新型工业有轨机车位置检测技术

通过对比分析各种工业位置检测传感器,发现一种适用于钢厂行车、堆取料机、卸料小车等恶劣环境,且能长期稳定工作的位置检测传感器—EIC数字码带。该传感器具备直线、圆形、S弯及不规则曲线轨道机车位置检测功能,能在酸碱、盐雾、粉尘、高低温、水下等恶劣环境下长期稳定运行。

基于α-β轴电流估算PMSM转子位置检测算法的研究

针对永磁同步电机无传感器位置检测技术存在算法复杂,计算量大,对电机参数依赖性强,估算精度低的缺点,提出一种新的位置检测方法。通过在逆变器三个下桥臂串联采样电阻,在脉宽调制的一个开关周期内对导通的两相下桥臂串联电阻上的电压进行采样,重构出电机定子的三相绕组电流,利用Clarke变换估算出两相静止坐标系下的α-β轴电流,然后根据两相静止电流的变化区间估算出转子位置。仿真和实验结果表明:所提位置检测方法算法简单,不依赖于电机参数,估算精度高,不需要滤波器,电机在10%额定转速以上、动静态变化时所获得的转子位置与有传感器转子位置基本吻合。

伺服电动机广义增量式编码器位置检测装置设计

为了精确检测伺服电动机中各种增量式编码器的实时位置,提出一种基于复杂可编程逻辑器件(CPLD)与Qt平台的广义增量式编码器位置检测方法,并研发了伺服电动机广义增量式编码器位置检测装置。根据增量式编码器输出信号特点,设计了CPLD嵌入式系统接口时序电路,通过ModelSim对系统进行时序验证;基于Qt平台开发了上位机软件,通过通用串行总线(USB)转串口处理CPLD发送编码器位置信息并对位置信息进行可视化显示。实验结果表明,设计的广义增量式编码器位置检测装置能准确获取各种增量式编码器实时位置并实现友好人机交互。

基于电感特性的磁阻式球形电机无传感器位置检测

球形电机的转子姿态检测通常需要在转子轴或定子壳上安装位置传感器来实现,这些传感器所占用的空间较大,为球形电机的实际安装和应用造成了负面影响。本文根据磁阻式球形电机的结构与运行特点,提出了一种基于电感特性的磁阻式球形电机无传感器位置检测方法。通过实时检测不同转子姿态角度下的定子线圈电感数据,然后利用极限学习机(ELM)算法搭建位置预测模型。通过对比验证,证明了该方法得到的转子姿态角度精度较高,为磁阻式球形电机的控制与应用提供了可行的思路。

基于多传感器信息融合的菠萝果茎切割点位置检测方法

夹切一体的菠萝(Ananascomosus(L.)Merr.)采摘器在进行田间采摘作业时,需要自主确定果茎切割点位置,而菠萝果茎处容易被植株叶片和苞叶遮挡,采用单一图像处理的方法难以准确识别到果茎切割点位置,为此提出一种多传感器信息融合的菠萝果茎切割点位置检测方法。将深度相机和多组光电传感器结合,利用改进的YOLOv5目标检测算法融合RGB-D深度信息,实现对菠萝冠芽顶部至果实底部长度测量,再利用光电传感器信号变化判断菠萝采摘器是否到达冠芽顶部位置,并将冠芽顶部作为起始位置,控制采摘器下降速度和时间,从而保证采摘器底部安装的切割刀准确抵达果茎切割点位置。台架试验结果表明,该方法对真实菠萝果茎切割点检测成功率达到85%,满足菠萝采摘机器人作业过程中果茎切割点检测准确性要求。

基于网格的多目标模板匹配晶粒位置检测方法

针对传统方法中晶粒位置检测的耗时长、精度低等局限性,提出一种基于网格的多目标模板匹配晶粒位置检测方法。通过改进传统的模板匹配方法,结合非极大值抑制算法,将芯片晶粒的检测速度和精度提高。实验结果表明:该算法在单一同种晶粒的算法识别率能够达到97%以上,单张图像耗时<200 ms,能够克服明暗不同造成的检测困难,达到技术指标要求。

基于电弧声能量特征的焊缝位置检测方法研究

提出了一种磁场激励下基于电弧声短时能量的焊缝位置检测新方法。设计了一个磁控声学传感器,利用纵向磁场激励焊接电弧声以提升电弧声能量,根据焊枪位置发生偏差时声传感器在两个传声通道接收到的电弧声信号短时能量差异原理来检测焊缝位置。对传感器做声学仿真表明,在3700 Hz附近传感器声学响应效果较好。进行了搭接焊实验并采集焊枪不同位置的电弧声信号,带通滤波处理后得到3700 Hz附近的声信号,分析不同位置两通道的电弧声短时能量并计算两通道电弧声短时能量差来检测焊缝位置。结果表明,电弧声短时能量差值能够准确地反映焊枪的偏差情况,验证了所设计的传感器在焊缝位置检测方面的可行性。

