基于无位置传感器电机控制方式的人工辅助心脏控制器研究

研究了一种无位置传感器电机控制器,该控制器采用了反电动势过零检测技术、"三段式"起动技术、自举驱动技术和大量高集成度芯片,在控制器可靠工作的前提下,减小控制器的体积和重量,满足了人工辅助心脏项目的要求。     

无位置传感器无刷直流电机驱动系统设计

传统的永磁直流无刷电机往往采用位置传感器来确定转子的位置,不仅增大了电机的安装体积,增加了成本,而且降低了电机的可靠性。无位置传感器无刷直流电机控制技术可以解决安装位置传感器给系统带来的工艺复杂、受工作环境限制等诸多问题,同时可以提高系统可靠性和抗干扰性能。因此,在小型轻载条件下,无位置传感器无刷直流电机成为理想的选择并具有广泛的发展前景。针对一种小型三相无位置传感器无刷直流电机,设计驱动控制系统,能够实时调节并反馈被控电机转速。同时系统提供隔离串口通信功能,方便与外部控制器或相关设备连接通信,实现系统的扩展与应用功能。设计系统具有体积小,成本低,电路稳定可靠,发热损耗低等方面优点。     

双馈感应电机11电平逆变器系统研究

为使双馈感应电机运行更平滑稳定、性能得到提高而进行研究,发现逆变器输出电平越高,越类似正弦波,电机特性越好。鉴于此,介绍了11电平逆变器驱动双馈感应电机的系统,通过给双馈电机一端接不对称4电平逆变器,另一端接对称3电平逆变器来实现11电平。该方案不会产生中性点纹波,与一系列H桥相比,使用了较少的直流电源。采用多级载波SPWM进行驱动,将基于调速范围的固定直流偏置电压加入参考波形,来产生所需电平数,可减少逆变器开关数目。     

双馈感应电机11电平逆变器系统研究简

为使双馈感应电机运行更平滑稳定、性能得到提高而进行研究,发现逆变器输出电平越高,越类似正弦波,电机特性越好.鉴于此,介绍了11电平逆变器驱动双馈感应电机的系统,通过给双馈电机一端接不对称4电平逆变器,另一端接对称3电平逆变器来实现11电平.该方案不会产生中性点纹波,与一系列H桥相比,使用了较少的直流电源.采用多级载波SPWM进行驱动,将基于调速范围的固定直流偏置电压加入参考波形,来产生所需电平数,可减少逆变器开关数目.     

无位置传感器直流无刷电机控制的研究

针对有传感器无刷直流电机的体积大、受环境影响等缺点,本文对无位置传感器直流无刷电机控制进行了相关的研究,根据无位置直流无刷三相电机的基本工作原理和电机转子反电动势的过零变化规律,结和PWM控制技术和电机绕组反电动势检测技术,采用DSP控制器设计无位置传感器直流无刷电机控制电路和控制方法,实践证明本设计结构简单,运行稳定可靠.     

基于无位置传感器的永磁同步电机硬件在环仿真研究

针对DSP控制器对未安装位置传感器的永磁同步电机的控制效果问题、三相逆变器的功率管发生故障时电机的运行状况变化问题,对永磁同步电机的数学模型、电机的速度和位置估算方法(即模型参考自适应方法 MRAS)进行研究。在没有实体永磁同步电机和逆变器的情况下,提出搭建硬件在环半实物仿真平台的方法。借助MATLAB/Simulink以及实时仿真软件RT-LAB搭建永磁同步电机数学模型、逆变器模型和硬件接口模型,此模型作为硬件在环系统的被控对象;电机控制器是TMS320F28027系列DSP,在控制器上运行MRAS速度位置估算算法和FOC磁场定向控制算法;在硬件在环仿真平台上完成无传感器控制算法验证、模拟逆变器发生不同类型故障时电机的工作状况。研究结果表明:硬件在环半实物仿真平台能够用于无位置传感器控制技术的控制功能验证、模拟逆变器故障状态,为优化控制器算法奠定基础。     

基于PIC16F877A单片机的光伏水泵系统设计

针对传统光伏水泵系统效率低下、生产成本较高等问题,开发了一套基于PIC16F877A单片机的光伏水泵系统.通过利用线电压实时计算反电动势方法来识别转子位置,解决了无位置传感器无刷直流电机(BLDCM)换相问题,节约系统制造成本;通过智能功率模块(IPM)驱动电机,减小控制器体积.实验结果验证了设计的正确性,且实验结果表明该系统具有效率高、成本低、体积小、重量轻、运行稳定且兼具完善的保护等优点,提出的反电动势法辨识转子位置精度高,可以在较宽转速范围内实现对BLDCM的控制.     

