基于DCS-惯性权重组合的柔性机械臂运动轨迹控制系统研究

为了有效调控机械臂运动幅度,避免柔性机械臂实际运动轨迹与目标轨迹发生较大的偏差,设计一种基于分散控制系统(DCS)-惯性权重组合的柔性机械臂运动轨迹控制系统,它是一个集合了计算机、通信、显示和控制的计算机系统,该系统由过程控制和过程监控。通过DCS算法控制监测对象行为幅度并计算柔性机械臂惯性权重,利用DCS-惯性权重组合求解素数控制指标的具体数值,实现了对柔性机械臂运动轨迹控制系统的软件设计。实验结果表明,DCS-惯性权重组合算法作用下的机械臂末端坐标在横轴、纵轴、空间轴方向上的运动幅值均可以被控制在10个单位长度之内,并且在0.52 s内进入机械臂运动轨迹最佳控制状态,运动轨迹差值最大仅为0.01 rad,验证了该系统具备可行性和有效性。

A New Method for Reducing Commutation Torque Ripples in BLDC Motors

A new compensation method and an algorithm for compensating for the commutation torque ripples of the trapezoidal EMF brushless DC motor are put forward. Simulation and experimental results show that this method is correct and practical.

Field Weakening Control of a Separately Excited DC Motor Using Neural Network Optemized by Social Spider Algorithm

This paper presents the speed control of a separately excited DC motor using Neural Network (NN) controller in field weakening region. In armature control, speed controller has been used in outer loop while current controller in inner loop is used. The function of NN is to predict the field current that realizes the field weakening to drive the motor over rated speed. The parameters of NN are optimized by the Social Spider Optimization (SSO) algorithm. The system has been implemented using MATLAB/SIMULINK software. The simulation results show that the proposed method gives a good performance and is feasible to be applied instead of others conventional combined control methods.

谐振直流环节逆变器驱动BLDCM的控制研究

结合无刷直流电机(BLDCM)脉宽调制(PWM)的特点和谐振直流环节逆变器的工作原理,提出了新型并联谐振直流环节软开关逆变器驱动无刷直流电机的控制策略。三相逆变桥仅实现BLDCM的换相运行,通过谐振直流环节开关的调制斩波,实现了BLDCM的PWM控制。实验结果表明,该控制策略实现了谐振直流环节逆变器的正常工作,BLDCM运转平稳,电流波形较好。

减少仅使用一个电流传感器驱动BLDCM的换向转矩脉动

分析和研究了仅使用一个直流母线电流传感器驱动的无刷直流电机在换向过程中产生的转矩脉动的方法。对于这样的驱动,在高速和低速的情况下很难有效地抑制转矩脉动的产生。提出的补偿原理为:通过对占空比的控制使无刷直流电机在换相期间关断相的电流下降率和开通相的电流上升率相等。提出的控制策略能抑制转矩的突起和凹陷。仿真实验证明了这种方法的有效性。

基于混合导通的PMBLDC步进传动定位控制系统设计

本文在传统混合导通基础上提出了一种新的步进定位控制理论,并将其应用于以永磁无刷直流电机为控制对象的伺服系统场合,进行理论分析与仿真研究。以ds PIC为控制核心器件,进行了试验验证。仿真和实验结果表明,应用该步进控制理论的PMBLDC伺服系统具有良好的速度与位置可控性,能够满足现代工业对伺服系统的高要求。同时,本文的研究结果也为PMBLDC在高性能控制场合下的应用提供了参考。

串励直流电机操动机构驱动拓扑与控制策略研究

本研究采用串励直流电机作为电动操动机构,并给出了该电机的驱动电路,利用电力电子装置控制串励直流电机的转速、运行状态,取代传统的机械换向器,提高系统的效率。结果表明:H桥驱动电路能够实现串励直流电机四象限运行,且能够收集电机制动运行时的能量,提高系统效率。

基于BLDCM的电动座椅控制系统设计

针对电动座椅控制系统的功能和实用性需要,设计了使用无刷直流电动机作为调节电机的电动座椅控制系统。提出了具体的功能设计需要,研究了实现功能的结构及原理,硬件部分进行了硬件的总体结构和各主要硬件部分电路的设计;软件部分给出了主程序流程图和各主要功能子程序的具体实现方法。结果显示设计的控制系统能够准确实现预定功能,系统工作情况良好。

