基于滑模观测器的永磁同步电机无速度传感器控制

永磁同步电机(PMSM)的高性能控制需要提供转速及转子位置的精确信息。这些信息通常可以通过旋转变压器、光电编码器等机械传感器来测得。但是高性能的机械传感器价格较高,安装困难且难以适应恶劣环境。通过测量电机的电信号,根据获得的电信号和电机自身参数能够计算出转子的位置和电机转速信息。利用电机反电动势与电机转速之间的关系,设计了基于反电动势的滑模观测器来对电机转子位置及电机转速进行估算,从而实现表贴式永磁同步电机的无速度传感器控制。     

伺服电机旋转位置及磁极信息的光电检测电路设计

伺服电机的控制通常需要检测其转速、位置以及方向信息,同时还需要检测用于电机启动控制的磁极绝对位置信息。文中设计了一种新型混合式光电检测电路,输出A(/A)、B (/B)、Z(/Z)用于检测电机的转速、位置以及方向信息;U(/U)、V(/V)和W(/W)用于检测电机磁极的绝对位置信息。通过设计分析,该电路具有结构简单、精度高、响应频率高、功耗低以及成本低等优点。为混合式光电编码器的研制提供一种有效的解决方案。     

基于AD2S1210的转子位置转速检测方法研究

针对旋转变压器设计基于AD2S1210的电机转子位置转速检测方法,并结合TI公司的TMS320F28335构成了高精度的转子位置转速检测系统.根据AS2S1210的特性提出简化的模拟接口电路和数字接口电路,大大提高设计的效率.实验证明,该电路简单可靠,精度高,适合应用于伺服电机的位置和速度的检测.     

专利快讯

专利名称:开关磁阻电机转子的角位置和转速检测装置专利申请号:CN200720140545.8公开号:CN201018440申请日:2007.03.16公开日:2008.02.06申请人:北京中纺锐力机电有限公司本实用新型涉及一种开关磁阻电机转子的角位置和转速检测装置,包括旋转编码器和信号处理电路,置于电机内部,固定在支撑盘上,旋转编码器与电机主轴相连,旋转编码器连接信号处理电路,信号处理电     

基于磁编码器的伺服电机速度及位置观测器设计

磁编码器是一种基于磁阻效应或霍尔效应的轴角传感器,输出信号是转子角位置的正余弦函数.为获取转子角位置和角速度信息,设计了一种基于状态观测器的磁编码器解调算法.理论分析表明,当伺服电机匀速旋转时,基于二阶和三阶状态观测器的解调算法误差均可渐近收敛至零;当伺服电机匀加速或匀减速旋转时,前者存在原理性偏差,而后者解调误差依然可以渐近收敛至零.与反正切法相比,该算法不需通过数值差分即可获得角速度信息,具有较强的干扰抑制能力.与基于锁相环的角度跟踪法相比,该算法考虑了电机的转速变化,角位置和角速度解算精度较高.实验结果表明,该解调算法是可行的.     

数控软压机中电机的驱动控制

日本Waco公司是一家专门研制和生产智能伺服控制机器的公司.其电机转子采用高磁能积NdFeB扭斜永磁体结构,体积小、出力大、响应快、性能优越.驱动器采用PWM方式调速,用脉冲指令控制电机的转向、转速和转数,位置和速度反馈信号由光电编码器实现.我们采用BNE150C型电机和DSA-35型驱动器,用上位机通过PC总线设计的接口电路实现对软压机的速度和位置控     

