数字RDC在PMSM控制系统中的应用

为构造结构简单、成本低廉、可靠性高的全数字化永磁同步电动机(PMSM)驱动控制系统,提出了一种具有隆伯格(Luenberger)观测器结构的数字轴角变换算法.利用Matlab/Simulink进行软件仿真,并据此搭建了基于数字RDC的PMSM矢量控制平台.仿真和实验结果表明,这种算法抗干扰能力强,能够实现精度较高的电机转子磁极位置检测,改善了伺服控制系统的运行性能.     

基于龙伯格观测器的MMC子模块故障检测方法

模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)由大量子模块(submodule, SM)串联构成,是高压大功率领域最有发展潜力的变换器之一。SM功率开关开路故障和短路故障严重影响了MMC的可靠性,给MMC稳定运行带了巨大挑战。因此,为了快速地检测出故障SM,文中提出一种基于龙伯格观测器的SM功率开关故障检测方法。首先,分析SM故障特性,根据SM电容电压变化的数学关系,建立龙伯格观测器模型;然后,通过龙伯格观测器计算SM电容电压估计值,比较电容电压估计值与测量值,实现SM功率开关故障检测;最后,在PSCAD/EMTDC中搭建MMC系统仿真平台,并在实验室搭建MMC实验平台进行验证。仿真和实验结果表明,龙伯格观测器能够准确有效地检测出SM开路故障和短路故障,验证了该故障检测方法的可行性与有效性,但要对每个SM进行监测。     

基于Luenberger观测器的高速PMSM无传感器技术研究

在永磁同步电动机系统中,机械位置传感器的使用会增加系统的体积和成本,降低系统可靠性,因此无传感器控制技术已成为电机控制领域的研究热点。首先提出了基于龙伯格(Luenberger)观测器的高速永磁同步电动机无传感器控制技术,分别实现了对电机转子速度和位置的估算;同时采用了频率预畸变双线性变换的离散化算法,以保证Luenberger观测器在离散化前后对电机基波角频率处的信号具有相同的响应特性。最后对Luen-berger观测器进行了仿真验证,由仿真结果可知,采用频率预畸变双线性变换的Luenberger观测器对转子速度和位置均具有较高的估算精度。     

永磁同步电机全速范围无位置传感器控制及FPGA实现

针对高可靠性和对计算速度要求较高场合,提出一种采用现场可编程逻辑门阵列(FPGA)实现的永磁同步电机(PMSM)全速范围无位置传感器控制策略,包括电流闭环预定位、恒电流变频(I/F)启动、平滑切换策略和龙伯格状态观测器。电流闭环预定位在定位阶段可以限制电流幅值,并采用I/F启动将PMSM拖动至一定转速后平滑切换至龙伯格状态观测器闭环控制,所述龙伯格状态观测器建立在估计直交轴坐标系的扩展反电动势模型上。所提策略全部采用Verilog硬件描述语言进行编程,并采用状态机思想,降低FPGA逻辑单元消耗。实验结果表明,在全转速范围内所提策略在额定负载启动、速度阶跃、突加突减负载等情况下,具有良好的动、静态性能。     

采用非线性观测器的PMLSM无位置传感器控制

为了满足永磁直线同步电机( PMLSM)运动控制系统必须确定电机磁极位置的需求,提出一种利用电机端电压和端电流信号,通过非线性观测器估计定子磁极位置和动子速度的方法.该非线性观测器首先估计出磁极位置角的正弦量和余弦量,再估计出位置角θ,然后利用PI跟踪控制器得到动子速度信号.该算法和Lunberger观测器以及Kalm...     

高速无人遥控潜水器永磁推进器的无位置传感器控制

高速电动无人遥控潜水器(ROV)用于浅海严酷水下环境中的观测和作业。ROV上的推进器电机内部充油,需用旋转变压器测量转子磁极位置,旋转变压器反馈的模拟信号容易受电机相线电流干扰。为此,提出了一种使用新型连续饱和函数的滑模观测器,通过使用连续饱和函数和锁相环方法,可以估算磁极位置。所提算法与传统滑模观测器相比,可有效减小电机运行时的抖振。通过仿真与试验,验证了该算法的可行性。     

