基于迭代学习的开关磁阻电动机最优控制研究

以转矩脉动最小化为目标,提出了一种开关磁阻电动机（SRM）最优控制器的设计方法.基于迭代学习控制（ILC）的基本原理,阐述了单输入单输出（SISO）非线性系统中ILC的收敛性和稳定性的一般性结论.建立了以非线性磁链模型为基础的SRM数学模型.所设计的最优控制器由基于转矩分配函数（TSF）的转矩控制器和电流控制器构成,转矩控制器根据期望转矩经过“学习”得出期望电流曲线,电流控制器经过“学习”使实际输出电流逼近期望电流曲线,从而实现转矩控制.仿真结果表明,在恒转矩负载下,转矩脉动减小,且具有较好的收敛性与稳定性,达到了转矩脉动最小的优化目的.     

无刷直流电机PWM调制方式对非换相期间转矩脉动的影响

针对无刷直流电机非换相期间转矩脉动的问题,分析了非换相期间转矩脉动产生的原因,指出非导通相续流是导致非换相期间转矩脉动的重要因素.对4种调制方式因非导通相续流引起的非换相转矩脉动进行分析,指出不同调制方式转矩脉动产生的时间有所不同.推导并验证了通过PWM_ON_PWM这种调制方法会减小无刷直流电机非换相期间的转矩脉动.以TMS320F2812DSP为控制核心,以180W无刷直流电机为控制对象,通过转速电流双闭环对电机进行控制,测得不同PWM调制方式下的相电流波形图.实验证明,在非换相期间,PWM_ON_PWM调制方式能完全抑制因非导通相续流引起的转矩脉动.     

基于零矢量的BLDCM DTC换相转矩脉动抑制方法

无刷直流电机直接转矩控制由于反电势非正弦以及两相导通模式,产生较大的换相转矩脉动. 本文提出一种优化的无刷直流电机直接转矩控制电压矢量选择表,有效降低了换相转矩脉动幅值. 通过数学推导对新定义的不同零电压矢量在换相过程所产生的换相转矩脉动进行对比分析. 结果显示,通过上管和下管零矢量的组合使用,换相转矩脉动可以得到有效抑制. 仿真及实验结果验证了理论分析的正确性.     

新型无刷直流电机速度闭环控制技术

针对无刷直流电机采用三相位置信号作为速度反馈造成控制精度较低的问题，提出了一种新的速度闭环控制方法.采用Buck全桥电路结构，通过控制Buck电路的输出电压，结合电机相电流正反馈补偿，实现了电机速度的闭环控制.分析了Buck电路输出电压换相脉动的原因，引入电流预测控制来预测电机换相时所需的电流，以此调整相应的给定电流来减少电压脉动.实验结果表明，采用该电压负反馈、电流正反馈方法能够有效实现电机的速度闭环控制，通过相电流预测法可以很好地消除换相期间输出电压的脉动.     

永磁型无轴承电机的设计与控制研究

为了深入研究永磁型无轴承电机的设计方法及控制策略,提出了计及定、转子定位偏心的悬浮力解析模型及该解析模型中悬浮绕组参数的设计方法.该方法基于永磁型无轴承电机悬浮力产生机理和电磁场有限元分析,进行电机设计,得到永磁型无轴承样机的系统参数.在此样机系统基础上,讨论了转矩控制子系统的转子磁场定向矢量控制、悬浮控制子系统的模糊自调整比例 积分 微分（PID）控制策略,并进行了悬浮运行实验,结果表明该设计参数与实际样机参数基本吻合,验证了该设计方法的正确可行性,该控制策略有效地解决了无轴承电机模型复杂、参数时变等实际因素的影响,保证了其运行控制的鲁棒性.     

永磁无刷直流电动机转矩脉动的减小及动态仿真

针对无刷直流电动机的转矩脉动,提出采用不同的PWM调制方式以及不同的重叠换相角减小换相电流所引起的转矩脉动.运用Matlab/simulink软件对相应控制策略下的无刷直流电机进行了仿真,结果表明,所采取的方法对减小换相转矩脉动有比较好的效果.     

模糊控制在抑制直流无刷电机转矩脉动中的应用

根据直流无刷电机出现转矩脉动的最根本原因,采用模糊控制算法,设计一种电流控制器,使其采用模糊算法控制非换相电流,实现降低换相引起的转矩脉动。并通过仿真实验验证了该系统具有强鲁棒性,改善了系统的动静态特性,有效抑制转矩脉动的产生。     

极坐标系下黏性流动的拟谱方法

针对拟谱方法在极坐标下遇到的坐标奇异以及压力边界条件难处理等问题,提出了一种新的基于极坐标系下的拟谱方法.该方法在一致网格上直接求解非定常原始变量形式的N-S方程,采用算子分裂法来解耦速度和压力,在径向采用Chebyshev-Radau配置点,在角方向采用标准的Fourier配置点.同时对压力的谱导数矩阵进行了变换,使边界上的压力点不出现在计算方程中.把该方法应用于圆截面的曲线管道的层流流动中,数值实验结果表明,该方法成功解决了极坐标系中的坐标奇异问题;对压力谱导数矩阵的变换,避免了对压力提非物理的边界条件,保证了解的精度,同时也消除了虚假压力模式     

换相时间对永磁无刷直流电机转矩脉动影响的分析

介绍了永磁无刷直流电机换相转矩脉动变化过程.根据影响电机换相转矩脉动的因素,给出了减小电机转矩脉动的解决方案,以使电机运行更加平稳.通过实验波形证实本结论分析正确,可以为电机减小转矩脉动作为参考.     

