永磁同步电动舵机控制系统设计与实现

针对电动舵机位置伺服的高性能要求,设计并实现了基于TMS320F2812 DSP的全数字电动舵机矢量控制系统。对于系统结构组成、控制方案、控制器软硬件设计进行阐述。电动舵机系统以永磁同步电机作为伺服电机,并利用旋转变压器及线性差动变压器进行电机速度及舵面位置的反馈,以实现舵面位置的高精度跟踪。系统实验表明,整套控制方案切实可行,电机运行可靠,速度平稳,响应速度快,位置跟踪性能好。     

基于非接触式磁编码器的高精度数字舵机控制研究

舵机是机器人中的一个重要部件。传统舵机采用电位器实现位置反馈,控制精度为0.18°。为提高位置控制精度和响应速度,采用12位数字式非接触磁编码器作为位置反馈,位置精度可达0.0879°;利用PI控制器,实现双闭环控制,并通过Trap-Profile算法实现加/减速。实验结果表明,位置控制响应速度快、超调量小,舵机运动过程中抖动较小,实现了数字舵机的高精度控制。     

基于灰色预测控制的电动舵机控制仿真研究

分析了电动舵机结构及数学模型,针对经典PID控制器在电动舵机控制中,响应速度慢,超调量明显等问题,提出了一种灰色预测控制与传统PID控制相结合的电动舵机复合控制方法.建立了电动舵机灰色模型,设计一种基于arcsin(.)函数的变换算子,来解决正弦位置信号驱动下,算法直接预测精度不足的问题,最后在MATLAB环境下进行了建模仿真.仿真结果表明:该方法能够有效降低舵机系统超调量,改善系统动态品质,且结构简单,易于在工程中实现.     

带有伸缩舵面的电动舵机复合控制器设计

电动舵机采用伸缩舵可以大幅度减缩机载制导武器的横向尺寸,有助于提高载弹量并适用于内埋发射方式。提出了一种带有伸缩舵面的电动舵机复合控制器方案,设计了限流电路,限制了电机的最大电流,简化了控制信号数量,采用分段PID控制,设计了基于数字信号处理器电动舵机舵面偏转与伸缩复合控制器,并进行了实验,实现了位置给定的准确跟踪,结果表明该系统控制效果良好,方案可行。     

水声ARV导航与控制系统的设计与实现

本文设计并实现了基于C#开发的水声ARV导航与监控系统上位机软件、基于AVR studio4.12实现了Mega128单片机的螺旋桨电机调速控制和舵机的角度控制,能够实现水声ARV的遥控/自主运动操控、ARV运动状态检测以及传感器数据的实时采集和处理,实时提供导航和位置信息。通过预编程方式控制电机和舵机的转动速度和角度,实现ARV的自主轨迹跟踪;通过采集深度传感器、加速度传感器和罗盘信息并结合控制算法实现了ARV的自动定深、定向控制。     

基于DSP的四舵机交流伺服系统控制器设计

弹用舵机控制系统是一个精确位置伺服,是导弹制导系统的执行机构。将具有高效数据处理能力的DSP与具有复杂逻辑运算能力的CPLD相结合,实现单DSP控制4台永磁同步交流舵机。通过并行方式对4台舵机进行控制,提高数据处理效率。使用IPM模块驱动舵机,从而提高系统可靠性并且降低系统的体积和质量。通过实验证明,用单DSP控制4台舵机能够大大减小系统的体积与质量,同时能够实现对4台舵机的独立闭环控制,且动态性能较好。     

无人机舵机HIL仿真方法研究

为简化编程及优化控制律,介绍了一种无人机舵机的HIL实时仿真方法.详细设计了系统硬件,构建了基于Simulink的舵机控制系统HIL仿真模型,可实时在线调整模型参数及监视仿真数据,实现了舵机的位置随动控制.实验结果表明,系统具有较好的实时性,能够较全面验证舵机控制软件的可靠性,加快了舵机及无人机的研制.     

