基于残差卷积网络的多传感器融合永磁同步电机故障诊断

作为工业生产与日常生活的常见设备,永磁同步电机的故障诊断研究具有十分重要的意义。以永磁同步电机的匝间短路、退磁、轴承故障为诊断目标,提出一种新型的多传感器特征融合网络(MSFFN),结合多传感器融合技术与卷积神经网络实现永磁同步电机的可靠故障诊断。网络采用2个带有残差模块的卷积神经网络,对输入的电流信号与振动信号并行提取隐藏特征,并设计一种中间特征融合模块(IFFM)有效融合电流和振动的各层隐藏特征,IFFM基于注意力机制对网络中的电流特征与振动特征进行筛选,自适应关注不同信号的内在相关特征,以实现更好的诊断效果。搭建了故障样机测试平台进行数据采集与实验验证,实验结果表明,提出方法具有更高的诊断准确率,同时在叠加了强噪声的条件下,具备更强的抗干扰能力。

永磁同步电机新型有限集模型预测速度控制

为了保证传统有限集模型预测速度控制中速度采样频率和控制周期一致,使用预测-校正方法进行反馈速度的测量,并结合卡尔曼滤波器进行负载观测,根据控制周期合理安排速度和负载观测的时序。针对传统有限集模型预测速度控制的稳态误差和较大转矩脉动问题,提出一种比例-积分-微分型代价函数,其中积分项用于消除稳态误差,微分项用于抑制转矩脉动。仿真和实验结果表明,所提出的新型有限集模型预测速度控制方法和传统有限集模型预测速度控制方法相比,在稳态时具有更小的稳态误差和转矩脉动,相电流总谐波失真(THD)从65.35%减小到了21.54%;和传统有限集模型预测电流控制方法相比,在起动、加减速和负载突变时的响应速度均加快了0.2~0.5 s,具有更快的动态响应。

基于简化控制集的双三相永磁同步电机模型预测磁链控制

针对双三相永磁同步电机传统模型预测转矩控制计算量较大和权重系数整定过程繁琐的问题,提出一种基于简化电压矢量控制集的模型预测磁链控制算法。首先,将对电磁转矩和定子磁链幅值的控制转化为对定子磁链矢量的控制,消除代价函数中定子磁链幅值误差项的权重系数;然后,采用虚拟电压矢量作为控制集,抑制谐波电流,消除代价函数中的谐波磁链误差项;最后,通过判断定子磁链矢量误差的位置简化电压矢量控制集,将每个控制周期待评估的有效电压矢量由12个减少到5个,降低整个算法的计算量。实验结果表明,所提算法能够减小电磁转矩脉动,抑制谐波电流,而且在保持良好的控制性能的同时,可以显著地减少计算时间,具有更好的工程实用价值。

基于电压矢量脉冲注入法的永磁同步电机无传感器控制

永磁同步电机无传感器控制开环起动困难,电机容易出现失步,且传统的预定位方法会使电机产生转向不确定的强制转动,文章提出一种基于电压矢量脉冲注入法的永磁同步电机无位置传感器初始定位和平滑起动技术,分六电压矢量脉冲注入法初始定位和两电压矢量脉冲注入法加速两个阶段,能够持续、动态的估算转子在零低速阶段的位置信息,实现从静止到中高速全速域范围无位置传感器闭环运行。仿真和实验结果表明,所提控制算法不存在预定位时的强制转动,能够避免电机起动过程中的失步问题,且相较于高频注入法不需要复杂的信号调制和提取环节,算法简单,具有较好的实际应用价值。

