一种PMSM位置伺服系统的动态建模与控制

本文根据永磁同步电机(PMSM)的基本电磁关系及其动态数学模型建立了位置伺服控制模型,按照闭环负反馈控制原理,设计了具有电流、速度、位置三闭环的位置控制系统。首先,根据PMSM矢量控制的特性,利用3S/2S和2S/2R的坐标变换理论,建立了位置伺服系统在同步坐标系下的动态数学模型,同时给出了按照转子磁场定向的位置控制策略和算法;其次,研究了基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)的数字实现,并根据电机的数学模型,在MATLAB/Simulink环境中构建了三环模型,同时搭建了基于DSP实验样机。在仿真和实验中直轴、交轴以及速度和位置均采用PI控制,在控制参数的整定过程中,遵循先内环(电流环),后速度环,再位置环的增量调试原理,实现了同步电机的位置闭环控制;最后,对仿真结果和试验结果进行了对比分析,说明了模型的正确性和有效性。

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。

基于单片机的电阻炉控制系统设计与实现

为了提高电阻炉的温度控制效果,在AT89S52单片机的基础上设计出电阻炉控制系统。采用数字式温度传感器DS18B20作为系统的关键设备,该设备可有效强化温度采集的可靠性。利用PID控制算法与PWM脉宽调制技术控制电阻炉的温度,以此实现系统振荡与超调现象的消除,该算法具有编程简单、占用存储空间较少以及运算快等优势。通过对测试结果进行分析可知,该系统具有一定可行性。

改进的异步电机全速域直接转矩滑模控制仿真研究

针对传统牵引异步电机直接转矩控制系统存在转矩脉动大、开关频率不固定以及定子磁链观测器准确度对控制性能有较大的影响等问题。设计了一种新型的滑模控制器,并与空间矢量脉宽调制技术相结合,保证系统在交流调速过程中转矩和磁链能够快速且准确地达到期望值。仿真结果表明:该控制策略满足牵引电机在全速域范围内实现电磁转矩的平稳调节,同时在一定程度上降低了转矩谐波含量,保证了电机运行性能的稳定性。

变频调速技术的发展及其在电力系统中的应用

从电力半导体、控制技术和主电路拓扑结构等方面综述了变频调速技术的发展历史和现状,并总结了在变频控制中的主要控制技术;分析了高压变频调速技术的发展动态和几种实现方案的技术特点对比情况;指出变频调速技术在未来的发展趋势。最后介绍了变频调速技术在电力系统中节能降耗、改善工艺和控制性能等方面的应用。

开绕组电机系统拓扑及控制技术研究综述

开绕组电机系统是将常规电机的绕组中性点打开,两端各串接一个变换器而形成的一种双端供电的新型电机系统拓扑结构。开绕组电机系统具有输出功率高、供电模式和电压矢量调制方式多样、控制灵活、冗余性和容错性强等优异特性,在高功率、大容量、宽运行范围场合具有广阔的应用前景。通过对开绕组电机系统在国内外的研究和发展现状进行了分析和总结,介绍了开绕组电机系统的多种拓扑结构及其多电平特性,对开绕组电机系统的控制技术进行了全面综述,总结了开绕组电机系统的特性,讨论了其未来的发展趋势。

一种新的全桥软开关变换器PWM实现方法

本文在研究ZVZCS-FB变换器工作原理的基础上,分析了数字软开关PWM的控制要求,提出了一种基于DSP+EPLD的ZVZCS-FB变换器PWM数字触发的新方法。该方法克服了传统软开关PWM专用芯片存在的控制精度低、可靠性不高等不足。仿真与实验结果表明基于DSP+EPLD构成的软开关PWM数字触发具有编程灵活、抗干扰能力强、可适用于不同拓扑结构变换器等显著优点。所研究的数字PWM新方法为全面实现ZVZCS-FB变换器数字化控制打下良好的基础。

