基于动态递归反馈型神经网络的永磁同步电机 转矩观测器设计

现有永磁同步电机普遍存在算法复杂、电机参数辨识困难、电磁转矩难以通过数学模型来精 确估算等问题,从而导致电机控制精度以及驱动系统的整体性能下降。该研究设计了一种基于动态递 归反馈型神经网络的电机电磁转矩网络拓扑模型,使用 MATLAB/Simulink 将该神经网络封装成转矩观 测器,并用于电机转矩的精确估算。实验结果显示,与传统转矩和反向传播神经网络计算方式相比, 该研究所设计的转矩观测器具有更高的转矩计算精度,与反向传播神经网络算法相比具有更高的控制 精度与准确性。     

极弧系数匹配的适配功率电机齿槽转矩抑制

适配功率电机是一种新型双功率驱动电机.为优化输出性能,减小转矩脉动,以6极42槽适配功率电机为研究对象,对该电机齿槽转矩削弱方法进行了研究.对该电机齿槽转矩解析模型进行了推导,并对影响齿槽转矩的参数进行分析;在此基础上,提出了采用极弧系数匹配组合来抑制齿槽转矩的方法.结合齿槽转矩解析分析与有限元计算,对可以抑制齿槽转矩的极弧系数进行选取,并通过计算结果验证该方法的有效性.数据显示:优化后齿槽转矩峰值大幅降低,整体削减超过25％.样机试验数据与理论分析相符.因此,通过极弧系数匹配抑制该电机齿槽转矩是有效的.     

轮毂式永磁同步电机输出转矩融合估算方法

轮毂电机输出转矩是分布式驱动车辆姿态的关键控制量,实时获取其准确值具有重要意义.针对现有电机转矩估算方法存在建模困难、观测系统复杂等问题,提出一种轮毂电机输出转矩融合估算方法.首先,基于转速、电流建立了轮毂电机输出转矩的稳态前馈神经网络模型,利用测试数据对其进行了训练,结果表明该模型具有较好的稳态转矩估算精度.为了更准确的估算其非稳态输出转矩,提出了一种轮毂电机转动惯量的拖动加速度控制测试方法,融合神经网络模型和转动惯性矩模型构建了轮毂电机输出转矩融合估算模型,利用两种非稳态工况的实验数据,对轮毂电机输出转矩融合估算模型进行了对比验证,结果表明上述模型具有预测精度高和响应速度快等优点.     

基于DSP的异步电机转矩测量仪的设计

根据异步电机的功率流程和计算方法,介绍了一种基于DSP微处理器的电机转矩测量仪.该装置通过测量电机定子电压、电流、功率因数和转速,利用差值计算方法间接计算电机转矩,显示和打印转矩参数.实际应用表明,该转矩测量仪精度高、安装简单,便于某些生产过程的自动控制.     

洁净机器人反应转矩观测与碰撞保护研究

提出一种基于反应转矩观测器的机器人碰撞保护方法;机器人的反应转矩由基于模型的干扰观测器估值得到,模型的建立包括电机系统转矩模型与机器人系统动力学模型两部分;由于洁净机器人特殊的构型及关节耦合关系,机器人的动力学建模被大大简化,同时对简化后的模型采用最小二乘法对惯性参数和摩擦参数进行辨识,提高了模型的精度;根据永磁同步电机的转矩模型与机器人动力学模型,可以得到基于电机电流的机器人关节转矩;机器人与外界环境接触时,关节转矩的增加量即为反应转矩;通过设计反应转矩观测器并采用力/位混合控制结构,实现基于电流的机器人主动柔顺控制功能,并在洁净机器人进行碰撞保护实验,实际运行结果验证了该方法的有效性。     

基于单片机的电机转矩测量系统设计

本文介绍了一种电机转矩在线测量系统的结构原理和设计要点。该系统采用普通交流电机作为负载,对待测调速电机进行转矩测量。采用单片机对负载电机电流及待测电机转速进行数据采集,通过查表、计算,得出转矩值显示输出。本系统价格便宜,操作简单,测量周期短,精度可达到5%,可在生产流水线上对产品快速测量,替代昂贵的专业转矩仪,具有良好的性能价格比。     

