一种新型的H桥级联型逆变器空间矢量控制方法

将三电平空间矢量调制方法与传统的移相式SPWM方法相结合并应用于级联型结构,提出了一种新型的多电平移相型空间矢量控制方法.提出的空间矢量控制方法在软件和硬件实现上大大简化,很容易扩展到任意电平数,可以与矢量控制、直接转矩控制等相结合应用于电机调速系统.并在3单元级联型逆变器实验装置上进行了验证.仿真和实验都证明了这种方法的正确性与可行性.     

变结构控制的多单元同步伺服系统

根据交流永磁同步电动机的数学模型和矢量控制原理,研究了丝光机多单元同步伺服系统的矢量控制方法,建立了系统的数学模型.设计了控制系统的电流控制器、速度控制器及线速度环参数.在速度环滑模控制器中引入了积分环节,减少了转矩脉动.仿真结果表明,该控制方法具有较强的抗参数摄动和抗干扰能力以及良好的控制性能.     

直流电压不等逆变器的矢量调制研究

H桥级联型(CHB)多电平逆变器由于具有良好的输出波形而得到广泛运用.研究了H桥直流电压不等的情况,提出了适合直流电压不等的一维矢量调制技术和实现H桥等功率输出的一维矢量调制.所提一维矢量调制方式中,如果考虑开关矢量对H桥瞬时直流电压和输出功率的影响,通过选择开关矢量并控制其作用时间,则可平衡各H桥等功率输出.最后在两单元级联型变频实验装置上进行了验证,该方法是分析多单元级联高压变频器单元直流电压与H桥等功率输出的一种有效方法.     

一种新型的多电平逆变器空间矢量控制方法

基于传统的两电平逆变器空间电压矢量方法,提出了一种新型的多电平逆变器空间电压矢量实现方法,该方法将一相的逆变单元分为基本单元和调制单元两部分,相应地对参考电压也要进行分解处理。在一个脉宽调制(PWM)周期中,只对调制单元进行PWM控制,基本单元输出的电平不变。仿真研究表明该方法输出电压波形总畸变率较小,可用于单元串联多电平逆变器的控制。     

利用远动基本功能实现远方诊断RTU运行工况的探讨

针对调度自动化设备的性质和特点,提出了一种利用现有SCADA系统的基本功能,远方诊断厂站(指电厂和变电站)RTU的运行工况的方法,如RTU主控单元、遥信单元、遥测单元、遥控单元和远动通道等运行状况.详细介绍了设计原理和功能,这一方法充分利用了现有调度自动化系统的基本功能,设计简单、改造方便而且实用性强.     

基于磁链误差改进算法的PMSM直接转矩控制

针对永磁同步电动机DTC系统转矩脉动较大的问题,采用电压空间矢量调制技术,设计了一种基于磁链误差改进算法的直接转矩控制系统(改进型SVM-DTC系统),该方法由磁链误差计算单元计算定子磁链参考值与观测值之间的误差,通过空间电压矢量调制得到有效参考电压,从而输出逆变器控制信号。这样在一个开关周期内选择最合理的空间电压矢量来完全补偿电机转矩和定子磁链的观测值与参考值之间的误差,减小电磁转矩脉动。仿真结果表明,该方案既有效减小了电机转矩脉动,又保持了直接转矩控制快速动态响应的特性。     

基于DSP的异步电机矢量控制系统的研究

分析了脉宽调制和矢量控制的原理与实现方法,从而建立了异步电动机的数学模型。对于矢量控制,介绍了矢量控制的基本原理和控制算法,推导了三相坐标系、两相静止与旋转坐标系下的电机基本方程和矢量控制基本公式。同时在进行相应的坐标变换以后,得到了间接磁场定向型变频调速系统的矢量控制图,并结合TMS320LF2407A DSP完成了具体的实现方法,设计出一种基于DSP的异步电机矢量控制系统。     

