一种自适应同步滤波器和正交锁相环相结合的滑模观测器

为了提高表贴式永磁同步电动机的速度和位置观测性能,提出一种自适应同步滤波器和正交锁相环相结合的滑模观测器。首先,基于电机数学模型,构造滑模电流观测器,得到反电动势;其次,滤波器以锁相环计算的位置信号为参考,自适应调节带通截止频率,滤除反电动势中的大量抖振和谐波,并同步输出基波反电动势;之后,锁相环根据基波反电动势计算出转子速度和位置;最后,搭建Matlab/Simulink仿真模型和基于d SPACE半实物仿真实验平台。仿真和实验结果表明所提出的方法跟踪性能好并且对电机参数摄动具有很强的鲁棒性。

基于单相锁相环无相移同步旋转滤波器的永磁同步电机无位置传感器控制

针对滑模观测器中观测值存在脉动误差及由前级低通滤波器带来的相位滞后,提出一种基于单相锁相环无相移同步旋转滤波结构.首先,基于电机数学模型建立滑模观测器,分析传统同步旋转滤波器产生相位滞后的原因;其次,省去前级低通滤波器,经过dq变换滤除反电动势中的高次谐波与抖振,采用旋转坐标系下的单相锁相环计算转子位置和转速;最后,搭建Matlab/Simulink仿真模型,建立永磁同步电机无位置传感器矢量控制实验平台,对传统同步旋转滤波器和基于单相锁相环无相移旋转滤波器分别进行性能比较.仿真和实验结果表明所提方法相较于传统同步旋转滤波结构,跟踪性能更好,观测精度更高.

基于同步相关滤波的交流励磁发电系统电力谐波检测

根据数字信号处理理论 ,导出基于频谱搬移原理的同步相关滤波技术 ,用于基波频率变化、谐波频谱与基波接近且包含低于基频的次谐波成分信号的谐波检测之中。理论分析与实验运行表明 ,这是一种解决交 -交变频器交流励磁发电系统电力谐波检测的有效方法。

基于同步相关滤波的广义谐波检测

采用三相系统复信号的频域表示并根据频谱搬移原理 ,本文提出了一种基于同步相关滤波的谐波检测方法 ,可用于三相电路中除正序基波以外广义谐波的有效检测。针对三相交 -交变频器交流励磁发电系统的谐波检测进行的仿真研究 。

晶闸管整流器同步电压滤波研究

相控整流的一个关键环节是同步。现以EAST极向场电源为研究背景,从提高控制精度角度出发,考虑采用整流变压器次级电压作为交流同步电压,但该交流同步电压中富含谐波,波形畸变严重。对交流同步电压滤波器进行了详细的理论分析和设计。经现场实验测试证明,该滤波器解决了大功率晶闸管整流同步信号精确采集问题,取得了很好的效果。

静止同步补偿器滤波电感的选择

作为静止同步补偿器(STATCOM)的关键参数,滤波电感对补偿器的性能有着综合性的影响。为了合理选择滤波电感,以提供静止同步补偿器的设计参考依据,分析了滤波电感对补偿器的器件选择、结构设计、谐波特性、抗干扰能力及功率损耗等方面的影响。从装置的谐波特性和经济性来考虑,滤波电抗的标么值的合理范围为0.2～0.5。

基于滤波同步的连续混沌调频信号窄带延迟技术

研究了连续混沌调频信号(CCFMS)的窄带延迟技术,利用混沌滤波同步实现了采用窄带延迟技术对宽带信号的延迟。根据CCFMS的动力学产生原理,构建了CCFMS的动力学同步响应模型。通过计算最大条件Lyapunov指数,探讨了系统同步对延迟性能的影响。与传统的延迟技术相比,这种窄带延迟技术能降低幅度相位不一致性及插入损耗,减小延迟设备代价,仿真结果表明了该技术可节省65%的延迟带宽。