大型天文望远镜方位轴电机转子位置检测

大型天文望远镜实时跟踪目标星体,方位轴电机位置检测是其重要一环。针对其复杂机械结构及精密光学装置的特点,采用拼接弧线永磁同步电动机对大型望远镜方位轴进行直接驱动,采用带距离编码的光电编码器检测拼接弧线永磁同步电动机转子位置,设计了编码器处理电路,采用长线接收/驱动器对编码器信号进行处理,然后根据带距离编码的编码器特点实时计算方位轴电机转子位置。实验表明对超低速运行的大型天文望远镜,高精度的光电编码器可以根据转子的磁极对数选择相应的参考点数应用到拼接式弧线电机进行电机转子磁极位置检测,简化转子位置计算,节约控制的计算速度。可达到快速、准确、简单检测方位轴转子磁极位置的目的。     

增量式编码器在双馈风力发电系统中的应用

在双馈风力发电系统中,转子速度和位置的精确检测对实现高性能电机控制非常重要.使用一种增量式旋转编码器,测量双馈发电机的转速和转子位置,介绍了基于DSP的转速和转子位置测量方法流程.实验结果表明,经过初始安装角度的校正,这种增量式编码器能够准确测量电机的转速和转子位置,没有积累误差,可用于双馈风电实验系统.     

基于变结构控制的无传感器交流伺服系统研究

为了取消永磁同步电机控制中的机械传感器,获得矢量控制中需要的电机转速和位置信息,设计了一种基于变结构控制的永磁同步电机转速和转子位置估算方法。选取定子固定坐标系下定子电流及电机感应电动势为状态变量,定子电压和电流作为输入、输出量,建立估算电机转速和转子位置的自适应滑模观测器系统。通过观测电机感应电动势来估计电机转子位置和转速,并结合扩展的卡尔曼滤波对电机感应电动势进行滤波。实验结果表明带有扩展的卡尔曼滤波的滑模观测器具有良好的动态性能,对被控对象的参数变化和扰动有很强的鲁棒性。     

电机转速和转子位置数字测量方法的研究

电机转速和转子位置的测量在电机交直流调速控制系统中占有重要的位置,为提高测量的精度和避免噪声影响,多采用数字式测量方法.基于常规的M/T法,提出了电机转速和转子位置测量的综合M/T法,该方法是利用测量电路对光电编码器信号进行预处理,以确定采样信号脉冲与码盘信号脉冲之间的相对位置,并将这个相对位置表示为含有小数的码盘脉冲个数,由此不仅可以测量出电机在采样时刻的转速,同时还可以测量出该时刻电机的转子位置.与常规的M/T法相比,该方法提高了测量的精度,扩展了M/T法的应用范围.     

一种高压断路器伺服控制器设计方案

为进一步提升高压断路器智能化水平,在高压断路器电机直驱机构研究的基础上,分析了永磁体尺寸对电机性能的影响,设计了电机直驱高压断路器伺服控制系统.其伺服控制器硬件系统包含功率变换模块、转子位置检测模块、电压及电流采样模块以及通信模块等,同时,基于此硬件系统设计实现了各模块之间的信息交互以及系统控制的软件系统.搭建伺服控制...     

A speed control method for a PM motor using a speed observer and a low‐resolution encoder

This paper proposes a new speed control method for a PM motor using a low‐resolution encoder and a speed observer. The servo system should be economical and simple. For this purpose, this paper realizes the high‐performance speed control system using a low‐resolution encoder, whose performance is nearly equal to the performance of speed servo system using a conventional optical encoder. The speed observer uses the information of motor current and motor voltage. The rotor position is calculated by the estimated value of speed observer. This observer has the influence of electrical parameter variation. This paper proposes the correction algorithm of both the voltage error of PWM inverter and the electrical parameter variation. The experimental results and numerical simulation results point out that the proposed speed control system has the desired speed response with respect to parameter variations and load torque perturbation. © 2003 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 143(1): 66–75, 2003; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.10121     

