直流无刷电机控制器设计与仿真

关于无刷电机性能优化问题。无刷直流电机工作过程中电气参数具有非线性、时变性的特性,造成实时性差,由于传统的PID控制器的参数不能在线调整,在对其进行控制时存在鲁棒性差、精度低等缺点。为解决上述问题,提出将模糊自适应PID控制器应用于无刷直流电机的控制中,根据系统的转速偏差e和偏差变化率ec,经过模糊逻辑推理,动态自适应调整PID控制器的三个参数。在分析电机模型的基础上,借助在Matlab仿真平台设计了无刷直流电机模糊自适应PID控制器的仿真模型。结果表明:较之传统的PID控制器,模糊自适应PID控制器响应速度快、鲁棒性强、无超调、精度高,达到了较好的控制效果。     

无刷直流电机模糊PID控制系统研究与仿真

针对传统PID控制方法在对无刷直流电动机进行控制时精度低、抗干扰能力差等缺点,提出了一种参数自适应模糊PID控制方法。首先建立了无刷直流电机的动态数学模型,并对其转速进行模糊PID控制。介绍了模糊PID控制器的设计方法,应用MATLAB实现了系统设计和仿真。最后对PID控制和模糊PID控制的仿真结果进行对比分析,结果表明:模糊PID控制方法使无刷直流电机控制系统具有更好的动、静态性能和抗干扰能力。     

基于CPLD的无位置传感器无刷直流伺服系统设计

无刷直流电机是一种集功率半导体和永磁材料于一体的新型电机,它既具有直流电机的优良调速性能,又具有交流电机结构简单、维护方便、运行可靠等优点;无位置传感器无刷直流电机更是克服了传统无刷直流电机在恶劣环境下,位置传感器容易受到干扰而无法正常工作的缺点,扩大了无刷直流电机的应用范围,提出了基于数字信号处理器DSP(Digital Signal Processor,简称DSP)TMS320F2812和复杂可编程控制器件(Complex Programmable Logic Device,简称CPLD),构成的无位置传感器无刷直流电机的伺服系统,制定了系统的设计方案,详细分析了以TMS320F2812和MAX7000(EPM7032)为核心的控制电路、功率逆变电路和转子位置识别电路的工作原理;测试结果表明,该系统抗干扰性强,鲁棒性好,可以精确地实现无位置传感器无刷直流电机的控制。     

无位置传感器无刷直流电机控制系统设计

针对便携式呼吸机要求电机控制系统硬件电路简单、速度控制精确、稳定可靠等特点,设计了基于电机专业驱动芯片ML4425的无位置传感器无刷直流电机控制系统,软件结合了变速积分PID算法的优点,实现精确稳定的速度闭环控制。试验结果表明,本控制系统调速性能好、稳定可靠,符合便携式呼吸机的要求,已应用于实际的产品中。     

无位置传感器直流无刷电机弱磁调速控制的优化

在无位置传感器直流无刷电机的弱磁控制过程中,随着弱磁程度加深,电流波动会越来越严重,导致电机电磁转矩波动的厉害.实验表明,不同的PWM控制方式会使得电流波动的大小不同.从理论上分析为什么PWM调制方式会影响相电流,并得出了相应的结论.最后运用MATLAB/SIMULINK软件对控制方法进行了仿真,实验结果证实分析过程的...     

基于三环PI控制的BLDCM位置伺服系统在线跟踪

针对BLDCM位置伺服跟踪问题,利用系统结构近似处理和结构图的等效变换原则,获得基于三环PI控制结构的位置跟踪系统.通过改善遗传算法初始群体生成方式,以及借助于进化个体群的适应度方差信息,获得动态环境下的遗传算法,并将其应用于在线调节该系统中位置环的PI控制参数.数值实验显示,该算法与BLDCM控制系统结合是可行的,系统能实时、有效地抑制噪声,其位置输出能快速跟踪参考信号.     