基于PWM控制的变量喷药技术体系及流量控制试验研究

以精准农业技术理论和研究为基础,讨论了我国喷药实施现状,分析了传统喷药技术的弊端,并提出了基于国产变量喷药机的PWM变量控制技术。变量控制系统包括脉宽调制(PWM)电磁阀、变量控制器及以地理信息系统为核心的变量实施上位计算机。通过试验证明,采用PWM方法实现变量喷药,流量控制范围可达到4:1,基于PWM的变量喷药控制方法符合变量喷药机对流量控制要求。

基于ARM的超声波调宽高压脉冲发控技术研究

提出了一种基于ARM的超声波调宽高压脉冲发控技术;该技术以超声波检测系统为背景,由ARM微处理器S3C2440A作为核心控制器,超声波激励脉冲宽度、重复频率和电压幅度均可调;高压电源采用了一种可控高压电源,能输出0～1000V电压;重点分析了激励脉冲对超声波信号的影响、电路中各个元件对超声波激励脉冲的影响以及基于ARM的PWM控制脉冲的产生;从理论上得出了发射电路中各个电阻与激励脉冲电压电流的数学关系,实验得出了1kHz重复频率的600V脉冲.该发射电路可以激励不同探头产生多种频率和发射功率可调的超声波。

结合MRAC和PLL的半直驱型风力发电系统的无速度传感器控制

为简化系统结构、提高系统可靠性,研究了半直驱型风力发电系统(MT WTGS)的无速度传感器控制策略。建立了包括风力机、机械传动链、永磁同步发电机在内的MT WTGS机侧部分数学模型。针对速度传感器故障率高、易受干扰等问题,提出了结合模型参考自适应控制(MRAC)和锁相环(PLL)的无速度传感器控制策略;该控制策略利用模型参考自适应系统来估计发电机的转速和转子位置,利用锁相环来估计发电机转子的初始位置。仿真和实验结果表明,该控制策略能够快速准确地估计永磁同步发电机的转速和转子位置,实现了永磁同步发电机的无速度传感器矢量控制,具有与采用常规速度测量手段的控制技术相媲美的控制效果。

主动防御非奇异终端滑模协同制导律

由于在大气层外突防的弹道导弹机动能力很小易被导弹防御系统拦截,因此研究提高突防概率的有效手段具有重要的实用价值。提出基于主动防御方式的分阶段非奇异终端滑模协同制导律,防御导弹的制导过程分为阶段1和阶段2两个阶段。阶段1设计基于视线三角制导策略的制导律,防御导弹将自身控制在目标和拦截导弹的视线上,能有效降低防御导弹需用过载,对相对运动模型进行近似,带来的误差比较小;阶段2设计零化视线转率策略的制导律,使用更加精确的相对运动模型,避免了阶段1近似建模在制导后期带来的较大误差。仿真计算结果验证了该制导律的有效性。

冲压式气动系统的建模与线性化分析

针对一种冲压式气动系统,建立了冲压式气动系统的数学模型。考虑到系统的非线性特性,设计了一种基于脉宽调制线性化的控制方法,取代了原有的振荡线性化控制,并对其进行仿真分析。结果表明,系统的性能满足系统设计要求。试验结果与仿真结果基本一致,仿真计算可以用于冲压式气动系统性能的优化与分析。

CINRAD/SB伺服系统线路设计特点和维修方法

总结了CINRAD/SB型新一代天气雷达交流变频调速数字伺服系统线路技术特点和与CINRAD/SA线路设计上的差别。根据数字伺服系统信号流程、电源控制保护原理,从状态监测信息、FC文件信息、报警信息、关键点参数测量和关键信号的传输路径入手,详细介绍了数字伺服系统故障诊断方法和技巧,并列举了两个不同类型的典型故障个例的理论分析和处理步骤。提出了伺服系统维修方面的一些建议,为新一代大气雷达技术支持和保障提供借鉴。

