光电经纬仪自抗扰控制方法

为提升光电经纬仪在跟踪时的响应速度和抗干扰能力,提出一种基于观测器的自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)方法。对所有已知或未知的影响直流电机工作的干扰输入进行在线估计,并通过适当的反馈控制法来补偿这些干扰;通过选取合适的观测器和控制器带宽参数,来实现良好的抗扰控制效果。仿真结果表明:基于观测器的自抗扰控制方法能有效地提高直流电机对外部干扰和内部未知参数变化的鲁棒性,具有工程应用前景。

具有惯性支撑的直流微电网均流控制策略

直流微电网系统通常采用传统下垂控制实现负荷均匀分配,但线路阻抗影响负荷分配精度。基于变换器输出纹波频率特性的阻抗检测方法,设计了一种改进的非线性下垂控制(INDC),可实时跟踪变换器输出电流动态变化,有效改善负荷分配精度。但在负载突变时抑制母线电压波动能力不足,进一步在控制中增设虚拟直流电机(VDCM)控制,为变换器提供额外虚拟惯量和阻尼,有效抑制了直流母线电压的波动。理论分析与实验结果表明,与传统下垂控制相比,所提控制策略可以有效解决线路阻抗引起的负荷分配精度,同时在负载功率突变时,能更好地抑制直流母线电压波动。

线性光耦在BLDCM控制系统中的应用

为解决因电机电流尖峰脉冲对驱动器数字电部分造成干扰的问题,设计了基于线性光耦的电流隔离采样的无刷直流电机(BLDCM)控制系统。在逆变电路母线与地之间接入一个采样电阻器,利用采样电阻器将母线电流转变为电压,经线性光耦隔离放大电路放大作为电流环的反馈信号,再用软件修正算法补偿因传输造成的误差,从而既起到隔离作用又保证了采样精度。并在搭建的BLDCM控制系统中验证了其可行性。

单相无刷直流圆筒直线电动机及其起动推力研究

提出了一种单相无刷直流圆筒型直线电动机(SPBLDC-TLM),利用有限元方法对其电磁性能进行了分析。与三相无刷直流圆筒型直线电机对比,SPBLDC-TLM具有推力峰值大、结构简单以及成本低等优点。针对SPBLDC-TLM起动推力为零的问题,提出了斜齿和高低齿两种非对称齿结构,对比分析了两种齿结构不对称度对起动推力以及推力峰值的影响规律,为SPBLDC-TLM的起动性能优化提供了参考。结果表明,斜齿结构不对称度对起动推力影响较小,而高低齿不对称度的增大可以显著增加起动推力。采用有限元法和MATLAB软件,验证了两种非对称齿结构的有效性。

直流电机线性自抗扰调速系统控制设计

针对传统直流电机调速系统存在超调现象、静态误差、响应速度较慢且抗干扰能力较差等缺点,本文在传统自抗扰控制器的基础上提出了一种经过线性化的跟踪微分器,结合线性扩张状态观测器与线性误差反馈控制率得到了线性自抗扰控制器。由于线性化去掉了原来的非线性最优控制函数,调校参数也随之减少,使系统调试更加方便,有利于稳定性分析和实际的工程应用。最后,仿真结果对比表明,本文所提控制器对直流电机转速的控制效果更好,鲁棒性更强。

大力矩电动负载模拟器设计与建模

负载模拟器可以模拟飞行器飞行过程中舵机承受的铰链力矩,是重要的半实物仿真设备之一。提出了一种基于直流力矩电机和线性驱动器的加载方案,并通过弹簧杆调节加载系统连接刚度,降低了影响电动负载模拟器性能的噪声干扰和多余力矩,设计了力矩输出大、加载精度和频响高的电动负载模拟器。建立了电动负载模拟器系统的数学模型,并与实测结果进行了对比验证。

基于Matlab无刷直流电机系统仿真建模的新方法

在分析无刷直流电机(BLDC)数学模型的基础上,提出了无刷直流电机系统仿真建模的新方法。在Matlab/Simulink中,建立独立的功能模块,如BLDC本体模块、电流滞环控制模块、速度控制模块等,再进行功能模块的有机整合,搭建无刷直流电机系统的仿真模型。为保证仿真快速性和有效性,模型采用分段线性法生成梯形波反电动势,系统采用双闭环控制:速度环采用PI控制,电流环采用滞环电流控制。仿真结果证明了该方法的有效性,同时也适用于验证其他控制算法的合理性,为实际电机控制系统的设计和调试提供了新的思路。

