正负脉冲电压驱动的电磁螺纹插装阀动态特性分析

提出了一种基于PWM技术的正负脉冲电压控制策略,用于提高锥阀式电磁螺纹插装阀启闭动态响应速度,使其满足数字液压技术的要求。在分析电磁螺纹插装阀结构和工作原理基础上,建立了电磁螺纹插装阀的数学模型,并在AMESim软件中搭建电磁螺纹插装阀及其测试系统的多物理场耦合建模,研究不同正负脉冲电压持续时间条件下电磁螺纹插装阀线圈电流、阀芯位移、电磁力的变化规律,确定了电磁螺纹插装阀响应速度最快时正负脉冲电压控制策略的最优控制参数。利用半实物仿真系统搭建SCV硬件在环测试实验台,对所提正负脉冲控制策略进行验证。实验表明,与常规电压控制策略相比,当正负脉冲电压控制策略中正负脉冲电压持续时间都为10 ms时,电磁螺纹插装阀的开启时间由30 ms缩短到13.5 ms,其关闭时间由139 ms缩短到14 ms。研究结果为电磁螺纹插装阀的高响应化和数字液压技术的发展提供参考。

永磁同步电机全转速范围无位置传感器控制

为解决IF控制启动速度偏慢、启动转矩能力薄弱等问题,采用高频脉振电压注入法完成电动机零低速启动,并结合中高速区有效磁链法形成全转速范围无位置传感器复合控制策略。为了实现两种控制方法的平滑切换,提出一种基于转速过渡区与状态机结合的滞环切换策略,所提策略将全转速范围划分为零低速区、过渡区以及中高速区,电动机由中高速区进入过渡区时提前开启高频脉振电压注入法,使其位置估计过程达到稳定,为切换做好准备。为了减小注入高频电压对有效磁链法位置估计过程的冲击,在转速过渡区采用软开启的方式实现高频脉振电压注入法的投入与退出。针对转速过渡区两种位置估计方法同时工作时的耦合问题,设置了双同步旋转坐标系,实现了转子位置估计的解耦控制。在一台三相永磁同步电机上对所提方法的有效性进行了验证。

基于转子极性判断优化的脉振高频电压注入法

在永磁同步电机零速和低速运行时,采用脉振高频注入法能够准确估计转子位置信息。针对脉振高频注入法无法实现转子极性判断,而传统极性判断方法存在响应时间长、采样和实施过程复杂以及极性误判等问题。文中提出了一种基于正负电压脉冲注入的电机转子极性判断方法。该方法给电机注入正负电压脉冲,并根据对应脉冲的响应电流峰值判断转子极性。脉振高频注入法将转子位置估计值和极性判断结果相结合,可得到准确的转子初始位置。文中通过Simulink仿真验证算法的有效性。仿真结果表明,所提转子极性判断方法能够简化采样方式和算法复杂性,降低判断转子极性的响应时间,使脉振高频注入法能够准确和快速地估计转子初始位置。

A Control System Design to Establish Dose-Response Relationships in Wound Healing Therapy

Advanced biophysical wound healing therapies can apply mechanical, electrical, or light energy to re-stimulate healing processes in chronic wounds. Despite the growing evidence of the clinical efficacy of these therapies, the optimal treatment stimulation parameters remain unknown and there are no standard treatment protocols. We introduce a closed-loop control design as an experimental system to study the dose-response of wound healing therapy treatment within a prescribed multidimensional and multimodal stimulation parameter space. Systems engineering approaches are applied to the control problem for estimation of a transfer function and model equations derived for use in optimal model-based control. The experimental control system design consisted of simultaneous application of biophysical energies inputted into a wound system. A study design set up including the use of negative pressure wound therapy, electrical stimulation therapy, and photobiomodulation device systems was described. Treatment stimulation parameters were selected from experimental ranges used in the scientific literature. Classical control methods and model-based control were suggested for model selection and evaluation and design of the overall control system. An experimental design for multimodal biophysical wound healing therapy control system is introduced to establish the dose-response interactions for development of therapeutic applications and device design.

