基于DSP的旋转变压器解码系统设计

设计了一套基于TMS320F28335的正余弦旋转变压器解码系统。分析了正余弦旋转变压器的基本工作原理;给出了该解码系统硬件设计方案,对激励信号产生和调理电路、正余弦信号调理电路进行了具体分析;设计了位置解码软件系统,详细分析了解码算法,并给出了软件流程图;最后对整个系统进行了实验验证,结果表明利用该解码系统能够精确获得永磁电机转子的绝对位置,具有实用性。     

基于DSADC的旋变位置解码系统设计与研究

传统电机旋变位置检测需专用解码芯片对信号解码,得到电机转子位置,或利用DSP产生激励信号,并设计相应调理电路,对返回信号调制滤波,得到包含转子位置信息的正余弦信号,再由DSP采样计算转子位置。DSADC (Δ-Σ模数转换)外设模块含有高频激励产生以及对高频信号采样、调制、滤波、积分等硬件功能,可在芯片内部实现旋变信号解码。分析了旋变的基本工作原理,利用TC275 DSADC产生旋变激励信号,并对旋变返回信号进行调制滤波,通过角度辨识算法解算出转子位置信号,并以旋变解码芯片解码结果为基准,对旋变解码系统功能进行验证,实验结果证明了该系统的正确性和实用性,避免了专用解码芯片的使用,可减少开发成本。     

正余弦编码器细分装置的设计

所设计的正余弦编码器细分装置将位置传感器产生的与角度位置成正余弦关系的电信号,采用正切算法计算角度并进行偏差补偿,得到精确的角度位置信号。完成了基于DSP的正余弦编码器角度位置细分装置的软硬件设计,采用全差动放大器件接收差分信号,高速ADC转换芯片+FPGA+DSP实现了区间划分和对信号的细分计算、偏差补偿以及转向判别,使装置具有了信号采集、数据计算和结果输出功能,可用于角度的高分辨率测量。     

多模式磁偏码器设计

为了提供电动机伺服控制所需要的不同模式的位置信号而设计的磁编码器采用了一种全新的双磁钢复合磁路结构。利用2S-10芯片的三轴霍尔效应,感应平行芯片表面的磁场,把磁信号转换成正余弦电信号;在对原始信号误差进行理论分析的基础上,通过DSP对原始正余弦信号进行误差补偿并对角度进行反正切运算,实现增量模式、PWM模式和同步串口模式信号;三步锁定型开关霍尔元件输出无刷直流电机换相信号,最终实现了3种模式信号同时输出。信号右达8位精度、10位分辨率。     

永磁同步电机旋转变压器解码算法优化设计

针对旋转变压器解码电路误差对永磁同步电机(PMSM)转子位置检测精度的影响,深入分析了解码电路工作原理,基于角度/速度观测器,设计了一种高精度快响应的旋转变压器信号估算方法。电路采用低电压运放MCA33202对旋变输出正弦和余弦信号进行解码,基于解码后的估算角度构建了单位反馈闭环系统,优化了解码电路关键器件参数,提高了PMSM转子位置检测精度。通过1台2.5 kW高速PMSM验证了该算法的有效性和可行性。     

正余弦编码器细分算法误差分析及补偿

针对正余弦编码器产生的信号存在偏差导致测量不够精确的问题,分析了含有直流偏置、幅值偏差、相位偏差时,构造的正切函数的相位变化情况,通过计算及仿真求得了变化的最大值;分析计算了偏差对测量角度的影响,以此确定具有最大影响的偏差;提出了相应的偏差补偿方法以减少测量结果的误差.采用Matlab软件计算对比了补偿前、后的测量结果,验证了补偿算法的有效性.     