一种短行程直线电机的数学模型及其实验研究

阐述了一种新研制的短行程永磁直线直流电动机的结构特征和工作原理,并从其结构特征和工作原理出发,采用理论分析的方法,结合其具体应用对直线电机的基本关系式进行了推导,建立了电机的数学模型,并对影响其动态性能的参数进行了分析,给出了电机的动态模型结构图和传递函数关系式。为了获取定量的数学模型,对直线电机的有关模型参数进行了测定。同时还对直线电机的性能进行了实验研究,对实验结果进行了验证,实验实测值和模型方程计算值是吻合的。

无刷直流电机调速系统神经网络逆控制

无刷直流电机运行中参数摄动和换相过程的非线性,在一定程度上限制了其调速性能。针对这些特点,在分析无刷直流电机换相区和传导区数学模型的基础上,提出了一种基于神经网络逆的控制策略,采用静态神经网络加积分器来构造电机的逆系统,并将该逆系统与原电机系统串联复合构成伪线性系统,实现整体的近似线性化,从而简化了外环控制器的设计难度。仿真与实验结果均表明神经网络逆控制方法对负载扰动与电机参数摄动有较强的鲁棒性,且能在减小转速超调的同时保证了响应速度及跟踪精度,使整个系统具有优良的动静态性能。

考虑定子电阻的无刷电机换相转矩脉动抑制

针对汽车电动助力转向系统用无刷直流电机的换相转矩脉动问题进行了理论分析。鉴于系统供电电压低,工作电流大的特点,研究了相电阻对换相转矩脉动的影响,得到较传统方法更为精确的判断公式,用于确定换相时的补偿相。弥补了在临界点附近,传统控制策略误补偿的缺点。为提高转矩脉动抑制的精确度,考虑相电阻的同时采用分段线性化方法来估算换相电流的斜率,得到补偿相的占空比对其进行PWM控制,使开通和关断相电流的变化速率相等,从而抑制换相转矩脉动,仿真和实验结果都验证了该方法的有效性。

具有弱磁调速的他励直流电机非线性多输入多输出控制器的设计

针对具有弱磁调速的他励直流电动机模型,该文将常规励磁电流调节器、电枢回路速度调节器、电流调节器合而为一,将励磁电流同电机的速度、电枢电流一样取为状态变量,按照多输入多输出(MIMO)非线性系统,尝试性地设计了一种MIMO励磁及速度控制器。该控制器结合负载转矩自适应估计技术,并利用状态反馈线性化技术和极点配置方法进行设计。仿真结果表明,针对冷连轧机某机架驱动用他励直流电机所设计的非线性MIMO励磁及速度控制器,对负载转矩摄动有较强的自适应性和鲁棒性。电机从低速启动到基速及最高速度运行时,动静态性能优良,从而验证了该文所提出方法的有效性。

数控机床直流直线电机结构设计及控制系统研究

为解决现有直线电机存在边端效应、推力波动大以及控制系统复杂等问题,设计出一种新的直流直线电机结构,并对该电机的数学模型和动态特性进行了较为深入的分析。针对单闭环系统受绕组电压、负载和动子质量的影响,易出现电流和速度波动等问题,设计了多环结构的控制系统,并引入前馈控制方法改善了系统动态跟踪特性。基于上述分析,利用MATLAB对系统进行了仿真研究,结果显示所设计的电机结构具有较好的可行性和可控性,且引入前馈控制的多环控制系统可有效抑制电流和速度的波动,使系统的动态跟踪特性得到显著提高。

