基于DSADC的旋变位置解码系统设计与研究

传统电机旋变位置检测需专用解码芯片对信号解码,得到电机转子位置,或利用DSP产生激励信号,并设计相应调理电路,对返回信号调制滤波,得到包含转子位置信息的正余弦信号,再由DSP采样计算转子位置。DSADC (Δ-Σ模数转换)外设模块含有高频激励产生以及对高频信号采样、调制、滤波、积分等硬件功能,可在芯片内部实现旋变信号解码。分析了旋变的基本工作原理,利用TC275 DSADC产生旋变激励信号,并对旋变返回信号进行调制滤波,通过角度辨识算法解算出转子位置信号,并以旋变解码芯片解码结果为基准,对旋变解码系统功能进行验证,实验结果证明了该系统的正确性和实用性,避免了专用解码芯片的使用,可减少开发成本。     

永磁同步电机旋转变压器解码算法优化设计

针对旋转变压器解码电路误差对永磁同步电机(PMSM)转子位置检测精度的影响,深入分析了解码电路工作原理,基于角度/速度观测器,设计了一种高精度快响应的旋转变压器信号估算方法。电路采用低电压运放MCA33202对旋变输出正弦和余弦信号进行解码,基于解码后的估算角度构建了单位反馈闭环系统,优化了解码电路关键器件参数,提高了PMSM转子位置检测精度。通过1台2.5 kW高速PMSM验证了该算法的有效性和可行性。     

基于软件滤波的BLDCM转子位置检测

位置传感器是永磁无刷直流电机(BLDCM)的关键部件,其作用是检测转子位置提供换相信号。转子位置检测电路确定的换相时刻直接影响电机运行。分析常见转子位置检测电路,针对滤波电容延时和开关管开、关干扰等,提出去掉滤波电容、采用软件滤波实现转子位置检测。实验结果表明该方法可满足电机运行要求,具有可行性。     

具有误差抑制功能的磁编码器解码算法研究

磁编码器作为一种广泛使用的电机转子位置测量装置,其测量精度对整个控制系统的性能有着重要影响。为了提高转子位置测量精度,采用双二阶广义积分器-锁相环(DSOGI-PLL)解码算法提取磁编码器输出信号的正序分量,抑制磁编码器输出信号中存在的幅值误差和相位误差。针对传统二阶广义积分器(SOGI)无法抑制直流偏置误差的缺陷,提出改进型二阶广义积分器(ISOGI)以消除直流偏置误差,提高磁编码器解码精度。仿真和试验结果验证了所提方法的有效性。     

无位置传感器无刷直流电机位置信号相位补偿

反电动势过零检测法是应用最广泛的一种无刷直流电机(BLDCM)转子位置辨识方法.为消除由于PWM高频开关噪声产生的影响,该方法一般需采用硬件滤波电路来对测量的信号进行处理,由此带来转子位置信号相位误差.根据滤波电路的特点提出了基于直线拟合技术的转子位置信号相位补偿方法,并将其用于BLDCM无位置传感器控制系统.实验结果表明,该补偿策略能显著提高转子位置的辨识精度,改善电机运行性能.     

一种永磁同步电机转子位置传感器零位偏差高精度测量方法

永磁同步电机的高性能控制离不开转子位置的高精度检测。转子位置的检测通常由与电机同轴安装的测角传感器实现。测角传感器零位与电机转子电气零位之间的偏差确定精度对电机的控制性能产生直接的影响。在分析电机反电势模型的基础上,结合旋转变压器解码数据,提出了一种通过拖动电机被动转动,测量电机绕组反电势及旋变解码数据高位信号的零位偏差直接测量方法。实验表明该方法具有测试方法简单、测量精度高等特点。     

基于DSP的旋转变压器解码系统设计

设计了一套基于TMS320F28335的正余弦旋转变压器解码系统。分析了正余弦旋转变压器的基本工作原理;给出了该解码系统硬件设计方案,对激励信号产生和调理电路、正余弦信号调理电路进行了具体分析;设计了位置解码软件系统,详细分析了解码算法,并给出了软件流程图;最后对整个系统进行了实验验证,结果表明利用该解码系统能够精确获得永磁电机转子的绝对位置,具有实用性。     

电机转速和转子位置数字测量方法的研究

电机转速和转子位置的测量在电机交直流调速控制系统中占有重要的位置,为提高测量的精度和避免噪声影响,多采用数字式测量方法.基于常规的M/T法,提出了电机转速和转子位置测量的综合M/T法,该方法是利用测量电路对光电编码器信号进行预处理,以确定采样信号脉冲与码盘信号脉冲之间的相对位置,并将这个相对位置表示为含有小数的码盘脉冲个数,由此不仅可以测量出电机在采样时刻的转速,同时还可以测量出该时刻电机的转子位置.与常规的M/T法相比,该方法提高了测量的精度,扩展了M/T法的应用范围.     

