位置/电流两环结构位置伺服系统的跟随性能

位置闭环、速度闭环和电流闭环组成的三环结构,是目前被普遍认同的位置伺服系统控制结构.然而在某些特定场合,例如点对点运动控制场合中,重点是要求系统位置响应的动态性能,而对速度调节的性能要求并不高.这时,速度闭环不仅没有发挥作用,还作为控制结构中的串联环节,降低了系统位置调节动态响应性能.针对这些特定的场合,本文研究了全数字位置闭环和电流闭环组成的两环结构位置伺服系统,并利用阶跃响应性能和梯形响应性能,在相同命令信号和相同控制对象的条件下,与三环系统作比较.仿真和实验结果显示,两环系统的位置动态响应时间小于三环系统,并且两环系统中位置前馈复合控制同样可以使用,以减小梯形响应中稳态位置跟踪误差.两环系统应用到点对点运动控制的特定场合比较合适,但因没有速度闭环调节功能,系统应用到轨迹运动控制场合中有局限性.     

一种新颖的无刷直流电机无位置传感器控制系统

为了实现无刷直流电机无位置传感器控制,提出了一种新颖的绕组反电动势检测方法.该方法通过比较电机断开相绕组端电压和逆变器直流环中点电压的关系,直接检测到断开相绕组的反电动势过零点,从而获得转子位置信息.本系统仅检测三相绕组中一相绕组的反电动势,通过软件延时得到六个离散的换相信号,简化了检测电路.文中对电路结构进行了分析,并在由该方法构成的无位置传感器控制系统上进行了实验验证,实验结果表明了本文提出的反电动势检测方法的有效性.     

一种无位置传感器无刷直流电动机起动方法研究

对无位置传感器无刷直流电机转子位置检测和起动方法进行了研究,给出了以数字信号处理器TMS320LF2407为控制核心的系统结构;并对常用的起动方法进行比较分析,提出一种新的定位-切换方法.样机实验证明了该方法的正确性和有效性.     

一种检测无刷直流电机转子位置的新方法

针对传统的无刷直流电机无位置传感器检测转子位置信号需要多级模拟滤波器、复杂的相移电路以及与霍尔传感器输出的信号不一致的缺陷,本文提出了一种通过对三相端电压进行简单滤波、比较后直接获得转子位置信号的新方法.实验结果表明:新方法无需相移,检测的无刷直流电机转子位置信号和采用霍尔传感器输出的位置信号完全一致,可与霍尔传感器所采用的成本低廉的转子位置译码芯片相配套.     

抽水蓄能机组变频启动时3种转子位置测量方式的比较

介绍了同步电机静态变频器变频启动时3种转子位置测量方法(用转子位置传感器测量、用大轴编码器测量、直接测量定子电压)的原理,并分别对这3种方法进行了比较.结论认为采用直接测量定子电压,的方式是目前同步电机变频启动过程中测量转子位置最好的方法.     

SRD反串测试线圈的转子位置特征值检测

转子位置信息是开关磁阻电机驱动系统工作的基础.本文是基于反串测试线圈的转子位置检测方案,结合了电感幅度调制技术,并利用三相开关磁阻电机电感曲线的几何特征,提出一种采用电感特征值比较的信号调理电路,通过简单的硬件比较电路即可获得离散的转子位置信号P、Q、R.方案的详细原理以及试验结果将在文中给出,试验结果验证了本检测方案具有自起动能力和高的可靠性.     

永磁球形电机转子区间划分及辨识策略研究

永磁球形电机的闭环控制,往往需要获取转子的位置信息.提出一种永磁球形电机转子区间划分方法,并对其位置进行辨识研究.根据转子磁极产生的磁场分布特点,以及定子线圈的影响来确定线性霍尔传感器的输出编码转换阈值,并且基于阈值对定子球面进行空间划分来确定传感器的安装位置和数量.转子磁极产生的磁场大于阈值的位置在定子球壳内表面构成一个近似圆形区间,将该圆形区间命名为一个单元区间,在每个单元区间的中心处放置一个传感器.多个单元区间在定子表面上相互重叠形成了范围更加小的位置区间.为了分辨磁极位置,将24个传感器输出的磁场值绝对值与磁场阈值比较后得到输出编码,命名为24位编码.将24个传感器中输出编码为1的传感器进行二次编码得到一组新的编码用来判断磁极极性,命名为极性编码.综合24位编码与极性编码来对转子位置进行辨识.为了验证所提的转子辨识理论,搭建了转子位置辨识实验平台,并且对转子的几种典型位置进行验证.实验结果与理论分析结果一致,从而验证了所提出的永磁球形电机转子位置辨识方法的有效性.     

基于Matlab的开关磁阻电机伺服系统建模仿真

本文在Matlab/simulink环境下,构建了开关磁阻电机定位的转矩控制模型,并建立了在任意给定位置角度下开关磁阻电机伺服系统的仿真模型.对位置和速度的仿真波形与从上位机采下的实验波形进行比较分析,结果表明模型较为准确、简便、实用,仿真结果能如实地反映系统的工作状况,证明此模型可以为开关磁阻电机伺服系统的调试提供依据.     

一种宽转速范围的BLDC无位置传感器方案研究

在深入分析无刷直流电机转子磁链特性和反电动势函数的基础上,揭示了利用独立于转速的磁链函数进行转子位置估算方法的本质,对估算函数与转子位置信息之间的对应关系和位置估算的具体实现均进行了深入研究.在此基础上,提出这种无位置传感器方案在不同转速区使用时为保持一定的位置估算精度受到的约束条件.仿真结果证明了这种方案的有效性,并为下一步进行实验研究奠定了坚实的基础.     

