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。  

准无位置传感器永磁同步电动机驱动系统中霍尔传感器位置检测误差的分析及解决方案

结合一套只采用2个低成本霍尔传感器的永磁同步电动机驱动系统，文中分析了准无位置传感器方案中的位置检测误差，给出了误差的补偿方法。为充分抑制位置检测误差，采用了一种基于3D有限元分析的方法，评价并实际确定了永磁同步电动机中霍尔传感器的安装位置。最后通过实验证实了相关的3D有限元分析结果。  

惯性飞轮电机力矩伺服控制系统

惯性飞轮是航天空间飞行器姿态控制系统的执行元件。姿态控制需要对惯性飞轮做四象限力矩伺服控制。本文采用双重电流闭环方法，即同时进行桥壁脉宽调幅与三相半桥脉宽调制综合控制，实现了飞轮电机的四象限精确力矩伺服控制。  

方波无刷直流电动机的最佳换向逻辑

对于方波无刷直流电动机来说,不同的换向逻辑将直接影响其出力和力矩平稳性指标。本文介绍了这类电机位置传感器及正反转逻辑的设计准则,提出了实现换向逻辑的基本途径。  

飞轮储能分布式电能控制技术放电部分的仿真研究

采用集中式供电的电力供应存在着几方面的问题，飞轮储能技术是实现分布式能源技术的一个较好方案，建立了飞轮储能系统放电部分的仿真模型，包括机械能转电能，Boost电压提升电路以及DC-AC逆变过程实现50 Hz交流电。仿真结果表明所建立的仿真模型是正确的，该模型可为直流无刷电机/发电机的设计提供参考依据，在此基础上并为Boost电路和DC-AC转换过程的数字信号处理器控制提供技术上的指导。  

无刷直流电机换相力矩波动抑制

针对无刷直流电机换相时产生力矩波动的问题,在分析了各种电流采样方式和目前广泛应用PWM控制器的转矩脉动抑制方案基础上,提出了一种新型的电流采样拓扑结构,采用单电流传感器实现了力矩电流的检测,以此建立了通过力矩电流闭环来调节直流母线电压的无刷直流电机控制系统模型,并分别给出了电机在低转速及高转速下的数学仿真分析和实验论证。仿真和实验结果表明:力矩电流采样拓扑结构实现了对产生力矩的电流的准确采集;通过在电机高速和低速运行时动态改变母线电压,保持了关断相电流和开通相电流变化速率的平衡,消除了换相所引起的力矩波动。  

永磁同步电机转子位置与速度预估

针对永磁同步电机(PMSM)无位置估算算法复杂,易受干扰的问题,提出一种基于滑模观测器(SMO)来预估转子位置和速度的新方法.通过对静止坐标系下反电势(EMF)分量的估算,提取了转子位置信息,采用锁相环(PLL)的方法得到转子位置和速度,补偿了角度预估中产生的相位滞后,构建了Lyapunov函数证明滑模观测器的收敛性,解决了无位置预估算法中鲁棒性差、算法复杂的问题.通过建立PMSM全数字无位置传感的矢量控制系统平台,对该方法做了详细验证.实验结果表明:该方法解决了系统在暂态下估算转子位置不准确且容易受到干扰的问题,具有很好的鲁棒性,预估转子位置准确且易于工程实现.  

基于两相正交开关霍尔传感器的混合型转子位置预估方案的FPGA实现

提出了一种利用两相正交的锁定型开关霍尔传感元件对正弦波永磁同步电动机转子位置进行预估计的新型数字电路设计方案,并进行了误差分析,最后在可编程逻辑器件FPGA上完成了布局布线和时序验证.仿真和实验结果表明稳态时能够获得比较高的位置精度,而且性价比比较合理,可以与其他功能模块或IP芯核相结合应用在低成本的简易正弦驱动场合.  

基于FPGA的交流伺服驱动系统的设计与实现

提出了一种基于旋转变压器的全数字交流伺服系统设计方案。采用VerilogHDL硬件描述语言及EDA工程设计方法,将一个完整的永磁同步电机的矢量控制算法集成在一片FPGA上,实现了电机系统的高密度、小型化设计,其在航空、航天等高性能伺服系统中有较大的实用价值。论文详细介绍了位置、速度检测单元,矢量变换单元,PI调解器,SVPWM单元等基本模块的结构和设计方法。实验结果表明,该系统具有良好的动态和静态性能。  

双三相永磁同步电机的建模与矢量控制

针对相移30°Y型连接双三相永磁同步电机,分别采用双d-q变换和矢量空间解耦的方法建立了电机的数学模型,前者从两套三相子系统的角度给出了电磁转矩的表达式以及两套绕组之间存在的耦合关系,后者则揭示了不同的电流谐波分量对机电能量转换所产生的不同的作用.根据两种不同的模型搭建了两套双三相永磁同步电机矢量控制系统,通过对两种控制策略的比较分析,指出了两者之间的内在联系和在控制效果上的等价性.开环的仿真实验对两种建模方法的一致性进行了验证,而闭环的仿真和实验结果则表明两种矢量控制方案在相同的控制参数下具有一样的控制性能.