三相三状态无刷直流电机的系统模型及其仿真

根据三相三状态无刷直流电机的运行规律，建立了包括电机、驱动线路在内的整个系统的数学模型，利用该模型对样机进行起动过程暂态仿真，仿真结果与样机实测数据基本吻合。

注入高频脉振电压的永磁同步电机I/F控制方法

针对传统的开环I/F控制运用在低速区时存在的给定电流不可控、电机运行效率低、易失步的问题,提出一种新型的无位置传感器I/F控制方法。该方法将改进算法的高频脉振电压注入法运用在传统的开环I/F控制中,对采样得到的三相电流进行信号处理以获取所需的轴系夹角信息,经由PI控制器对给定电流的幅值进行闭环调节,同时对给定电流的电角速度进行闭环补偿。实验结果表明,在该方法下表贴式永磁同步电机可根据负载变化对给定电流幅值和电角速度进行动态调节,使其运行在最大转矩电流比状态,且具有渐进稳定性,提高了电流利用率,增强了电机抗负载扰动能力。

基于DSP的SPWM混合查表实时计算法

针对DSP芯片的高速运算能力 ,提出利用混合查表插值法来实时计算产生SPWM ,实现用很小的存储空间产生输出频率和调制比可任意改变的SPWM波 ,方便了变频器的在线调试。

电动自行车用永磁无刷直流电机电磁转矩控制

分析比较了三相六状态无刷直流电机各种PWM调制方式的优缺点,并利用无刷直流电机的数学模型,分析了不同调制方式下相电流和电磁转矩的计算公式。仿真结果表明,相同占空比下,采用单斩PWM调制方式对产生电磁转矩有利。

永磁无刷直流电机转矩脉动抑制的分析与仿真

本文利用无刷直流电机的数学模型 ,推导并仿真分析了任意平顶宽度梯形波反电动势无刷直流电动机在矩形波和正弦波两种电流驱动下的转矩脉动情况 ,得出在梯形波反电势平顶宽度减小到一定数值后 。

永磁同步电机位置伺服系统改进自抗扰控制

为使分布式永磁同步电机伺服系统能够在长控制周期、长延时的应用场景中获得良好的位置伺服效果,提出了一种改进的自抗扰控制算法(ADRC)。针对经典ADRC参数众多、物理意义不明确的问题,结合电机控制模型进行分析,得到了一套工程上可行的参数整定方法。同时,基于电机控制系统的特点,对经典ADRC中的扩张观测器进行改进,提高了观测收敛的效率。仿真和实验结果表明,相比传统方法,本文提出的改进的自抗扰控制器具有更强的鲁棒性、更好的动态性能。

永磁无刷直流电机转矩脉动抑制的SVPWM控制

本文对于反电动势波形接近正弦的永磁无刷直流电动机 ,提出一种基于六个离散位置信号的自同步SVPWM控制方法 ,用于抑制电磁转矩脉动。仿真和实验结果表明 ,该种方法比传统的 1 2 0°导通控制方式更能有效地抑制转矩脉动。

永磁辅助式同步磁阻电机自寻优控制及参数辨识

针对永磁辅助式同步磁阻电机的电感参数会随着电流变化发生明显改变,由此造成采用原有永磁同步电机所用的最大转矩电流比控制策略和高性能控制方法难以达到预期效果的问题,提出将电感偏导项加入自寻优控制中以解决普通自寻优控制中不能预测下一时刻电感从而导致电机失控的问题,并分析其产生原理,利用模型参考自适应法来构建满秩参数辨识系统,将辨识结果代入改进自寻优控制策略与模型预测电流控制中,从而确保了高性能控制方法能够发挥应有的效果。针对电机的不同运行工况进行了仿真和实验验证,实验结果证明加入电感偏导项能够克服原有自寻优控制和参数辨识同时使用产生的失控问题。相较于固定参数,利用改进自寻优控制与参数辨识控制的电机电流幅值、电流幅值误差和波动都有了改善。

改进虚拟信号注入永磁同步电机MTPA控制

虚拟信号注入最大转矩电流比(MTPA)控制能够自寻优到电机MTPA工作点,相比于传统的公式法受到电机参数变化的影响较小。但传统的虚拟信号注入控制策略需要经过复杂的坐标变换过程,从d-q坐标系转到极坐标系,再由极坐标系转回d-q坐标系进行解算,运算量较大。本文提出一种新的虚拟信号注入方法,可以避免原虚拟信号注入方法所需的复杂的坐标变换过程,简化了运算过程。并且新的虚拟信号注入方法可以避免原虚拟信号注入方法因忽略电磁转矩泰勒展开的高阶偏导项而引入的误差。在不同工况下对电机进行了仿真和实验,验证了所提虚拟信号注入MTPA控制策略的动静态性能。实验结果表明所提方法不影响控制精度,同时可以显著减少程序运算量,具有更好的实用价值。

