无刷直流电动机的无速度传感器数字控制系统设计

设计了一种无刷直流电动机BLDCM(BrushLess DC Motor)无速度传感器变频调速系统。以数字信号处理器DSP(Digital Signal Processor)为数字控制器、智能功率模块IPM(Intelligent Power Module)为功率逆变器组成硬件系统,采用反电势过零检测法进行电子换向,实现了BLDCM的无速度传感器转速跟踪。介绍了功率驱动主电路,交、直流变换部分采用单相桥式不控整流电路,以提高逆变电路所需的直流电压。通过检测关断相的反电势过零点来获得转子的位置信号,以控制绕组电流的切换,驱动电动机运转。论述了转速与电流反馈信号的检测。使用T法测转速;采用霍尔电流传感器检测直流侧母线电流;系统中转速和电流均由PID控制器进行调节。控制系统软件由主程序和中断程序组成,给出了系统软件的流程图。实验结果表明,系统调速性能良好。

基于一阶线性自抗扰控制器的同步磁阻电机无速度传感器控制

同步磁阻电机在实现无速度传感器控制时出现交叉耦合效应,导致dq轴电感随着电流发生非线性变化,转速环使用传统PI控制器已无法满足系统较强的抗扰性能和较高的转子位置估计精度。为了改善此问题,该文提出一阶线性自抗扰控制器的同步磁阻电机无速度传感器控制策略,利用其机械运动状态方程,将同步磁阻电机的交叉耦合效应及负载扰动变化视为扰动。首先通过扩张状态观测器对负载扰动快速观测并进行前馈补偿,以此来提高系统抗扰性;其次利用静止实验法,得到dq轴磁链与电流的非线性函数模型,将该模型运用至磁链观测器中,以减小交叉耦合效应,提高转子位置估计精度;最后在1.5 kW的同步磁阻电机对拖加载实验平台上进行实验,验证了该控制方案的有效性。

《电机数字控制系统集成设计》系列讲座(四) 第3章 电机数字控制系统中位置与速度传感器

3．1引言在永磁交流伺服无刷电动机构成中磁极位置传感是不可缺少的重要环节。除了无独立位置传感器运行电机外，都采用位置传感器来实现位置传感。位置传感器的精度和分辨率对电动机的性能有很大的影响。在方波原理无刷永磁电动机电压驱动中，要求传感器提供对准磁极的方波（开关）信号。在正弦波原理无刷永磁电动机电压驱动中，要求传感器提供与磁极同步的正弦波位置信号。

新能源汽车速度传感器故障检测与控制技术分析

随着现代化社会的快速发展,新能源汽车兴起,传感器作为其关键组成部分之一,在推动汽车电动化和智能化发展方面扮演着至关重要的角色。本文基于新能源汽车驱动系统对速度传感器的检测与控制关键进行简单分析,根据分析结果深入探究该装置设备的故障检测与控制技术,最后开展模拟仿真实例分析,以期控制跟踪速度,提高新能源汽车行驶安全性,为相关工作或人员提供有效参考。

无传感器混合式LLC电路同步整流数字控制策略

详细分析了混合式LLC电路移相模式下的开关损耗,以损耗最小为依据确定了混合控制的最优转换点。根据混合式LLC电路整流电流为近似正弦断续的特点,提出一种与LLC谐振控制共享电压检测且无需额外传感器的同步整流控制策略。该策略采用最优梯度滞环比较算法,可较好实现混合式LLC电路同步整流的数字控制,具有良好的调节速度和精确度。以一个36~72 V输入、3.3V/20A输出的实验样机验证了所提理论的正确性和可行性。

基于扩张滑模-锁相环的感应电机无速度传感器矢量控制

在高性能感应电机无速度传感器矢量控制系统中,需要对转子磁链与转速进行准确的估计,而电动势项包含直流偏置,影响了转子磁链的准确估计。而且传统的正交锁相环方法在加减速工况下,转速估计难以收敛至实际值。该文针对这两个问题,首先,设计一种以定子电流与电动势为状态变量的Super-Twisting滑模观测器,结合可编程滤波器来估计转子磁链,以提升转子磁链估计精度;其次,提出一种基于扩张滑模锁相环的速度估计方法,提高加减速工况下的转速估计性能;最后,通过1.5 kW感应电机测试平台验证所提方法的有效性。

无人驾驶汽车纵向速度的磁敏传感器控制方法

在无人驾驶汽车行驶过程中,工况的切换导致纵向速度控制难度较大,为提高行驶的稳定性和安全性,提出了基于磁敏传感器的无人驾驶汽车纵向速度控制方法。对无人驾驶汽车纵向运动的参数计算,为磁敏传感器建立基础环境。利用永磁体为磁敏器件提供偏置磁场,计算点磁源磁场强,获得磁敏传感器空间坐标。在空间坐标内,将汽车转速跟踪控制问题转化为连续系统的传感器状态描述,算出加速度和变化速率约束范围,得到最优控制输入增量;为避免制动与驾驶方式频繁转换,将节气门开度和期望制动器主液压控制量作为执行器控制输入,完成汽车纵向速度控制。实验表明,所提方法能够很好地跟踪期望的纵向速度,可以根据探测信息实时地调节控制参数,纵向车速控制效果更加稳定,保证行驶安全。

