开绕组BLDCM直接转矩控制电压矢量特性研究

基于直接转矩控制(DTC)的开绕组无刷直流电机(BLDCM)具有运行效率高、电压矢量多样、控制结构简单等优点,适用于工业领域。根据共直流母线开绕组BLDCM控制拓扑搭建了相应的数学模型,对该拓扑下电压矢量的特性进行理论分析及分类,并将电压幅值不为零的电压矢量分为大、中、小三类。分析结果表明:在相同的运行条件下,大矢量作用下转矩变化率最大,小矢量作用下转矩变化率最小,中矢量居于两者之间。仿真结果验证了理论分析的正确性和控制方法的可行性。

基于无位置传感器BLDCM的新能源汽车电子水泵智能控制系统

传统系统发送和接收水泵控制指令和工况信号时,受通信接口干扰信号影响,使得水泵动态响应调节时间较长,超调量较大。提出基于无位置传感器BLDCM的新能源汽车电子水泵智能控制系统。硬件方面,由无位置传感器BLDCM电机、控制器、对外接口,组成系统框架,利用电解电容,吸收通信接口外部干扰信号,利用控制器防护电路和滤波电路,抑制接口内部干扰信号,发送并接收电机工况信号和水泵控制指令;软件方面,采用矢量控制方式,根据BLDCM电机电压和转矩方程,确定电机运行控制量为转子角速度,比例积分调节转子角速度,改变电机转矩,间接控制水泵转矩和角速度。搭建系统测试平台,实验室内进行水泵冷却水加压循环,设置600、800、1 000 r/min电子水泵转速工况。实验结果表明,设计系统相比常规系统,缩短了水泵到达给定转速的调节时间,减小了超调量,改善了水泵动态加速性能。

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。

基于PWM ON反电势检测法的BLDCM控制系统设计

以C8051F310为控制核心设计无刷直流电动机(BLDCM)的无位置控制系统,并采用"PWM ON"反电势过零检测法进行位置检测。该方法有效削弱了PWM引起的干扰信号和续流二极管续流导致的尖峰脉冲,避免了误过零现象的出现。此外,改进的"三段式"起动方法保证了电机平滑切换至闭环控制,MOS管并联结构的均流作用避免了起动过程的大电流击穿MOS管的现象。经测试,系统起动稳定、转速误差较小,且抗扰性能较好。

基于STM32的无位置传感器BLDCM控制系统设计

通过对无刷直流电动机(BLDCM)工作原理分析,给出一种基于STM32无位置传感器的BLDCM控制系统设计方法。采用硬件获取换相点降低了对控制器性能的要求,该系统主要包括换相点检测电路、电动机驱动电路、电流检测及保护电路、通信接口等。采用速度和电流双闭环控制,稳定了电动机的输出转矩,提高了电动机的响应速度。实验结果表明该设计具有控制精度高、响应速度快、运行稳定可靠等特点。

基于三环PI控制的BLDCM位置伺服系统在线跟踪

针对BLDCM位置伺服跟踪问题,利用系统结构近似处理和结构图的等效变换原则,获得基于三环PI控制结构的位置跟踪系统。通过改善遗传算法初始群体生成方式,以及借助于进化个体群的适应度方差信息,获得动态环境下的遗传算法,并将其应用于在线调节该系统中位置环的PI控制参数。数值实验显示,该算法与BLDCM控制系统结合是可行的,系统能实时、有效地抑制噪声,其位置输出能快速跟踪参考信号。

BLDCM调速系统滑模控制技术研究

滑模控制是一种性能优良的控制算法,用于BLDCM调速系统,并在MATLAB环境下进行仿真研究。仿真结果表明,系统速度响应快速平稳,在控制器参数和负载变化较大的情况下,均能保持较高的稳态精度,具有较强的鲁棒性。采用的连续开关函数有效抑制了系统的高频抖振,并得到了实验验证。