无位置传感器BLDC双控制系统及双驱动单元研究

为了提高无刷直流电机(BLDC)无位置传感器控制性能,提出了一种基于MSP430F149处理器和STC15W404单片机的BLDC无位置传感器控制系统。该系统主、辅运行模块可共同作用,提高电机转子位置检测决策依据,任意模块损坏,单一模块仍可单独运行。为了保证电机稳定运行,设计了可单桥或双桥运行的驱动单元。实验结果表明:控制系统稳定性能好、转子位置检测精度高、运行方式灵活、驱动单元高效稳定,便于在高精度无刷电机控制驱动领域推广使用。

基于LDC1000电感数字传感器的自动循迹智能小车控制系统设计

自动循迹智能小车利用舵机带动一片LDC1000在扇形区域内进行来回扫描式检测,并将检测信号送至STM32F407VGT6单片机进行处理,从而准确控制两个直流电机的速度及声光系统,实现按铁丝轨道循迹并检测硬币。同时采用霍尔编码器实现对电机转速的检测,将信号送至单片机进行运算,得到行驶距离,并和时间一起在LCD显示屏上实时显示。经测试,系统具有良好的自适应性,循迹稳定,硬币识别准确,实时显示距离及时间效果好,实现了预设提出的各项要求。

考虑MOSFET与BLDC的自举电容计算方法研究

无刷直流电机(BLDC)驱动电路中,针对功率场效应管(MOSFET)栅极驱动电压波动较大的问题,提出一种基于能量守恒的自举电容容值计算方法。根据BLDC动力学模型对六步换相中单次换相时间间隔进行分析,通过BLDC和MOSFET等效电路构建电机驱动电路模型,分析电路中能量转移方向进而计算自举电容容值。依据所提出的方法搭建无刷直流电机驱动系统,所述方法构建电路的栅极驱动电压峰谷差值为0.2V。实验结果表明,相较传统经验方法,该方法选取的电容使功率管栅极驱动电压稳定性提高80%。

DCS600全数字传动装置在轧机传动系统中的应用

本文介绍ABB公司的DCS600全数字直流传动装置在1450mm 轧机传动中的应用,说明其配置、功能及特点。

温室大棚用电动拖拉机电驱系统设计与试验

双碳背景下,针对温室大棚作业需求,设计了一种电动拖拉机用低成本、高效率、大转矩电驱控制系统。为此,提出将永磁无刷直流电机用作电动拖拉机驱动电机,并将电压空间矢量控制方法应用于该电驱系统。首先,针对电动拖拉机行驶和耕作的典型工况进行动力性能需求分析,建立永磁无刷直流电机数学模型;然后,进行矢量控制系统建模与仿真分析;最后,搭建试验平台,实现电动拖拉机用无刷直流电机高效稳定控制。试验结果证明:电驱控制系统在重载时最大效率可达85%以上,将其应用在四轮驱动电动拖拉机上,不仅荷载能力强,且具有优异的经济性和稳定性,适用于温室大棚作业场所。

带式输送机用外转子直驱无刷DC电动机的研究

针对当前带式输送机驱动装置环节多、重量大、效率低等问题,设计了一种能够直接驱动带式输送机的外转子无刷直流电动机。主要对其进行了结构设计和电磁分析,首先对电动机定转子的主要参数进行了初步的选择与计算;然后建立了该电动机的有限元模型并对其磁场及输出转矩的波动等特性进行了分析,结果表明该电动机的设计方案较合理;最后提出了一种用于削弱转矩波动的方法并进行了仿真验证。

Comparative Analysis of Sonar Heads Drive Systems

This paper is dealing with a comparative analysis, from technical point of view of the solutions with the highest potentiality utilized in sonar heads drives. Even though the use of DC servomotors is a convenient solution for most customers, from some modem analysis criteria points of view, this type of drive system has a low reliability and a greater impact on the environment, compared to AC servomotors. From this class of AC servomotors, high behaviors, in such an application, have stepper motors and electronically commutated motor （brushless DC）. That is why, analysis in this paper, balances these two classes of AC servomotors. The systems performed are analyzed in Matlab/Simulink and PowerSim environments.