基于磁链函数的无刷直流电机转子位置检测方法研究与实践

位置传感器控制方式尽管会导致转子位置检测的精确度有所降低，但它使系统能够在高温、高湿、具有腐蚀性的环境中可靠运行，同时降低电机成本，使电机结构变得更简单。借助于一个与转速无关的磁链函数进行转子位置检测，作了一些假定如电机具有理想的梯形波磁场等，理论上适用于整个速度范围，并且这种方法主要借助于具有强大运算能力的DSP来实现，所需硬件电路少，可以减小驱动控制板的体积。国内对这种方法的研究还只限于方案阐述、仿真分析。     

一体化单摆臂悬架-同步带传动轮边电驱动系统的设计与分析

现有分布式驱动电动汽车的轮边驱/传动系统簧下质量笨重、系统成本过高,成为制约其技术进步和推广应用的主要瓶颈。本文通过对轮边电机、同步带传动装置与单摆臂悬架一体化机构的结构设计与分析,提出了有效减小轮边驱/传动系统垂向振动负效应的机构原理,并进行了单摆臂悬架系统运动学仿真,验证了轮边电驱动系统质心位置对汽车平顺性有较大影响。     

基于测力传感器的电动手推车控制系统研究

设计了一种电动手推车,介绍了手推车的结构和工作原理,手推车采用两后轮独电机驱动。设计了以D SP芯片TM S320F28069为核心的控制系统。通过测力传感器采集推力值作为手推车运行速度的参考值。采用双闭环P ID控制策略,实现手推车驱动电机调速,根据两侧给定与反馈信号的误差值分别进行P ID运算,分别得到两侧驱动电机的控制量,实现左右驱动轮独立运行,为电动手推车的运动控制提供了很好的控制平台。采用光电传感器为防碰撞传感器,确保手推车安全运行。实验表明,该系统满足电动手推车控制的要求。     

改进扰动观测优化轮毂电机无位置控制

为提高车体内置式轮毂永磁同步电机驱动系统的控制可靠性,针对传统扰动观测造成的噪声放大问题,提出基于改进扰动观测器的反电动势电机无位置传感器控制算法,算法将电流反电动势作为观测干扰量进行建模,以实现扰动准确估计,进而通过反正切估计转子的精确位置,同时基于转子速度进行位置误差补偿,实现无位置传感器电机的鲁棒控制,仿真实验表明,改进算法在在电机不同工况和负载下能准确估计转子位置,具有较好的适应能力和位置跟踪补偿能力,验证了算法的有效性。     

基于Matlab的重型数控机床双电机消隙的仿真

为了提高重型数控机床的动态精度和稳态性能,减小齿隙在系统中带来的负面影响,首次对重型数控机床采用双电机控制,利用机理分析法分析了齿轮啮合动力学原理,通过齿隙特性的分析,建立了含齿隙单电机及双电机的伺服驱动系统模型和含齿隙双电机的动力学模型,采用仿真软件Matlab对伺服驱动系统模型进行仿真.比较了含齿隙单、双电机伺服驱动系统的动态特性,得出双电机驱动的性能优于单电机.     

基于SMO的开关磁阻电机无位置传感器控制仿真研究

针对开关磁阻电机中位置传感器的引入用所带来的结构复杂程度以及系统的成本的提高、电机可靠性以及坚固性降低等问题,提出了一种新的基于滑模观测器的开关磁阻电机无位置传感器控制方法:采用五点法磁链模型,结合滑模观测器实现了转子位置无位置传感器控制。该方法以转速以及电机转子位置作为状态变量,以实际磁链以及估算磁链的偏差作为滑模面,构建出了滑模观测器,对转子位置进行了间接检测。然后利用Matlab仿真软件搭建出了12/8极开关磁阻电机的仿真模型,并在Simulink环境下对开关磁阻电机进行了仿真研究。研究结果表明,所给出的无位置传感器控制方法可以有效地估算出电机的转速以及转子的位置,测量得到的转子位置误差小,具有较好的鲁棒性以及抗干扰能力,动态性能较好。     

