基于MSCO-RBFNN控制的开关磁阻电动机在工业缝纫机中的应用

为实现开关磁阻电动机(Switched Reluctance Motor,SRM)无位置传感器控制并减小转矩脉动,以推动SRM在工业缝纫机上的进一步应用,提出一种基于变尺度混沌优化的径向基神经网络(MSCO-RBFNN)方法,对开关磁阻电动机进行建模,以一台四相8/6极750W开关磁阻电动机为样机建立有限元模型(FEM),获得磁链、电流与转子位置关联样本数据,对MSCO-RBFNN模型进行训练和测试。Matlab/Simulink软件仿真和数字信号处理(DSP)实验结果表明,MSCO-RBFNN模型具有较好的收敛性能,所计算的转子位置与实际转子位置的误差较小,使电动机换向准确,减小了电动机的转矩脉动。     

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。     

内置式永磁同步电机的无位置传感器控制研究

为方便地提取内置式永磁同步电机的转子位置信息,介绍了一个基于d-q旋转坐标系的电机模型,结合矢量控制的方法来估算转子位置。系统通过检测三相定子电流,搭建了一个估测的正交同步参考坐标系,利用该坐标系上的扩展反电动势,提取出了准确、有效的转子位置信息。通过在Simulink中对该系统的仿真,对比实际位置角与估算角,验证了此方法的可行性。     

基于改进BP神经网络的SRM间接位置检测技术

文中提出了一种基于改进BP神经网络的开关磁阻电机间接位置检测的新方法.该方法构造了一个将权值变为参数可调函数的BP神经网络,经过训练,形成只有一个隐藏层的网络,实现电机电流、磁链与转子位置之间的非线性映射.通过对开关磁阻电机特有结构性质的分析,提出了一种减少样本数据的方法,从而节约计算时间.仿真结果表明,此方法简化了系统的复杂性,提高了检测精度,从而实现了开关磁阻电机位置的间接检测.     

基于高频脉冲法的SRM无位置传感器控制研究

针对传统开关磁阻电机(SRM)转子位置检测需要外接器件,增加了系统硬件成本和复杂性,降低了系统的可靠性等问题,对基于高频脉冲注入法无位置传感器控制方法进行了研究,根据脉冲注入相的不同,提出了两种基于电感分区法的非导通相注入高频脉冲估计转子位置的方法,总结了两种检测方法优缺点并结合运用;以12/8极4 KW三相开关磁阻电机为实验对象搭建了基于stm32的驱动控制系统,对高频注入法的转子位置估计的准确性进行了测试,并研究了分别使用两种检测方法时电机的运行状况。研究结果表明,应用该无位置传感器控制策略的开关磁阻电机控制系统能够实现对转子位置的准确估计,两种检测方法的结合可以实现SRM的无反转启动,并使启动后的电机运转稳定、可靠。     

无轴承开关磁阻电机滑模观测器间接位置检测研究

针对无轴承开关磁阻电机中引用位置传感器所带来的结构复杂、成本高等问题,以12/8极三相双绕组电机为例,采用一种基于滑模观测器的无轴承开关磁阻电机间接位置检测的控制策略.该控制策略以转子位置和转速作为状态变量,以实测主绕组电流和悬浮绕组电流与估算电流的偏差作为滑模面,构建滑模观测器进行转子位置辨识和转速估计.在Matla...     

2自由度球形行波型超声波电动机的特性计算模型

理论和试验研究2自由度行波型超声波电动机的机械特性计算问题.分析2自由度行波型超声波电动机空间结构关系和定转子接触面的摩擦力.利用空间位置关系,计算得到了行波定子和球转子接触面上任一点的摩擦驱动力和摩擦阻力.根据运动稳定时行波定子轴向力平衡关系,推导给出2自由度球形行波型超声波电动机的特性计算解析式.通过研制的样机进行理论和试验分析,证实计算模型有效性和准确性,并分析各种电动机参数对输出机械特性的影响.研制的样机实现最大堵转转矩达0.10 N·m,空转转速为90 r/min左右.研究工作为下一步球形行波型超声波电动机的设计、优化和控制提供了理论基础.     

