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矢量控制高性能异步电机速度控制器设计 总被引:1,自引:0,他引:1
由于异步电机的矢量控制算法比较复杂,要达到高性能控制的目的,必须使用双DSP。为解决这一问题,利用现场可编程门阵列(FPGA),设计一种智能控制器,完成一系列复杂控制算法:速度PI调节、电压空间矢量脉宽调制算法、Clark变换、Park变换、电流磁链转换等,实现了异步电机矢量控制速度控制器的专用集成电路。实验结果表明,该速度控制器在低速与高速运行状态下均有良好的动、静态性能。 相似文献
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针对高性能伺服控制器对复杂的控制算法以及较小延时的需求,研究了一种基于FPGA和DSP的高性能伺服控制器设计方法。FPGA完成电流环、坐标变换、空间脉宽矢量调制、电流位置读取,DSP则负责速度环、位置环和上位机通信,使系统既能实现复杂的控制算法,又能将延时控制到最小,从而保证控制器的最佳性能。此外,详细介绍了两者之间的通信方式以及三环控制器设计。试验数据结果表明,伺服控制器速度环带宽能达到100 Hz,额定转速下稳速精度在1 r/min以内,定位精度能达到0.02°,证实了该控制器结构的实效性。 相似文献
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针对数字伺服控制算法及片上系统集成技术的问题,依据矢量控制和伺服系统设计理论,建立了磁场定向矢量控制器、速度控制器和位置控制器等高性能IP核模型,开发了坐标变换、速度测量、SVPWM、反时限保护、PID调节器、电子齿轮、前馈控制及滤波器等关键算法模块,详细规划了各模块的调度时序。在此基础上,进一步集成了RISC微处理器模块,并采用时分复用设计方法,在FPGA工艺平台中最终实现了多轴伺服控制器片上系统。实验结果表明,该芯片能够接收脉冲命令、模拟命令或数字命令,既可以工作在位置控制模式,也可以配置为速度伺服或力矩驱动模式,每个轴的运行是相对独立的,并且控制参数在线可编程。 相似文献
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该文给出了一种永磁同步主轴电机无速度传感器伺服控制器的硬件设计方案,并在一片现场可编程门阵列FPGA中得到验证和实现.该方案综合运用了励磁电流id为0的矢量控制、速度PI调节、励磁电流PI调节、转矩电流PI调节、转子位置和速度估计、带死区的电压空间矢量调制等.电流环和速度环的采样频率可达20kHz和2kHz,设计的伺服控制器利用通信接口,可以在线设置永磁同步电机和各种控制参数.在主轴驱动系统中的实验结果表明,转子位置和速度估计准确,系统有良好的动、静态性能,最高转速可达8000 r/min.这种系统可以广泛应用于计算机光驱、硬盘、DVD、数控机床、智能机器人等主轴驱动系统中. 相似文献
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在感应电机矢量控制系统中,传统电流PI控制器在电流频率增加较大时,d,q轴电流的耦合程度加深,出现电压饱和现象等问题限制了系统响应速度的提升。提出一种基于复矢量解耦的电流PI控制器,控制器采用复矢量解耦与抗电压饱和结合的控制算法,仿真和实验结果表明该调节器有效提高了电机的电流动态响应能力和加重载时的速度稳定性。 相似文献
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有限控制集模型预测电流控制(FCS-MPCC)算法对永磁同步电机(PMSM)的8个电压矢量进行预测计算,根据建立的成本函数选择出最优电压矢量并应用,计算量较大。针对该问题,提出一种基于先择扇区原则的改进型模型预测电流控制算法。该算法减少了计算的电压矢量数,缩减了计算时间,对微处理器的性能要求降低。将控制外环速度环的PI控制也改为模型预测控制设计了二阶扩展状态观测器,改善了速度控制的动态性能,电机的速度控制响应更快。以PMSM控制的摇臂装置为研究对象,建立仿真模型,并搭建相应的实验平台,仿真和实验验证了该算法的伺服动态响应性与稳定性。通过实验证明了双环MPC算法比双环PI算法对逆变器的损耗更小,温升更低。 相似文献
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在一些高性能的驱动场合,电流耦合、控制量饱和和惯量扰动的存在是造成伺服系统控制性能变差的重要原因。为改善该种情况,分别对永磁同步电机矢量控制系统的电流环、速度环进行设计。电流环采用了双口三自由度内模控制结构,一方面实现了对定子电流交叉耦合电势的完全解耦,另一方面,通过适当的设计双口控制器,可以使系统拥有更好的伺服跟踪、扰动抑制和抗积分饱和性能。速度环采用参数自校正PI控制器,设计目标是解决工程实际中电机及其负载转动惯量变化导致的系统超调和稳态抖动问题。仿真结果表明,双口三自由度内模自适应控制器可以在同一矢量控制系统中实现稳定工作,系统具备更好的控制性能。 相似文献
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基于FPGA的三相锁相环实现 总被引:5,自引:1,他引:5
提出一种基于可编程逻辑阵列(FPGA)实现三相锁相环(PLL)控制器的全数字化方案。在单片FPGA中,采用硬件描述语言VerilogHDL实现了包括d,q坐标变换、PI调节器、压控振荡器(VCO)模块及其它实验用模块的三相锁相环控制算法。基于Simulink的仿真结果显示,在三相电压频率突变时,三相锁相环对输入信号频率和相位锁定时间小于两个基波周期的,稳态误差小。基于FPGA硬件逻辑实现的三相锁相环控制器实验结果表明,在三相电压畸变的输入下,动态和静态特性良好,对非线性负载和测量引起的谐波、直流偏移等干扰也不敏感,这种控制器能够满足柔性速度系统(FACTS)装置对电压和相位信息实时性和准确性的要求。 相似文献
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介绍了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)和直接数字频率综合(DDS)技术的步进电动机速度控制器纯硬件设计方法,完全独立于主机运行。应用DDS技术可实现相位连续的快速频率切换。FPGA设计硬件结构具有可重构性,详细介绍了各子电路的设计原理,行给出了仿真结果。 相似文献
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针对PID控制器参数固定而引起永磁同步电机(PMSM)位置伺服系统控制效果不佳问题,设计了基于细菌觅食优化算法的模糊控制器。该位置控制系统是以空间矢量控制为理论基础,由位置环、速度环、电流环构成的PMSM三闭环控制系统。在MATLAB/Simulink环境中将模糊控制器应用在系统位置环上。对比仿真结果发现,参数优化后的模糊控制器在系统位置环的作用更加优越,完全克服了传统PID控制器的缺点,能有效提高电机位置控制的快速性和准确性。 相似文献
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电压型逆变电源输出电压IMC-PID控制技术研究 总被引:4,自引:0,他引:4
提出了一种带PD输出电压瞬时值反馈内环的内模控制(internal model control, IMC)-PID电压型逆变电源控制方案:PD瞬时值反馈内环提高系统的动态性能,IMC-PID外环保证系统的稳态性能。给出了详细的基于极点配置的内环PD控制器和外环IMC-PID控制器设计步骤和方法。该方案只需检测输出电压,控制器结构简单,分析设计容易。仿真和实验结果表明该控制系统不仅具有优良的动、稳态性能,而且有很强的鲁棒性。相对电压、电流双环控制方案而言,该文提出的方案控制器结构和分析更加简单,成本更低,鲁棒性更强。 相似文献