新型旋转-直线超声波电机的机理与特性

针对日常生活中常见的旋转-直线复合运动形式,提出新型的两自由度超声波电机.该电机由粘接压电陶瓷的变截面柱状定子和环状转子组成.电机通过单相方波电源供电,利用近谐振点惯性冲量的控制方法驱动转子运动.介绍电机的研究背景、基本结构和工作原理,利用ANSYS有限元分析软件建立定子的模型,对定子结构进行一定的优化设计.利用电机测控系统对原理性样机进行实验和分析.测试结果表明,通过控制输入方波的频率、占空比和幅值,可以有效地实现转子运动模式的切换、运动方向的改变和运动速度的调节.     

基于模糊PI控制的双同步解耦坐标系三相不平衡锁相环设计

针对传统锁相环在电网电压不平衡时对正序基波分量的幅值和相位不能快速实时检测等问题,提出了一种基于模糊PI控制的双同步解耦坐标系三相不平衡锁相环。该控制系统通过在线调整PI参数能更精确迅速地将电网电压正序基波分量分离,从而实现基波分量相位的快速实时检测。仿真结果表明,与传统单同步和双同步锁相环相比基于模糊PI控制的双同步解耦坐标系锁相环在电网电压不平衡和发生畸变时能更准确、迅速地检测正序基波分量的幅值和相位。     

基于转子磁场定向的三相异步电动机变频调速系统

文章针对三相异步电动机变频调速系统需满足的性能指标,采用转子磁场定向简化电机的控制,设计了基于非线性解耦方法的电流控制器,实现了定子电压的解耦;利用电流模型估计磁链,设计了三个闭环的电流调节器、磁链调节器和转速调节器,实现电流幅值和相位的准确跟踪以及速度的准确控制;根据设计的系统研制了样机,并进行了性能实验测试。实验结果表明,设计的控制系统具有良好的动、静态特性,控制方案可行,可应用于实际工业现场。     

TRUM相移PWM信号控制器的研究与设计

针对行波型旋转超声波电机(TRUM)设计了一种用于两相H桥驱动电路的相移PWM信号控制器.控制器以CPLD和HIP4081A为核心,通过逻辑运算,辅以信号、电平处理电路,获得频率、相位可控的PWM信号,分别在硬件电路和软件设计算法中做了相应的改进,提高了软件资源利用率,实现了TRUM两相H桥驱动电路的控制.并从驱动电压能量利用率的角度,分析了PWM信号相位差与输出电压的关系,为控制器参数设置提供了理论依据.最后,通过实验验证了所设计控制器控制下的H桥驱动电路输出电压的性能,输出电压能满足电机的驱动要求.     

基于AD9958的双路超声电源设计

介绍一种用于超声悬浮传输的双路信号输出超声电源。电源使用双路输出的直接数字合成芯片作为超声信号的发生器件,该信号经过放大整形后输入半桥功率放大电路,最终输出功率信号来驱动超声换能器。电源可输出频率、幅值、相位独立可调的双路超声功率信号,其中,幅值的调整通过改变半桥电路的供电电压实现,频率和相位的调整通过改变直接数字频率合成芯片的设置参数实现。在半桥功率放大电路中,使用死区时间可设定的专用栅极驱动芯片对上下桥臂的场效应管进行控制,有效地防止上下桥臂直通现象的发生,提高电源的稳定性。     

基于PM RSM模型解耦的电流控制器性能研究

永磁同步磁阻电机(PM RSM)是一个多变量、非线性、强耦合的控制对象,即使在同步坐标系下对电机的磁场电流和转矩电流进行解耦,也无法实现d轴电压直接控制d轴电流,q轴电压直接控制q轴电流.通过在电机中添加控制模块,把速度电压和互感项去掉,将交直轴分量的控制转化成两个独立通道的控制系统,实现电机本体解耦,并在此基础上,设计一种电流控制器,应用于PMRSM的电流控制中.仿真结果表明,该电流控制器具有较好的鲁棒性和动态响应性能.     

