Single Phase Induction Motor Drive with Restrained Speed and Torque Ripples Using Neural Network Predictive Controller

In industrial drives, electric motors are extensively utilized to impart motion control and induction motors are the most familiar drive at present due to its extensive performance characteristic similar with that of DC drives. Precise control of drives is the main attribute in industries to optimize the performance and to increase its production rate. In motion control, the major considerations are the torque and speed ripples. Design of controllers has become increasingly complex to such systems for better management of energy and raw materials to attain optimal performance. Meager parameter appraisal results are unsuitable, leading to unstable operation. The rapid intensification of digital computer revolutionizes to practice precise control and allows implementation of advanced control strategy to extremely multifaceted systems. To solve complex control problems, model predictive control is an authoritative scheme, which exploits an explicit model of the process to be controlled. This paper presents a predictive control strategy by a neural network predictive controller based single phase induction motor drive to minimize the speed and torque ripples. The proposed method exhibits better performance than the conventional controller and validity of the proposed method is verified by the simulation results using MATLAB software.

高速光电反射式转矩转速传感器及其试验研究

针对目前转矩转速传感器高速工况测量困难的问题,研究了一种高速光电反射式转矩转速传感器。采用比相测量原理,以激光头和反光条纹为信号发生器。计算了弹性扭轴的结构参数和临界转速,并进行了样机台架实验。实验表明:该传感器结构简单、性能稳定,与现有的转矩转速传感器相比,该传感器可用于速度在105r/m in以上的超高速回转机械(如航天叶轮泵、高速轴承等)转矩转速的测量,且测量误差小。

条纹投影与相位偏折测量技术研究进展

条纹投影和相位偏折测量术可用于精确地测量待测物面形,在全场光学三维轮廓测量领域具有较好的发展前景。首先,介绍了条纹投影和相位偏折测量技术的基本原理,重点是这两种技术中的相位提取技术、摄像机定标技术等关键技术。其次,对条纹投影和相位偏折测量术这两种测量方法的异同点做了对比。最后,介绍了条纹投影和相位偏折测量技术在提升测量精度和速度方面的发展。为了提升测量精度,主要有校正条纹Gamma效应、提升相位提取精度、摄像机标定精度和相位-高度/梯度标定精度等途径;为了提升测量速度,主要有提升相位提取速度、相位解包裹速度等方法。

空气中声速测量实验研究

通过实验,应用相位比较法和驻波法对空气中的声速测量进行了研究.结果表明,声波在空气中传播的主要能量损失为粘滞吸收;应用相位比较法,以直线为基准位置、取值间隔为半波长,对声速的测量结果最为精确;驻波法中形成的声场不是理想驻波场,且波节处振幅不为零.

基于JCZ型传感器的扭矩和转速测量方法

讨论了基于JCZ型扭矩转速传感器的扭矩和转速测量方法;介绍了相位差检测电路,对相位差检测电路中各结点的信号波形和检测电路输出波形进行了分析;提出了基于P89LPC932单片机的等精度测量的信号处理方法,该方法有效地消除转速对扭矩检测的影响,提高了测量精度。

无刷直流电动机双闭环调速系统的转矩脉动抑制研究

主要阐述了具有速度/电流双PI控制器的无刷直流电动机(BLDCM)调速系统的转矩脉动抑制技术。传统无刷直流电动机双闭环调速系统因非理想梯形波反电动势和非理想方波相电流存在较大的转矩脉动,为此,提出一种相电流整形和新半桥PWM方式相结合的方法。其中,基于线反电动势常数的相电流整形技术能够解决因非理想梯形波反电动势引起的转矩脉动,通过分析相电流换相过程得到的新半桥PWM方式能够解决因非理想方波相电流引起的换相转矩脉动。通过四象限运行时的Matlab仿真和DSP驱动实验,验证了所提双闭环调速系统的转矩脉动抑制方案的可行性和有效性。

