基于端电压尖峰的无刷直流电机无位置传感器换相控制策略

针对现有的换相误差补偿方法需要额外滤波电路和检测电路导致无传感器换相方法变得更加复杂的问题,提出一种端电压尖峰脉冲换相误差补偿方法,实现了对无刷直流电机无传感器换相误差的准确补偿。研究了抗干扰性强的端电压尖峰脉冲信号的变化特性,得出了端电压尖峰脉冲持续时间是随着换相误差单调变化的结论,并利用端电压尖峰脉冲设计了换相误差闭环控制方法。该方法无需额外的滤波电路和检测电路,简化了换相误差补偿方法的电路设计,并且具备良好的鲁棒性和准确性。搭建了仿真和实际实验平台,对比了补偿前后的换相误差,实验结果表明,所提出方法能够实现准确的换相误差补偿。仿真实验和实际实验中,换相误差分别被控制在了1.1个电角度范围内和4个电角度范围内。在速度调控实验中,补偿后的无传感器方法表现出了和霍尔传感器相似的动态特性。相比于现有方法,提出方法更适合无刷直流电机无传感器方法在高性能电机控制场景的应用。

分子泵用无位置传感器无刷直流电机控制器设计

首先介绍了无刷直流电机的基本模型和特性,对无位置传感器控制方式的基本原理进行研究。随后据此设计了一种分子泵用无位置传感器无刷直流电机控制系统,该系统采用反电势过零点检测方法获取转子位置信息,以进行换相逻辑控制,改进了电机的预定位及启动方式,降低了分子泵电机结构设计的复杂度,提高了分子泵的可靠性。接着从硬件设计和软件控制策略部分详细介绍了该控制系统。最后在实验平台上进行验证。使用所设计的控制器对分子泵进行驱动实验,结果表明,分子泵能够稳定启动并进入额定工作状态,分子泵额定转速可达90 000 r/min,且转速波动可稳定在±60 r/min内。

车用永磁无刷直流电机弱磁控制仿真研究

永磁无刷直流电动机的转矩与转速会对电机的控制精度造成影响,导致电机弱磁控制效果差。为了提升整体控制性能,提出车用永磁无刷直流电机弱磁控制仿真方法。分析车用永磁无刷直流电机弱磁转矩特性,获取电机电磁转矩关系。根据获取结果建立永磁无刷直流电机弱磁控制系统,利用该系统控制电机弱磁的电磁转矩与运行效率,以此实现整体控制。实验结果表明,通过对所提方法开展电机运行效率测试、电机运行稳定性测试,验证了上述方法的有效性。

基于ANFIS系统的无刷直流电机控制仿真研究

无刷直流电机运用环境多变复杂,众多不确定因素都会影响无刷直流电机运行的稳定性和响应速度。传统的模糊控制参数调整困难、性能不稳定、计算开销大。针对无刷直流电机速度控制的优化,本文提出了一种采用评论家学习方案下循环全局反馈的ANFIS系统,其中包括三层级联神经网络和模糊控制算法的结合。ANFIS系统通过采样无刷直流电机实际转速,对比参考转速,实现对PID参数的预测;同时ANFIS系统采用双曲正切作为传递函数来调整权值,缩放共轭梯度法作为优化器来减小训练误差,减法聚类方法来提高预测的适应性和准确性。

永磁无刷直流电机中的离散自适应控制技术分析

阐述基于参数估计的离散自适应控制算法的设计。该设计推导BLDCM的离散数学模型,对系统参数进行在线估计,设计离散自适应控制器,通过仿真实验对离散PI控制和离散自适应控制算法进行验证。实验结果表明,在期望转速突变、参数时变情况下,离散自适应控制算法具有较好的鲁棒性,系统超调量、稳态误差和调节时间都有较好改善。

考虑高温环境的无刷直流电机复合控制驱动系统

无刷直流电机(BLDC)以其效率高、功率密度大、电机温升低等优点,已成为中国油田测井行业的核心部件。但是井下的高温环境会对BLDC的内部参数产生影响,再加上BLDC本质上是一个非线性系统,传统PID控制是基于线性的数学模型,这就导致基于传统PID控制的BLDC双闭环(转速环和电流环)驱动系统性能下降。针对该问题,在BLDC转速环控制器设计中,本文提出使用鲁棒性强的超螺旋算法;为了获得高动态性能的BLDC电磁转矩控制效果,提出使用一阶滑模直接转矩控制系统。通过仿真和实验验证本文设计的BLDC驱动系统的可行性。

基于改进鲸鱼优化PID的无刷直流电机转速控制算法

针对鲸鱼优化算法易陷入局部最优以及无刷直流电机(brushless DC motor,BLDCM)速度控制响应慢、超调量大等缺点,提出一种改进鲸鱼优化算法(improve whale optimization algorithm,IWOA)优化PID(proportional integral derivative)参数的无刷直流电机速度控制算法.该算法采用高斯变异因子、自适应权重因子和动态阈值相结合对鲸鱼优化算法进行优化.仿真实验结果表明,改进鲸鱼优化PID的无刷直流电机转速控制算法具有更快的收敛速度以及较小的超调现象,鲁棒性也更好.

