基于模糊BP神经网络的智能轮椅BLDCM控制

现阶段多数轮椅电机仍使用传统PID控制,该控制方式存在控制精准度较低、超调量较大以及抗扰动能力差等问题。为解决以上问题,通过对无刷直流电机进行研究,在分析了其控制方法后,提出一种基于模糊BP神经网络的BLDCM控制方法。首先,研究了BLDCM结构并搭建数学模型。其次,在模型基础上构建了模糊BP神经网络PID控制器。最后,在Matlab/Simulink中搭建整个电机控制系统进行三种不同工况下的运动控制仿真,并与传统PID控制算法进行对比。实验结果表明:模糊BP神经网络PID控制策略能获得更好的PID控制参数,具有良好的抗扰动能力,有效的改善了整个轮椅控制系统的动态性能。

基于参数自整定模糊PID的BLDC控制研究

为解决传统PID控制在无刷直流电机调速系统中的控制精度低、效果不佳等问题,设计了一种基于参数自整定模糊PID控制的调速系统。通过在Matlab/Simulink仿真软件中建立了无刷直流调速系统的模型,分别采用传统PID控制、模糊PID控制和参数自整定模糊PID控制来对转速环进行调控,而电流环则采用PID控制。通过对比研究结果发现,采用参数自整定模糊PID控制的调速系统具有许多优势。系统的超调量较小,控制效果较好,同时提高了系统的鲁棒性。通过搭建模型并进行仿真实验,证明了采用参数自整定模糊PID控制的调速系统在解决无刷直流电机调速系统控制精度低、效果不佳等问题方面具有优势。这一方法能够有效提升系统的控制性能,并增强系统的鲁棒性。该无刷直流电机的调速系统可以稳定、可靠运行,满足使用需求。

基于田口法多目标优化BLDCM

为了解决高效多目标优化电机输出性能的问题,采用田口法优化算法,以BLDCM为例,以初始设计参数为基础,按电机的输出转矩、转矩脉动和铁损作为待优化性能指标,设计了优化目标函数。将定子内径、槽深、槽开口、齿宽和气隙等关键结构参数设为优化变量,设计了正交试验,通过计算信噪比响应值并结合敏感性分析,筛选出稳定且满足设计要求的参数组合,确定最优的优化参数方案。针对优化前后的目标参数变化用有限元进行分析,证明该方法的合理性。

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。

基于龙伯格观测器的BLDC滑模控制系统仿真研究

针对无刷直流电机(BLDC)负载频繁改变导致电机调速性能差的问题,提出了一种基于负载转矩观测器的速度滑模控制方法。速度环采用滑模变结构控制方法,基于改进指数趋近律设计了速度滑模控制器;同时为了减小负载转矩扰动对电机运行状态的影响,基于龙伯格观测器设计了负载转矩观测器,通过观测器来估计实际的负载转矩并将观测器的输出前馈给速度滑模控制器来抵消负载转矩扰动的影响。为了验证提出方案的有效性,在MATLAB/Simulink仿真环境上搭建了仿真模型并进行了仿真分析,仿真结果表明基于负载转矩观测器和速度滑模控制器的无刷直流电机系统有着优异的性能,与传统PI控制相比,抗扰能力强、恢复时间短、转速响应快,证明了提出方案的有效性。

电动阀门中BLDC的改进自抗扰控制研究

电动阀门调节时要求电机具有响应速度快、高精度控制、无超调、抗干扰性能强等特点。采用一种基于前馈补偿的自抗扰算法控制无刷直流电机(BLDC),将位置误差作为系统的输入,通过非线性扩张状态观测器来观测系统总扰动,对扰动进行前馈补偿,减小扰动对系统的影响,从而优化了传统自抗扰算法,提高了系统响应速度、控制精度及抗干扰能力。理论分析、仿真和实验结果表明:所设计的改进自抗扰控制器比传统自抗扰算法提高了系统的响应速度及控制精度,位置响应速度提升了2.73%;同时与PID控制相比,位置响应速度也提升了7.76%,且位置控制精度和抗扰能力都得到明显提升。

