电机扭矩转速测试仪的设计与实现

根据在旋转动力机械设备中扭矩和转速测量的要求,利用现有的电机扭矩转速传感器,设计了一种电机扭矩转速测试仪,实现了电机扭矩、转速的高精度测量。在硬件上,以单片机(R8C/25)作为数据处理核心,采用隔离变压器设计线性直流稳压电源,减少了传统的开关电源供电造成的电磁干扰,且传感器输出信号经高速光耦隔离,提高了系统的抗干扰能力。在软件上,采用定时脉冲计数的方式,利用单片机的事件计数功能和外部中断功能同步对扭矩和转速脉冲信号进行计数,并计算出当前的扭矩值和转速值,进而可计算出轴输出功率,同时将测量值实时动态的显示在数码管上。最终,对传感器进行校验,结果验证了系统设计方案的正确性。     

基于TL494的涡轮扭矩电机的PWM控制设计

针对导向钻井系统中对电机控制的具体要求,分析了旋转导向钻井系统的电机转矩控制问题,给出了电机转矩的PWM控制设计方案。该方案在电机扭矩的控制部分采用功能强大的脉宽调制控制器TL494,并通过外扩简单的硬件电路自动调节脉冲输出,从而实现了下电机转矩的控制,达到了上下电机转矩平衡的目的。     

用户间UWB脉冲相互正交的M状态PPM超宽带系统

UWB(超宽带)系统中各用户通常使用同一种UWB脉冲发送数据,当系统采用PPM(脉位调制)时,由于存在多用户干扰,系统一般为二状态PPM而很少采用M(>2)状态PPM方式,同时为提高接收信噪比,系统一般发送多个UWB脉冲调制1比特数据。该文根据正交函数的特性,提出了一种基于正交UWB脉冲的M状态PPM超宽带系统,系统中每个用户使用的UWB脉冲互不相同,而且用户间的UWB脉冲是相互正交的,在系统实现时隙同步的基础上,系统可完全消除多用户干扰,极大地提高了用户速率。     

用户UWB脉冲相互正交的M状态PPM超宽带系统

UWB(超宽带)系统中各用户通常使用同一种UWB脉冲发送数据,当系统采用PPM(脉位调制)时,由于存在多用户干扰,系统一般为二状态PPM而很少采用M(>2)状态PPM方式,同时为提高接收信噪比,系统一般发送多个UWB脉冲调制1比特数据。该文根据正交函数的特性,提出了一种基于正交UWB脉冲的M状态PPM超宽带系统,系统中每个用户使用的UWB脉冲互不相同,而且用户间的UWB脉冲是相互正交的,在系统实现时隙同步的基础上,系统可完全消除多用户干扰,极大地提高了用户速率。     

非正弦波通信时域正交椭圆球面波脉冲设计方法

针对非正弦波信号的频带传输问题,同时为了有效提高非正弦波通信系统的频带利用率及功率利用率,提出了时域正交椭圆球面波脉冲集设计方法。通过参数设置、频段划分、求解方程、Schmidt正交化等步骤设计时域正交椭圆球面波脉冲集,调整脉冲参数实现脉冲集信号的频谱搬移与频谱控制,脉冲集信号为频谱特性可控的带限信号。仿真结果表明:时域正交椭圆球面波脉冲集具有较好的能量聚集性,利用该脉冲集实现多路信息并行传输时,在保证系统具有较好的功率利用率前提下,系统的频带利用率可快速接近奈奎斯特速率。     

基于单片机单相交流过零检测及脉冲输出电路设计

目前,可控硅做为大功率电子器件在工程中得到广泛应用,其触发方式在许多交流设备中都采用过零触发方式,而其控制多通过对触发脉冲的脉宽调节来实现。本文介绍一种由单片机控制的过零检测及脉冲输出电路。本设计包括硬件和软件设计两部分。硬件部分包括电源电路、过零检测电路、控制电路、脉冲波输出电路等部分组成。处理器采用51单片机,设计完成了过零检测,并能输出脉宽度从1ms～10ms某一种满足控制要求的脉冲波。     

采用手摇测速发电机实现位置控制

讲述了采用手摇测速发电机实现位置控制的原理及分析与设计,同时还介绍了采用这种方法所存在的问题及解决这些问题所采用的方法。用手摇测速发电机实现位置控制适合那些对体积、重量有严格限制的小型伺服系统。     

