指数规则的永磁同步电机逆变器死区效应补偿

在传统的平均死区电压补偿方法基础上提出一种新型改进方法。根据补偿电压与负载电流的关系,在小电流时准确地补偿畸变电压,避免了因补偿电压不准确造成的电流波动。采用三相电流同步采样的方法消除电流共模噪声,解决了小电流情况下电流方向检测问题。实验结果表明:该方法能够有效补偿死区效应,减小电流谐波,改善电机低速响应性能,目前已经应用于小功率交流伺服低速控制。

紧固式虚拟机在智能相机中的设计与实现

提出了一种紧固式虚拟机,并在嵌入式智能相机中设计实现。在动态类装载时进行常量池解析和方法表建立,开发了机器视觉本地方法接口,以提高运行速度;采用两个双向链表对内存进行管理,从而提高虚拟机的稳定性。通过该虚拟机实现了智能相机的用户自定义工具。测试表明,虚拟机在智能相机的装载时间达到1 ms,实际平均每条字节码指令运行时间只有0.12μs,满足实时性要求。

交流伺服硬件在回路系统的设计

基于虚拟仪器技术,提出了一种开放式的交流伺服硬件在回路仿真系统的设计方法。PC机运行实时操作系统,通过NI RIO板卡连接驱动器。对RIO板载FPGA编程实现多种模式,SVPWM和高精度模拟量采集。控制程序结构针对交流伺服设计,以图形化编程实现,控制模块接口统一,缩短了控制模块的开发和验证周期,使系统具有较高的扩展性。实验表明,该系统能够大幅度提高控制算法开发与验证效率,反馈采集与控制特性稳定,控制频率达到16 kHz,满足交流伺服开发的需求。

基于改进CPSO算法的自抗扰位置伺服系统优化设计

为了实现永磁同步电机伺服系统精度高、响应快和稳定性能好的高性能位置控制,设计了一种基于改进混沌粒子群算法的自抗扰位置伺服控制系统。采用双环控制结构,设计二阶自抗扰位置控制器,建立了二阶自抗扰位置伺服控制系统,优化系统结构的同时增强其鲁棒性。从采用混沌立方映射对粒子位置进行初始化、参数可调的指数自适应方式非线性的调整惯性权重和将混沌融入到粒子的运动过程中的位置更新方式3个方面,提出一种改进的混沌粒子群算法,对所设计的自抗扰位置控制器的5个参数进行寻优整定。仿真结果表明,该位置伺服系统响应速度快、无超调,位置控制精度高,且对负载和电机参数的变化具有较强的鲁棒性。

陷波滤波器谐振抑制参数优化方法

针对伺服系统谐振抑制中,陷波滤波器的深度和宽度不合理而使谐振抑制不理想的问题,提出陷波滤波器谐振抑制参数优化方法。利用速度偏差的FFT变换得到谐振频谱图,以最大幅值处的频率确定陷波频率;在频谱图上以曲线任意点的幅值与最大幅值的比值确定深度参数,并且以所对应的频率与谐振频率的宽度确定宽度参数;为了保证参数的合理性,以滤波后谐振频率处的幅值为适应度,利用改进粒子群优化算法对陷波深度和宽度参数进行优化,避免因噪声干扰和负载变化而使陷波参数陷入局部最优。实验结果表明:该方法能在线分析机械谐振并且匹配最优参数,可以大幅度降低机械谐振。

基于优化模型补偿自抗扰的伺服控制方法研究

在永磁同步电机(PMSM)自抗扰控制器(ADRC)系统中,扩张状态观测器(ESO)在扰动较多且幅值变化大时难以保证估计精度,而普通的模型补偿自抗扰控制器的性能又受到参数辨识精度和辨识算法复杂度的限制。针对该问题,提出一种伺服系统优化的模型补偿自抗扰控制方法。以交轴电流和实际转速作为线性扩张状态观测器(LESO)输入,采用二阶LESO对系统总扰动进行观测,将此观测值作为补偿模型补偿到速度环ADRC的ESO中,并在控制量的扰动补偿项中去除该补偿模型,实现模型补偿的目的。仿真和实验结果表明,该方法显著降低了ADRC中ESO要估计量的变化幅度,提高了扰动估计精度,同时不需要进行额外的参数辨识,可实时在线获取补偿模型,具有较好的动态特性与抗扰动能力。

基于双观测器的伺服系统谐振抑制方法

针对伺服系统谐振抑制和扰动影响之间的矛盾,提出了一种加速度观测和扰动观测相结合的方法。对采集的电流和速度进行低通滤波,利用Luenberger观测器观测电机的加速度并负反馈到电流给定;为了减少观测器的量化噪声对系统的影响,利用前馈PI调节速度偏差。在系统中引入转矩扰动观测器观测扰动转矩并正反馈到电流给定,解决了由于扰动而对谐振抑制带来的影响;在转矩扰动观测器中加入反馈调节系数,避免引发二次谐振。实验结果表明:将Luenberger观测器的负反馈控制和扰动观测器的正反馈相结合,可以大幅度降低机械谐振,同时提高了系统的动态响应和抗扰动性能。