基于扩张状态观测器的无速度传感器容错逆变器驱动永磁同步电机系统自抗扰模型预测转矩控制

针对三相四开关逆变器驱动永磁同步电机(PMSM)系统,基于扩张状态观测器(ESO)技术,提出了无速度传感器的自抗扰模型预测转矩控制(ADRMPTC)策略.建立了三相四开关逆变器驱动PMSM系统的数学模型;采用ESO技术构造了PMSM系统转速观测器,以实现对转速快速准确地实时估计;用自抗扰控制器(ADRC)作为系统的转速调节器,以提高系统的鲁棒性;利用模型预测转矩控制(MPTC)方法,以达到减小转矩和磁链脉动的目的.所设计基于ESO的无速度传感器ADRMPTC策略能够使三相四开关逆变器驱动的PMSM系统可靠稳定运行,达到满意的转矩和转速控制效果.与基于PI的MPTC策略相比,本文控制策略使PMSM系统不仅具有良好的动态性能,而且具有较强的抗负载干扰能力.仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性.

三相力矩电机闭环调速系统

以满足力矩电机的机械特性要求为前提,将运算放大器与集成触发器融为一体,构成对晶闸管的控制,通过测速电机反馈信号,对主回路进行脉冲移相输出控制,构成一个闭环的三相力矩电机调速系统。

五相永磁同步电机与传统三相永磁同步电机对比分析

首先阐述了五相永磁同步电机和三相永磁同步电机容错控制运行的方法,并比较分析了它们的工作性能;其次,具体、详尽阐述了五相永磁同步电机较传统三相永磁同步电机输出电磁转矩特性好的根本原因;讨论了五相永磁同步电机实现低压大功率驱动运行的机理;介绍了五相永磁同步电机定子绕组通过注入电流三次谐波以增大其电磁转矩,并实现五相永磁同步电机兼具有无刷直流电机功率密度高和正弦波永磁同步电机可控性好的优点。

空气比热容比之声速测量法

介绍了声速公式的理论推导;提出了用声速测量方法测空气比热容比的实验方法;将声速测量方法和FD-NCD型空气比热容比测定仪测得的空气比热容比的误差进行了比较。

六相双Y移30°异步电机调速设计与仿真

为解决六相双Y移30°异步电机磁链和转矩的脉动较大问题,以六相双Y移30°异步电机为研究对象,从建立电机数学模型入手,推导了状态空间方程,并利用仿真工具Matlab/Simulink建立了电机本体模型。基于旋转坐标系下的双Y移30°六相异步电机数学模型,采用直接转矩控制策略,设计了基于12个中间电压矢量的调速控制系统,并搭建了相应的仿真模型。仿真结果表明:所提出的六相异步电机调速控制系统响应速度快,运行过程中磁链、转矩脉动小,具有良好的动特性和稳态性能。

移相触发电路在力矩电机闭环调速系统中的应用

介绍一种利用TC787移相触发集成电路、结合PI运算器构成的交流力矩电机闭环调速系统。经过现场运行检测,并与传统的调速方法进行比较,证明该设计方法具有电机起动特性好、动态扰动过渡时间短、调速特性平滑稳定等特点,推广应用前景较好。

基于相位分析的双定子低速大转矩永磁同步电动机转矩脉动研究

针对双定子低速大转矩永磁同步电动机的转矩脉动问题,该文基于相位分析研究了内外定子槽数配合以及内外定子相对位置对双定子永磁同步电动机转矩脉动的影响。利用叠加原理,将整个电机分为两个部分,即内、外两个电机分开研究转矩脉动。在内外定子槽数不同的情况下,通过分析反电动势,发现谐波的绕组系数正负性会对内外电机反电动势的相位产生影响,基于此,对内外电机反电动势相位进行了预测,并进一步预测内外电机各自的纹波转矩相位,分析了内外电机纹波转矩相位对整个电机纹波转矩的影响。在内外定子槽数相同时,基于电动势和电流的转矩模型,论证了内外定子A相轴线的相对位置会影响整个电机的转矩脉动大小。通过有限元仿真,验证了以上的理论预测。

