首先介绍无位置传感器控制技术的研究现状,对中高速和低速范围的控制策略进行了详细介绍,建立了永磁同步电机在不同坐标系下的数学模型。以此,建立了永磁同步电机速度、电流双闭环调速系统。其次,介绍了滑模观测器法和髙频信号注入法的基本原理。系统在中高速域时使用滑模观测器法,探讨了滑模变结构控制及传统滑模观测器的原理,针对传统观测器存在的抖振、速度估算不精确以及相位延迟等问题进行改进处理。在MATLAB中对传统与改进的滑模观测器仿真对比分析,证实了改进型滑模观测器估算转子位置和速度精度更高,观测效果更好。系统在低速域时使用脉振高频电压注入法,根据该算法原理进行转子初始位置检测并根据磁路饱和原理改善转子位置观测器的控制性能。最后,基于单一的控制策略无法实现全速域的无传感器精确控制,本文将改进型滑模观测器和脉振高频信号注入法相结合,利用加权函数对两种控制策略进行切换,实现转子位置与转速双闭环控制。仿真结果表明在切换区间内速度波形无明显波动,达到平滑过渡的目的。验证了控制算法的正确性和有效性。

关键词：永磁同步电机无位置传感器滑模观测器高频注入法复合控制

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开关磁阻电机无位置传感器控制策略研究

开关磁阻电机无位置传感器控制策略研究

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作者：匡斯建湖南科技大学

学位级别：硕士

开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,SRM)具有结构简单,起动转矩大,起动电流小,容错能力强等系列优点,因而在众多领域得到了日益广泛的应用。然而开关磁阻电机要实现高性能的调速控制,就必须实时获取转子的位置信息;传统的转子位... 详细信息

开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,SRM)具有结构简单,起动转矩大,起动电流小,容错能力强等系列优点,因而在众多领域得到了日益广泛的应用。然而开关磁阻电机要实现高性能的调速控制,就必须实时获取转子的位置信息;传统的转子位置检测一般采用位置传感器,但位置传感器的引入不仅增加了调速系统的成本及加工复杂度,同时也降低了调速系统在一些恶劣环境下工作的可靠性,因此针对开关磁阻电机开展无位置传感器研究具有重要意义。针对目前开关磁阻电机因磁路饱和而导致利用其导通相与非导通相电感交点估算转子位置不准的问题,提出两种开关磁阻电机无位置传感器控制方法,有效提高了开关磁阻电机在磁路饱和状态下的转子位置估算精度。文中最后通过仿真与实验验证了上述方法的可行性。论文的主要内容包括:1、简要介绍了开关磁阻电机的基本特点,阐述了目前国内外在开关磁阻电机无位置传感器控制方面所开展的研究工作以及存在的问题,并对本文的总体框架和内容进行了介绍。2、简要介绍了开关磁阻电机的工作原理及其调速系统的基本组成,针对不同精度要求分别说明了开关磁阻电机非线性模型以及准线性模型的构建过程。3、针对开关磁阻电机因磁路饱和而导致利用其导通相与非导通相电感交点估算转子位置不准的问题,提出一种基于相电感交点位置角度补偿的开关磁阻电机无位置传感器控制方法。首先构建开关磁阻电机导通相饱和电流与导通相和非导通相电感交点相对于其基准位置角度偏移量间的函数关系,并根据该函数关系及实时检测的导通相饱和电流对相应的相电感交点进行修正,从而获得准确的相电感交点位置角度;再由修正后的两相邻电感交点位置角度计算出电机转速,并由此可获得电机转子在任意时刻的位置角度。4、针对目前开关磁阻电机在无位置传感控制方面受磁路饱和影响而导致转子位置估算精度不高的问题,同时为了简化运算量并提高估算精度,提出一种基于线电感特征点定位的开关磁阻电机无位置传感器控制方法。首先提出了线电感及其特征点的基本概念,分析了线电感与转子位置角度间的函数关系,研究了根据两相邻线电感特征点对应区间的位置角度及时间来确定电机转子在该区间的平均转速及下一对应区间位置估算的具体实现方法。5、以TMS320F28335为控制核心,以IHW30N120R2作为主电路功率开关,研制了SRM无位置传感器实验装置,并对上述理论分析进行了实验验证。

关键词：开关磁阻电机无位置传感器磁路饱和相电感交点修正线电感特征点提取位置估算

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基于改进型高频注入的永磁同步电机无位置传感器控制方法研究

基于改进型高频注入的永磁同步电机无位置传感器控制方法研究

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作者：王龙湖南大学

学位级别：硕士

永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,简称为PMSM)由于其高转矩、高功率密度、高效率的优点而得到广泛使用。PMSM无位置传感器控制技术已经开始由理论研究转向工程实践应用,该技术能够有效降低系统成本、减小系统故障率;... 详细信息