一种永磁同步电机的失磁故障重构方法研究

针对永磁同步电机存在失磁问题,提出一种基于状态观测器的失磁故障实时检测方法。通过选择磁场同步旋转坐标系下定子电流为状态变量,建立内置式永磁同步电机失磁故障的数学模型。采用两个观测器对永磁体磁链进行实时估计的技术,首先利用龙伯格观测器隔离系统矩阵中电机速度变化对观测器误差方程造成的影响,然后设计滑模变结构观测器,并依据滑模变结构等值控制原理,建立估计永磁体磁链算式。为减少滑模运动的抖动,采用连续函数取代符号函数方法,构造失磁故障重构算法。最后通过仿真验证,证明所提方法的可行性和有效性。     

基于自适应增益的PMSM龙伯格-滑模无位置控制

针对传统龙伯格观测器采用的定常增益矩阵在系统工况发生变化时无法达到最优控制,以及未考虑到系统的内部扰动和外部摄动等问题,提出了四阶自适应增益龙伯格-滑模无位置观测器。该方法利用Hurwitz判据制定自适应变增益矩阵,可根据转速变化在线修改增益,并且对系统的扰动进行前馈补偿,在抗扰动方面有进一步的提高,结合滑模控制的方法使系统具有更强的鲁棒性,通过 Lyapunov 证明该方法的稳定性。最后,通过PSIM仿真以及实验验证,证明了新型龙伯格观测器的有效性。     

感应电机龙伯格-滑模观测器参数辨识方法

针对混合动力汽车用感应电机模型参数时变性突出的问题,研究感应电机多模型参数在线辨识算法.依据龙伯格观测器和滑模控制理论,提出龙伯格-滑模观测器在线辨识感应电机模型参数的新方法.该方法将龙伯格-滑模观测器和自适应辨识算法结合起来对定子电流和转子磁链同时进行在线实时跟踪和自适应调节,利用定子电流估计变量的动态误差,在李亚普...     

基于龙伯格扰动观测器的PMSM模型预测控制

受工作条件及自身结构影响,永磁同步电机电感参数不是确定的,当采用离线电感参数实现模型预测控制算法时,容易产生参数失配问题,进而导致控制性能下降,为解决该问题,提出了一种基于龙伯格扰动观测器的模型预测电流控制策略。依靠包含扰动的永磁同步电机模型,构建了龙伯格扰动观测器,并根据期望极点配置原理设计了反馈系数,保证观测器的稳定性,创新性体现在利用龙伯格观测器实时估算得到的扰动值补偿由电感参数失配带来的预测精度损失,进而提高系统的控制性能。实验结果表明,提出的基于龙伯格扰动观测器补偿的模型预测控制算法具有较强的鲁棒性,在电感参数失配时,保证电流仍具有良好的稳态性能。     

结合旋变误差补偿的轴角数字转换器研究

旋转变压器作为一种常用的电机转子位置检测装置,其检测精度直接影响整个控制系统的性能。为了获得高精度的转子位置信息,研究了一种结合误差补偿的软件旋变轴角数字转换器(RDC)。首先,研究采用基于三相同步参考坐标系锁相环(SRF-PLL)的位置角求解方法,滤除旋转变压器输出信号中的高频抖动分量;然后,针对旋转变压器输出信号中的零位误差、正交误差和幅值误差的影响研究采用椭圆假设算法进行消除,并研究采用谐波分离法实现对信号中的谐波误差补偿;最后,搭建仿真模型和试验平台进行了分析验证。仿真与试验结果证明了所提方法的有效性。     

高性能软件旋变-数字变换器在电机驱动中的应用

在新能源汽车行业的发展过程中,新型半导体SiC的应用为电机控制器功率密度的提升带来了可能性。为进一步提升系统的功率密度和控制性能,研究了一种基于DSP的软件旋变-数字变换器RDC(resolver-todigital converter)技术,采用基于锁相环的角度跟踪观测器算法完成了位置信息的采集,并在电机控制实验中与业界应用最广泛的硬件RDC技术(AD2S1210集成芯片)进行了多方面对比。实验结果证明,该方法具有高功率密度、低成本、高精度、最高转速不受分辨率限制以及可根据工况调整系统参数等优点。     