基于数字图像处理技术的激光光斑位置检测研究

激光技术在应用过程中,光斑位置检测与确定是其中的关键环节,直接决定着激光技术的应用性能。但是,现有光斑位置检测方法由于应用手段的缺陷,存在着检测时间过长、检测精度较低等问题,故提出基于数字图像处理技术的激光光斑位置检测研究。使用图像采集设备(相机或者摄像机)获取激光光斑图像,基于数字图像处理技术处理激光光斑图像,以此为基础,采用二维Otsu算法分割激光光斑图像,应用Canny算子提取光斑边缘,通过最小二乘圆拟合方法拟合处理光斑边缘,即可计算出激光光斑中心位置,从而实现了激光光斑位置的精准检测。实验结果显示:应用提出方法获得的光斑位置检测时间最小值为0.1 s,光斑位置检测误差最小值为0.2%,充分证实了提出方法应用性能较佳。

基于RFID与PLC云平台的机场行李位置检测系统设计

为实现机场行李位置的快速检测与实时监控,开发了基于RFID与PLC云平台的位置检测系统。描述了系统的工作过程和控制要求。构建了以RFID电子标签为行李信息载体,以松下可编程控制器PLC为控制核心,提取行李标签中值机柜台号、行李交付登机口等信息的位置检测系统。开发了基于AnyLink网关的远程信息传输系统,通过云平台将行李信息数据同步至移动设备端。实验结果表明,系统实现了对行李位置信息的准确获取和传输,通过PC端和移动设备端的组态界面实现行李状态、位置数据的实时更新和管理、设备远程监控和人机交互。系统性能稳定,运行可靠。

基于开关型霍尔的PMSM改进型位置检测策略

为了克服霍尔传感器的局限,利用低分辨率的信号实现更精确的位置检测,提出一种基于改进最小二乘法和积分型滑模观测器的混合控制策略。首先,利用改进型最小二乘法完成可靠起动与低转速下平稳运行;其次是到达指定切换速度,系统切换运行状态,通过改进最小二乘法对积分型滑模观测器进行不断校正,在减小系统的滞后与累积误差的同时,使输出的位置信号尽可能连续。最后通过改进型位置检测策略与传统一阶加速度位置检测策略进行对照试验,结果表明,所提出的改进型位置检测策略,在电机起动时的位置检测精度提高了30%以上,在电机中高速稳态时转速误差降低至0.5%以内,位置检测误差降低至1%以内,具有较高的位置检测精度。

气管导管位置检测仪的研制

利用Hall传感器设计了一个气管导管位置检测仪来快速检测气管导管的位置。气管插管时,Hall传感器探头固定在病人颈部皮肤上,顶端带有小磁铁的管芯随气管导管一起进入气管中,根据检测到的磁场强度的大小,测量出探头与磁铁间的距离,从而判断出气管导管的位置。经临床测试,该检测仪性能可靠,测量准确,可以用于教学及临床气管插管时气管导管的定位。

高频注入电压预估同步电机转子位置检测方法

为了实现电励磁同步电机无位置传感器控制,提出基于高频注入电流的同步电机转子位置检测方法。通过注入高频励磁电流,采集耦合在定子上具有转子位置信息的高频电压信号,经过滤波及坐标变换提取有效信息,采用锁相环(phase-locked loop,PLL)算法最终锁定转子位置。针对晶闸管系统换相时刻因定子端电压畸变严重难以有效提取高频信号的问题,提出基于电压预估的转子位置检测方法。在换相时采用预估电压作为锁相环的给定,克服定子电压畸变对锁相环路工作的干扰,提高转子位置检测的精度,并增加锁相环工作的稳定性。仿真和实验结果验证了算法的有效性。

基于简化磁链法的开关磁阻电机间接位置检测

为了提高无位置传感器SRM间接位置检测方案适用速度范围 ,在电机单相轮流导通和电流采用PWM技术控制的条件下提出了一种简化的磁链法 ,实验结果表明该算法能在高速时实现SRM的可靠换相 ,对无位置传感器SRM的间接位置检测技术有较大的实际意义。