一种改进的正交PSWF脉冲设计方法

针对采用传统非正弦波时域正交椭圆球面波设计方法设计的正交PSWF脉冲的正交性能不稳定的问题,提出了一种改进的正交PSWF脉冲设计方法,利用修正的Schmidt正交算法,对PSWF脉冲组进行正交化,从而得到新的正交PSWF脉冲组。仿真结果表明,与传统Schmidt方法相比,新算法的舍入误差小,且得到的正交PSWF脉冲具有相对稳定的正交性能,同时能够保持PSWF脉冲带内能量聚集性高的优点。     

非正弦时域正交调制系统解调性能分析

非正弦时域正交调制系统解调时采用匹配滤波法,利用脉冲组间正交性实现脉冲同时分离与检测。然而,在接收端,通常情况下脉冲组很难保持严格正交,导致系统性能下降。为了提高在脉冲组非严格正交情况下系统的解调性能,对白化变换解相关检测法进行了分析,结果表明,该方法性能优于匹配滤波法,与传统解相关法相比,低信噪比时性能较好,而高信噪比时则性能要差。该结论对系统的工程化实现具有一定的参考意义。     

基于Coiflets正交小波的超宽带脉冲波形设计

脉冲波形设计是超宽带(UWB)系统的关键技术。基于Coiflets正交小波提出一种产生UWB信号正交成形脉冲的新方法。仿真结果表明,基于Coiflets正交小波产生的新UWB脉冲的功率谱密度比高斯导函数脉冲能更好地满足FCC的频谱模板要求,有较高的频谱利用率。利用正交小波的正交性,设计的UWB脉冲波形可用于多用户通信。利用小波基函数产生的一系列脉冲进行组合叠加,可以达到更高的频谱利用率。     

基于SMC-SVPWM的PMSMDTC转矩脉动抑制研究

本文提出一个基于滑模控制(SMC)和空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术对PMSMDTC转矩脉动抑制的新方法,采用滑模控制取代两个滞环比较器,得到交-直轴参考电压,用SVPWM技术调制参考电压。这样不仅可以解决滞环比较器的带宽导致的转矩脉动,还可提高精准度和响应速度,也能减小转矩脉动,仿真实验结果证明了此方法的有效性。同时还论述了PI控制器参数对系统性能的重要影响。     

高速列车永磁同步电机全速度范围控制策略的研究

针对高速列车永磁同步电机需要较宽调速范围和转矩脉动大的问题,采用最大转矩电流比(MTPA)控制和弱磁控制结合的控制策略对牵引变流器进行控制,分析在电压极限椭圆与电流极限圆的限制下的电流轨迹。在MTPA控制加弱磁控制策略的基础上将传统异步SVPWM调制与多模式脉宽调制技术进行对比仿真,仿真结果表明多模式脉宽调制技术在高速列车全速度范围控制运行稳定,电机响应速度快调速范围宽,转矩脉动低。     

Direct torque control of brushless DC motor with nonidealtrapezoidal back EMF

In this paper a method of the torque control attenuating the undesired torque pulsation for brushless DC motor with nonideal trapezoidal back EMF is presented. It is the direct torque control method in which the applied output voltage is calculated from the reference torque and the torque of the previous step in the two-phase conducting period and in the commutation period considering the back EMF waveform. The time delay due to the calculation is compensated by the one step ahead current prediction. To measure the instantaneous torque ripple, a torque observer is constructed using a high precision encoder of 50000 pulse per revolution. The simulation and experimental results show that the proposed method reduces the torque ripple significantly and that it keeps the torque control dynamics as well     

基于Super-twisting滑模控制的PMSM直接转矩控制中速度控制器研究

本文设计了基于Super-twisting滑模速度控制器的永磁同步电机直接转矩控制系统,仿真分析了参数变化对系统输出特性的影响,分析结果表明,采用Super-twisting滑模速度控制器的永磁同步电机直接转矩控制系统比采用PI速度控制器的永磁同步电机直接转矩控制系统的鲁棒性强。     