车用驱动电机无电流传感器控制

针对传统电机矢量控制方法应用于车用驱动电机时,高效工作区窄、反馈闭环控制导致过流现象等问题,提出一种无电流传感器电机控制方法。该方法根据指令转矩和电机转速,直接控制电压空间矢量的幅值和相位,实现对电机转矩和转速的控制。该方法突破了传统矢量控制对电流传感器的依赖,克服了闭环控制导致过流的缺陷,规避了传统矢量控制在电流传感器故障情况下电机无法控制的问题,省去了电流传感器的成本。仿真实验和电机台架试验结果表明,该方法不仅能够扩大电机高效工作区,而且提高了电机控制系统的可靠性。     

面向多逆变器的微电网冗余群控策略

为了解决在微电网系统中多台逆变器的冗余群控的问题,提出3层式控制方法,第1层为新型改进的下垂控制,通过引入感性虚拟阻抗,使得逆变器等效输出阻抗仅由滤波电感决定,设计出稳定性优良的双环下垂控制器;第2层为同步控制,基于幅值和频率参考值正反馈的同步并网控制原理,采用公共连接点断路器两侧相位及电压幅值信息,对下垂控制进行反馈同步调节;第3层为补偿控制,结合补偿传递函数及下垂控制结构,设计出电压幅值与频率的补偿量模型,来弥补下垂过程中产生的稳态误差.结果表明,该控制策略可以满足微电网的可靠运行,具有良好的动态和稳态性能,真正实现了微电网中多台逆变器的冗余群控管理.     

一种新型的永磁同步电机直接转矩控制方法

永磁同步电机传统直接转矩控制方法采用磁链和转矩双闭环结构实现对电机转矩的直接控制.由于控制过程中要保持磁链幅值恒定,不仅限制了电机的动态性能,同时,为了实现恒定的定子磁链幅值,还需要额外的无功电流,降低了电机功率因数,增加了系统损耗.本文从转矩优化和无功电流优化控制的角度出发,提出了一种新型的直接转矩控制方法,控制过程中直接根据转矩控制要求选择电压矢量,不要求磁链幅值恒定,对转子位置要求不高,控制过程中能够实现磁链幅值的动态调整,电机在具有良好动态性能的同时具有较高的功率因数.仿真结果验证了理论分析的正确性和方法的可行性.     

基于共模电压抑制的六相电机空间矢量调制

为了解决双Y移30°六相电机与逆变器组构成的系统中存在共模电压的问题,提出一种新的六相电机空间矢量脉宽调制方法以有效降低共模电压的幅值和变化频率.利用三相解耦PWM (pulse w idth modulation)算法将六相电压源逆变器的电压矢量分解到两个三相电压源逆变器中,得到和六相矢量空间解耦(vector space decomposition,VSD)方法近似的控制效果,再利用无零矢量PWM调制方法分别进行合成.对仿真结果的分析表明,保证了较好的电流、转矩和转速性能情况下,共模电压峰值为直流母线电压的1/6,共模电压的变化频率也显著降低.     

模块化多电平直流变压器的傅里叶级数建模与控制器设计

研究模块化多电平直流变压器,其由两相模块化多电平桥臂、高频隔离变压器和并联全桥模块组成. 模块化多电平桥臂采用准方波调制,并联全桥模块采用方波调制,基于傅里叶级数分析单移相控制下的工作原理和功率特性. 采用傅里叶级数求和的方法建立模块化多电平直流变压器在单移相控制下的数学模型,求得单移相控制到输出电压的传递函数,在开环传递函数的基础上设计PI控制器,以达到控制输出电压的目的. 最后在MATLAB/Simulink中搭建模块化多电平直流变压器的仿真模型. 仿真结果表明,利用该数学模型设计的PI控制器可使直流变压器输出电压稳定.     