磁悬浮飞轮用BLDC系统的仿真方法与实验分析

对以数字信号处理器(DSP)为控制器的磁悬浮飞轮用无刷直流电机(BLDC)系统,提出了一种在Matlab/Simulink中新的仿真方法,并通过实验,分析了该方法的有效性和适用性。通过构建各种功能模块,如无刷直流电机模块、三相逆变桥模块、逻辑换相模块和控制模块,实现了仿真方法;通过使用C MEXS-函数和子系统封装等Simulink模型优化技术,提高了仿真精度和速度。最后仿真和实验结果吻合较好,表明该仿真方法较为正确,对磁悬浮飞轮用BLDC系统的分析和设计具有重要的实用价值。

基于磁链函数的BLDC无速度传感器控制策略

针对高速无刷直流电机的驱动控制问题,基于与转速无关的磁链方程,设计了一种无刷直流电机无速度传感器高速驱动控制方案。首先,基于无刷直流电机的电路模型,推导了适用于电机低速运行且与转速无关的磁链方程,保证了电机低速时的可靠运行;然后,设计了电机高速运行时的校正策略,以提供高速时准确的换相点,进而形成了全转速范围内适用的无速度传感器闭环控制系统。最后,基于高速无刷直流电机驱动试验平台开展了全转速范围内的电机驱动控制试验,试验结果验证了所设计控制方案的有效性。

高效率低成本无传感器BLDC系统的驱动原理

分析了高效率低成本无传感器无刷直流电机(BLDC)速度控制系统的工作原理及系统组成 ,讨论了无传感器转子位置检测的数学模型 ,给出了应用实例。

New Method to Restrain Pumping Voltage of Braking Procedure for Brushless DC Motor of Electric Armored Vehicle

In order to restrain the high pumping voltage of braking procedure which is harmful to the system of electric armored vehicle. Based on the analysis of pumping voltage of the braking procedure, the relation between pumping voltage and PWM ratio is derived and a new digital control method to restrain the pumping voltage by changing PWM ratio is put forward. Because the capacitance is decreased effectively, the volume of controller is reduced and the performance to price ratio is improved. The results of computer simulation and experiment proved that this method is feasible and valid.

两相导通BLDCM DTC电压空间矢量分析

两相导通无刷直流电机直接转矩控制(BLDCM DTC)系统中电压空间矢量的正确定义和选择直接影响电机的控制性能。提出了适用于两相导通无刷直流电机中的电压空间矢量(包括正矢量、反矢量、零矢量)定义方法,并指出由于电感电流的连续性以及续流二极管的存在,开关管全关条件下作用在电机上的电压空间矢量并非零矢量,而是前一时刻所选择的正矢量对应的反矢量。在一套无刷直流电机DTC实验平台上进行了对比实验分析,得到了正矢量、反矢量、零矢量对电磁转矩变化的影响规律,实验结果验证了理论分析的正确性,并由此提出了一种两相导通BLDCM DTC系统的实用设计方法。

基于前馈控制的BLDCM滑模变结构调速系统

滑模控制能够有效地提高系统的鲁棒性,但为减小滑模控制系统抖振,引入等效控制理论,在滑模控制器输出端串入一个积分器,导致系统的响应速度较慢。为了提高滑模控制器的快速性,本文将滑模控制与前馈控制相结合,构成前馈滑模控制器,不仅补偿了控制器输出端积分环节的影响、提高了系统的快速性和抗扰能力,而且保留了传统滑模控制简单、鲁棒性好等特点。Matlab仿真表明,新型滑模控制器控制下的无刷直流电机调速系统超调量小、鲁棒性好、速度响应较快。文中还利用DSP来搭建实验平台,验证了控制器的有效性。

BLDCM无位置传感器换相检测和开环起动的软件实现

基于DSP TMS320F240芯片,提出了无位置传感器无刷直流电机反电势过零检测换相和开环起动一种新的软件实现方法,实验结果表明所设计的算法可行、有效,能取得较好的控制效果。

BLDC位置伺服系统的离散变结构控制

针对离散变结构控制系统的抖振,在离散趋近率的基础上,提出了一种扰动动态补偿的离散趋近率,设计了离散变结构控制(DVSC)策略,研究了变结构控制系统的鲁棒性能,应用于无刷直流电动机(BLDC)位置伺服系统。理论推导与仿真实验表明:新的离散变结构控制策略可以明显改善系统的品质,增强系统的鲁棒性。