压力变送器温度补偿技术研究

对压力变送器误差补偿原理进行深入研究,采用BP神经网络算法对由温度变化造成的压力传感器输出结果的误差进行补偿。首先分析压力变送器测量影响因素,建立神经网络补偿模型,其次通过部分实验样本数据进行训练得到具体神经网络结构,并通过剩余实验样本数据验证神经网络的有效性。实验结果表明,该方法有效的抑制了温度对压力传感器输出的影响,提高了传感器测量结果的稳定性和准确性,可以在变送器设计、生产中采用该方法进行温度补偿。     

考虑信号幅值和正交误差的旋转变压器解码算法

在传统同步参考坐标系锁相环(SRF-PLL)解码算法的基础上介绍了一种双同步参考坐标系锁相环(DSRF-PLL)解码算法。由于旋转变压器在实际应用中受本体设计及信号处理电路的影响,其输出往往为包含误差的非理想信号,其中幅值不平衡和相位非正交误差占主要地位。DSRF-PLL算法将非理想信号分解成一个正序电压分量和一个负序电压分量,通过双同步坐标系(DSRF)和解耦网络结构单元来达到消除幅值不平衡和相位非正交两种误差的目的。在MATLAB/Simulink环境下搭建仿真模型对DSRF-PLL解码算法进行了仿真验证。仿真结果表明该算法在抑制旋转变压器输出幅值平衡和相位非正交误差方面的有效性。     

同步自整角机自动测试系统测角误差研究

同步自整角机自动测试系统被用于精确测量同步自整角机的旋转角度,其角度测量误差是该系统的主要性能参数。对此,本文基于神经网络对该系统的测角误差进行了分析与补偿,从而减小角度测量的误差。首先介绍了这种测试系统的测角原理,然后分别对系统内SDC轴角数字转换芯片输入信号的幅度失配、相位不正交、与激磁信号不同相等问题进行了建模并获得误差表达式。最后,在误差补偿方面,分别从硬件和软件角度进行减小和补偿误差：硬件部分通过设计滤波移相电路以滤除高频噪声从而减小误差;软件部分提出了基于BP神经网络的误差补偿措施。通过实验数据的分析,采用16位转换器的同步自整角机自动测试系统的测角精度为0.3′,并且经过误差补偿后同步自整角机自动测试系统的测量误差小于±6′,满足精度设计要求。     

具有误差抑制功能的磁编码器解码算法研究

磁编码器作为一种广泛使用的电机转子位置测量装置,其测量精度对整个控制系统的性能有着重要影响。为了提高转子位置测量精度,采用双二阶广义积分器-锁相环(DSOGI-PLL)解码算法提取磁编码器输出信号的正序分量,抑制磁编码器输出信号中存在的幅值误差和相位误差。针对传统二阶广义积分器(SOGI)无法抑制直流偏置误差的缺陷,提出改进型二阶广义积分器(ISOGI)以消除直流偏置误差,提高磁编码器解码精度。仿真和试验结果验证了所提方法的有效性。     

High Precision On‐Line Offset Correction for Motor Angle Sensors

In this paper, an angle detecting system is proposed that calculates the offset correction values for the sine and cosine signals of angle sensors. The offset correction values are calculated not from the offset errors of the sine and cosine signals but from the 1f angle error (the fundamental frequency component of the sine and cosine signals) of the angle signals. Therefore, the system can correct the 1f angle error even when the sine and cosine signals contain the double‐frequency components of the sine and cosine signals, as well as the dc offset errors. Moreover, it is possible to use low‐cost microcomputers with low computing speed, because the offset correction values are dc quantities.     

基于傅里叶算法的衰减直流分量消除的研究

针对消除衰减直流分量算法中,存在用时长和误差大的缺陷,提出一种在假定输入信号只含有基频分量、衰减直流分量和各整次谐波分量的情况下,对全波傅里叶算法进行改进.其基本原理是对衰减直流分量的正弦、余弦分量的系数进行补偿,消除衰减直流分量对全波傅里叶算法的影响.并用Matlab对算法进行仿真,从仿真结果可以看出,在不考虑非整次...     

基于正弦与余弦优化算法的配电网故障区间定位

快速准确地定位配电网故障区间对缩短故障停电时间和恢复电网运行具有重要的意义。提出了基于正弦与余弦优化算法(Sine Cosine Algorithm, SCA)的配电网故障区间定位方法。SCA算法通过简单的正弦与余弦函数模型即可实现优化问题的全局快速搜索,具有原理简单,容易实现,搜索能力强等特点。算例对比分析了SCA算法定位结果的快速性与准确性,探讨了算法参数对定位结果的影响。仿真结果表明,SCA算法在单点与多点故障并伴有信息丢失畸变等情况下均表现出了良好的优化性能。     

Frequency measurement of distorted signals using Fourier and zero crossing techniques

An approach to the design of a digital algorithm for network frequency estimation is proposed. The algorithm is derived by using the Fourier and zero crossing techniques. The Fourier method is used for digital filtering and the zero crossing technique is applied to the cosine or sine components of the original signal, which is usually corrupted by higher harmonics. The algorithm showed a very high level of robustness as well as a high measurement accuracy over a wide range of frequency changes. It can be used for frequency tracking in power networks when higher harmonics are present in the voltage or current signals. The theoretical basis and practical implementation of the technique are described. The performance of the developed algorithm has been verified by the computer simulations, and the field and laboratory tests.     