基于DSP的无位置传感器直流无刷电动机数字控制系统

研制了基于数字信号处理器 (DSP)TMS320F240和专用驱动芯片ML4425新型数字控制的无位置传感器直流无刷电动机系统,介绍了整个系统硬件和软件的实现过程,实现了精确的速度闭环控制策略。实验表明,利用通用处理器DSP高速运算和数据处理的功能,结合ML4425较高的硬件集成度,可以实现可靠性强、调速性能良好的数字调速控制系统。

基于模糊扩展卡尔曼的直线感应电机无速度传感器控制

直线感应电机(linear induction motor,LIM)可实现无接触、无摩擦的直线运动,具有爬坡强、横断面小、低噪音等优势,在中低速磁悬浮与城市轨道交通中被广泛应用。其中,基于观测器的电机无速度传感器矢量控制方法,是解决速度传感器成本高、可靠性低、维护难等问题的有效途径。针对LIM速度辨识受系统内外扰动影响导致观测精度下降问题,提出基于模糊扩张卡尔曼滤波(Fuzzy Extended Kalman Filter,FEKF)的速度观测方法,提高观测器鲁棒性。首先在αβ坐标系下建立考虑动态边端效应的LIM数学模型,利用LIM的实时电流和电压作为输入信号,以电流、磁链和速度作为状态变量,推导出基于扩展卡尔曼滤波(extended kalman filter,EKF)观测器电机状态空间方程的离散模型,利用EKF对LIM的速度和磁链进行在线观测,并用于实现LIM的矢量控制。其次,为提高EKF的噪声协方差矩阵Q对LIM系统内外扰动的鲁棒性,引入模糊控制方法对矩阵Q进行自适应调整,实现速度与磁链的估计精度。具体通过计算系统理论残差与实际残差的偏离程度得到噪声调节因子,实时调整噪声协方差矩阵Q,并在下一周期更新模糊扩展卡尔曼的反馈增益矩阵,提高对速度与磁链的估计精度。之后对系统的能观性与FEKF的收敛性进行分析,探明矩阵Q中各参数的边界及整定规律。最后通过仿真和硬件在环实验验证所提FEKF优化算法的有效性,结果表明FEKF能有效提高对LIM速度辨识准确性,实现LIM无速度传感器矢量控制。

变速抽蓄用双馈发电电动机速度传感器故障容错控制

变速抽蓄机组作为重要调节电源,在系统功率平衡、频率调节方面发挥重要作用,同时变速抽蓄机组双馈发电电动机运行可靠性越来越受到人们的重视。因此,本文提出了应对双馈发电电动机速度传感器故障的容错控制策略,以增强变速抽蓄机组的运行可靠性。该策略利用定子磁链模型参考自适应估算转速,并与光码盘实测转速相比较,而后通过滞环、SR触发器构成速度传感器故障检测与隔离,完成速度传感器故障情形下双馈发电电动机转速信号的主动切换,保障双馈发电电动机不间断运行。最后,通过MATLAB仿真,验证所提容错控制策略的有效性。

压电式加速度传感器灵敏度对随机振动试验过程控制影响研究

压电式加速度传感器基于内部结构体特有的压电效应,可实现加速度信号转换成对应电荷变化量,广泛应用于振动试验控制与测量领域。作为振动试验控制系统中实时信号采集反馈的重要环节,传感器灵敏度直接决定随机振动试验控制与测量的准确性。本文基于苏试DC-6000-60电动振动台与美国SignalStarDP-760数字式振动控制仪等组成的试验控制系统,研究表明试验控制过程中电荷放大器内传感器灵敏度值设置偏差,控制仪拟合生成的控制频谱曲线表面上符合规定试验条件,但实际已导致航天产品在随机振动试验过程中过试验或欠试验。

永磁同步电机无速度传感器控制系统研究

介绍了一种基于TMS320LF2808型DSP芯片实现的无位置传感器永磁同步电机全数字控制系统。该系统采用滑模变结构观测器来获得转速和转子位置,与传统的观测算法相比,该方法低速时的转角估计误差显著减少。该系统充分利用了DSP片内资源丰富、运算速度快的特点。实验结果表明系统获得了良好的控制性能。