一种双余度无刷直流电机转矩脉动抑制控制策略研究

针对两套并联绕组互差30°电角度的双余度无刷直流电机换相转矩脉动问题展开研究.提出一种基于变结构电流前馈的转矩控制方法.该方法结合对应相绕组轴线互差30°的特点,在均流控制的前提下,使用变结构控制策略独立控制两套绕组的电流以保证电机在换相时刻输出稳定的转矩.为了增加电流的响应速度,采用电流前馈控制方法提高电流的变化率.在MATLAB/Simulink环境下搭建模型进行仿真.结果表明,与传统的双余度电机均流控制策略相比,基于变结构电流前馈的转矩控制策略能够有效地降低电机的换相转矩脉动.     

无刷直流电机PWM调制方式的优化研究

分析了脉冲宽度调制（pulse width modulation,PWM）方式对反电动势为梯形波形无刷直流电机
换相期间和非换相期间的电磁转矩脉动的影响，提出了一种优化的PWM 调制方法--脉宽调制 恒通 脉
宽调制(PWM-ON-PWM）方法,并进行了理论分析，经过仿真和试验验证，该方法可以消除在传统PWM调制
方式下非换流期间非导通相上的二极管续流现象，从而完全消除因二极管续流引起的电磁转矩脉动,与传
统调制方法相比，该方法是一种更优的调制方法.     

换相时间对永磁无刷直流电机转矩脉动影响的分析

介绍了永磁无刷直流电机换相转矩脉动变化过程。根据影响电机换相转矩脉动的因素,给出了减小电机转矩脉动的解决方案,以使电机运行更加平稳。通过实验波形证实本结论分析正确,可以为电机减小转矩脉动作为参考。     

高速无位置无刷直流电机控制系统的精确换相仿真研究

为了实现对高速无位置无刷直流电机的控制,针对其在高速状态下的换相不准确问题,在分析直流无刷电机的工作原理和数学模型的基础上,使用传统反电势过零点法及电流和速度双闭环PID控制,将检测到的单相电压和单相电流的相位差作为换相误差对换相信号进行相位补偿,最后通过Matlab/Simulink进行仿真实验.仿真结果表明,该控制...     

无传感器无刷直流电机变负载运行的控制方法

为了使无位置传感器无刷直流电机能够在变负载情况下正常起动,提出一种新的控制方法.该方法利用电机在定电流情况下起动时,每个换相间隔内开关占空比逐渐减小的特性来判断电机转子是否旋转到位,从而实现电机闭环起动.为了减小电机在自然换相过程中产生的转矩脉动,在PWM_ON调制模式和反电势法控制的基础上,通过抑制换相时电机中点电压波动来抑制电机转矩脉动.实验结果表明,使用该控制方法后,电机能够在负载变化的情况下正常起动,转矩脉动也得到有效地抑制.     

车用永磁同步电机MT坐标系下DTC控制

针对直接转矩驱动技术在电动汽车动力系统应用中存在的低速转矩脉动和该动力系统对恒功率调速范围要求较高的问题,提出了一种新型永磁同步电机MT坐标系下直接转矩控制系统.该系统工作在与定子磁链同步旋转的参考坐标系中,采用改进式MTPA控制实现参考磁链的计算,利用定子磁链控制器所产生的磁链误差积分实现磁链估算.采用不同的电压矢量对逆变器的电压饱和所产生的磁链估算误差进行补偿,从而提高磁链估算精度.仿真结果表明,该系统有效减小了低速转矩脉动,拓宽了调速范围.     

“反电动势跟踪”法消除无刷直流电机转矩脉动

在对引起无刷直流电动机(BLDCM)转矩脉动的原因进行全面分析的基础上,对其换相转矩脉动进行了重点研究,详细分析了换相期间BLDCM各物理量的动态变化过程,针对换相转矩脉动的根本成因,提出了一种全新的消除换相转矩脉动的方法,即“反电动势跟踪”法.为了通过仿真实验对这种方法进行验证,首先在Matlab/Simulink建立了BLDCM的仿真模型,创造性地解决了如何在仿真模型中生成梯形波反电动势这一BLDCM建模的难点问题.在此基础上,仿真了“反电动势跟踪”法,实验得到的电流和转矩波形充分证明了这种控制策略的合理性.     

基于磁阻式步进电机的恒定制动转矩负载

空间齿轮传动系统寿命实验需要一种能够在不同转速下提供恒定制动转矩的负载,而传统的制动器往往不适用于真空环境,或者转矩不平稳.为此提出一种基于磁阻式步进电机的真空低速恒转矩负载,其基本原理是利用相电流细分技术,合成出一个大小恒定、而落后转子相位π/2的旋转磁场,使转子在旋转状态下保持最大静态锁定转矩.通过调节驱动电流幅值控制锁定转矩,并通过改变驱动电流的频率控制磁场转速,从而实现电机在不同转速下输出平稳、可调的制动转矩.实验表明,在转速1～160 r/min,该负载可提供0.65～8.43N.m的平稳可调制动转矩.