基于GD32F103的无刷直流电机控制电路设计

无刷直流电机的主流控制方法有矢量控制、方波控制和正弦波控制。无刷直流电机采用方波控制方法,在简单控制算法和低硬件成本下,实现精确的速度和电流双闭环控制。方波控制根据获得的电机转子位置,在360°的电气周期内,进行6次换向,实现电机六步电子换向。设计以单片机为主控制单元,通过上位机给定信号与控制电机反馈信号和电流采集信号比较,实时调控PWM波,结合三相桥式逆变电路,实现对目标控制。该设计输出了实际产品,验证了此方案的可行性。

无刷直流电机无传感器控制技术专利综述

无传感器技术是用于获取无刷直流电机转子位置的控制方法,在国内外无刷直流电机控制技术中应用较为广泛,尤其体现在与无刷直流电机控制相关的专利申请中。现从无刷直流电机无位置传感器控制技术国内外历年申请趋势、地域分布、申请人分布、技术分支等角度对涉及无刷直流电机无传感器控制技术的专利情况进行了综述。

基于滑模控制的无刷直流电机控制研究

通过分析无刷直流电机控制系统,基于滑模变结构的原理设计出了采用指数趋近率的滑模变结构控制策略,将该控制策略应用于无刷直流电机的调速系统中,并通过仿真与实验验证了系统的可行性。该方法设计算法简单,容易实现,对比传统的六步控制方法,滑模变结构策略的响应速度更快,系统对外部的扰动及参数的摄动影响小,鲁棒性强,增强了控制系统的动态性能和稳定性能。

基于单相无刷直流电机的高效全速域无位置控制策略

以单相无刷直流电机(SPBLDC)控制系统为研究对象,针对小型风机位置传感器安装受限等问题,提出基于单相无刷直流电机的高效全速域无位置控制策略,该策略通过单相I/f电流幅值与功率因数补偿相结合的控制方法实现。通过构建SPBLDC的小信号模型,根据小信号根轨迹分析法,分别对单相I/f电流幅值控制以及单相I/f电流幅值与功率因数补偿相结合控制方法下系统全速域稳态及动态调速过程进行稳定性分析,选取了合适的升速斜率,理论分析了该控制策略能够提高电机运行效率,同时保证系统全速域均具备良好的稳定性能。在Matlab/Simulink环境中仿真验证该控制策略下系统全速域均高效运行于最大转矩/电流比状态,电机转速、电流收敛性能及稳定性均有提升。最后,实验验证了该控制策略的有效性及工程应用的可行性。

一种无位置传感器无刷直流电机制动换相方法

无刷直流电机在制动时,由于转子转速发生变化,电机反电动势波形将受到影响,在无位置传感器无刷直流电机控制中,常规的反电动势过零延后30°的换相方法无法准确获得换相点,从而影响电机运行性能。该文提出一种基于反电动势斜率的无位置传感器无刷直流电机制动过程换相方法,通过对非导通相的反电动势斜率的分析,构建基于反电动势斜率的位置信号函数,并提出相应的控制策略。该换相方法不依赖于反电动势过零点检测,在电机降速较大的工况下也能准确地找到换相点,控制电机良好制动。实验结果验证论文所提方法的正确性和可行性。

无刷直流电机无位置传感器直接转矩控制

为提升无刷直流电机系统运行的可靠性和控制性能,提出了一种基于主矢量占空比调节的无刷直流电机无位置传感器直接转矩控制方法。首先,分析了不同电压矢量对转矩变化的影响,根据不同工况下电机运行特性和反电势过零点的检测条件,建立了新型的主矢量和副矢量选择表;在此基础上,以转矩跟踪误差最小为原则,推导了每个控制周期内主矢量和副矢量作用的占空比。所提出的方法可以提高转矩的稳态控制精度和动态响应速度,同时在副矢量作用下进行反电势过零点检测,可以降低电机转子位置的检测误差。最后,通过仿真验证了所提方法的理论正确性和可行性。