基于同步旋转滤波器的磁通记忆式双凸极永磁电机无位置传感器控制

针对电机磁场空间谐波给反电势观测值带来谐波脉动,从而导致转子位置和速度观测值存在脉动误差的问题,研究一种基于同步旋转滤波器(synchronous reference frame filter,SRFF)的改进滑模观测器。采用SRFF消除反电势观测值谐波,提取反电势基波信号,用于计算电机转子位置和转速,提高观测精度,改善无位置传感器控制系统性能。最后建立磁通记忆式双凸极电机无位置传感器矢量控制实验平台,分别对采用传统滑模观测器和基于SRFF的滑模观测器电机控制系统性能进行比较,分析系统的稳态性能、转速跟随性能和抗扰性能。实验结果验证了控制策略的有效性。

基于无相移同步旋转滤波结构的绕组开放式发电系统无位置传感器控制

绕组开放式多输入源发电系统具有结构简单、生产成本低等优点。为实现绕组开放式系统的无位置运行,提出一种基于无相移同步旋转滤波器法。通过对系统的电压电流关系分析,建立基于绕组开放式发电系统简化数学模型的滑模观测器。分析传统同步旋转滤波结构中低通滤波器产生的相位滞后,论证直接同步旋转滤波算法的误差迭代问题,再将经典锁相方法产生的位置角用于传统同步旋转滤波器中的坐标变换,直接对滑模观测器输出进行滤波,得到一种具有无相位延迟优点的同步旋转滤波新结构。最后在一台基于永磁磁通切换电机的绕组开放式发电系统样机上进行实验,验证了该方法的正确性与有效性。

基于宽频带同步基频提取滤波器的永磁同步电机转子位置与转速估计

由于滑模观测器的固有抖振及控制算法延迟、死区效应等非理想因素的影响,估计反电动势信号包含的谐波难以完全消除,已成为影响系统控制精度的主要因素。为了提升表贴式永磁同步电机的转子位置与转速观测精度,该文提出一种宽频带同步基频提取滤波器,提取估计反电动势基波。在此基础上,提出宽频带同步基频提取滤波器(WSFEF)与锁频环结合的信号处理方法,锁频环(FLL)的应用实现了WSFEF跟踪频率的自适应。构造基于WSFEF-FLL-锁相环(PLL)的位置与转速估计方法,将其应用到滑模控制中,增强了对谐波的抑制能力,提高了转子位置和转速估计的动态性能。仿真和实验验证了所提方法的可行性和有效性。

同步调谐可变带通滤波器的设计

中心频率固定而带宽变化的可变带通滤波器广泛应用在许多电子测量仪器中,本文首先介绍了可变带通滤波器的实现背景,并着重介绍了可利用同步调谐滤波器来实现这种滤波器的理论依据和实际电路。通过电路分析和数学推导可以证明,电路中采用幅度补偿是可行的,并具有优势。

基于同步相关滤波技术的谐波检测方法研究

为实现有源滤波装置补偿电流的准确、实时跟踪,电流的实时检测是关键。传统的各种谐波检测方法特性各不相同,但它们都仅适用于电压基准比较明确场合。将基于频谱搬移原理的同步相关滤波技术应用于电力系统谐波检测,并借助于多分辨率分析思想和小波分析概念得到了一种降采样频率方法以适应谐波频率变化的情况,即自适应同步相关滤波。以交交变频器输出谐波为例,用Matlab软件仿真。仿真结果表明,这种自适应谐波检测技术可有效解决电压基准变化时的谐波检测的难题,同时为谐波抑制的实施奠定了基础。

基于SFF-PLL的永磁同步电机无传感器控制

为了提高表贴式永磁同步电机无传感器控制对转子位置和转速的观测精度,提出了一种基于SFF-PLL的永磁同步电机无传感器控制策略。首先,在传统等速趋近律基础上结合指数函数提出一种新的变速趋近律作为改进型滑模观测器的滑模控制律;其次,考虑到由于逆变器的非线性等原因造成反电动势观测值中存在大量的谐波,提出了一种同步频率滤波器(synchronous frequency filter,SFF)和锁相环(phase-locked loop,PLL)相结合的方法来提取电机转子位置与速度。实验证明基于SFF-PLL的永磁同步电机无传感器控制策略可以有效提高转子位置和转速的观测精度。

