电机发展的几个重要方向

新方法、新原理和新材料推动了电机的发展.低振动、低噪音、无电磁干扰、有再生利用能力及高效率和高可靠性是对新电机的最起码的要求.[6]同时,电机控制理论的飞速发展,随着模糊控制、神经网络控制和专家系统控制等智能控制进入电机控制领域,电机的控制取得了巨大的进步.     

基于单片机的步进电机开环控制系统

通过ATMEL89C51单片机对步进电机进行控制,主要介绍了步进电机控制器、驱动电路和LED显示电路的设计,实现了步进电机的开环控制。在步进电机控制器的设计中,重点阐述了脉冲产生电路以及对速度的控制。该系统具有成本低、控制方便的特点。     

超声电机伺服控制技术研究进展

超声电机伺服控制技术还不够成熟.对目前超声电机伺服控制使用的各种控制器进行了对比分析.得出用DSP作为控制器构建伺服控制系统,或用FPGA/CPLD开发专用的超声电机控制系统.将是超声电机控制系统的首选.分析了超声电机3种控制变量的控制特点及其与控制目标的关系,并对超声电机现有的各种控制用数学模型和控制策略进行了分析.指出结合调频调相调幅等多种控制方式,综合多种先进控制策略的优点,实现超声电机的速度、位置、能量转换效率和电机寿命等多目标优化控制,将是超声电机伺服控制的发展方向.     

基于DSP的8／6极开关磁阻电机调速控制技术研究

开关磁阻电机调速系统由专用电机及其配套控制装置组成,是典型的机电一体化控制系统.介绍了以8/6极开关磁阻电机(SRM)为被控对象,TMS320LF2047作为控制器,以低速电流斩波控制、高速角度控制为控制策略,实现了全数字的开关磁阻电机调速系统的控制.通过CCC控制方式和APC控制方式的系统仿真与试验表明,开关磁阻电机具有良好的调速性能,控制特性满足中速电机的控制要求.     

平面开关磁阻电机模型参考自适应位置控制

为了提高平面开关磁阻电机的位置精确度,研究一种基于模型参考自适应控制理论的平面开关磁阻电机控制方法。采用最小二乘法辨识了平面开关磁阻电机的线性化模型参数,根据李亚普若夫稳定性理论,以力指令为控制量并采用输入输出变量设计了平面开关磁阻电机模型参考自适应位置控制器,基于dSPACE半实物实时仿真系统,构建了实时在线控制实验平台,进行了平面开关磁阻电机的模型参考自适应位置控制实验。研究表明:基于模型参考自适应控制的平面开关磁阻电机系统能平稳、准确地跟随给定位置,提高了电机位置精确度,验证了提出的平面开关磁阻电机模型参考自适应控制方法的可行性和有效性。     

轴向磁通开关磁阻电机的电流斩波控制研究

以轴向磁通开关磁阻电机为对象,介绍了轴向磁通开关磁阻电机控制技术,包括轴向磁通开关磁阻电机调速系统的基本原理和轴向磁通开关磁阻电机的三种基本控制方法,即电压斩波控制、电流斩波控制和角度位置控制,并在轴向磁通开关磁阻电机上应用电流斩波控制方法进行研究。     

LW13-800型罐式断路器储能电机控制回路的改进探讨

笔者对LW13-800型罐式断路器的储能电机控制回路进行分析,结合实际运行情况,指出了其所存在的单相电机运转超时或过热时闭锁三相储能电机控制回路及闭锁后不能自动复归的问题,提出了采用单相储能电机控制回路控制单相储能电机以及储能电机控制回路自动重合闸一次进行复归的改进措施。改进后的储能电机控制回路可有效的提高断路器运行的可靠性。     