转子磁钢表贴式永磁同步电机转子初始位置检测

针对转子磁钢表贴式永磁同步电机(surface mounted permanent magnet synchronous motor,SPMSM),提出一种无位置传感器转子初始位置检测方法,有效地改善了传统方法中存在的算法执行时间长、实施复杂等缺点。该方法分2步实现,在估算的同步旋转坐标系中注入高频正弦电压信号,通过闭环调节得出转子位置初次估算值;再利用不同磁极下直轴等效电路时间常数不同的特性,判断出d轴正方向,结合初次估算值,从而得到正确的初始位置信息。运用dSPACE实时仿真系统进行了转子任意初始角度的实验验证。结果表明,所提方法能够快速、准确地检测出SPMSM的初始位置。

永磁同步电机用线性霍尔位置检测的误差补偿

针对基于线性霍尔传感器的高速永磁同步电机转子位置信号易受高次谐波干扰的问题,提出了硬件和软件上的补偿方法。根据线性霍尔传感器的转子位置解算原理,详细分析了永磁体磁钢充磁的不均匀、定转子间气隙温度的变化、霍尔器件的安装误差以及逆变器高频开关噪声等因素给转子位置检测带来的各种不利影响,在硬件上采取了相应的补偿措施,在软件上用正交锁相环(PLL)来消除霍尔位置信号中高次谐波的干扰,并给出了一种无需知道霍尔器件安装位置的转子角位置计算方法。在100 kW高速永磁同步电机上进行了实验,实验结果表明,正交PLL能有效抑制霍尔信号中的高次谐波分量,也验证了采用该方法能有效地估算出永磁同步电机高速旋转转子的角位置。

基于磁饱和效应的表贴式永磁同步电机初始位置检测方法

根据表贴式永磁同步电机磁饱和效应模型检测转子初始位置,并通过有限元分析验证了其有效性;在位置检测算法上采用旋转电压注入法,通过高通与谐振滤波器显著放大微弱的高频电流响应,并高效衰减直流成分;结合改进的解调算法,准确提取出负序直流分量和铁心饱和度评价函数;转子位置检测结果由锁相环估算的转子方向结合基于饱和度评价函数的磁极极性判定方法来确定。通过Matlab/Simulink搭建了表贴式永磁同步电机零速下磁饱和仿真平台,验证了该文所提算法的有效性,同时硬件平台实验进一步验证了该方法具有简单可靠、准确度较高等特点。

改进的面贴式永磁同步电机转子初始位置检测

针对基于常规的高频注入法在检测永磁同步电机(PMSM)转子初始位置时,存在位置估算结果可能反向的问题,根据定子铁心的非线性磁化特性,提出了一种转子永磁体N/S极极性判定和转子初始位置检测的方法。通过对高频电流负序分量的分析,提取转子凸极位置信息,并利用旋转电流矢量幅值变化的情况,完成转子永磁体N/S极极性判定,解决了常规高频注入法存在的问题,准确检测出转子的初始位置。通过对一台面贴式PMSM的转子初始位置检测实验,验证了该方法的有效性。

基于改进反电势积分的永磁同步电机位置检测

针对传统反电势积分法在永磁同步电机无位置传感器位置检测中存在的积分初值问题和易引入直流偏量问题,提出了一种基于自适应补偿算法的改进积分器的转子位置检测方法,其利用理想的定子磁链与反电动势正交这一事实,对定子磁链进行估测和修正,若估测的定子磁链发生畸变,该正交性随即被破坏,所以可将正交偏差量经过调节器后作为补偿信号反馈回磁链估计通道,经这种自适应补偿后,很好地解决磁链估计中出现的积分初值问题和直流偏移问题,从而可准确估算出电机转子位置。仿真和实验不仅验证了该方法的有效性,也对其与传统反电势积分法进行了比较研究。实验结果表明,经自适应补偿的反电势积分法能在宽转速范围内准确估算出电机转子位置。

正弦波无刷直流电机的新型转子位置检测方法

针对现有的正弦波无刷直流电机转子位置检测方法,该文提出了一种以单个锁定型霍尔元件实现的宽转速范围正弦波无刷直流电机转子位置检测方法,并详细分析了转子位置信号转换与补偿的方法,同时对该位置检测方法的静态误差和动态过程中给定电压谐波进行了分析。该方法用于3×104 r/min的高速同步电机驱动,实现了高速电机的准正弦波驱动的稳速控制。理论分析和实验结果表明,该方法具有很宽的检测范围和高检测精度,很适合稳速控制。

无位置传感器的SRD调速系统的初始位置检测

该文基于对SRM线性电感模型和连续两相电磁特性进行分析的基础上,探讨了转子处于静止和有初始转动两种状态下,转子初始位置检测及初始导通相的确定方法,通过对6/4极的三相开关磁阻电机的实验,验证了该方法的可行性。