采用脉宽调制式舵机的滚转导弹自动驾驶仪设计与研究

滚转导弹广泛采用脉宽调制(PWM)模式控制继电式操纵机构,因此研究PWM模式在滚转导弹控制中的应用。给出了两回路驾驶仪设计增益与弹体振荡频率、阻尼之间的关系;重点分析低频PWM所带来的控制耦合效应特性,讨论了耦合大小与弹体时间常数、自旋频率之间的等量关系。通过频谱分析,得到通道耦合干扰的频谱特性。制导与控制指令经PWM后频谱保持不变,但引入了与自旋频率、调制频率和弹体振荡频率相关的高频干扰。为消除控制耦合的影响,根据以上结论,提出这类导弹自动驾驶仪频带设计的一般准则,对这类导弹控制系统的总体设计有参考意义。数学仿真和半实物仿真结果表明,合理设计自旋频率、调制频率和驾驶仪频率,可以有效抑制控制耦合,提高制导精度。

LCL型并网逆变器的改进数字单环控制技术

建立逆变侧电流单环反馈控制LCL型并网逆变器数学模型,研究数字控制延时对系统稳定性的影响,得出系统稳定控制下的约束延时区间.为减小数字控制延时,通过前移脉宽调制比较寄存器装载时刻的方法,在未提高采样频率的情况下将采样延时减小为采样周期的1/2,使系统达到临界稳定状态;对比分析结果表明,采用参数优化的方法对传统相位补偿算法进行改进,在提高系统相位裕度的同时能降低系统高频增益,提高系统稳定性.仿真和实验结果验证了改进方法的有效性.

牵引变流器优化控制仿真研究

在电力机车牵引变流器优化控制的研究中,动车组牵引变流器是动车组完成电能转换和传递的关键部件,性能好坏直接关系到动车组能否安全可靠运行。针对CRH2A型牵引变流器输出电压变化率大、谐波含量高等问题,对多电平技术在牵引变流器中的应用进行了研究。首先分析了二极管箝位型五电平变流器(DCMLC)和模块化五电平变流器(M2LC)的工作原理及控制策略,分别构建了牵引变流器的优化模型;并根据CRH2A型牵引变流器主电路实际设计参数应用Matlab仿真软件对五电平DCMLC和M2LC分别进行了建模和仿真,比较和分析了牵引变流器中不同逆变器电路拓扑结构及其对应的控制策略对系统输入输出性能的影响。仿真结果初步验证了两种优化模型对CRH2A型牵引变流器性能的改善效果。

脉冲燃烧控制技术在热处理炉上的应用

为满足高级别锻件的复杂热处理工艺要求,莱钢成功应用了脉冲燃烧控制技术。该技术是采用脉宽调制来控制燃烧时间,实现热处理炉的温度控制。系统操作简便,炉温的控制精度高、能够精确地执行复杂的工艺曲线,炉内燃烧气氛均匀。煤气单耗由24 GJ/t降至20 GJ/t。

大连市引英入连供水工程水源泵站变频调速设计

本文结合大连市引英入连供水工程水源泵站变频调速设计的实例,介绍了矢量控制技术的原理及特点,分析了变频器应用的节能原理,并对中压变压器的选择进行了分析。

数字化三相功率因数校正技术的现状及发展趋势

通过阐述几种三相有源功率因数校正(PFC)电路的拓扑,并结合数字控制技术、高频脉冲宽度调制(PWM)整流技术和多电平技术,分别介绍了三相单开关数字式PFC电路、三相双开关数字式PFC电路、三相三开关数字式PFC电路、三相六管高频整流电路和三相三电平数字式高功率因数整流器的总体数字控制方案。在此基础上,指出了数字式三相高功率因数整流器的发展趋势。

内高频环逆变器的设计

本文主要研究了一种比较简单的正弦输出的逆变器的设计。本设计采用全桥逆变电路和用推挽升压的方式获得逆变器的直流输入电压的设计方法来获得较大的输出功率和较高的功率因数.在直流升压过程中用PWM集成控制器输出相位相反具有一定占空比的两高频脉冲电压来控制开关管的导通与关断,进而控制推挽升压变压器的输出直流电压,再利用SPWM调制信号控制逆变器开关管的导通与关断,再用LC滤波滤掉逆变器输出高频部分,得到正弦波形,最后利用保护控制电路使逆变输出一个稳定的满足要求的交流波形。