电机专用集成电路的应用 六：直流电机位置控制专用电路

与步进电机不一样,直流电机用于定位系统时,必须采用位置闭环,也就是说,必须组成一个位置定位控制系统,直流电机仅仅作为一个被控的执行元件。系统一般由电机电流控制环、电机速度控制环、电机位置控制环等组成。其中电机电流控制环用于调节电机的输入电流来控制电机的运转速度,对于不是很微小的电机而言,目前均采用脉宽调制(PWM)方式。电机速度控制环实际上是一个速度调节器,它将速度指令信号与实际速度信号比较后得到的误差信号经处理(通常是P调节)生成电流指令来控制电机电流。电机位置控制环主要用于检测电机实际转动位置后产生电机升降速度信号,用来使电机快速、精确地定位。无疑,位置控制环采用何种控制模式是最重要的。现代高效的、精确的位置控制模     

新能源汽车永磁同步电机系统标定方法及实现

电机系统是新能源汽车的主要动力源,电机系统性能直接影响整车经济性、驾驶感受等。扭矩的准确性以及系统效率的优化依赖于电机与电机控制器的准确标定,通过分析电机控制器的扭矩控制框图,针对标定过程中影响扭矩控制准确性及系统稳定性的因素进行了分析,确定了电机控制器的标定内容和标定方法,通过搭建的测试台架完成了电机与电机控制器的系统标定。通过不同转速及扭矩下的控制测试,验证了标定方法的有效性。     

基于等效滑模的开绕组永磁直线电机控制研究

开绕组结构能给直线电机系统提供更多的电平,可以提高电机绕组端电压和功率,是提升直线电机推力性能的有效方法。文中以初级永磁型直线（Primary Permanent Magnet Linear, PPML）电机为研究对象,分析了PPML电机的数学模型,设计了PPML电机的双逆变器开绕组拓扑结构;针对传统PI控制的不足和滑模控制中存在的抖振,提出以电机的速度和位移为控制量,把电机系统分解为等效控制和切换控制,设计了等效控制器和切换控制律,增加补偿控制量改进等效滑模控制,抑制滑模抖振,仿真和实验结果证明,与传统方法相比,该方法能减小电流波动和推力脉振,提高了PPML电机的控制性能。     

永磁球形步进电动机运动控制方法

介绍了一种三自由度永磁球形步进电动机的控制方法,分析了永磁球形步进电动机定子与转子的结构,然后针对其结构特点及运动原理,提出根据永磁体和线圈铁心的排列组合,建立一张包含位于球形步进电动机转子某一点上物体的所有可能的运动轨迹点的表,根据物体所给定的运动轨迹,采用查表法,最终确定永磁球形步进电动机的通电线圈对,达到控制球形步进电动机,使物体沿着期望的运动轨迹运动的目的。     

Image‐based visual target following for a nonholonomic wheeled mobile robot with a single fixed camera

This paper addresses the problem of visual target following for a nonholonomic wheeled mobile robot with a single fixed camera. For the problem, we propose a control scheme composed of vision‐based trajectory planning and tracking control. We present online trajectory planning based on image‐based visual servoing. The key idea is to compensate the target object motion. In particular, we focus on visual feature motion resulting from the target object motion. Tracking control to the generated trajectory can therefore achieve visual target following precisely even if the target object is moving. Our proposed scheme can be applied to, e.g. robotic systems for autonomous guard and observation. The effectiveness of the control system is evaluated experimentally. © 2012 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

基于加权无向图的永磁球形步进电机运动控制

提出了一种三自由度永磁球形步进电机的控制方法。首先简单介绍了该永磁球形步进电机定子与转子的结构，然后针对其结构特点及运动原理，提出根据距离相等的永磁体对和铁心线圈对的排列组合，建立一个包含位于球形步进电机转子某一点上物体的所有可能的运动轨迹点的加权无向图，根据所给定的物体的运动轨迹，采用图中路径搜索算法，最终确定永磁球形步进电机的通电线圈对，达到控制球形步进电机，使物体沿着期望的运动轨迹运动的目的。     

