基于DSP的四舵机交流伺服系统控制器设计

弹用舵机控制系统是一个精确位置伺服,是导弹制导系统的执行机构。将具有高效数据处理能力的DSP与具有复杂逻辑运算能力的CPLD相结合,实现单DSP控制4台永磁同步交流舵机。通过并行方式对4台舵机进行控制,提高数据处理效率。使用IPM模块驱动舵机,从而提高系统可靠性并且降低系统的体积和质量。通过实验证明,用单DSP控制4台舵机能够大大减小系统的体积与质量,同时能够实现对4台舵机的独立闭环控制,且动态性能较好。     

双绕组永磁容错电机的余度电驱动系统

提出一种基于双绕组永磁容错电机的余度电驱动系统,其电机本体采用转子磁钢离心式对称六相十极永磁容错电机,定子中包含两套相互独立的三相绕组。系统采用了基于矢量控制的热备份余度容错控制策略,同时采取故障诊断与余度通信策略。对基于双绕组永磁容错电机的余度电驱动系统进行了一相绕组断路和一相绕组短路故障态的仿真验证,并搭建了系统试验平台对其进行了试验验证。仿真和试验表明,当系统发生断路或短路故障后,电机输出性能仍可保持不变,实现了系统断路或短路故障容错,证明了电机设计的合理性及余度容错控制策略的正确性。     

永磁容错电机最优电流直接控制策略

为提高电机驱动系统的可靠性,利用相量法对多相故障态的转矩脉动进行分析,得到综合脉动转矩相量的幅值及其变化规律。根据功率守恒原则,提出最优电流直接控制策略。该算法保证电机的绕组或功率管发生一相、两相及三相故障时,包括短路、断路及其组合故障,系统可分别输出100%、80%及60%的额定功率,转速不变,转矩脉动最小化输出,进而实现高输出性能的强容错控制。通过一套750 W六相十极永磁容错电机及其控制系统的多相故障态试验,证明了最优电流直接控制策略的正确性及可行性。     

基于“雨课堂”的《电机与拖动基础》课程教学实践

“雨课堂”是一种新型智慧教学工具,通过连接师生的智能终端,将课前-课上-课后三个环节紧密结合。“电机与拖动基础”课程基本概念多,理论性强,涉及电、磁、热、机械等综合知识,学生难以理解和掌握。本文研究基于“雨课堂”的“电机与拖动基础”课程教学方法,将“雨课堂”的线上、线下混合教学方法应用到该课程的教学改革中,提高学生的参与意识,互动能力和学习积极性,取得了较好的教学效果。     

永磁容错电机的直接转矩控制策略

针对六相永磁容错电机及其驱动拓扑的特点,深入研究永磁容错电机电压空间矢量的分布规律,确定其选择原则,并设计了永磁容错电机的磁链和转矩估计观测器。详细分析系统在正常态和故障态时综合电压空间矢量对磁链和电磁转矩的影响,确定开关电压矢量的扇区和选择表,从而建立了具有容错能力的直接转矩控制策略。通过对一套750W六相永磁容错电机及其控制系统进行绕组断路和短路故障实验,表明系统发生单相断路或者短路故障时,电机输出转速和有功功率基本不变,实现了容错控制,进而证明了该控制策略的正确性及可行性,这为应用于高可靠性航空用电动燃油泵系统奠定基础。     

基于三相四桥臂的永磁容错电机控制系统研究

针对高可靠性和高输出性能要求的航空用电机驱动系统,提出了基于三相四桥臂的永磁容错电机控制系统。通过电流解耦,对电机绕组中的交直轴电流及零轴电流进行分析,提出了恒iq,id控制算法。该算法可以实现电机及其控制器发生一相断路或短路故障(包括绕组故障和功率管故障)时,系统输出的功率和转速不变,而故障态的转矩脉动最小化输出。MATLAB仿真证明了该控制策略的正确性及可行性。     

坦克用高压两级式矢量控制策略研究

在坦克供电系统中一般为电压等级为900V直流母线电压,传统SVPWM策略需采用两电平高压变频器,以增加功率管数量来承受系统的高压,带来了器件的均压、均流等问题,同时输出电压中谐波含量较高,功率管开通关断也会引入较大的电压尖峰。因此,本文先针对SVPWM输出的PWM波谐波进行了分析,得到了针对THD的最优调制比。提出前级BUCK变换器,后级为三相全桥逆变器两级式拓扑,对比分析两级式拓扑的控制策略与传统单级式控制策略在高压条件下的性能优劣。最后,进行了仿真和实验,结果显示两级式拓扑的永磁同步电机控制策略相比于传统基于三相全桥逆变器的永磁同步电机控制策略,THD得到改善。     

基于电网谐波电压前馈的虚拟同步整流器电流谐波抑制方法

虚拟同步机技术可使电力电子变换器表现出类似同步电机的阻尼和惯量特性,从而促进电源或负荷与电网的友好交互。然而,因实际电网运行工况较为复杂,电网电压畸变将导致虚拟同步变换器的并网电流发生严重畸变。为此,该文提出一种适用于畸变电网下的虚拟同步整流器电流谐波抑制方法。首先,运用阻抗分析法,研究电网谐波电压对虚拟同步整流器并网电流的影响机制;其次,基于阻抗分析,提出一种电网谐波电压前馈的方法,通过增大谐波频率处的网侧阻抗,削弱电网谐波电压对并网电流的影响,实现对电流谐波的抑制;最后,采用小信号分析法,研究前馈因子的取值方法,并评估系统的稳态与动态性能。仿真和实验结果证明了该研究方法的正确性和有效性。