一种旋转变压器-RDC测角系统的数字标定及补偿方法

针对旋转型直接驱动伺服电机转轴角位置精密测量，采用了由旋转变压器-RDC构成的高精度测角系统，介绍了测角系统的硬件构成和RDC及其相关参数的选择。为提高测角系统的精度与可靠性，提出了一种数字标定方法，根据对标定曲线的分析得到了RDC的突跳误差和旋转变压器的交轴误差，并提出了采用软件消除和补偿误差的措施。实验结果表明，通过数字标定和误差补偿后的测角系统精度达到3角分。     

Performance improvement of repetitive controlled PWM inverters: A phase‐lead compensation solution

The compensation of the phase lag plays an important role in the improvement of convergence rate, tracking accuracy, and robustness of repetitive controller. However, it is often difficult to compensate the system phase lag exactly due to variation of the load and unknown disturbances. An alternative way is to provide a simple but effective phase compensation to compensate the phase lag in a frequency band that contains the major tracking error components. With this motivation, a repetitive control scheme with a linear phase‐lead compensator is proposed and applied to the control of constant‐voltage constant‐frequency pulse‐width modulated DC–AC inverters. Detailed analysis of phase compensation on system stability is provided, and conditions for the design of phase compensation are derived. The experimental results under different loads and load changes show that the proposed scheme can achieve high tracking accuracy, low total harmonic distortion, and fast dynamic response. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于变控制体分析的单相受热面动态数学模型

基于变控制体场论分析，建立了单相受热面动态过程的数学模型，并给出了相应的数字仿真方法。本文提出的方法能充分反映工质的传输延迟，在几乎不增加计算量的基础上体现参数的一维分布特性，并具有计算量的自适应性，仿真精度高，计算速度快，为受热面动态过程的数值仿真提供了一种新方法     

基于信号源与频谱仪的相位噪声测试软件设计

基于VC＋＋平台设计一款信号源与频谱仪的联控相位噪声测试软件,由于具有前置放大器的先进频谱仪的电平测量准确度高本地噪声小,因此可用此类频谱仪测得信号源的相位噪声。利用Agilent信号源与频谱仪联合测试的方法,推导出频谱仪测量被测系统噪声的修正公式,并在相位测试软件中对所测噪声加以修正,最终利用Agilent VISA编程接口设计出测试软件实现了智能化测试被测系统的相位噪声。     

基于卡尔曼滤波提升快速反射镜的噪声水平

为了降低快速反射镜位置传感器的噪声水平同时又尽可能的减小滤波器所带来的不必要的相位滞后,在同样的硬件基础上提升位置信号的测量精度。将卡尔曼滤波方法引入到快速反射镜控制系统中,同时鉴于卡尔曼滤波器对建模精度的要求,对快速反射镜进行扫频结合手动拟合建模,并结合模型设计卡尔曼滤波器。在此基础之上,对卡尔曼滤波器和巴特沃斯滤波器的输出信号以及原始信号进行频谱分析,比较两种滤波方式的滤波效果和频谱覆盖范围。实验结果表明,卡尔曼滤波器的滤波效果为巴特沃斯滤波器的2.55倍,相位滞后量比巴特沃斯滤波器小36.0°,同时频域结果显示卡尔曼滤波器可以对更大频率范围的噪声有效。经过卡尔曼滤波以后,位置传感器测量精度明显提升。     

一种进行幅值和相位校正的微机保护新算法

提出了一种对微机型继电保护装置采样数据进行幅值和相位校正的新算法,并且分析了该算法的幅频和相频特性。该方法直接基于采样点计算,具有响应快、数据窗短等优点,同时具有较高的幅值和相位校正精度,有利于微机保护软件的模块化设计。     

直流软开关电源研制中的零电压换向

分析了移相滞后桥臂实现零电压换向的问题 ,并提出解决方案。通过增加辅助谐振网络等措施 ,解决了滞后桥臂零电压换向困难 ,使电源各项技术指标达到高精度要求     

Novel microprocessor based negative phase sequence relay and meter

Microprocessor application in relaying and condition monitoring technology is becoming increasingly popular. In this paper, a novel microprocessor based negative phase sequence (NPS) current detector for motor condition monitoring and relaying for motor/generator protection is developed. The proposed meter eliminates the need of a negative phase sequence filter and does not require complicated digital signal processing techniques. Instead it uses a phase sensitive rectifier. A prototype based on Intel's 8085 A microprocessor was built and tested. Complete circuitry, main and interrupt software flowcharts are provided. Results show the proposed NPS relay and meter can provide a high degree of accuracy and satisfactory results.