基于摩擦补偿的永磁球形电机自适应模糊控制

针对摩擦可能引起永磁球形电机控制系统品质恶化的问题,提出模糊逼近的摩擦补偿自适应控制方案。首先,通过卡尔丹角(Carden)旋转,建立考虑摩擦项的转子动力学模型,分别基于已知模型和名义模型设计控制方案。基于名义模型的控制方案采用改进的模糊补偿自适应控制器分别补偿摩擦项以及系统不确定性因素,以减少模糊规则的数目,控制律参数基于李亚普诺夫稳定性理论自适应调节,控制方案保证了闭环系统的稳定性。仿真试验结果表明,该控制方案能有效实现对摩擦项等不确定信号的补偿,从而提高球形电机的跟踪控制性能。

永磁球形电机的自适应反演滑模控制

针对非线性、强耦合、直驱型的永磁球形电机动力学系统,设计了一种自适应反演滑模控制器。首先,通过拉格朗日第二方程以及卡尔丹角坐标变换建立永磁球形电机的转子动力学方程。然后,将反演设计方法和滑模控制有机结合抑制外界扰动和参数摄动的影响。其中,基于类李雅普诺夫方法获得外界扰动上界的自适应律,并采用一种新颖的趋近律消除抖振问题。最后,仿真结果对比证实:该控制器不仅能保证永磁球形电机动力学系统高精度的轨迹跟踪、快速的动态响应,而且对外界扰动具有较强的鲁棒性。

基于随机森林的永磁球形电机优化通电策略

针对永磁球形电机的复杂转矩建模问题,提出了一种基于随机森林建模方法,同时提出了基于粒子群优化方案来解决永磁球形电机的优化通电策略问题。首先,通过电磁分析得到永磁球形电机转子与定子线圈在不同角度下驱动线圈产生的转矩值。然后,采用随机森林法建立了位置-转矩的黑箱模型。并在此基础上结合倾斜轨迹,采用粒子群算法对其通电策略进行优化设计,使得通电损耗降低了5%~10%。仿真和实验结果均表明,该方法能有效地实现永磁球形电机的稳定控制且通电损耗较小,可为下一步实现永磁球形电机高精度的轨迹跟踪控制提供参考和借鉴。

基于机器视觉的永磁球形电机转子姿态检测

为了实时精确地获取永磁球形电机(PMSM)的转子姿态信息,从而实现对PMSM的闭环控制,提出了一种基于机器视觉的PMSM转子姿态检测方法。首先,使用OpenMV摄像头检测安装于转子输出轴顶端的红绿标志点,然后将两个标志点的图像信息实时发送给上位机,并在上位机中解算出PMSM转子姿态信息。最后搭建了实验平台,通过与微机电系统姿态传感器所得结果的对比,验证了该方法的可行性。

基于压力传感器的永磁球形电机摩擦转矩检测

针对永磁球形电机(PMSM)运动时摩擦转矩检测困难的问题,提出一种基于压力传感器检测永磁球形电机摩擦转矩的方法。首先应用压力传感器检测球形转子施加在支撑杆处的压力信息,通过永磁球形电机摩擦转矩的数学模型,解析压力信息,得到摩擦转矩数值。再通过恒速实验得到压力—摩擦转矩间的稳态对应关系,采用遗传算法对数学模型中未知的摩擦因数进行参数辨识。最后将通电实验的结果与仿真结果进行对比,验证了检测方法的有效性。

基于降阶线性卡尔曼算法的永磁同步电机无速度传感器控制

介绍了一种基于降阶线性卡尔曼算法(RLKF)的永磁同步电机(PMSM)转速与转子位置估计方法,并与传统的扩展卡尔曼算法(EKF)进行了比较,仿真结果证明,该方法不仅延续了扩展卡尔曼算法的性能优势,而且克服了EKF算法复杂等缺点,更易于数字化实现。