高温超导磁悬浮车发射用驱动系统研究

高温超导磁悬浮以其独特的自稳定优势被认为是未来超高速地面交通以及电磁发射理想的悬浮方式之一。通过对各类直线电机的比较,提出了以动磁式无刷直流直线电机作为高温超导磁悬浮车/发射驱动系统的执行元件,利用有限元分析软件,通过对磁钢阵列、电机极距、磁钢厚度等研究,给出了磁钢的排放结构以及驱动电机的优化参数,随后研究不同电机极数以及初级线圈占空比下电机的推力波动情况,给出能满足系统推力要求的电机参数。对电机推力与气隙的变化关系以及驱动电机对系统悬浮性能的影响研究表明,电机适合于大气隙运行并对系统的悬浮性能影响较低。

活塞数控车床刀具伺服系统的补偿控制

椭圆活塞的数控车削对刀具伺服系统的频响和行程具有特殊的要求，介绍以自行研制的直流直线电机为驱动元件的刀具伺服系统。给出直线电机及闭环系统的传递函数，进行控制器的综合，根据活塞加工的特点．采用幅一相补偿控制。分析证明，该方法理论上可实现无差跟踪、正弦信号跟踪特性实验和实际活塞的试切结果表明，该方法应用简单，效果明显。

永磁直线直流无刷电动机动态性能有限元分析

介绍了一种由电枢和永磁体构成的永磁直线直流无刷电动机。运用时步有限元法分析了电机的动态性能。基于分析结果,设计了一台样机。试验结果与分析结果接近,证明了所提出的方法是有效的。

宏微运动一体化压电直线电机驱动电路设计

宏微运动一体化压电直线电机能实现大行程高速宏观运动和小行程高分辨率微观运动。针对宏微运动一体化压电直线电机对驱动信号的要求,设计了一种驱动电路。该驱动电路由单相桥式晶闸管整流电路、半桥DC-DC开关电路,2相逆变桥电路和TMS320F28335控制器组成。控制器产生晶闸管触发脉冲和2路PWM信号分别控制桥式晶闸管整流电路和半桥DC-DC电路输出直流电压(0~±1000V)。直流电压经过2相逆变桥电路变换成电机宏运动所需的准正弦驱动信号或微运动所需的正负直流驱动信号。实验结果表明,该驱动电路能输出理想的正弦信号驱动电机稳定运行,其输出电压与驱动频率均可进行独立连续调节;能够使电机两端直流电压极性和电压幅值(0~±1 000 V)任意变化,满足微运动驱动需求。

一种基于自适应输入—输出线性化的无刷直流电机参数辨识方法

对基于理想换相的永磁无刷直流电机,在给出其单相等效模型的基础上,运用基于自适应输入—输出线性化(AIOL)方法,设计了适用于无刷直流电机的参数辨识与控制的电流控制器,来提高驱动控制系统对电机参数的自适应能力;此外,对辨识方法进行相应的改进。研究和仿真分析结果表明AIOL方法不要求各状态量解耦,参考模型中也不包含估计状态量,因而自适应律的导出较简单,并且使参数辨识与电机控制在一个框架内得到解决,更适合电机的运行控制;基于AIOL方法的改进参数辨识算法消除了待辨识参数变化互相耦合、相互抵消的负面影响,能够准确、稳定地估计电机参数,且系统的响应性能较好,易于工程实现。

新型潜油式直线抽油机电机选型问题的研究

从传统电机入手,比较了同步、异步及直流电机的特点,再从这3个方面比较了3种直线电机的特点,对各种电机进行了综合分析,为改善潜油抽油机性能、提高系统效率、更好地节能等方面提供了重要的理论依据。结果表明,永磁直线直流电机的圆筒外形及推力大、短行程、可不换向等特点适合作为潜油式抽油机的动力系统,在这方面具有良好的应用前景。

用Excel电子表格计算力矩电机-电流特性线性度

对现行标准GJB971A-99《永磁式直流力矩电动机通用规范》和GB/T 10401-2008《永磁式直流力矩电动机通用技术条件》中,如何依据所测得数据计算转矩-电流线性度并未做详细规定,在实际电机测试中,如何应用Excel电子表格方便、准确、快速地得到转矩-电流线性度。

直线无刷直流电动机调速系统的仿真

基于MATLAB语言的动态仿真集成环境SIMULINK ,对直线直流无刷电动机调速系统进行了仿真 ,得出直线电动机的起动过程和突加负载时的速度。