基于多目标FCS-MPC的永磁同步发电机MTPA控制

永磁同步发电机系统常用控制策略是电压外环和电流内环的双闭环矢量控制,在实际PI控制中,控制效果对系统参数的依赖度较高,且不同工况下最优PI参数不同,因此在变工况控制情况下控制效果不佳。课题组针对永磁同步发电机的最大转矩电流比(MTPA)控制,提出了一种基于多目标有限集模型预测控制(FCS-MPC)的MTPA控制方法,在FCS-MPC基础上,通过多目标优化建立代价函数,实现转矩参考值跟踪、MTPA优化控制和最大电流约束,可以代替传统的基于双闭环的矢量控制及电流模型预测控制,具有较强的鲁棒性和良好的动静态性能。通过MATLAB/Simulink仿真分析及基于STM32F407IGT6的硬件系统的实验对比,验证了方法的可行性,有效实现了永磁同步发电机的MTPA控制。

干洗机电机变频控制系统的一体化设计

介绍了以 DSP为核心的干洗机电机变频集成控制系统 ,分析了该系统各主要环节的硬件电路 。

PWM调制方式对永磁无刷直流电机电磁转矩的影响

本文分析比较了三相六状态控制的无刷直流电机的各种PWM调制方式的优缺点,并利用无刷直流电机的数学模型,分析了不同调制方式下相电流和电磁转矩的计算公式。

基于改进多虚拟信号注入的永磁同步电机MTPA控制

内置式永磁同步电机为充分利用磁阻转矩,常采用MTPA控制策略,直接公式计算MTPA控制策略易受参数变化影响,一些研究者提出了虚拟信号注入MTPA控制策略。传统多虚拟信号注入MTPA控制需要四路虚拟信号注入,计算量较大。文章提出一种新的多虚拟信号注入MTPA控制策略,将传统四路虚拟信号注入减少到两路,极大减少了运算量,同时不影响MTPA控制精度。仿真结果与实验结果验证了该方法的有效性,在不影响MTPA控制精度的条件下,显著减少了计算量,具有更好的应用价值。

双转式永磁无刷直流电动机的建模与仿真

双转式永磁无刷直流电动机(dual-rotor PMBLDCM)在舰船等对转推进系统中有着广泛的应用前景。本文建立双转式永磁无刷直流电动机的仿真模型,详细阐述了仿真模型中主要模块的处理,测试了模型的正确性。针对双转式永磁无刷直流电动机重要组成部分的位置传感器,研究了两种实用的技术方案,并给出仿真模型的具体处理和仿真结果。

基于新型定子磁链观测器的直接转矩控制

文中提出一种基于转子位置的面贴式永磁同步电动机的定子磁链估计方法.该方法从转子的位置信息和定子电流预测定子的磁链.给出了磁链观测器的数学模型,并在空间矢量调制直接转矩控制(SVM-DTC)策略中对该磁链观测器与常规电压积分式观测器进行了比较研究.仿真与实验结果表明,采用该观测器的SVM-DTC可以在2%～100%额定转速内稳定运行,电流波形畸变小,转矩性能优越,而采用常规电压积分式观测器的SVM-DTC在转速低于15%额定转速已不能稳定运行.

永磁同步电动机直接转矩控制方法的比较研究

提出一种用于永磁同步电动机的基于磁链误差矢量补偿的直接转矩控制(EFVC-DTC)策略,给出了磁链误差矢量的估计算法,并将该控制策略下的稳态和动态运行性能与常规DTC进行比较。仿真及实验结果表明EFVC-DTC可以使电力开关器件工作在基本固定的频率上,磁链和转矩脉动显著减小,比常规DTC具有更优越的稳态性能,而动态转矩响应几乎与常规DTC相同。