机器人关节无刷伺服器驱动控制系统设计

文中针对目前机器人关节伺服器微型化、智能化发展趋势,研制出无刷直流电机驱动集成电路,实现对无刷伺服器驱动控制。集成电路使用STM32F103系列芯片作为主控芯片,AO4606作为无刷直流电机驱动芯片,采用智能功率模块方波驱动无刷直流电机,提升了系统的集成度;结合控制器、上位机开发,以及霍尔传感器、位置检测器等传感器设计了一款机器人关节无刷伺服器驱动控制系统。通过优化控制算法对无刷直流电机进行转速、位置双闭环控制,结合硬件和软件实现无刷伺服器驱控一体设计,研制出无刷伺服器样机,最后搭建驱动控制系统实验平台。实验表明,研发的无刷伺服器及其驱动控制系统稳定可靠,可应用于多种机器人关节。

离心式作动器及驱动系统研究与实现

作动器系统作为直升机结构响应主动控制系统(active control of structure response, ACSR)执行元件的重要核心部件,其控制性能直接关系到振动的抑制效果。研制了一套基于永磁无刷直流电机驱动的离心式作动器原理样机,详细阐述了系统组成及工作原理,论述了作动器输出力频率、幅值和相位的调节方式,建立了偏心块的输出力方程,选取了MAXON公司生产的EC60 flat 411 678无刷电机作为驱动源。设计了作动器伺服控制系统,针对功率驱动中的隔离直流电源、自举二极管、自举电容、电流驱动能力及母线支撑电容等关键参数进行了详细设计。通过实验验证,电机转速误差最终被控制为1%以内,位置响应时间小于50 ms,振动抑制在0.001 5g(g为重力加速度)以下,取得了较好的控制性能,为离心式作动器系统在直升机平台的应用奠定了基础。

基于PLC的电动摇臂伺服驱动系统设计

在工业机器人领域中,伺服系统得到了广泛的应用。为了克服普通电动摇臂操作精度低、臂杆移动不平稳以及定位不精准等缺陷,提高电动摇臂的控制性能,设计了一种以西门子S7-200 PLC为主控制器的直流无刷电机伺服系统。介绍了伺服控制系统原理及组成,从硬件设计和对多种运动状态编程两个角度,阐述了电动摇臂伺服系统的设计方案。实验结果表明,该系统控制精度较高,响应速率较快,抗干扰能力强,验证了方案的可行性。

开绕组异步电机零序电流控制策略

零序电流抑制是共母线和共中线开绕组拓扑应用所必须解决的技术问题,为了探讨虚拟信号重构思想在零序电流控制上的应用,并对比各种虚拟信号重构控制方案间的差异。通过对虚拟三相电流和虚拟两相电流方案进行数学分析,建立了虚拟电流方案的统一数学模型,并依据控制系统频域分析方法,从理论上揭示了各方案间的性能异同。基于三相时延、正交时延、一阶全通滤波器、二阶低通滤波器、二阶全通滤波器以及巴特沃斯滤波器搭配微分的虚拟信号重构方案间具有类似的控制性能,在应用中可以互相替换;而基于二阶广义积分器的方案相较于上述各方案具有更突出的动态响应性能,但会在控制带宽过大时失去稳定。最后,通过共中线开绕组异步电机零序电流的控制对理论分析的正确性进行了验证。

基于NPC型三电平变换器的高速磁悬浮飞轮同步载波驱动技术

相比电池储能,飞轮储能具有功率密度高,瞬时功率大,响应速度快等优点,可有效缓解地铁频繁启停对母线电压的冲击。由于我国地铁直流供电网络多为1 500 V电制,两电平变换器无法用常规1 700 V电压等级器件实现安全驱动,因此,本文提出了基于NPC型三电平变换器的高速磁悬浮飞轮同步载波控制技术。首先,建立了三电平驱动系统稳态及换相动态过程的等效模型,分析了驱动电压和定子电流的数学关系;然后,提出了一种同步载波驱动技术,实现了高压、高速无刷电机的加减速控制;最后,设计了磁悬浮飞轮储能系统工程样机,测试了充放电工况下系统的工作状态。实验结果表明,本文所提方法具备快速大功率充放电功能,在充电或放电工况下三电平变换器中点电压均能够保持平衡,系统可稳定运行在额定1 500 V、40 000 r/min参数附近。