10kW高速永磁同步电主轴驱动控制系统设计

介绍了一种10k W高速永磁同步电主轴驱动控制系统。系统采用背靠背双向PWM拓扑结构,DSP+CPLD为核心控制单元,通过无位置传感器检测技术和矢量控制算法驱动控制高速主轴电机,具有良好的动静态速度调节性能。系统包括主电路、控制单元、采样电路、驱动电路、监控和接口电路、保护电路等。详细介绍了硬件设计的思路和技术参数,制作了试验样机,并搭建了高速试验台,对样机进行了试验验证,试验结果证明了本系统良好的动静态性能。     

基于DSP的永磁同步电动机控制系统设计

为提高永磁同步电动机（PMSM）伺服系统的控制精度和实时性,设计了基于数字信号处理器（DSP）的全数字PMSM控制系统。TMS320F28335型DSP的片上资源丰富,有浮点运算单元,使系统硬件设计更方便,运算速度更快。在PMSM数学模型和矢量控制原理的基础上,设计了PMSM控制系统的硬件和软件。该控制系统具有完成控制算法、电流和转子位置检测、速度计算、SVPWM产生等功能。在一台森创1.5 kW的PMSM上进行了实验,结果表明,控制系统调速准确,性能良好,运行稳定。     

基于磁链估计的永磁同步电动机磁场定向控制系统

在永磁同步电动机矢量控制基本原理基础上,提出了一种新型芯片XC878实现永磁电动机矢量控制系统的设计方案,在Dave平台下设计软件程序实现系统的控制。进行了系统的测试,给出了测试结果,结果表明空间电压矢量脉宽调制控制系统的软硬件设计的合理性与正确性以及永磁同步电动机闭环矢量控制系统的可靠性。该闭环控制系统具有起动快、响应快和控制精度高等特点。该系统为基于单片机永磁同步电动机矢量控制系统的研究和开发提供可行性方案。     

基于FPGA的USB通信模块在伺服系统中的应用研究

介绍了一种基于FPGA+CY7C68013的USB通信模块及其在伺服系统中的应用,给出了以USB2.0接口芯片CY7C68013同步SlaveFIFO读写模式为基础,现场可编程门阵列(FPGA)为状态控制芯片的硬件方案。通过编制固件程序和verilog程序,成功实现了以USB2.0为接口的伺服驱动器与上位机(PC)之间的高速数据传输。最后运用上位机Cypress USB Console软件进行测试,结果表明系统具有数据传输准确、速度快等优点。     

基于FPGA的模块化交流伺服驱动器

为提高交流伺服系统的实时性、稳定性,同时还能缩短开发周期,提出一种交流伺服驱动器硬件实现、集成化、模块化的方法和具体实现,利用FPGA技术实现一个高性能的位置伺服驱动器的控制核心,配合少量外围器件,就形成了集成化、模块化交流伺服驱动器的一个可选方案.该模块化交流伺服驱动器在数控机床行业中已形成一定规模的应用.     

单芯片交流伺服电动机速度控制器的实现

采用磁场定向矢量控制(FOC)和空间矢量脉宽调制方式(SVPWM),通过模块化的EDA设计方法在单个FPGA芯片内综合了包括:FOC、SVPWM、电流环、速度环PI调节器、通讯接口等复杂的控制模块。介绍了相关控制模块的控制原理和设计思想,并给出了EDA设计的仿真结果,最后给出了速度控制实验波形。由于采用了矢量控制,与VVVF感应电动机速率伺服系统相比具有更好的线性调速特性和动态性能。     

A servo system of AC motor based on voltage modulation fitting for FPGA and consideration of voltage saturation

This paper proposes a space voltage vector modulation (SVM) method for a speed servo system to obtain a quick current response. The proposed SVM method shortens the control lag time of the conventional SVM inverter. In addition, this proposed method is easily implemented in hardware using an FPGA (Field Programmable Gate Array) because the proposed SVM equations are transformed into expressions that hardly need multiplication. By using the proposed SVM method, the servo system realizes quick and stable current control with wide bandwidth. Moreover, by using PI controllers considering the voltage saturation and the torque limiter to the speed servo system, the servo system carries out stable speed control on voltage saturation. Both the proposed SVM method and the PI controllers considering voltage saturation are applied to the speed servo system of a vector controlled induction motor. The effectiveness of both the proposed SVM method and the PI controllers considering voltage saturation is verified by the experimental results. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 173(1): 60–68, 2010; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20989     

