永磁同步电机转子初始位置的检测方法

针对永磁同步电机初始位置检测已有方法依赖电机参数,电流相位提取算法复杂,并在检测过程中会造成转子发生转动等问题,提出一种基于高频电压信号注入检测电机初始位置的方法。该方法通过对高频电压响应的电流进行解调、滤波和最小二乘拟合处理后,再计算出正弦化响应电流最大值时的相位,便得到获取转子初始位置信息,最后利用磁路饱和凸极效应,判定永磁体的极性。仿真及实验结果表明,该方法能准确检测出转子初始位置,不会使转子发生移动,也不需要知道电机的参数,硬件结构简单。位置检测的平均误差为3.33°,可满足永磁同步电机的平稳启动需求。

小惯量永磁同步电机电流环内模动态解耦

针对小惯量永磁同步电机控制系统,电机机械时间常数小于电磁时间常数,电流环模型不能进行降阶处理以及无法动态解耦电流等问题,依据内模原理设计了考虑反电动势在内的小惯量永磁同步电机电流环内模控制器。该控制器调整参数简单,易于实现,且鲁棒性强,可以有效的实现转矩轴和励磁轴的电流解耦控制,能够克服反电动势带来的影响,尤其在加减速运动过程中,比传统的PID电流环控制具有更好的动态响应和跟踪性能,通过Mat-lab/Simulink仿真实验证明该方法的正确性和有效性。

低速下无刷力矩电机电流环设计

针对自主导航系统中电机低速平稳的要求,分析了低速条件下相电压的影响因素和旋转坐标系dq轴下的电机数学模型,提出了dq轴的电压电流传递函数,并根据硬件电路系统对电流环回路进行分析,进而提出电流环在d轴和q轴下的传递函数模型,为使电流环具有动态快速响应和较小电流跟踪误差,设计了各自的调节器。Matlab仿真和实验结果表明,d轴、q轴各自的调节器能够达到快速稳定的性能指标,并且稳态误差较小,证明了该方法的正确性。

逆变器死区非线性分析与在线补偿

在伺服控制系统中,受逆变器死区效应的影响,输出电流存在畸变,使得系统性能降低.针对此问题,在分析了死区非线性误差的基础上,提出了一种在线死区补偿方法,利用相邻两个采样周期死区幅值变化缓慢的特点,估计出下一时刻的死区误差电压进行补偿,该方法不依赖电流的极性检测,不需要额外的硬件电路支持,算法简单有效,且能够针对死区的非线性误差补偿.仿真和实验结果表明,该方法能够有效地降低输出电流谐波分量,改善波形的正弦性,相比传统离线补偿方法,具有更好的补偿效果.

PWM逆变器死区效应在线补偿

为了减小控制系统中由PWM逆变器死区效应引起的电流波形失真,在分析了死区效应产生的机理及谐波影响基础上,提出了一种死区在线补偿的新方法。该方法结合两相静止坐标系下误差电压的线性特点,估计出误差电压幅值,再在两相同步坐标系下利用误差电压幅值和转子角度的关系对死区效应进行前馈补偿,补偿方法考虑了逆变器的非线性误差,无需额外硬件电路支持或离线测量,避免了电流极性检测,能够摆脱误差电压突变带来补偿不利的缺陷,简单且易于实现。仿真及实验结果表明,该方法能够有效地抑制高次谐波电流分量,改善电流波形质量。

一种结合灰狼算法的粒子群优化算法

针对粒子群算法有陷入局部最优的缺点,提出一种基于灰狼算法的粒子群优化算法。首先,根据自然界中优胜劣汰的生存法则,对每次迭代种群中的最差粒子进行进化,其次,由于粒子群算法中整个种群中的最优粒子有很强的引导能力,对最优粒子进行扰动,增大寻找全局最优的可能性;最后,结合灰狼优化算法,引导粒子群包围式进行搜索,增强全局搜索能力;将改进的粒子群算法与标准粒子群算法在9个测试函数上进行了寻优精度和收敛速度的对比,结果证明改进粒子群算法(PSO_GWO)在收敛速度和寻优精度上均优于粒子群算法(PSO)。

永磁同步电机的自抗扰控制器参数自整定

当永磁同步电机的工作环境和工作任务发生改变时,被控对象的模型会出现较大的变化;由于每次模型改变都要对控制器的参数进行调整,为了简单、快速地对线性自抗扰控制器的参数ω0、ωc、b 0进行整定,设计了一种基于改进粒子群的算法的参数自整定方法;该算法引入了自适应权重因子从而兼顾了粒子的局部搜索能力和全局搜索能力;为了避免粒子陷入局部最优解,采用了对粒子群进行柯西变异的方法使粒子跳出局部最优从而找到全局最优解;仿真实验表明,采用改进粒子群算法整定的线性自抗扰控制器跟踪误差比较标准粒子群算法整定的控制器的跟踪误差降低了4.89%,且比标准粒子群算法收敛速度提高了50%、收敛精度平均提高了73个数量级。

星载大口径相机快门控制系统的研究与设计

星载大口径相机因其曝光面积大、工作环境复杂、系统可靠性要求高且需要小型化与轻量化,传统快门结构无法全部满足。本文针对以上特殊需求,设计了一种通过步进电机直接耦合并驱动快门叶片运动的对开式结构。并通过Matlab仿真的方式,比较并证明了采用抛物线型加速与正矢型加速相比于匀加速在运行的快速性与稳定性上具有一定的优势。设计了加减速曲线的离散化方案,并仿真比较了3种方案在离散输入下的优劣。采用oriental的PK233PB步进电机,RORZE的RD-024MSB驱动器及TI的TMS320F28335芯片搭建实验平台,对以上方案进行了实验比较,得出了抛物线型加速方案为综合最优方案的结论。