永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,简称为PMSM)由于其高转矩、高功率密度、高效率的优点而得到广泛使用。PMSM无位置传感器控制技术已经开始由理论研究转向工程实践应用,该技术能够有效降低系统成本、减小系统故障率;能够在空间体积、应用环境要求苛刻的地方实现控制精度高、调速范围宽及鲁棒性强的高性能PMSM控制系统。主要工作和创新点如下:从当前PMSM控制技术的发展状况以及无位置传感器技术的研究现状切入,对PMSM矢量控制基础上的无位置传感器控制技术理论研究所取得的进展和这些理论在实际工业领域中的应用情况进行详细说明。根据各类技术在理论和实际工程中的应用情况,选择应用在低速或零速领域的高频电压注入法作为研究对象。引入PMSM在不同轴系下的数学模型,对两种传统高频电压注入法的原理进行了详细介绍,并对传统高频电压注入法中转子位置信息如何提取作了原理性说明和详细的公式推导。提出一种基于改进型高频注入的PMSM低速无位置传感器控制方法,与传统高频脉振电压注入法向估计的同步坐标轴系注入脉振信号的方法不同,该方法向静止坐标轴系注入高频脉振电压信号。通过检测??轴的电流响应信号,并提取其中的高频电流响应分量来获取包含转子位置的信息,同时使用一种简化型扩展卡尔曼滤波器的两相型锁相环得到最终的转子位置估计值。与传统高频脉振电压注入法相比,在启动阶段没有转子位置估计值不收敛的问题,且抗干扰性更好。对所提改进型高频电压注入法进行了详细的原理说明和理论推导,建立了基于Matlab\Simulink的控制系统模型,详细介绍了模型中各模块的搭建方法,并进行了相关动态和稳态特性的仿真,对传统高频脉振电压注入法和改进型高频注入法进行了比较,验证了所提方法的可行性。对改进型高频注入法进行了高频电流响应信号提取、电磁转矩脉动以及无位置传感器控制实验。通过无位置传感器控制实验与传统高频脉振电压注入法进行了对比,实验结果表明所提改进型高频注入法在低速下能快速准确得到转子位置信息,具有良好的稳定性和动态特性,在估计精度方面优于传统高频脉振电压注入法。

关键词：永磁同步电机无位置传感器高频电压注入法低速性能滤波器仿真设计

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基于DSP的六相无刷直流电机无位置传感器控制系统的研究与设计

基于DSP的六相无刷直流电机无位置传感器控制系统的研究与设计

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作者：牛磊东北大学

学位级别：硕士

和传统的直流电机相对比,无刷直流电机中去除了电刷和换相部件,以电力电子器件来完成电机中的换相功能,电子换相部件通常是指逆变器,常用的是三相全桥逆变器,该三相全桥逆变器能够消除传统直流电机在换相过程中的能量消耗和设备消耗,由... 详细信息

和传统的直流电机相对比,无刷直流电机中去除了电刷和换相部件,以电力电子器件来完成电机中的换相功能,电子换相部件通常是指逆变器,常用的是三相全桥逆变器,该三相全桥逆变器能够消除传统直流电机在换相过程中的能量消耗和设备消耗,由于该电机结构简单、输出转矩大、调速范围广、工作效率高、运行可靠、电磁噪声低等诸多优点,故其广泛应用于国民生产、家电、国防、航天以及新能源汽车等领域。但目前应用中大多是在电机上安装位置传感器,在外界环境恶劣或长时间的运行的情况下位置传感器就不能准确地测出转子位置,影响电机的正常起动及换相,在此背景下,提出了无刷直流电机的无位置传感器控制方法。本文以六相无刷直流电机为研究对象,首先,详细介绍了六相无刷直流电机的基本结构及其基本工作原理,通过对比多种工作方式,选定了四四导通的方式。并研究分析了不同调制方式下非导通相续流的情况,最后采用的方法为PWMONPWM调制方法。通过研究分析针对六相无刷直流电机无位置传感器的起动提出了一种新型三段式起动法,换相部分采用线反电动势结合线反电动势差值共同检测的方法。其次,针对本文研究提出的六相无刷直流电机无位置传感器控制系统,详细分析了其原理和数学模型,通过PLECS仿真软件搭建六相无刷电机的仿真模型和无位置传感器控制系统的模型,在该仿真平台上通过仿真验证了本文提出的新型三段式起动方法的可行性,验证了电机单绕组模式运行时线反电动势法和线反电动势差值法共同检测换相信号的可行性及准确性,电机以双绕组模式运行时UVW和RST六路线反电动势过零信号共同确定电机换相信号的可行性及准确性。最后,根据理论分析及仿真验证结果搭建实验平台,设计了针对六相无刷直流电机的无位置传感器控制系统的硬件电路及DSP软件程序,而后通过电机的起动、加减速运行试验,结合示波器观察线反电动势和线反电动势差值的过零点信号、相电流信号、驱动信号,通过分析实验所得各种信号的波形,验证本文中设计方案的可行性及实用性。

关键词：六相无刷直流电机无位置传感器三段式起动线反电动势法

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