基于内置式位置检测技术的一体型PMSM伺服系统

永磁同步电机需要精确度高,实时性好的位置反馈来支持它的闭环矢量控制。该文针对编码器与控制器位置通讯时容易造成信号干扰、滞后等问题,提出一种内置式位置检测方法,并设计了一套电机、霍尔磁环组合和控制器一体的永磁同步电机系统。对于霍尔磁环组合发生的电压信号,采用新型的基于标定查表信号处理方式,实现了高分辨率、高精度的转子绝对位置检测。提出"吸d轴"方法,成功实现了转子的初始位置确认,为系统的同步矢量控制提供了保证。实验结果表明,一体型永磁同步电机系统的电流环、速度环运行质量和控制精度高,具有良好的动静态性能。     

应用eQEP及编码器测量电机位置与速度的方法

现代电气传动伺服系统中,对电动机转子位置及转速的检测必不可少,并在一定程度上决定着整个系统的性能.介绍了一种使用DSP28335的增强型正交编码脉冲单元(eQEP)与增量式编码器测量电机转速的方法.提出了一种改进的变权值平均速度算法,对其进行了对比误差分析,并通过仿真与实验证明了该算法的可行性.应用该方法,可以方便地设...     

基于DSP的绝对式光电编码器的电机转速测量

转速测量的精确度与实时性影响着电机调速系统的性能。基于绝对式光电编码器抗干扰能力强,具有掉电记忆功能等优点,及其在电机转子位置测量的广泛应用,设计了基于绝对式光电编码器和数字信号处理器(DSP)的转速测量环节。在分析常用测速方法的基础上,采用高精度、高分辨率的M/T法,并设计测速系统的软、硬件,通过试验,验证了设计的正确性。     

基于光栅编码器对开关磁阻电机的位置和速度的检测

采用高精度光栅编码器对开关磁阻电机中转子相对于定子的位置信号和转速信号进行检测,通过位置信号来判定电机的正反转及三相的开通顺序,用改进M/T法对电机测速,通过单片机来实现。结果表明,具有测量精度高、测速范围广,并且具有高稳定性,成本低廉,易实现等优点。     

基于DSP的同步电动机转子位置检测和定位

准确、可靠的转子位置检测装置是磁场定向控制同步电动机系统运行的必要条件.本文根据转子位置检测的基本原理,采用绝对式光电编码转子位置检测法设计了一套基于DSP的检测程序及转子位置检测电路,从而为磁场定向控制奠定了基础.     

适合于伺服应用的低成本绝对位置反馈单元

介绍了一种适合于伺服应用的低成本绝对位置反馈单元。该位置反馈单元由一种新型增量式光电编码器和信号处理电路组成。与常规增量式光电编码器不同 ,文中介绍的编码器的码盘采用了特殊的刻划方法 ,使之与信号处理电路配合具有了绝对式编码器的性能 ,而成本显著降低。同时 ,信号处理电路还提供了对外的串行曼彻斯特编码同步接口 ,减少了连线数目 ,提高了抗干扰能力。     

Microcontroller based digitally controlled ultrasonic motor drive system

Piezoelectric driven ultrasonic motors have been attracted as considerable actuators for the servo speed and position applications in recent years. These motors have important features and advantages to be preferred in the special movement applications. Ultrasonic motors have different operating principles and different drive and control systems than the electromagnetic motors. In this study, microcontroller based digitally controlled drive system has been proposed for a travelling-wave ultrasonic motor. Drive system includes power circuit, interface electronics circuits and microcontroller parts. Power circuit is combined from half-bridge serial-resonance inverter to provide highfrequency two-phase voltages. Interface circuits include gate drive, direction control, opto-coupler and filter circuits. Microcontroller is programmed to generate required digital control signals for overall control of the motor. Related to the reference speed, the microcontroller generates control signal resulting proper driving frequency. Consequently, the actual motor speed tracks the reference speed precisely. The speed feedback is taken from optical encoder and transmitted to the controller as digital speed and position signals. The developed drive system has been tested experimentally. The obtained results show the effectiveness and reliability of the proposed system. The microcontroller based drive system can be applied easily and successfully to the ultrasonic motor.