无刷直流电机位置检测电路的优化问题

无刷直流电机无位置传感器需要精确检测电机的转子位置,控制供电电压换相,从而保证电机的正常运行。位置检测电路由低通滤波器和相位补偿电路组成。从电机的转速适应性和稳定性两方面分析了位置检测电路的设计要求,确定元器件参数的取值范围。针对转速适应性,主要分析了位置检测电路的滤波能力和波形失真情况。对于稳定性问题,根据电路输出参数的灵敏度变化趋势,选择合适的元件参数范围,使得电路参数对输出的影响最小,从而保证了电机的稳定运行。     

一种简便高效的旋转变压器位置信号滤波算法

旋转变压器的非理想因素会导致其输出的两相感应电势存在误差,对感应电势进行解码得到的转速和位置信号也存在误差,影响电机控制的性能。针对这一问题,提出一种基于转子位置重构与软件锁相环的旋转变压器位置信号滤波算法,该滤波算法可滤除位置信号中的误差信息,抵抗旋转变压器非理想因素对电机控制性能的影响。在三相永磁同步电机实验平台上对所提滤波算法进行了验证。     

具有参数辨识的永磁同步电机无位置传感器控制

转子磁极位置估计的准确性决定永磁同步电机无位置传感器控制系统的性能,为了实现转子位置和转速的精确控制,需要对电机参数进行在线辨识。根据实际冰箱制冷系统需求,采用模型参考自适应系统构建无位置传感器矢量控制方案,在仿真研究电机参数变化对位置估算影响的基础上,提出了一种具有参数辨识的内埋式永磁同步电机无位置传感器控制方案。利用电机的电流模型,运用扩展卡尔曼滤波器对转子磁链和交轴电感同时进行在线辨识,并将辨识出的参数用于更新无位置传感器矢量控制算法中的电机模型。仿真和实验结果表明,参数辨识算法可以有效地辨识出实际的转子磁链和交轴电感,具有参数辨识的无位置传感器矢量控制方案可行有效,在压缩机厂商提供的电机参数存在一定误差的情况下可以保证冰箱制冷系统的性能。     

基于扩展卡尔曼滤波的永磁同步电机无传感器矢量控制

为实现永磁同步电机(PMSM)的无传感器控利,引入扩展卡尔曼滤波对转子位置和转速进行估计,该算法通过测量电机端电压和定子电流在线估计转子位置和速度.为提高PMSM转速估计精度,以两相静止坐标系下考虑转动惯量的PMSM实际模型为递推估计对象,搭建转速、电流双闭环的无传感器矢量控制系统.仿真结果表明,系统状态估计精度较高、运行稳定、超调小、动静态性能良好.     

永磁同步电动机DTC的初始转子位置估计方法

高性能的永磁同步电动机直接转矩控制需要准确知道电机的初始转子位置,如果初始转子位置估计误差超过了30°电角度,会导致电机起动失败。在永磁同步电动机数学模型的基础上,利用注入高频信号的方法来实现对凸极式永磁同步电动机初始转子位置的准确估计。该方法通过向定子绕组注入高频电压信号,对产生的高频电流分量进行分析和处理,并加入电机的磁极检测,从而实现对永磁同步电动机转子初始位置的准确估计。仿真结果证明了该方法可以准确地估计出永磁同步电动机初始转子位置,具有较好的鲁棒性。     

采用扩展卡尔曼滤波磁链观测器的永磁同步电机直接转矩控制

提出利用卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)观测器对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)直接转矩控制(direct torque control,DTC)系统进行精确参数估计的方法。通过检测定子电压和电流,应用EKF观测器精确估计电机的定子磁链、电机转速和转子位置,间接估计转矩,近而实现PMSM的无速度传感器控制;同时改进常规的EKF估计状态方程,提高速度估计的精确性,并证明了基于EKF的控制系统的稳定性定理。仿真结果表明该方法减小了系统的非线性、参数变化以及干扰带来的影响,EKF能够准确估计状态变量,提高了直接转矩控制的性能。     