一种无位置传感器BLDC零启动的纯硬件实现方法

为了在现有电机和控制器等产品的基础上实现低风险及低成本的产品升级换代,基于无刷无位置传感直流电机反电动势过零检测的原理,分析了三相反电动势端电压与中性点的关系,提出了一种可完全替换3路霍尔传感器的无刷无位置传感电机零启动的纯硬件方法,弥补了传统无传感控制策略运算要求高、成本提升大、可靠性不高、30°软件时延的缺点.经理论分析和大量实验验证,输出的模拟换相逻辑信号与原系统中霍尔信号相一致,零启动具有大扭矩、无抖动、平滑、提速快的特性,可以完全取代霍尔传感器.

基于锁相环倍频的BLDCM速度控制系统设计

介绍一种基于锁相环六倍频速度采集的无刷直流电机(BLDCM)控制系统,以高性能处理器STM32为核心控制元件,采用锁相环倍频技术实现对电机转速的高精度控制。该系统包括处理器、驱动电路、逆变电路、倍频电路和电机,其中倍频电路对三路霍尔信号实现六倍频处理,输出作为系统的速度反馈。经仿真和实际测试,所设计的锁相环六倍频电路,能够准确有效地进行速度采集和处理,从而提高控制系统速度采集的精度。实验表明:该控制系统实用性强,具有较高的工程应用价值。

Simulation Research of Fault Model of Detecting Rotor Dynamic Eccentricity in Brushless DC Motor Based on Motor Current Signature Analysis

基于Ansoft／Maxwell设置动态偏心故障，建立求解电机电感和磁链的有限元模型，通过仿真，证明了将感应电机动态偏心故障的特征频率经过简化后，同样适用于无刷直流电动机。基于Ansoft／Simplorer建立无刷直流电动机系统的仿真模型。在电机稳态运行下，对定子电流进行傅里叶分析，研究并建立基于定子电流监测动态偏心故障的仿真模型：动态偏心故障与特征频率的关系、动态偏心故障程度与特征频率幅值的关系。进而研究了无刷直流电动机稳态运行时转速波动对偏心故障监测的影响。仿真结果表明，转子偏心程度加大，特征频率的幅值增加。

无位置传感器BLDCM换相转矩脉动抑制的研究

针对无刷直流电机换相时产生转矩脉动给系统带来的不利影响,提出了一种无位置传感器无刷直流电机换相时抑制转矩脉动的三相PWM调制技术。利用反电势过零点法确定无刷直流电机转子位置信息从而获知电机转速。在换相开始后通过检测与功率管并联支路电流续流情况确定三相PWM调制时间。通过简单的比较电路实现了反电势过零点与换相期间的电流续流情况检测,与已有方法相比,节省了系统资源,提高了系统可靠性,且无需电机准确参数。实验结果表明:在无位置传感器情况下,无刷直流电机在换相期间转矩脉动得到了明显抑制。

基于SVPWM和电流调节控制的无位置传感器BLDCM的起动控制

针对无位置传感器的永磁无刷直流电机的起动控制,分析了二二导通三相逆变器的电压空间矢量PWM控制,提出了具有二二导通的SVPWM控制和电流调节控制的无位置传感器BLDCM的起动控制,其中电流调节控制采用两点式比较器控制。该起动控制方法不但能有效控制起动电流大小,而且改善了BLDCM开环起动性能。通过仿真比较表明,在保持对二二导通BLDCM电流调节控制的基础上,SVPWM起动控制比升频起动控制性能更好。

BLDCM直接反电动势转子位置检测控制系统研究

结合专用微控制器ST72141描述了无刷直流电动机(BLDCM)直接反电动势法转子位置检测的工作原理,其中包括换相加速退磁问题,然后利用该控制器建立了BLDCM的整个直流变频空调控制系统,进而进行了试验研究,获得了满意的试验结果。该控制系统的优点是电路简单,位置检测准确,免受噪声和共模干扰影响,调速范围增加。实际设计中应该注意以下问题:①由于反电动势检测发生在PWM关断时,要求开关频率尽量高;②为了检测的准确性和减少换相转矩脉动,应该处理好加速退磁问题;③对于不同的负载应该选择不同的比较器参考电压如0.4V,0.6V,1.2V和2.5V;④适合由升压型有源PFC来供电。