基于SVPWM的异步发电机模糊直接转矩控制系统仿真

为了解决电机传统直接转矩控制方法中存在转矩和磁链脉动大的问题,本文在研究异步发电机、正弦脉宽调制（SVPWM）、及直接转矩控制算法的基础上,提出了改进型异步发电机直接转矩控制算法。利用Matlab/Simulink仿真平台搭建了异步发电机直接转矩控制算法系统仿真模型,包括电机模块、测量模块、逆变模块、速度和转矩计算调节模块等,并进行系统的仿真分析。从结果可知,与传统异步发电机直接转矩控制算法相比较,改进型直接转矩控制系统控制精度高明显提高、响应速度得到改善、鲁棒特性好,证明了该控制算法的有效性与可行性。     

Sliding mode control combined with extended state observer for an ankle exoskeleton driven by electrical motor

A novel sliding mode control combined with extended state observer (ESO) is proposed for an ankle exoskeleton driven by electrical motor. During the process of assisting, it is necessary to design an effective controller for assisting torque of ankle exoskeleton. However, the parameter uncertainty of complex dynamics model and the irregular motion of human ankle may affect the torque control accuracy. For a high control precision of assisting torque when facing the modeling uncertainty, the sliding mode control is employed, but a large switching gain is usually needed in order to suppress the disturbance, which cause the control signal vibrate greatly. ESO can observe and suppress the disturbance and modeling uncertainty, but its tracking performance needs to be improved. Therefore, the proposed complex controller takes the advantages of sliding mode control and extended state observer, which can not only improve torque tracking performance but also overcome the disturbance force caused by the change of human joint angle without increasing chattering of control signal. Experimental studies are carried out to validate the effectiveness of the proposed control. The results show the presented controller have better torque tracking performance and robustness stability, and the proposed controller can reduce the chattering compared with the tradition sliding mode control.     

基于改进滑模策略永磁同步电机SVM-DTC控制

传统的永磁同步电机直接转矩控制采用双滞环结构,因而电机转矩和磁链脉动较大。SVM控制方法通过合成最合理的电压矢量对转矩和磁链作精确补偿,能够一定程度上降低二者的脉动,但传统SVM控制方法包含了转速和转矩两个PI调节器,两个调节器的参数设计比较复杂,且直接影响了电机性能。提出用快速终端滑模（FTSM）控制器来代替传统PI转速调节器,为了克服滑模带来的抖振,设计负载转矩观测器,并将观测值反馈至滑模控制器。仿真和实验结果表明所提控制方法改善了系统的动静态性能,抗干扰能力增强,同时SMC固有抖振现象得到有效抑制。     

基于滑模控制的永磁同步电机直接转矩控制研究

针对永磁同步电机直接转矩控制(DTC)存在较大的电磁转矩脉动、磁链脉动、低速性能不理想等问题,文中引入滑模控制策略对永磁同步电机进行直接转矩控制。通过建立PMSM的矢量数学模型,设计基于滑模控制的直接转矩控制器,利用MATLAB/Simulink进行建模仿真分析。结果表明,与传统DTC相比,基于滑模控制策略的永磁同步电机直接转矩控制系统中电磁转矩脉动幅值更低,且具有更好的动态性能和抗扰动能力,可以更加有效地改善系统特性,满足实际电机控制的需要。     

基于SVPWM的永磁同步电机直接转矩控制系统的建模与仿真

文章介绍了永磁同步电机直接转矩控制的原理,分析了传统直接转矩控制系统转矩脉动的缺点,并且将空间矢量脉宽调制技术引入永磁同步电机的直接转矩控制系统中,利用空间矢量的调制过程,可在相同的系统硬件条件下得到更多的、连续的电压空间矢量,进而得到对电机更准确的控制。仿真结果表明,该方案既保持了直接转矩控制快速动态响应,又减小了电机转矩的脉动。     

能量回馈式节能型异步电机对拖试验方案设计

本试验方案是为解决异步电动机在对拖时,由于陪伺电机的加载而产生反噬能量所设计。本设计采用了转速控制模式和转矩控制模式两种试验方法。在对拖电机同步转动的情况下,分别进行转速、转矩两种控制模式下的加载试验,通过基于Visual Basic的电机测试系统采集试验数据并生成数据图形进行分析。由试验结果可得转矩、转速两种控制模式加载下,主电机的机械能转化效率可分别达到85%和89%,表明该设计方案相比以往解决方案具有更高的效率和实用性。