基于CORDIC算法在现场可编程门阵列中正余弦运算的优化实现

针对变流器的控制器设计中正余弦运算过度占用控制芯片存储空间的问题,提出了一种改进的基于坐标旋转数字计算(CORDIC)算法在现场可编程门阵列(FPGA)中正余弦运算的优化实现方法。方法中将CORDIC算法的旋转角度由0~360°缩减为0~90°,取消了反正切查找表,大大降低了系统的迭代级数,并且通过将迭代缓存值的数据宽度拓宽一位,取消了原有方法中移位相加的溢出保护电路。Simulink仿真与现场可编程门阵列(FPGA)试验结果表明,方法不占用芯片存储资源,进一步降低了对芯片逻辑资源的占用,同时还提高了算法的运算速度,并具有较高的运算精度。     

噪声中正(余)弦信号相位差的检测

若两路正（余）弦被测信号含有加性噪声,要准确测量其相位差必须要采取一定措施消除噪声的影响。用正交双通道处理技术对此两信号进行互相关函数处理,可以检测出被噪声淹没的正（余）弦信号的相位差。     

基于互相关算法的旋转变压器角度解算方法

提出基于快速互相关算法的旋转变压器角度解算方法。采集略多于一周期的旋转变压器激励信号、定子正弦信号和定子余弦信号。利用四参数最小二乘法计算激励信号频率的精确值,用此频率构造一个任意幅值的正弦信号,将其与激励信号,定子正弦信号、定子余弦信号分别进行互相关运算滤除噪声。通过搜索除噪激励信号、定子正弦信号、定子余弦信号的最大值点和索引值得到信号的幅值和相位,再查表并计算出360°范围内的角度值。算法应用的通用性强。仿真和工程应用表明该方法有很高应用价值。     

融合测距修正和哈里斯鹰优化的DV-Hop定位算法

针对传统DV-Hop定位算法在无线传感器网络节点定位时精度偏低的问题，本文提出了一种基于测距修正和哈里斯鹰优化算法的DV Hop改进算法。该算法采用多通信半径调整网络节点最小跳数，利用最小均方差和权重因子优化网络节点平均跳距，采用改进的哈里斯鹰算法替代最小二乘法进行位置计算，引入Tent混沌映射、精英群体制度和正余弦优化策略以避免算法过早陷入局部优化，通过最优解求解得到网络节点近似坐标值。仿真结果表明，在不同条件下，改进算法与传统DV-Hop算法和ABCDV-Hop算法相比能够具有更好的定位能力，节点定位误差平均下降20.13%和7.74%，定位精度较高。     

基于改进WOA优化BP神经网络的车用PMSM参数辨识

基于改进WOA优化BP神经网络的车用PMSM参数辨识     

Modeling and controller synthesis for the cascaded H-bridge multilevel active power filter with ADALINE-based identifiers

This paper presents the averaged state-space modeling and controller synthesis methodology for the cascaded H-bridge multilevel active power filters (CHB-APFs). The accurate harmonic current compensation and dc-link stabilization among the individual H-bridge modules are crucial problems for the CHB-APF, which is the prerequisite for the global stability of the system. In this study, a novel voltage balancing algorithm is devised by splitting the dc-link control task into two parts, namely, the average voltage control and the voltage balancing control, where the sine and cosine functions of the phase angle of the fundamental grid voltage are used, respectively. To ensure accurate phase tracking, a novel phase-locked loop algorithm is proposed by using the adaptive linear neural network (ADALINE). Moreover, a separate ADALINE identifier is applied for reference current generation, and the proportional-resonant controller is used for current tracking. The simulation results obtained from the Alternative Transient Program (ATP/EMTP) are provided under dynamic reactive power compensation and active filtering scenarios. The experimental results from the prototype system are also presented, which verifies the effectiveness of the devised algorithms.