基于混合终端滑模观测器的永磁同步电机位置和速度估计方法

传统滑模观测器受固有抖振特性影响,且有低通滤波器带来的反电动势观测幅值削弱和观测相位偏移,从而导致永磁同步电机(PMSM)控制精度降低。为解决该问题,提出了一种基于二阶混合终端滑模观测器的PMSM位置和速度估计方法。基于线性滑模与混合终端滑模的二阶滑模切换面,设计合理的滑模控制律,有效抑制传统滑模方法的固有抖振特性,并且能够避免使用低通滤波器所带来的反电动势观测幅值削弱和相位偏移问题,有效提高转子位置和转速的估计精度。在此基础上,进一步分析了该滑模观测器对于电机定子电阻和电感参数摄动的鲁棒性。试验结果证明了所提混合终端滑模观测器的有效性、实用性和优越性。     

基于自适应滑模观测器无位置传感器PMSM控制方法研究

针对无位置传感器永磁同步电机控制存在的转子位置与转速估计精度不高的问题,结合自适应算法设计了一种新型的自适应滑模观测器。滑模自身机制引起的系统抖振问题是影响电机转子位置与转速估计的最大因素。为了降抖减振,采用连续的sigmoid阈值函数代替sign符号函数;提出一个反电动势自适应估计环节代替传统的低通滤波器,提高反电动势估计精度;此外为了降低转子位置及其转速的估计误差,采用锁相环对其进行估计。最后,基于200W的PMSM搭建实验平台对上述改进算法进行验证。结果表明:电机转子位置与转速估计稳态误差分别为0.129 rad、79 r/min,能够实现无位置传感器PMSM高精度控制。     

用于电机位置检测的电涡流传感器电磁场仿真分析

在电机控制系统中,转子位置信号是调节电机运转情况的重要参数.电机需要应用在高温、油污等环境中,这就要求在该环境中仍能得到准确的位置信号.电涡流传感器以其结构简单、成本较低、耐高温耐油污、可靠性高等优点而应用于电机位置检测系统中.电机位置检测系统对精度及灵敏度有较高要求,需要对电涡流传感器进行分析与优化设计.文中提出一种新型同轴三线圈电涡流传感器,利用电磁场相关理论对电涡流传感器进行分析,并应用有限元分析法,利用ANSYS软件,使用GUI操作与APDL语言相结合的方法建立新型电涡流传感器在电机位置检测中的三维参数化模型,并进行仿真求解后处理,得到分析所需要的数据,为进一步设计一个适用于电机控制系统的电涡流传感器提供依据.     

基于鲁棒H无穷滤波的步进电机转子状态估计

为有效控制步进电机的运行,根据H无穷鲁棒滤波理论,设计了基于扩展H无穷滤波的步进电机状态观测器,并建立数学模型,将定子电流、转子转速和位置作为状态变量。通过测量定子侧的电流值和电压值,利用扩展H无穷滤波器对电机转子的状态做出最小方差估计。仿真结果表明,扩展H无穷滤波估算转子转速和位置信息是可行的,且扩展H无穷滤波精度和稳定性都优于扩展卡尔曼滤波。     

基于递推最小二乘离散辨识法的飞轮储能系统无位置控制方法

为了提高飞轮储能系统无位置传感器控制性能,飞轮电机必须具有参数辨识和参数自整定的功能。因此,提出一种基于递推最小二乘离散法在线辨识未知参数的转子位置扩张观测器,以使位置观测环节具有较强的鲁棒性能。首先,建立飞轮电机数学模型并进行离散化分析,在此基础上,采用通过将反电动势估算值反馈引入到非线性扩张观测器计算中的转子位置估算方法。随后,将基于递推最小二乘辨识算法应用于飞轮电机离散模型并可同时辨识定子电阻、交直轴电感等关键电磁参数,以便消除因飞轮电机模型误差引起的转子位置估算误差,提高系统无位置检测性能。最后,搭建基于DSP2812的硬件实验平台。仿真和实验结果表明所提算法对未知参数的辨识具有一定的准确性和实时性,可实现对飞轮储能系统的无位置传感器运行控制。     

卡尔曼滤波用于低速下PMSM检测转子位置

将卡尔曼滤波理论和高频信号注入法结合起来,利用高频信号注入法检测电机凸极效应跟踪转子位置,设计卡尔曼位置观测器,消除系统噪声和测量噪声的影响,来准确观测低速及零速情况下无位置传感器永磁同步电机的转子位置。通过仿真验证表明,在有系统噪声和测量噪声的情况下,基于卡尔曼位置观测器的脉动高频信号注入法能够有效去除干扰噪声,精确地跟踪转子位置。