基于改进BP网络8/6极SRM非线性建模的研究

针对开关磁阻电机(SRM)磁化曲线高度饱和、非线性的特点,提出一种基于改进的BP神经网络建立开关磁阻电机模型的方法。该方法构造了一个将连接权值变为参数可调函数的BP神经网络。通过分析开关磁阻电机磁链与转矩特性获得神经网络的训练样本,经过训练,实现开关磁阻电机非线性建模,并在Matlab/Simulink中建立开关磁阻电机控制系统(SRD)仿真模型。仿真与实验结果的对比,证明了此建模方法可行。与传统BP神经网络建模相比,该方法节约了计算时间,具有很强的泛化能力和较高精度,有效地提高了收敛速度。     

基于DSP的直接转矩控制系统研究

针对矢量控制中计算控制复杂、特性易受电动机参数变化影响的问题,用浅显易懂的语言描述了复杂繁琐的直接转矩控制理论,分析了磁链调节器和转矩调节器的构成以及它们之间协调工作,决定逆变器开关的特点。介绍了美国TI公司的电机控制专用DSP芯片TMS320LF2407A,并对基于该芯片的直接转矩控制系统的软硬件实现进行了阐述,对实验结果进行了简单分析。实际结果表明,该控制方法对电机参数依赖性小、动态性能好、鲁棒性强,是切实可行的。     

基于有限元的交流伺服电机仿真分析

根据自动化设备实际需求,设计12槽10极交流伺服电机,分析该电机主要参数的选取。建立该电机的有限元模型和电路仿真模型,并进行电路-电磁场耦合分析。在空载状态下计算气隙磁通密度分布,分析空载反电势及其谐波含量和齿槽转矩;在额定负载状态下,分析电机额定电流下的电磁转矩和交直轴电感。结果表明:该电机的设计参数和电机性能满足技术指标要求,可为伺服电机的进一步优化提供参考。     

基于滑模模型参考自适应观测器的无速度传感器三相永磁同步电机模型预测转矩控制

针对三相永磁同步电机(PMSM)驱动系统,基于滑模变结构模型参考自适应(MRAS)技术,提出了一种新颖的无速度传感器模型预测转矩控制(MPTC)策略.采用滑模变结构模型参考自适应方法构造电机转速观测器,以改善速度估计精度并提高系统鲁棒性;利用模型预测转矩控制策略,以达到减小转矩和磁链纹波并提高系统控制性能的目的.仿真结果表明:就滑模MRAS观测器与MRAS观测器比较而言,基于前者的PMSM无速度传感器MPTC系统比基于后者的PMSM无速度传感器MPTC系统具有较强的鲁棒性和更好的动态性能;就MPTC与直接转矩控制(DTC)和磁场定向控制(FOC)比较而言,采用前者策略的无速度传感器电机驱动系统能够降低逆变器开关频率、减少相电流总谐波失真(THD),从而提高系统可靠性.     

电机起动暂态的仿真及测试分析

针对电机起动暂态仿真计算时的模型参数时变问题,以小型异步电机为对象,建立二维有限元电磁场模型.通过绕组端部电阻参数场化、端部漏感参数路化修正建立场路结合的模型.经过模型的短路仿真与解析计算对比,进行二次修正模型参数,得到场路结合的起动暂态模型,对电机性能进行仿真计算.对不同负载转动惯量下的起动时间、起动转矩、起动电流曲线、起动转速及角位移曲线等特性进行测试.经测试与仿真计算对比分析,结果表明参数修正的场路结合模型能准确地仿真计算电机起动暂态各性能.     