改进型永磁同步电机初始位置辨识方法

针对传统脉振高频电压注入法辨识表贴式永磁同步电机转子初始位置时,因电机凸极性小、采样电路存在误差而产生无法判别实际转子位置的盲区问题,提出一种改进型脉振高频电压注入方法。将估算d轴定向到三个位置角为0、2π/3、–2π/3 rad的位置上注入高频正弦电压信号,比较三次注入高频电压信号后,估算q轴上的高频响应电流大小,以此来确定转子所在区域对应的初次位置角。再将估算d轴定向到初次位置角上继续注入脉振高频电压,进行闭环控制,利用PI调节器使估算q轴的高频响应电流收敛于零,最后通过极性判断得到转子初始位置。还运用以DSP 28379D为控制核心的实验平台进行了验证实验,实验结果表明,该方法位置辨识精度高,能有效识别转子位置。

基于改进脉振注入法的永磁直线电机无传感器低速控制

针对永磁直线电机的无位置传感器控制在低速的研究,提出脉振高频注入法的永磁直线电机低速无传感器控制策略,并加以改进。利用电机饱和凸极性进行电流调制,提取出动子的位置信息,在此基础上,引入相位补偿提高系统信噪比,并利用磁极判断消除高频注入法的初始位置计算误差,最终实现永磁同步直线电机启动和低速的无位置传感器矢量控制。对该方法进行了仿真分析,并在以实时仿真平台为基础的永磁直线电机上进行了实验验证,结果表明改进的脉振式高频注入法能够快速精确地估计动子初始位置和运动情况,具有良好的动态性能,实现了在永磁直线电机上高性能的无传感器低速控制。

无位置传感器无刷直流电机短时脉冲定位加速方法

提出了一种新的无位置传感器无刷直流电机两步短时脉冲定位加速新方法。根据电机定子铁心饱和效应,采用六短时脉冲检测方法实现转子定位与初步加速,建立较低的反电动势。通过比较反电动势对短时检测脉冲的影响,选择2个有效短时脉冲进行定位,从而达到减小定位时间、提高定位准确度、快速加速电机的目的。利用加速阶段最后6次换相时间修正值作为切换后首次换相时间,实现了平滑切换至反电动势运行。试验结果验证本文所提方法定位准确、抗干扰能力强,能够快速加速电机,并能可靠实现反电动势运行。

电网电压不平衡情况下PWM整流器恒频直接功率控制

恒频直接功率控制(constant switching frequency direct power control,CSF-DPC)具有开关频率固定、动态性能好、系统采样频率较低等优点。电网电压不平衡会在脉宽调制(pulse width modulation,PWM)型整流器交流侧产生大量谐波电流,使系统有功功率大幅波动,恶化系统性能。针对上述情况,提出一种新型恒频直接功率控制策略。该策略首先分离出电网电压和电流正、负序分量;然后在正、负序双旋转坐标系下计算瞬时功率与参考值之间的误差,根据误差生成整流器正、负序参考电压;合成后采用空间矢量调制(spacevector modulation,SVM)算法产生整流器电压,对功率进行补偿。该策略可有效抑制交流侧电流谐波,减小系统无功功率直流分量,稳定系统输出的有功功率,改善系统稳态性能。仿真与实验结果证明了该策略的正确性和有效性。

无传感器永磁同步电机矢量控制中转子初始位置的估算方法

介绍了一种在电机静止时检测其转子初始位置的方法。该方法利用永磁同步电机定子铁心的饱和特性 ,通过给电机施加一系列不同方向的电压脉冲 。

基于脉振高频电压注入的对转永磁同步电机无位置传感器控制

为了简化对转永磁同步电机(PMSM)的结构,提高其工作性能,研究了该种电机的无位置传感器控制技术。结合面贴式对转PMSM的性质,建立了其数学模型,利用电机稳态时双转子转速相等的特点,提出了一种基于高频脉振电压信号注入的转速估算方法。设计了转速跟踪观测器,建立了对转PMSM的仿真模型和无位置传感器矢量控制系统。仿真结果与理论分析相吻合,表明该系统可使面贴式对转PMSM在全速域内实现无位置传感器控制,系统跟踪准确,响应迅速,鲁棒性强。

永磁同步电机全速域无位置传感器复合控制

针对传统滑模观测器在低速段估算误差大以及脉振高频电压信号注入法造成定子电流谐波含量增大的问题,提出一种适合电机全速域运行的复合控制策略。在零、低速阶段,采用估算精度较高的脉振高频电压信号注入法;在中高速阶段,虽然基于电机反电动势进行位置估算的传统滑模观测器具有强鲁棒性,但是符号函数增大了系统抖振和电流谐波,为此通过引入饱和函数对其进行改进。同时,采用加权平均函数实现两种控制策略的平滑切换。研究结果表明,该复合控制策略在低速段弥补了滑模观测器难以提取反电动势的天然缺陷,在中高速段定子电流的总谐波失真得到有效抑制,且在全速范围都具有较好的动态响应性能和估算精度。