无刷直流电机的电流跟踪控制

基于无刷直流电机数学模型,采用Simulink建立了无刷直流电机调速系统的仿真模型,研究了两种电流跟踪控制技术。系统采用双闭环控制,速度环采用PI调节器,电流环分别采用滞环比较电流跟踪控制和三角波比较电流跟踪控制。对两种电流跟踪控制方案进行了仿真比较,得出的结论为高性能无刷直流电机控制器的设计提供了参考。     

光源跟踪伺服系统模糊PID控制的仿真研究

在光源跟踪控制方面,采用传统PID控制器的响应速度、调整时间和稳定性等存在一定不足。该文利用模糊控制原理,采用模糊推理的方法,实现对PID控制器的参数在线整定,并利用MATLAB工具箱,对光源跟踪伺服系统进行仿真研究。仿真结果表明,对于固定特性的对象或变结构对象,相对于常规PID控制,采用参数模糊白整定的PID控制器能使超调和反应时间大幅减小,为在实际应用中进一步提高光源跟踪速度和精度提供了理论依据。     

光源跟踪伺服系统模糊PID制的仿真研究

在光源跟踪控制方面,采用传统PID控制器的响应速度、调整时间和稳定性等存在一定不足。该文利用模糊控制原理,采用模糊推理的方法,实现对PID控制器的参数在线整定,并利用MATLAB工具箱,对光源跟踪伺服系统进行仿真研究。仿真结果表明,对于固定特性的对象或变结构对象,相对于常规PID控制,采用参数模糊自整定的PID控制器能使超调和反应时间大幅减小,为在实际应用中进一步提高光源跟踪速度和精度提供了理论依据。     

基于 MEKF 的直流无刷电机磁极位置与转速检测技术

传统的扩展卡尔曼滤波器(Extended Kalman Filter,EKF)用于无刷直流电机状态辨识时,观测数据容易出现残差,辨识结果偏差大,位置及转速存在耦合,导致辨识系统鲁棒性弱。文章基于离散的直流无刷电机(Brushless DC Moter,BLDCM)数学模型和M-估计方法,构建了改进的扩展卡尔曼滤波算法(MEKF)。首先,基于BLDCM的工作原理,建立了独立于EKF的BLDCM换相离散模型;其次,通过修正系统观测矩阵,对转速与位置的强耦合关系进行解耦,实现了EKF分离变量辨识;最后,基于去耦合后的时序模型设计出独立于EKF的转子位置检测模块,无需深度滤波就可实现转子的精确定位。实验仿真结果表明,文章方法能够有效抑制卡尔曼滤波器的粗差扰动,提高了系统抵抗初始值不确定性的干扰和系统鲁棒性。     

基于Dymola的无刷直流电机仿真模型

随着无刷直流电机的广泛应用,建立其仿真模型变得十分重要。使用新型的面向对象的仿真软件Dymola建立无刷直流电机仿真模型可以克服以往一些无刷直流电机模型的缺陷和不便之处。该文在分析无刷直流电机数学模型的基础上,建立了基于Dymola的无刷直流电机的仿真模型并进行了仿真试验,从而可以通过使用仿真模型来验证不同的控制策略和算法,对无刷直流电机的动,稳态进行分析,方便了无刷直流电机的分析和设计。     

无刷直流电机启动过程仿真研究

研究无刷电机启动优化稳定性控制问题,在无刷直流电机启动过程中,预定位阶段转子到达平衡位置时会出现震荡现象,加速阶段电机换相时间曲线难以确定,电机启动的稳定性变差。为了使电机能够快速平稳启动,提出用三段式启动方式,采用一种电机外加电压逐渐增加的转子预定位方法。首先利用Park变换和Clark变换对转子预定位过程进行数学建模分析,同时对强推加速阶段进行仿真。仿真结果可以表明方法可以使转子平稳旋转到平衡位置,并通过研究换相时,减小了对启动过程的影响,为实际无刷直流电机优化控制设计提供理论依据。     