基于CCSFF-FPLL的PMSM位置估算误差抑制

在基于滑模观测器的无位置传感器控制系统中,低通滤波器的使用会使反电动势产生相位延迟,在加减速工况下锁相环位置估计的动态性能较差,二者都会造成较大的位置估算误差。针对这两个问题,该文提出了一种基于CCSFF-FPLL的转子位置估算方法。该方法采用复系数同步频率滤波器(CCSFF)对反电动势进行滤波,利用其在中心频率处没有相位延迟和幅值衰减的特性来实现反电动势的准确提取;同时在传统锁相环的基础上增加了转速前馈的路径,设计了一种前馈锁相环(FPLL)来提取反电动势中的位置信息。仿真与实验结果表明,该文所提的方法能够有效抑制转子位置的估算误差,提高估算精度。

基于主动式阻尼的混合式步进电机转速振荡抑制控制

混合式步进电机因其特殊的机械结构导致自身阻尼极小,在实际运行过程中会发生振荡过大,甚至失步的问题。为提高混合式步进电机的控制品质,提出一种基于主动式阻尼的步进电机转速振荡抑制方法。首先,将电机模型转化至同步旋转dq坐标系,将电流i_d控制恒为额定电流,利用位置误差和速度误差调节电流i_q生成瞬时转矩,抑制电机运行时存在的振荡现象。其次,为实现电机闭环反馈控制,提出一种将同步频率提取滤波器(SFF)与三阶锁相环(PLL~3rd)相结合的无传感器控制方法。SFF可以滤除反电动势信号中的高次谐波,PLL~3rd能消除转速变化过程中的稳态误差。实验证明,该方法有效抑制了步进电机运行过程中的振荡现象,提升了电机的运行品质。

基于旋转高频注入的内置式永磁同步电机初始位置检测算法

旋转高频电压注入法检测内置式永磁同步电机(IPMSM)初始位置时,针对信号滤波和数字控制延时会增大检测误差的问题,提出基于自调整轴系幅值收敛(SFAC)的位置信号解调算法。首先,将电流变换到两相自调整轴系中,变换角度为磁极位置估计角度+π/4,从而无需补偿数字控制延时造成的相位偏差。其次,采用递推离散傅里叶变换(DFT)计算两相自调整轴系的电流幅值,其幅值二次方差经过锁相环输出的磁极位置估计角度,再结合电压脉冲注入法判断磁极极性。其信号解调过程无需滤波处理,从而避免了滤波器的相移问题。最后,将所提的SFAC算法与同步轴系高通滤波器(SFHF)算法进行对比分析,并通过实验验证了算法的正确性和优越性。

电网谐波滤波新技术研究

非线性负载不断增加,谐波污染日益严重.利用有源电力滤波器对谐波进行补偿从而抑制谐波的方法越来越成为大家关注的重点.在分析有源电力滤波器存在问题的基础上,提出应用新型滤波用固体同步电压源进行电网谐波滤波的新技术.重点介绍了其工作原理、特点及部分电路设计.实验证明该方案可以作为一种新的电网谐波滤波技术应用于实际,具有受电网阻抗影响小、结构简单、体积小、可靠性高的优点.

生理信号检测中的同步工频陷波器

市电50Hz干扰一直是生理信号检测过程中最难以克服的问题之一。本文叙述了利用同步滤波器技术克服50Hz干扰的方法。同步滤波器可以自动跟踪市电频率的变化且具有极高Q值和理想的梳状滤波特性,而元件的灵敏度却很低,因而很容易获得40dB以上的陷波效果,可以从根本上克服50Hz干扰而几乎对有用信号毫无影响。

同步旋转坐标谐波检测法的数学建模及数字实现

对同步旋转坐标谐波检测法建立统一的正、负序数学模型,在此基础上对其进行定量研究和参数优化设计。针对同步旋转坐标谐波检测法数字实现中存在的采样延时与数字量化误差之间的矛盾,提出一种基于高采样频率的多级指数平均值低通滤波器,该数字低通滤波器能降低量化误差,提高谐波检测精度,算法简单,能实现同步旋转坐标(synchronous reference frame,SRF)谐波检测法的优化设计。仿真和实验都充分证实该文理论分析的正确性和所提出的数字低通滤波器的实用性。