基于国产芯片的雷达伺服多通信系统

对国产器件的雷达伺服多通道通信平台进行研究，针对雷达伺服系统硬件自主可控和多通道通信复杂的问题，提出一种基于MCU+FPGA架构的国产雷达伺服多通道通信系统，以此来提升伺服控制的可靠性、冗余性和通用性，设计了6路RS 422融合结构，完成和各分系统组件之间的通信，并在Altium Designer上完成了器件原理图设计和印制电路板的布局布线，实现了印制板电路6层堆叠设计和实物静态测试。测试结果表明本设计的通信系统满足设计需求，能够实现国产替代。     

基于DSP和FPGA的永磁交流伺服系统研究

介绍了永磁同步电动机实现控制算法的模块化设计。针对永磁交流伺服系统中存在的抑制负载转矩扰动和低速下的实时速度检测问题,采用了基于自适应扰动观测器的统一方法加以解决。实验结果证明了所研究算法的有效性。     

基于矢量控制的高性能交流电机速度伺服控制器的FPGA实现

提出了一种全数字化的基于电流矢量控制算法的交流电机速度伺服系统控制器的硬件设计方案，并在一片现场可编程门阵列FPGA中得到了具体验证和实现。该方案综合运用了矢量控制算法、M／T测速算法、PI调节算法、SVPWM算法以及EDA设计方法学等，在速度伺服或位置伺服等高性能运动控制系统中有重要的应用价值。所设计的控制器集成电路提供了标准的主机通信接口，可以对各种控制参数进行在线调整，其电流环和速度环的采样频率均可以达到20kHz以上。实验结果表明，该控制器在低速与高速运行状态下均能获得良好的动态和静态性能，其可控转速范围为0．2—10000r／min。     

基于FPGA的卫星天线用交流伺服系统设计研究

现场可编程逻辑阵列（FPGA）有可靠性高、速度快等优点,同时可以把FPGA设计生成ASIC电路,从而大大减少系统成本。目前FPGA已经开始应用于交流伺服系统。提出了一种基于FPGA的卫星天线伺服系统的设计方法,分析了系统的结构和功能,通过实验证明了这种方法的正确性和实用性。     

超低速、高可靠空间二维转台伺服控制系统设计

为了实现空间二维转台在轨高可靠性和低成本的应用,同时具有低速平稳运动、高精度跟踪和360°全范围连续工作等能力,建立了以FPGA芯片为核心的步进电机矢量控制系统,通过电流正弦细分表的PWM斩波调节实现步进电机的128细分精准控制,以21位光电编码器作为位置反馈,谐波减速器作为传动机构,实现了二维转台的开环控制、速度实时调整跟踪控制、最优路径规划控制和运动超时保护等功能,并对场效应管开关时间对斩波频率和最大细分数的影响进行了分析。实验结果表明,四轴的跟踪精度3σ下优于0.005°,速度稳定性小于5%,伺服控制带宽大于4 Hz,具有连续过零能力。该控制系统可以简化硬件设计、增加软件适用性,适用于超低速运动,满足二维转台对伺服控制系统的指标要求。     

可复用SVPWM IP核的设计与实现

为了提高全数字交流伺服系统中各个功能模块的可复用性，缩短开发周期，分析了可复用IP核的设计方法与准则，依据电压空间矢量脉宽调制原理，采用自顶向下的设计方法，给出了系数整定、扇区判断、时间计算与分配、数据锁存以及PWM生成等模块的设计方法，实现了一种采用FPGA和可复用知识产权核（IPCore）相结合的全数字化速度伺服系统。仿真结果表明，该系统能够在8μs内完成矢量控制算法，其电流环、速度环的采样频率可达到20kHz以上，具有响应快速，调速范围帘等优点．此IP核功能正确．可以作为一个独立的模块嵌入到今教宰交流伺服系统中。