基于SMC与SVPWM的永磁同步电机无速度传感器控制技术研究

针对传统永磁同步电机控制是利用速度传感器获取实时速度信息而导致系统复杂性与成本增加的问题,提出一种基于SMC与SVPWM的永磁同步电机无速度传感器控制技术。在对滑模控制与空间矢量脉冲宽度调制理论分析的基础上建立了电机无速度传感器控制模型,并在MATLAB/Simulink平台下搭建了仿真模型,对电机转速与负载变化下的速度与位置跟踪性能进行仿真,结果表明所提出的控制技术在两种工况下具有良好的性能。对降低系统成本与复杂性,使得永磁同步电机具有更广泛的用途提供了参考。

基于两级滤波的改进滑模观测器PMSM无速度传感器控制

针对永磁同步电动机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)伺服系统中由滑模观测器引起的位置估算误差以及抖振问题,提出了一种改进的两级滤波滑模观测器。首先,根据PMSM的数学模型,设计了利用传统滑模观测器估计定子电流和反电动势的估计算法;其次,分析了传统滑模观测器在PMSM伺服系统应用中的不足;再次,提出了一种新的饱和函数以代替传统的符号函数,改进了滑模观测器的控制律;最后,通过变截止频率滤波器和卡尔曼滤波器组成的二级滤波器,得到PMSM转子更精确的位置估计信息。利用Matlab,对使用了传统观测器的系统和使用改进的观测器的系统分别进行了仿真,仿真结果表明:与使用了传统观测器的PMSM伺服系统相比,使用了改进观测器的PMSM伺服系统转速误差更小、估算结果更准确。

数字控制的传感器信号调理器

详细介绍了传感器信号调理器件MAX1458的特点、校正、补偿和数字控制线,并给出该器件的典型应用电路。

加速度控制传感器对正弦振动试验结果的影响

以压电式加速度传感器作为电动振动试验系统垂直台面的加速度控制传感器,分析控制传感器在台面不同位置、设置不同灵敏度值时所采集的正弦振动试验数据,发现控制传感器布置在台面中间位置时,正弦振动试验结果最准确可靠,而对控制传感器设置不同的灵敏度值时,所采集到的结果数据偏差较大。研究结果可为实验室开展正弦振动试验时控制传感器安装位置的选取和灵敏度值设置提供依据。

无速度传感器矢量控制系统的全数字实现

提出了一种利用电机定子电压电流 ,通过全状态观察器来辨识感应电动机速度的方法 ,采用 DSP作为控制核心来实现辨识和矢量变换控制 ,使系统实时性和可靠性更高 ;实验证明 ,此系统具有较好的动。

基于改进混合模型转子磁链观测器的异步电机无速度传感器控制

针对异步电机无速度传感器控制由于估计转子磁链不准确导致控制精度不佳的问题,提出了一种改进的混合模型转子磁链观测器设计方法。首先,介绍了常规的异步电机磁链观测方法,并借助异步电机的复矢量模型和特征函数详细分析了常规Gopinath型转子磁链观测器存在的主要问题。其次,为了解决常规磁链观测器存在的缺点,提出了一种改进的特征函数设计方法,进而得到了一种改进的混合模型转子磁链观测器。再次,基于特征函数和频率响应函数,进一步对比研究了常规Gopinath型转子磁链观测器和所提改进的混合模型转子磁链观测器的参数灵敏性。最后,利用所提混合模型转子磁链观测器的磁链观测结果和锁相环,实现了异步电机的无速度传感器控制。基于StarSim和YXSPACE-SP2000平台的对比实验结果,验证了所提混合模型转子磁链观测器的参数鲁棒性,同时也验证了所提无速度传感器控制策略的有效性。

异步电机无速度传感器模型预测控制

采用模型预测控制对异步电机的定子电流进行控制,获得最优的定子电流。为了降低系统硬件成本,增加系统环境适应性和可靠性,采用无速度传感器技术获得转速。通过扩展卡尔曼滤波算法得到电机转速信息。仿真结果及实验结果表明,所提出的无速度传感器模型预测控制方法在较宽的调速范围内动、静态性能优良。

基于无速度传感器的永磁同步电机反步控制设计与仿真

给定信号和外部负载的扰动对永磁同步电机的输出有着不可忽略的影响,为提高永磁同步电机在多种工况条件下的稳定性,采用先进控制算法对提高系统的控制效果具有重要意义。文中采用反步控制与无速度传感器相结合设计了一种新的控制策略,该方法利用了反步控制全局稳定性好,动、静态性能优良的特点,可以有效抑制负载变化带来的扰动,同时系统采用扩展卡尔曼滤波器进行相关过程参数的辨识,为控制器提供电机的当前运行状态。对所提出的永磁同步电机控制系统进行了数学模型推导,并且通过MATLAB进行了仿真实验。仿真结果表明,与传统的反步控制系统相比,所提出的无速度传感器永磁同步电机驱动系统能更有效地控制电机的转速,具备良好的动、静态特性和鲁棒性。