基于FPGA的永磁同步电机三相电流同步采样方案

在永磁牵引控制平台中,为了实现永磁同步电机控制更优,需根据控制周期对电机的三相电流进行同步采样;同时,为了满足过流故障的实时保护,需要对电流以较小的时间间隔进行持续采样。为此,文章基于FPGA设计了一种利用一套ADC芯片同时满足永磁同步电机控制所需电流同步采样和过流实时保护需求的快速定时采样方案。该方案通过实时获取用户配置的同步采样周期,并结合定时采样周期,智能地生成ADC转换启动信号的方式,从而实现对永磁同步电机电流的同步采样和定时采样控制。最后,基于实际永磁牵引控制平台进行实验,结果验证了所提方案的可行性和有效性。

一种改进的永磁同步牵引电机低开关频率模型预测直接转矩控制策略

为了进一步提高永磁同步牵引系统的效率及其动静态性能,文中提出一种改进的模型预测直接转矩控制策略。在有限集模型预测控制中引入直接转矩控制的滞环概念,将逆变器输出电压矢量的寻优标准从传统的跟踪误差最小,优化为在滞环内延展步长最长,以降低逆变器的开关频率,提高系统效率。同时,通过等分开关周期的方法构造32个虚拟候选矢量,提高控制器的跟踪精度和动态性能。最后,在低成本DSP硬件平台上实现该控制策略,实验证明,相对于传统的单矢量模型预测直接转矩控制,所提算法在降低逆变器开关频率的同时,能有效提升电机的动静态性能。

神经网络在永磁同步电机模型预测控制参数寻优中的应用

提出了一种使用神经网络来实现永磁同步电机模型预测控制参数寻优的方法。首先,使用不同参数组合进行多次仿真,并提取逆变器平均开关频率、总谐波畸变等系统关键性能指标数据。然后,用获取的数据训练神经网络、训练好的神经网络可以作为仿真模型的替代,根据任意参数组合的输入,快速、精确地估计系统相应的性能指标。针对3种不同用户定义的适应度函数在不同负载转矩下设计的参数组合进行了验证,神经网络预测的性能指标与仿真结果接近(误差小于5%),证明神经网络可以更好地替代仿真模型来进行参数组合最优解的快速穷举搜索。最后,通过半实物实验证明了所选参数的一致性。

无人驾驶地铁牵引控制单元功能安全设计

在地铁无人驾驶系统中,通常要求牵引系统满足SIL2级功能安全。本文基于铁路应用安全标准,通过系统定义和风险分析,得出控制系统的功能安全需求,然后从系统设计层面开展功能安全设计,并对安全设计方案进行了计算验证,结果表明达到SIL2安全要求。