永磁同步电机无速度传感器控制综述

永磁同步电机无速度传感器控制系统,通过测量电机定子侧电流和端电压算出转子位置,替代了传统的机械位置传感器,系统成本低、可靠性较高.转子位置可由开环算法或通过闭环观测器观测得到.利用电机的非理想特性来提取转子位置信息,进一步将无速度传感器控制的范围扩展到低速甚至零速.对永磁同步电机无速度传感器控制策略进行分类,详细介绍了各种速度观测方法,并比较了它们的优缺点.     

采用霍尔传感器的PMSM低成本控制系统

介绍了应用低成本霍尔传感器来检测转子位置的PMSM控制系统。从理论上分析了在相电流与反电动势一样为正弦波的情况下,电机的转矩脉动最小。通过三个霍尔元件来估算转子位置,实现电流的正弦换向,减小转矩脉动。经实验验证,该系统运行可靠。     

转子磁钢表贴式永磁同步电机转子初始位置检测

针对转子磁钢表贴式永磁同步电机(surface mounted permanent magnet synchronous motor,SPMSM),提出一种无位置传感器转子初始位置检测方法,有效地改善了传统方法中存在的算法执行时间长、实施复杂等缺点.该方法分2步实现,在估算的同步旋转坐标系中注入高频正弦电压信号,通过闭环调节得出转子位置初次估算值;再利用不同磁极下直轴等效电路时间常数不同的特性,判断出d轴正方向,结合初次估算值,从而得到正确的初始位置信息.运用dSPACE 实时仿真系统进行了转子任意初始角度的实验验证.结果表明,所提方法能够快速、准确地检测出SPMSM的初始位置.     

基于FPGA新型位置预估算法的实现方案

提出一种新型位置预估算法,设计了适于在现场可编程门阵列FPGA上实现的全数字硬件实现方案,详细给出了各个模块的设计方法。仿真和实验结果表明了稳态时的位置精度较高。该方案解决了用DSP软件实现该算法的总体速度较慢、实时性差的缺点,完全能够满足高性能伺服驱动的要求,而且还可以与嵌入式处理器、其他功能模块或IP芯核等结合构成片上可编程系统。     

Precise Position Control of a Traveling-Wave Ultrasonic Motor

In this paper, precise position control of a traveling-wave ultrasonic motor is achieved, avoiding the traditional drawbacks attributable to nonlinear torque generation, which are overshoot or slow response time. For that purpose, a behavior model control is proposed and presented. With this control law, a quick and precise response is obtained. In this paper, we present a position-control scheme of an inertial load. The guideline used for this control was a rotation of 90 in a response time of about 200 ms with a position error of 0.6 mrad, targeting a typical application for avionics. In this paper, a Shinsei USR30 is used, but the method can be applied to other ultrasonic motors.     

集成位置传感器用于混合式步进电动机位置的检测

混合式步进电动机伺服系统转子的位置检测，可以用传统的外配位置传感器或基于理论算法的无位置传感器方案，但是存在许多问题，文章给出了一种新型的集成位置传感器的设计方案和理论依据，实验验证了方案的合理性、正确性，有实际意义。     

考虑互感影响的开关磁阻电机无位置传感器控制技术

针对开关磁阻电机采用电流斩波控制(CCC)方式时相间互感对无位置传感器角度估算的影响,提出一种转子位置估算方法,该方法可以消除相间互感对位置估计的影响,并且无需测量相间互感大小。当电机在单相励磁区时,此时采用变系数电感模型方法进行角度估计;当电机在两相同时处于励磁区时,相间互感不为零,此时对导通相的磁链做差值运算以消除相间互感,最终通过实验对提出的转子位置估算方案进行验证。实验结果表明,与传统的忽略相间互感影响的转子位置估计方案相比,该方案能够消除互感对转子位置估计的影响,并且具有更高的估计精度,能够实现较大转速范围的无位置传感器稳定可靠运行。     

位置伺服系统的闭环离散学习控制

针对位置伺服系统的干摩擦,齿轮间隙等非线性影响,提出了一种闭环离散学习控制方法,给出了该方法的控制结构及收敛性条件,将该方法应用于一种双拇指型机械手的单关节位置控制,设计了基于８０９８单片机的机械手位置伺服系统闭环离散学习控制器。实验结果表明,在经过数次迭代学习后,闭环离散学习控制可使位置伺服系统达到良好的控制性能。     

基于Hall位置传感器的BLDCM正弦波驱动性能研究

针对稀土永磁无刷直流电机(BLDCM),借助电机本体所固有的三相Hall转子位置传感器,通过空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制技术,实现了BLDCM的正弦波电流驱动。实验结果表明,与方波电流驱动相比,采用正弦波驱动可有效减小BLDCM的运行噪声,降低转矩脉动,实现低成本家用电器等领域的静音运行。     

Microprocessor-Based Adaptive Speed and Position Control for Electrical Drives

Microprocessor-based adaptive speed and position control of an electrical drive with variable load parameters is investigated. The on-line identification is carried out with the help of the recursive least squares algorithm, and a pole-assignment procedure provides a direct way of updating the parameters of the controllers. Time-optimal and quasi-time-optimal adaptive position control is presented. The proposed control scheme was implemented on a microprocessor system and was applied to control a 40-kW converter-fed dc drive. Experimental results are presented.     

超声波电动机位置伺服系统的模糊终端滑模控制

针对超声波电动机的位置伺服系统,介绍了一种新的模糊滑模控制方案,终端滑模能在有限时间内到达平衡点,采用模糊控制来消除抖振,并提高了系统的跟踪精度。实验和仿真证明了所提出的方法的有效性。