对减小无刷直流电机换相转矩脉动方法的最小换相时间研究

针对无刷直流电机存在较严重的换相转矩脉动问题,提出在换相期间,利用三相绕组共同调制方法,使关断相与导通相电流变化速度在每个PWM周期内保持一致,从而减小换相转矩脉动。在此基础上,进一步研究了换相转矩脉动与换相时间之间的关系,通过建立数学模型,利用线性规划分析方法,提出了在最短换相时间内减小换相转矩脉动的三相调制占空比边界条件,即最小换相时间法则,并通过设定占空比阈值使三相绕组共同调制方法适用于全速段。仿真实验结果表明,采用最小换相时间法则的三相绕组共同调制可以较好地抑制换相转矩脉动,验证了文中理论分析的正确性与有效性。

五相感应电机直接转矩控制研究

在对五相感应电机直接转矩控制中空间电压矢量进行详细分析的基础上,给出了一套系统调速整体控制方案。在该控制系统中,磁链和转矩均是闭环控制,其值在一个微小的滞环内波动,稳态情况下,其指令值与实际值可认为相等。此时,定子电流空间矢量幅值是一定值,该值变化可认为是由定子电阻变化引起的,由此给出了一套简单、易于实施的定子电阻在线辨识算法。仿真结果表明,提出的控制方案在理论上和实际上是可行的。

基于光栅扭矩转速传感器动态测试系统设计

为了减少一般测试系统由于很多传动链而带来的测试误差,提出同轴集成传动,同轴光栅扭矩/转速传感器测试系统.不仅能够通过光栅实现高速高精度转速测试,而且利用同轴上两个光栅的信号差动性实现了高精度动态扭矩测试.运用高速数据采集卡PCI-1784进行了四轴信号同步采集,通过LABview软件搭建计算机虚拟仪器测试平台;在提取扭矩信号方面,还提出了软件相关分析鉴相法.

用比较斜率法分析三相异步电动机的机械特性

通过对三相异步电动机机械特性曲线的分析,结合机械特性函数表达式的推导,提出当三相异步电动机在转差率S很小的范围内运行时,由于电磁转矩与转差率近似成正比,可以用简易方法—比较斜率法来求解转速和转矩。经过与公式法比较,得到较为准确的计算结果,且S愈小,其误差也愈小。

空气比热容比的实验测量方法的比较探讨

首先详细讨论了FB212型气体比热容比测定仪利用谐振动测量的空气比热容比的实验原理和方法,其次利用声速公式的理论推导,提出了用声速测量方法测空气比热容比的实验方法。最后将两种方法测得的结果进行了比较,结果表明,声速测量方法测得的空气比热容比误差比用FB212型空气比热容比测定仪测得的误差小,精度高。在此基础上,对实验过程中的实验现象进行了数学分析。

MCS-51 单片机在电机转矩转速测量中的应用

介绍了利用ＭＣＳ－５１单片机为主设计的电机转矩转速测试系统讨论了该系统的测量原理。

开关磁阻电机全速范围无位置传感器转矩优化

考虑到目前开关磁阻电机无位置传感器都有其转速应用的限制范围,具有不能覆盖电机起动阶段全部速度范围的缺点,提出了基于滑模观测器和相电流梯度法相结合的全速范围无位置传感器技术,以滑模观测器为基础建立了转子位置估计误差校正模块。误差超过阈值时采用相电流梯度法估计转子位置,误差处在允许范围内采用滑模观测器法估计转子位置。仿真结果验证了方法的可行性,其能有效地减小因滑模观测器法估计转子初始位置误差较大引起的转矩波动,能够实现起动阶段转子位置的精确检测,确保了在全速范围内位置估计的精度。