民用飞机结构强度设计中的全机精细有限元 分析技术及其应用

借助大型计算机云计算资源,最大程度地保留结构细节特征进行全机精细有限元建模,并应用于大型民用飞机全机静力试验数值模拟仿真计算。全机精细有限元模型仿真数据与试验数据的对比结果表明：与传统的内力求解等效刚度有限元模型相比,精细模型在结构应力、稳定性和连接强度的计算精度方面具有独特优势。对全机精细有限元模型的建模特点、精度优势和技术难点进行剖析,探讨其在民用飞机结构强度设计中的应用前景。     

轮毂电机驱动电动汽车各轮毂电机扭矩分配算法的仿真和评价

为精确控制轮毂电机驱动电动汽车各轮毂电机的扭矩,获得更好的车辆动力学控制性能,利用Matlab／Simulink对再分配伪逆算法（Redistributed Pseudo—Inverse algorithm,RPI）、层叠广义逆法（Cascading Generalized Inverse algorithm,CGI）和加权最小二乘法（Weighted Least-Squares algorithm,WLS）进行数值仿真,对这3种算法从计算速度、迭代次数和计算精度等方面进行对比分析与评价,结果表明WLS综合性能最优．     

基于有限元法的高压直流输电线路电场强度值模拟研究

为了解决现有的高压直流输电线路电场强度值模拟方法存在模拟完整度较低、误差较大的弊端,提出一种基于有限元法的高压直流输电线路电场强度值模拟方法。该方法引入有限元法并优化,以此为理论基础,根据高压直流输电线路电场强度值模拟的需求对有限元软件ANSYS进行设计,以实际高压直流输电线路为基础构建高压直流输电线路模型,基于此,采用有限元软件ANSYS实现高压直流输电线路电场强度值的模拟计算。实验结果表明,与现有的高压直流输电线路电场强度值模拟方法相比,所提方法能够提高模拟完整度、降低模拟误差,充分说明所提出的高压直流输电线路电场强度值模拟方法具备更好的模拟性能。     

电机故障对月球车驱动轮牵引性能的影响

月球车是一种在外太空极端恶劣环境下长时间自主运行、不可维修的轮式移动机器人,为准确预测车轮驱动电机故障运行时的牵引性能对于月球车的可靠性有重要意义。为确保月球车顺利完成任务,建立了电机正常运行时的电磁场仿真模型,在模型基础上针对开关管短路、开关管开路、霍尔位置信号恒值和绕组开路等分别建立了故障仿真模型,通过仿真确定了能够识别各种故障的特征波形,并绘制了电机的机械特性曲线。应用车辆地面力学理论对比分析了电机正常与故障运行时驱动轮牵引性能的变化。研究结果表明,当电机发生各种故障后,驱动轮的牵引性能均有不同程度的下降。可为带障运行条件下的多轮协调控制策略的制定提供了理论依据。     

基于碰撞检测的护理型操作臂的安全性设计与实现

针对与人近距离交互的护理型操作臂的安全性问题,提出并实现了一种基于碰撞检测的安全性设计方法,它根据由动力学模型计算获得的参考输出力矩与力矩传感器测得的实际输出力矩间的偏差实现碰撞检测.在关节力矩传感器设计中,采用有限元分析方法来优化应变片的位置布置,并开发了高抗干扰能力的信号处理电路.根据护理型操作臂的低速特点,提出了...     

基于粗精二次估计的RFID标签数目估算方法

为了解决航空物联网信息采集领域RFID标签估算方法存在的估算精度和运算量之间的矛盾,以及标签读取过程随机性所导致的估算方法性能不稳定的问题,结合粗估计的快速、精估计的准确和二次估计算法性能的稳定性,提出一种基于粗精二次估计的RFID标签数目估算方法。首先,对帧时隙ALOHA算法标签读取过程进行建模,分析得出碰撞时隙中的平均标签数目和碰撞时隙所占比例之间的数学模型;然后,基于上述数学模型进行标签数目粗估计,评估粗估计值是否需要进行二次精估计。在二次精估计中,将粗估计值作为先验知识,采用基于先验知识的最大后验概率（MAP）估计算法提高估算准确度,相比原始后验概率估计算法的搜索范围可减少90%。仿真实验表明,基于粗精估计的RFID标签数目估算平均误差为3.8%,估算方法性能稳定性显著提高,运算量大幅下降,可有效地应用于航空物联网信息采集过程。     

Method of magnetic circuits for nonlinear magnetostatic fields in polyphase induction motors at no-load

The nonlinear magnetostatic field in polyphase induction motors at no-load is solved by the finite difference method based on the method of magnetic circuits.