基于预测模型双模糊分数阶PID的BLDCM调速系统优化控制

无刷直流电机(BLDCM)具有复杂的非线性系统,强耦合、变量多等特点,传统的PID控制无法获得满意的控制效果。为此,在模糊控制、分数阶微积分及模型预测相关理论的基础上,提出了预测模型双模糊分数阶PID控制器。分数阶控制为系统提供更多的控制余度,并采用一种间接算法(Oustaloup算法)完成整数阶PID控制的延伸和扩展,模糊控制实现分数阶PID控制参数的在线调整;建立预测模型,并引入模糊控制动态调整预测模型系数K值,实现更加精确的控制。针对模糊分数阶PID控制器中参数选择,又提出了一种改进的万有引力算法进行参数优化,增强控制器的自适应能力。仿真结果表明:基于改进万有引力算法的预测模型双模糊分数阶PID控制的BLDCM调速系统较传统的PID控制具有更快的响应速度、更小的超调量及抗负载扰动能力强等优良的动、静态性能指标。

采用ADuC812的无位置传感器BLDCM控制系统

在全面分析研究了无位置传感器无刷直流电动机运行方式的基础上,阐述了反电势过零检测、相位判断及相位补偿的原理及实现方法,并且为了在较宽的范围内提高无刷直流电动机的调速性能,系统采用高性能ADuC812(兼容8052内核)单片机作为微处理器,实现数字转速闭环控制。

基于相位检测的BLDCM滑模控制系统

为提高无刷直流电机(BLDCM)的控制性能,设计了基于新型相位检测方法的滑模控制器。将电机转子相位误差作为基于指数趋近律的滑模控制器的输入信号,同时提出了一种基于状态机的相位检测方法,能够有效提高相位检测的实时性。仿真结果表明,与传统的PID控制系统相比,采用这种方法的BLDCM滑模控制系统动态反应快、无超调,系统的抗干扰能力显著增强,对于适应电机电阻参数的变化具有良好的鲁棒性。实验结果验证了所提出方法的有效性。

BLDCM的积分自适应全局滑模控制

在无刷直流电机精度优化控制问题的研究中,由于无刷直流电机是一种多变量,非线性的控制系统,传统的PID控制策略很难达到高精度控制。提出了一种新型的积分自适应全局滑模控制器,解决了传统的滑模变结构控制存在的鲁棒性只有到达滑动模态时才能体现的缺点,同时减小了当状态轨迹到达滑模面后在滑模面的两侧做穿越运动而产生的抖振。积分项的加入减小了调速系统中明显的速度静差。自适应控制思想的加入解决了干扰上界难以确定的问题,进一步削弱了系统的抖振。通过仿真结果表明,改进控制策略应用到无刷直流电机上,使系统具有响应速度快、超调小、鲁棒性强等优点。

BLDCM自调整比例因子模糊控制系统的建模及仿真

在分析无刷直流电机(BLDCM)数学模型的基础上,提出了一种BLDCM仿真模型建立的新方法。在Matlab中利用C MEX S-函数通过编程来实现BLDCM除速度控制模块外的其余子模块的功能,并搭建无刷直流电机模型。仿真结果表明建模方法的正确性和有效性,同时提高了仿真效率。基于所建立的BLDCM仿真模型利用S-函数建立了带自调整比例因子的模糊控制器,并将之与数字PI控制器、基本模糊控制器及Fuzzy-PI混合控制器对比仿真,仿真结果表明所建立的自调整比例因子模糊控制器具有最优的控制效果。

基于实时修正函数模糊控制的BLDCM建模及仿真

在分析无刷直流电机(BLDCM,Brushless Direct Current Motor)数学模型的基础上,提出了一种BLDCM仿真模型建立的新方法。在MATLAB中利用C MEX S-函数搭建无刷直流电机模型,仿真结果表明建模方法提高了仿真效率。基于所建立的BLDCM仿真模型引进一个修正函数并建立了自调整模糊控制器,修正函数能根据动态误差和误差变化率实时调整模糊控制规则。自调整模糊控制器有6个调节参数,利用MATLAB自带的遗传算法工具箱离线组合优化这些参数,并将优化后的自调整模糊控制器和数字PI控制器以及基本模糊控制器对比仿真,结果表明带有修正函数的自调整模糊控制器具有最优的控制效果。