改进模糊神经网络无刷直流电机控制系统设计

针对现实应用中对无刷直流电机速度控制的极高精度要求,设计了一种改进的自适应遗传算法优化的模糊神经网络控制系统,并采用离线和在线两种学习方法,实现了对无刷直流电机转速的精确控制。系统融合了模糊逻辑、神经网络和遗传算法三大智能控制理论的优点,适合于无刷直流电机这样的多变量、强耦合、非线性、时变的复杂系统。通过仿真和在某型水下航行器DSP推进控制系统上的实验表明,方法响应快、超调量小、鲁棒性强,动态特性明显优于传统PID控制。     

三相直流电机伺服系统设计

为实现对高精度实时目标的跟踪,设计了直流电机伺服系统。该伺服系统以STM32F103嵌入式微处理器为控制核心,以带有霍尔换向传感器的三相直流无刷电机作为伺服电机,并采用增量型积分分离式PID控制与模糊控制相结合的模糊PID控制策略。模拟对空跟踪试验测试表明,该系统具有较高的动态跟踪精度和较快的响应速度,平稳性好,实现了高精度实时跟踪,达到了设计的预期目的。     

无刷直流电机模糊伺服控制器设计

针对直流无刷电机(BLDC)的数学模型具有较强非线性的特点,文章基于三调节因子模糊控制算法建立了其伺服控制器.与传统伺服控制器相比,为增加控制的平滑性,在模糊伺服控制器的设计中引入了第三个调节因子.将位置误差及其变化量分别作为位置控制器的输入,当位置误差处于不同的等级时采用不同的调节因子.为了验证所设计伺服控制器的有效性,分别对BLDC系统的位置跟踪、转速以及a相电流特性进行了仿真研究.此外,通过与位置环采用普通PI控制器时的位置跟踪特性进行比较,表明所设计的模糊伺服控制器性能较好,从而为无刷电机伺服控制系统的设计、开发与调试提供了一种新途径.     

方波型无刷直流电机的电压跟踪控制策略

针对方波型无刷直流电机控制系统的电压跟踪控制问题,利用非线性系统理论获得一种关于角速度的非线性降阶观测器,以及一种简单、易于应用的非线性位置反馈控制器.理论上,论证了在所设计的控制器作用下,该受控系统能实现全局一致毕竟有界.数值实验显示该控制器具有很好的普适性,以及此系统能快速跟踪额定电压范围内的参考电压,转矩脉动能被有效抑制.     

无刷直流电机模糊PI系统的建模及仿真

针对无刷直流电机的传统PI控制策略存在的局限性,即PI控制器控制参数不能随环境变化而调整,不具有整体优化功能,给出了一种模糊PI控制建模方法。利用模糊集合的隶属度函数,模糊控制规则以及清晰化方法,基于Matlab/Simulink平台并结合电机转子位置信号,建立无刷直流电机模糊PI控制系统的仿真模型。仿真结果表明,模糊PI控制加快了系统响应时间、减小了超调,具有较强的鲁棒性和自适应能力,使系统获得了较好的控制性能,具有较好的应用价值。     

直流无刷伺服电机调速系统设计

针对传感器对直流无刷伺服电机直接进行模拟控制时,存在调速精度不高、电压不匹配及转速波动大等问题,设计了一种PWM变频调速系统;该系统通过ADS8365将来自传感器的模拟信号转换为数字信号,应用TMS320F2812对采集到的数字信号进行相应处理,并通过计算输出相应频率的PWM信号,PWM信号经过光电耦合器进行电平转换后作为电机的控制信号,控制电机的转速;以MEMS陀螺仪为传感器的调速试验证明,该系统结构简单,能够准确控制电机的转速,并能有效减小转速波动.     

无刷直流电动机模糊滑模变结构控制的研究

无刷直流电动机的参数强耦合、高度非线性特性增加了对其速度控制的难度,针对上述特点,为提高系统控制的精度和稳定性,设计了一种模糊滑模变结构速度控制器。在传统的滑模变结构控制基础上,引入模糊控制,建立基于等效控制和切换控制的模糊系统,通过隶属度函数的变化来有效地消弱单纯滑模变结构控制所带来的抖振现象,而不牺牲滑模变结构控制对系统参数摄动和外界扰动的强鲁棒性以及快速性等优点。在Matlab软件上仿真结果表明控制器具有良好的控制性能和鲁棒性能。