人工心脏血泵无刷直流电机无位置传感器控制研究

轴流泵电机属于一种永磁微特电机,具有体积小、流量高以及稳定性好的运行特性,其在人工心脏上的应用日益广泛。一般的无刷直流电机绕组常采用星形接法,而轴流泵电机通常将绕组设计为无铁心绕组,其绕组一般采用三角形接法。当对轴流泵电机进行无位置传感器控制时,用于星形接法的传统反电动势过零检测方法不再适用。因此,提出一种新的反电动势过零检测方法实现轴流泵电机无位置传感器控制,试验结果证明该方法适用于三角形接法的轴流泵电机。

基于STM32的无感无刷直流电机控制系统设计

提出一种基于STM32F407主控芯片的无位置传感器无刷直流电机控制系统设计方案,使用单片机系统对端电压进行采样,并在主控芯片中处理过零信号代替硬件过零点检测电路,分析AD采样误差导致过零点检测错误原因并给出修正方法。考虑电感续流对换相点相位影响,提出换相点校正方法并对系统加以补偿。实验表明,该系统控制电机时启动平稳、转矩输出平稳,可为无刷直流电机控制提供一定参考。

基于ARM的无刷直流电机容错控制系统研究

针对无刷直流电机控制系统在运行过程中容易出现过压、欠压、霍尔传感器故障、缺相等问题,设计了无刷直流电机容错控制系统硬件,对电源故障、功率管短路损坏故障、电机缺相故障、霍尔位置检测故障4种故障类型进行了研究分析,提出应对策略,并在测试平台上进行了测试验证。结果表明,该电机容错系统结合故障应对策略具备较强的容错性能,能有效提高电机系统的可靠性。

无刷直流电机无位置传感器的优化控制方法

针对传统的无刷直流电机无位置传感器因滤波而产生的相位误差和电机三段启动繁琐困难等问题。提出了一种通过零点检测来进行绕组换相的控制方法,这一方法解决了传统控制方法的不足,提高了控制的准确性和降低了硬件的复杂性和成本。并且通过实验表明:此判断方法与真实的绕组导通情况和过零点情况一致,并且将与真实的有位置传感器情况下的电动机导通绕组及电动机反电动势和电流关系相对比,结果一致,说明本方法的正确性与可行性。

基于ISSA-Fuzzy-PID算法的无刷直流电机调速控制系统

为了使无刷直流电机(BLDCM)从复杂多变的非线性关系中找出最佳PID参数,提出了一种基于改进麻雀算法(ISSA)优化模糊(fuzzy)控制的调速系统。根据BLDCM工作原理及控制方法在MATLAB平台上搭建仿真模型并加入反向学习策略初始化麻雀种群,形成非线性时变控制系统,并将该优化系统与传统PID以及模糊PID(fuzzy-PID)控制系统进行对比分析。仿真结果表明,基于ISSA-Fuzzy-PID的调速控制系统有较快的动态响应,有效增强了BLDCM转速控制的精度和鲁棒性。

无刷直流电机的自适应分数阶PID控制优化仿真研究

为了提高无刷直流电机角速度信号跟踪精度,分析无刷直流电机数学模型,推导出电机运动方程式,引入人工蜂群算法对分数阶PID控制系统进行优化。在不同工况下,采用Matlab软件对电机角速度跟踪误差进行仿真实验,比较优化前后的电机角速度跟踪误差。结果显示,在外界负载干扰下,现有分数阶PID控制系统的自适应调节能力较弱,电机角速度跟踪误差较大;此次优化设计的分数阶PID控制系统的自适应调节能力较强,电机角速度跟踪误差较小。此外,此次优化设计的分数阶PID控制系统能够抑制外界负载的干扰,提高无刷直流电机角速度信号跟踪精度。

带负载状态直流电机无位置传感器控制技术

针对易受外施电压或触发逆变功率的影响,产生电机部件损坏等问题,提出一种带负载状态直流电机无位置传感器控制技术。通过在初始电机中添加满足直流条件的输入电流,构建带负载状态直流电机观测模型,利用新型指数趋近率求解模型内无位置传感器的转子姿态,通过改进磁链函数统一静止、低速和高速3段运动方式中转子姿态的起始位点,实现带负载状态直流电机无位置传感器的控制。试验结果表明,所提技术在受到高频信号干扰时,其在3段运动方式上的电流矢量角均较小,且控制结果不受负载转矩的影响,始终与实际结果吻合。