基于LabWindows／CVI的电动舵机自动化测试系统设计

舵机是高精度位置控制系统,是飞行器飞行控制系统中的伺服机构。根据电动舵机的测试需求,为实现对电动舵机空载和加载性能的测试,设计了一种基于LabWindows／CVI的自动测试系统。详细论述了电动舵机自动化测试系统的硬件、软件和功能组成。该系统应用虚拟仪器、LXI总线、多线程同步等技术,可以进行多个测试单元的同步测试,准确快速完成电动舵机性能测试。应用结果表明,该系统具有测试精度高、覆盖性广、通用性强、易扩展升级和全程自动化测试的特点。     

基于分数阶控制的电动舵机伺服系统研究

介绍了一种位置、电流双闭环无人机电动舵机伺服系统的组成和工作原理,针对电动舵机伺服系统跟踪精度要求高、响应快的特点,提出了一种分数阶控制策略。在电动舵机伺服系统的饱和非线性模型上设计了一种分数阶PIλDμ控制器,提高了系统带宽。比较分析了设计的控制策略与传统整数阶PID控制器对于伺服跟踪的控制效果。仿真结果表明,采用提出的方法能提高电动舵机响应时间和系统带宽,有效跟踪输入信号,为高性能无人机电动舵机伺服系统控制策略设计提供了一种新途径。     

一种高带宽四舵翼电动舵机的可行性研究

针对普通电动舵机在高速飞行的常规弹药上无法有效实现飞行姿态控制问题,根据简易制导弹药自主修正对电动舵机的性能要求,从舵机系统的结构、硬件和软件设计等方面综合考虑提高系统的带宽,设计基于CAN总线通信和DSP控制的无刷直流电机四舵翼舵机系统,建立舵机系统二自由度数学模型,设计带前馈的模糊自整定PID串级控制器,并通过建模仿真和原理样机的弹簧钢悬臂梁加载实验进行验证。仿真和实验结果表明,该电动舵机系统在最大舵偏角20°时,带宽达到10 Hz,且舵机系统的位置指令跟踪和力矩干扰抑制能力较强,具备在常规弹药弹道修正中应用的可能性。     

无电压检测的PFC双环控制系统

分析并提出了无需输入电压检测电路及输出反馈电压检测电路,只检测输入电流的情况下,在Boost型连续电流模式（CCM）功率因数校正（PFc）中实现电压环与电流环的双环控制策略。在TMS320F28069DSP芯片平台上,设计了应用此无电压检测电路的双环PFC数字控制系统,并对该方案进行了实验验证。实验结果验证了此控制方案的可行性。     

基于SOPC的舵机控制器研究

研究一种开放式全数字舵机控制器。控制器采用了全数字三闭环控制,实现了舵机位置伺服控制功能,其中位置环采用PID参数模糊自整定的算法,电流环、速度环作为内环采用PI调节的算法,并对采用PID参数模糊自整定的算法和传统PID算法所得的结果进行了对比分析。实验结果表明,系统有较好的鲁棒性和动、静态性能,可达到位置跟踪效果。     

A novel induction generator system using bi‐directional PWM converter for small‐scale power applications

This paper presents a deadbeat current control structure for a bidirectional power flow pulse‐width modulation (PWM) converter connected to a stand‐alone induction generator (IG), which works with variable speed and different types of loads. Sensorless control of the IG, meaning stator voltage vector control without a mechanical shaft sensor, is considered to regulate both the IG line‐to‐line voltage and the DC‐bus voltage of the PWM converter. In the proposed system, a newly designed phase locked loop (PLL) circuit is used to determine the stator voltage vector position of the IG. A 2.2 kW laboratory prototype has been built to confirm the feasibility of the proposed method. The proposed cost‐effective IG system with a deadbeat current‐controlled PWM converter and capacitor bank requires only three sensors. Moreover, the required rating of the PWM converter becomes smaller due to the existence of the capacitor bank. © 2006 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