基于BLDCM的智能播种控制系统设计

针对地轮驱动的玉米排种工作方式存在地轮打滑而造成漏播率增加的问题,设计了基于无刷直流电机驱动(Brushless Direct Current Motor,BLDCM)的智能播种控制系统。该系统以STM32单片机作为PID控制器的核心处理器,利用无刷直流电机作为排种器驱动源,并通过增量式编码器实时采集排种器的转速,同时利用霍尔传感器获取播种作业速度。为实现PID控制的最优化,在Simulink环境下建立无刷直流电机的仿真模型,并结合PSO(Particle Swarm Optimization,粒子群优化)算法对PID参数进行优化设计。仿真结果表明:经PSO整定后,PID控制器的阶跃响应效果良好,超调量为4%,调节时间为0.12s。田间试验结果表明:在低速、中速、高速和变速作业条件下,本电机驱动系统较传统地轮驱动系统在漏播指数方面分别降低了0.9%、1.1%、1.4%和1.3%,在播种合格指数方面分别提高了1.8%、3.8%、2.8%和1.7%。

一种模糊PID控制器在BLDCM系统中的应用

直流无刷电机(Brushless Direct Current Motor,BLDCM)控制是电机控制中的重要问题之一,将一种模糊PID控制器用于直流无刷电机BLDCM控制,PD型模糊控制器的输出信号作为模糊PID控制器积分环节的输入信号,利用模糊PID控制器能够自适应地调节PID控制参数的性能,实现对BLDCM控制系统运行控制。仿真实验结果表明,与一般PID控制器相比,模糊PID控制器控制下的BLDCM电磁转矩输出脉动幅值较小,转矩信号变化稳定,系统输出电流波动频率降低。

BLDCM伺服系统的RS-485通信控制与监测

研究并实现了基于DSP和CPLD的无刷直流电动机(BLDCM)全数字伺服控制器与其上位机控制软件之间的RS-485串口通信。电动机按上位机给定指令作动;上位机软件采用虚拟仪器Lab VIEW编写,界面友好,具有发送控制指令,将位移、电流等反馈数据显示、保存和制表的功能。实验结果证明系统具有良好的伺服性和实时可监测性。

指数趋近律滑模控制在BLDCM控制系统中的应用研究

针对无刷直流电机(BLDCM)经典的直接转矩控制(DTC)磁链观测困难、电流滞环控制开关频率高、开关损耗大等问题,将一种简化的直接转矩控制应用到无刷直流电机控制系统中。为改善控制系统的性能及削弱滑模控制引起的抖阵问题,将一种基于指数趋近律的滑模控制器应用到转速调节器中,并对该控制策略的可行性进行理论分析。通过Matlab/Simulink仿真,表明无刷直流电机的简化直接转矩控制比电流滞环控制转矩脉动更少。基于指数趋近律的滑模控制与基于传统PID控制的无刷直流电机简化直接转矩控制相比,转速响应快,超调少。

基于EKF相位增益校正的无传感器BLDCM速度控制

通过实验验证了无刷直流电机其反电势为正弦波,因此,非线性观测方程可以通过泰勒级数线性化。在扩展卡尔曼滤波(EKF)估计直流无刷电机转子位置和速度的基础上,对由于端电压检测电路低通特性造成的相位滞后和幅度畸变按转速的不同进行校正,大大提高了转子位置和速度估计的准确性,与电机运行特性媲美具有位置传感器控制。

无位置传感器BLDCM能量回馈控制新方法

为了简化无刷直流电动机结构、减小成本和提高可靠性,且能实现能量的双向流动,介绍了一种新的无位置传感器能量回馈控制方法。该方法首先设计二阶阻容滤波电路和数字滤波器检测三相绕组端点电压和绕组电流,然后根据电机数学模型计算出无三倍次谐波的反电势信号,从而估算电机转速、判断转向和等电势点,确定正确换相时刻和逻辑,实现无位置传感器控制。最后根据电机的可逆原理提出了一种简单可靠的高、低压蓄电池实现能量回馈的不可控整流方法。

BLDCM位置伺服系统的离散变结构控制

针对BLDCM位置伺服系统的参数不确定因素,提出一种基于扰动动态补偿的组合趋近律,探讨该系统的离散变结构控制器。在控制器的作用下,理论上获证该系统的稳定性。实验结果显示系统输出对电动机的负载转矩和转动惯量的摄动具有较强的鲁棒性,达到了降低系统的抖振和提高控制精度的目的,有效改善了系统的控制质量。