基于BD6201Fs的三相直流无刷电机控制系统

采用ROHM公司推出的BD6201Fs设计了一款三相直流无刷电机的控制系统,可以很方便地产生三相方波或者正弦波PWM控制信号,能够满足大多数三相直流电机的驱动,可以应用在空调压缩机、风机等上面. 更多还原     

基于流变仪的高精度宽调速永磁同步驱动系统

为了确保钻井液流变仪的测试系统能够在恶劣环境下正常工作,设计了一种能够在宽广范围内速度连续可调且速度分辨率高的驱动系统.在电机本体方面采用分数槽结构,通过选取合适的极槽配合并对气隙磁密波形进行优化以削减其谐波含量及电机的齿槽效应,提高电机的速度分辨率和运行平稳性.在控制方面采用恒压频比控制方式,同时结合无位置传感器控制算法与空间矢量脉宽调制技术,以提高系统开环控制精度.基于所建立的电机及其控制系统的耦合仿真模型进行的分析表明:对分数槽电机系统的动态特性进行优化后,可使得电机在较宽的转速范围内平稳运行且具有很高的速度分辨率,能够满足流变仪对驱动系统的要求.     

基于FPGA的超声波碎石系统控制器研究与实现

设计一种基于FPGA的超声波碎石系统信号发生与自动调节输出控制器。采用FPGA实现直接频率合成技术,采用FPGA监控换能器两端输出电压与电流的T T L电平信号,根据电流、电压相位差来控制输入正弦波信号的频率,最终实现控制器的设计。实验结果表明,该控制器输出信号稳定,系统反馈调节精度高。     

带软启动的单相感应电机调速系统设计

针对单相感应电机启动电流大的特点,设计了一种带有软启动的单相感应电机调速控制系统,该系统以dsPIC30F3010芯片为控制核心,通过传感器对电机的电压、电流及转速进行采样,实现变频调速及空载时降低转速的目的.实验结果表明,该系统具有平滑启停、调速节能等特点.     

基于自适应神经网络的柔性关节机械臂控制

柔性关节机械臂系统是一个非线性高阶系统,且其动力学方程难以精确地获得。因此,提出一种以关节驱动电机的输入电压为控制量的自适应神经网络控制器,用于控制多连杆柔性关节机械臂系统。所提控制方法通过对柔性关节机械臂模型解耦得到关节转角关于电压的方程,以电压为系统控制输入。设计神经网络控制器用于逼近最优控制输入,并设计鲁棒控制器补偿逼近误差。该控制方法不再涉及复杂的动力学方程,因此能简化计算。相比已有控制方法,所提出的控制策略更简单、响应更快且更有效。并以二连杆柔性关节机械臂为例进行了仿真研究,结果证明了所提出控制方法的有效性。     

光纤Michelson干涉仪的声发射检测实验研究

提出了一种基于Michelson干涉仪原理构成的非接触式光纤超声传感系统，用于固体中传播的超声波的检测．这种传感器的特点是能够精确地检测由固体中传播的超声波产生的微弱振动．当超声波信号导致反射器振动时，干涉仪的输出光强度受到了超声信号的调制．通过检测干涉仪的输出光强度，并利用Fourier变换，测得了超声信号的振幅和频率．对传感系统的位相调制特性进行了仿真，并对实验结果进行了分析，表明该系统可用于固体中声发射的频率特征识别．     

精密卷绕络筒机的嵌入式单锭控制系统

分析数码络筒卷绕的关键工艺,采用单锭控制和变频驱动技术,提出一种新的精密卷绕络筒机嵌入式控制方案,实现了卷绕的数码防叠功能;针对其特点设计了以工业级16位富士通微型控制器MB90F347为控制核心的GA036A数码精密卷绕络筒机的控制系统,介绍了其断电保护、络纱张力控制设计及软件设计.实践表明,该系统能够满足数码精密卷绕络筒机的高速运转、分层控制、松式及卷装完好的卷绕要求.