基于轮式机器人电机运动控制的轨迹推演模型

机器人技术的发展步伐在加入仿真环节之后得到了进一步提速。根据LabVIEW提供的应用场景和电机控制模型,设计了一种具有轨迹推演效果的算法模型。该模型依据轮式小车的左右轮电机速度,计算小车在应用场景的速度,然后通过世界坐标系的轨迹坐标来反映小车在应用场景的位置变化。该模型可以通过检测世界坐标系的轨迹变化,判断电机控制的效果,达到测试轮式机器人控制系统的目的。     

圆柱-球体三自由度超声波电动机及其控制

研制了一种一阶纵振和二阶弯振模态组合的圆柱-球体三自由度超声波电动机。电压幅值控制采用逐点比较控制和矢量控制方法,并对其进行了运动轨迹跟踪的控制实验。     

基于光电传感器编码的永磁球形步进电机运动控制

提出了一种三自由度永磁球形步进电机的控制方法。介绍了该永磁球形步进电机定子、转子的结构，电机转子表面的着色原理以及电机定子上的光电传感器的放置；针对其结构特点和动力学特性构造一个加权无向图，根据编码原理以及所给定的物体的运动轨迹，采用图中路径搜索算法，最终通过光电传感器反馈的信号确定永磁球形步进电机的通电线圈对，实现闭环控制球形步进电机，达到使物体沿着期望运动轨迹运动的目的。     

一种电子凸轮轨迹跟踪控制方法

以电子凸轮为研究对象,提出一种轨迹跟踪控制方法。阐述了电子凸轮运动规律,在此基础上基于3次非均匀B样条曲线给出了一种凸轮曲线设计方法。为提高凸轮轨迹跟踪精度,设计了模糊滑模迭代控制器。迭代学习控制算法可用于实现目标轨迹的跟踪;模糊控制和滑模控制则可以提高电子凸轮的收敛速度与鲁棒性。滑模控制器处理轨迹偏差及其变化率;模糊控制器对滑模输出进行模糊化和解模糊化处理;通过实时控制调节迭代学习控制器的增量得到理想的轨迹跟踪效果。针对基于伺服电机的电子凸轮,控制系统给出了具体硬件架构。通过实验验证表明,模糊滑模迭代控制算法能够满足电子凸轮对轨迹跟踪精度与鲁棒性的要求,电子凸轮能够有效取代传统的机械凸轮机构。     

超声电机驱动电路设计

超声电机(简称为USM)是一种有别于传统电机的新型微特电机。其工作原理是利用压电材料的逆压电效应,把超声频段的电信号加到压电材料—金属构成的定子上,使定子表面产生一定轨迹的机械振动,通过与转子间的摩擦作用来驱动转子运动。由于USM特殊的机械结构和工作原理,使得其需要专用的驱动电源,一般需要输出两相正弦高频电压,并且电压幅值、频率或相位差可调。本文根据USM驱动电路输出电压的要求,利用PWM控制技术设计了一种新型的USM驱动电路,并通过buck斩波变换器实现了USM驱动电路输出的电压调节,最后通过电路仿真,输出了两相相位差90°、幅值可调的高频正弦电压,满足USM驱动控制要求。     

Trajectory following sliding mode control of induction motors

In this paper, a discrete-time control scheme based on a trajectory following structure and the reaching law control method, which is an approach to sliding mode control design, is described for the speed control of induction motor drives. The simulation and experimental results showing the effectiveness of the proposed control scheme are presented. The experimental results are obtained from a test-rig implemented for research and educational purposes.     

基于模糊自抗扰的精密直线电机运动控制

针对精密直线电机运动平台模型参数不确定以及直线电机结构特性带来的端部效应和定位力波动等非线性因素引起的系统动态响应性能下降问题,分析了直线电机运动平台数学模型,设计了一种模糊自抗扰控制器(ADRC)。通过Simulink建立伺服运动平台和控制器模型,并进行仿真优化。仿真结果表明,与传统PID控制器和经典ADRC相比,设计的模糊ADRC的跟随误差明显下降,抵抗系统扰动能力明显上升,说明了模糊ADRC具有更高精度的动态跟随能力及更好的抗干扰性、鲁棒性和自适应能力。