电气/机械混合四余度无刷直流力矩电动机控制系统

设计了应用于直接驱动作动器(direct drive actuator,DDA)的电气/机械混合四余度无刷直流力矩电动机控制系统。为了解决DDA系统存在的小角度响应和系统稳定性这2个关键问题,在位置环加电流环的双闭环结构中引入了基于转速调节的电流限幅,位置环采用了适应小偏差输入的变结构PID控制算法。通过基于转速调节的电流限幅有效的提高了系统的稳定性,位置环采用的变结构PID控制算法保证了小角度响应的精度。同时,采用该控制方法后,系统具有较高的频响特性,在运行过程中能够实现余度平稳切换。DDA平台的实验结果充分验证了所设计的电气/机械混合四余度无刷直流力矩电动机控制系统的有效性。     

无传感器无刷直流电机变频调速系统设计与实现

为了获取无传感器无刷直流电动机转子准确位置信号,采用反电势法来估算电机转子位置。针对电机起动时反电势比较小,难以通过反电势法来检测转子位置的情况,提出预定位法和变频升压相结合的电机软起动方法,设计了一套完善的速度、电流的双闭环控制无传感器无刷直流电动机调速系统。详细讨论了在去掉位置传感器的情况下无刷直流电机如何换相以及速度的提取问题,并且进行了相应的系统硬件、软件设计。实验结果验证了所设计系统的调速性能及位置检测信号的准确性。     

基于直接转矩控制原理的电动执行机构

为了实现阀门的快速响应、准确定位和柔性起动及关断,将基于空间矢量调制的直接转矩控制策略应用于电动执行机构。以位置传感器取代速度传感器,实现位置速度的双闭环,详细分析了电机的柔性起动和关断过程,并给出了数学模型。设计出以TMS320F2812为控制核心的新型电动执行机构,仿真和实践结果表明：它有良好的动静态特性。     

汽车轮毂轴承伺服压装测控系统的设计

根据汽车轮毂轴承压装的基本原理和工艺要求,设计了基于工控机和PLC的伺服压装测控系统,实现了汽车轮毂轴承的压装和质量检测。系统通过PLC和伺服定位模块实现对伺服电机的控制,采用高精度的位移和压力传感器,达到了测试的精度要求和节拍要求。通过在上海汽车生产线上的生产实践证明,该系统具有节能、运行稳定和操作方便等优点,保证了生产效率和产品质量。同时该测控系统中的设计方法对于其他汽车零部件的测控系统设计具有良好的借鉴意义。     

永磁直驱风力发电机无传感器矢量控制研究

在背靠背直驱永磁风力发电系统中,无传感器控制技术一直是研究的热点.在双Y移30°六相永磁同步发电机数学模型的基础上,设计了一个基于饱和函数的新型滑模变结构观测器,用于估算电机的转子位置和速度.利用估算的结果,实现了永磁直驱同步风力发电机组的无传感器矢量控制.仿真和实验结果表明该设计的滑模变结构控制器对负载扰动具有很强的...     

新型啮合式电动机全数字化控制系统的设计

以一种新型啮合式电动机为研究对象,设计了一种结构简单、性能可靠的全数字化电机控制系统。系统采用TMS320LF240为主控单元。详细介绍了系统的结构组成和工作原理,包括啮合式电机驱动电路,电流、电压检测电路,位置/速度检测电路。该系统可以实现电机位置、速度的开环或闭环控制。以速度闭环控制为例,介绍了系统控制算法的设计。最后用试验结果检验了控制系统的闭环调速性能。     

基于模糊PID控制的导弹舵机伺服控制器

针对飞航式导弹飞行速度快、作用时间短,加之飞行过程中环境因素复杂等控制难题,提出了一种混合型模糊PID控制算法结合经典PID控制算法的数字式导弹舵机控制方法。控制策略采用位置-速度双环控制,位置环采用混合型模糊PID控制算法,只需获得舵面位置误差及位置误差的改变,即可通过相应的模糊控制算法,使系统的动态性能得到显著的提高,并且该控制算法中的PI单元有效地抑制了系统的超调及稳态误差;速度环采用具有不完全微分结构的经典PI算法,使得系统抗干扰能力得到了提升,有效地改善了系统幅频曲线、相频曲线等频域特性。仿真和地面台架实验均验证了该方法的有效性。