水下机器人关节电机驱动系统研究

针对水下机器人关节电机驱动系统体积和功耗大的问题,根据对其系统原理和结构的分析,提出了一种采用高集成度器件、小型封装、多层印制电路板、低功耗器件、电能管理等方法来减小其体积和功耗的方法。研制了一套水下无刷直流电机驱动系统,该系统包括驱动电路、控制算法与控制界面,测量了驱动电路的面积和功耗值,并进行了速度伺服实验。研究结果表明:驱动电路的面积减小到仅为8.2 cm2,可以将其直接装入电机中;驱动系统的静态功耗和动态功耗分别为0.24 W和0.5 W,满足水下作业时的低功耗需求;电机装入操作臂时,给定120 r/min参考转速,电机能够在1 s内稳定,并准确地跟踪给定转速,完成水下作业任务。     

车用空调系统中无位置传感器技术的应用

为了适应电动汽车的发展要求,同时解决汽车现有空调驱动系统效率低的问题,研究了一种适合汽车电动空调使用的驱动系统。该系统采用无位置传感器无刷直流电机技术,并已成功应用于电动汽车、工程车辆等多个领域。在驱动器设计中,使用了一种基于反电动势过零点检测的无位置传感器控制技术,对于因启动负载过大或者负载突变引起的转子位置检测误差等问题,提出了一种附加过零点异常情况判断的过零位置修正方法。研究结果表明,该驱动系统能够很好地满足车用空调运行要求,同时过零点位置修正方法的加入对于提高电机和压缩机启动时的成功率和正常运行时的稳定性是非常有益的。     

一个双连杆平面柔性机械臂系统

介绍了双连杆平面柔性机臂系统的总体结构及工作原理,包括传感器接口,数据采集与处理,伺服电机的驱动,系统的保护和抗干扰等,实际运行表明系统性能良好。     

电子驻车制动控制单元改进设计及验证

传统电机驱动方式采取单独电源处理芯片、双电机驱动芯片、双H桥驱动,占用空间较大,成本较高。为了解决此问题,采取TI的集成电机驱动芯片TPIC7710结合继电器方式,最大限度降低成本、节省空间的同时提高了系统的可靠性。经功能测试台验证,完全满足设计要求。     

双电机消隙技术在串联机械臂中的仿真与应用

典型非线性齿隙广泛存在于机器人伺服系统中，为了减小齿隙对系统性能的影响，对串联机械臂采用双电机主从驱动消隙技术。首先基于双电机消隙系统的基本原理及结构建立了齿隙弹性死区非线性模型；然后根据双电机系统的动力学推导公式，建立了所采用的双电机偏置力矩消隙控制策略的Simulink模型，并给出了系统的算法框架及伺服系统硬件电路原理；最后根据实际工程设计参数数据进行原理仿真，并通过激光跟踪仪对采用双电机消隙技术的串联机械臂系统进行精度测试实验验证。仿真及实验结果表明：建立的数学模型能够反映实际系统的基本特性；工作空间为4.5 m的串联机械臂末端精度达到1.2 mm，满足工程应用性能指标要求。     

开关磁阻电机技术及其在离心机中的应用

本文描述了一种新型离心机及其电机驱动系统,其中,电机驱动系统包括：开关磁阻电机、位置传感器、微机控制器、功率变换器。其中微机控制器与传感器相连,并根据运行参数调整所接收的控制信号,形成调整控制信号;功率变换器与微机控制器相连,根据调整控制信号生成驱动开关磁阻电机的电机驱动信号。应用此新型开关磁阻电机技术,解决了现有技术中离心机电机驱动系统控制精度差较差的问题,具有起动转矩大,起动电流低,结构简单等特点。     

离网条件下的三相四桥臂逆变器控制策略研究

针对微电网中用户负载可能不平衡的特点,研究了一种用于微电网系统的三相四桥臂逆变器。建立三相四桥臂逆变器在a-b-c静止坐标系下和d-q同步旋转坐标系下的数学模型。利用对称分量法对逆变器输出电压进行基波正序、负序和零序分量分解,研究分别采用正序、负序和零序旋转坐标系下的电压、电流双闭环控制方法,搭建了以英飞凌XEl64FN单片机为控制核心的硬件实验平台,并进行实验研究,实验结果证明所用控制方法的正确性。