基于全速域混合控制的同步磁阻电机无传感器矢量控制系统

针织大圆机的特殊运动状态要求其驱动电机具有较大的启动和带载能力以及较高的稳态运行精度,同步磁阻电机是一种应用于针织大圆机的理想电机,但现有同步磁阻电机无传感器控制,存在转子位置估计误差大、速度切换不平滑等问题。对此,提出一种基于全速域混合控制的同步磁阻电机无传感器矢量控制系统,零速和低速时采用脉振高频电流注入法,通过在估计坐标系的d轴注入一个幅值恰当的高频电流信号,使用估计q轴的高频电压信号估计转子位置;中速和高速时采用模型参考自适应法,通过建立数学模型并对其进行稳定性分析来估计转子位置;为了实现零速和低速到中高速的速度切换,提出一种改进的过渡区域融合观测方案,采用正弦型饱和函数代替传统的线性切换函数进行位置融合。为了验证方案的有效性,搭建了平台进行测试。由结果表明,该方案启动过程带载能力强,切换过程平滑且稳定,稳态运行过程波动小,是一种较适合大圆机电机驱动的无传感器矢量控制方法。     

基于TMP80PH40的变频控制系统

在全面分析研究了无位置传感器无刷直流电动机运行方式的基础上，给出了电动机的转子相位判断、反电动势检测和启动的原理。给出了无刷直流电动机变频控制系统的硬件结构和软件设计流程。该系统以TMP80PH40单片机为控制核心，由IR2103驱动功率场效应管。通过TMP80PH40的PMD功能模块实现了无位置传感器无刷直流电动机的位置功能、过载保护和位置检测。实验结果表明，该系统实现了电动机的变频调速运行。     

大刚体姿态计算及多轴同步协调控制技术

大刚体的姿态计算及其高精度控制是飞机、舰船等大型机器总装生产线的关键技术。针对一种六自由度的大刚体的姿态控制系统提出一种快速的姿态计算方法和高精度的多轴协调控制方法。以基础平台建立固定坐标系,以大刚体的中心建立连体坐标系,在此基础上建立大刚体姿态计算数学模型,通过测量大刚体上4个靶标的初始位置和目标位置,就可计算出大刚体4个支撑柱的三坐标的位移增量;在多轴同步控制技术中,引入同步误差积分补偿方法(CSEI),通过同步误差在相反方向的控制作用,可显著提高大刚体姿态调整的速度和精度。仿真表明,所提出的姿态计算方法和CSEI控制方法快速有效,对工程应用具有指导意义。     

绝对式编码器在开关磁阻电机上的应用

转子位置信息是开关磁阻电机驱动系统工作的基础。基于绝对式光电旋转编码器精度高。可靠性好。直接数字量输出等优点。本文将绝对式光电旋转编码器应用于开关磁阻电机的位置检测。并介绍了硬件和软件的实现方法。且详细介绍了电机转向判断的方法。     

基于负载观测器的直线开关磁阻电机滑模位置控制

基于负载观测器补偿的滑模变结构控制算法,设计了一个直线开关磁阻电机位置控制器。论文对该位置控制系统进行了仿真分析和实验验证,结果表明,采用负载观测器补偿后的滑模控制算法实现直线开关磁阻电机的位置控制比传统的PD控制和传统的滑模控制具有更好的控制性能。     

开关磁阻电机调速系统综述

开关磁阻电机调速系统是由开关磁阻电机、功率变换器、控制装置、角位移传感器和驱动电路5部分安装在一起的一种新型机电一体化调速装置,它的效率在很宽的调速范围内可大于87%,电机结构十分独特,转子上无绕组或永磁体定子为集中绕组,其绕组安装容易,端部短而牢固,比传统的直流电动机、同步电动机和异步电动机都简单,制造和维修十分方便。同时,开关磁阻电机控制方便,可以四象限运行,具有结构简单、体积小、质量轻、工作可靠、控制方便的优点,其性能和经济指标优于普通的异步电动机调速系统。     

开关磁阻调速数控成形设备方案与设计

介绍了开关磁阻调速数控成形设备的方案与设计。在分析总结变频调速、交流伺服驱动成形设备的基础上,提出了用开关磁阻调速系统驱动成形设备,通过直接数字控制电动机起停、角位移和正反转转速,数控成形设备运动的方法和方案,并进行了机构设计。证明开关磁阻调速可使成形设备结构简单,运行可靠,满足数字化控制的需求。     

SR电机角度位置控制的分析与硬件仿真

本文基于SR电机线性模型，对SR电机角度位置控制(APC)运行方式下的相电流进行仿真分析，分析了开通角和关断角对相电流波形的影响，并给出基于196单片机的SR电机APC运行方式下相电流的硬件仿真结果。     

车载两轴转台伺服控制系统的研究

根据车栽两轴转台电气系统的性能指标要求,采用旋转变压器和位置变送器构成转轴的角位置反馈,同时检测陀螺敏感转轴在惯性空间中的速率变化;利用陀螺信号稳定转台的姿态;脉宽调制功放和直流力矩电机构成系统的执行机构;以无刷直流电机作为伺服系统的伺服电机;采用电流环、速率环、位置环三闭环的控制策略,基于TMS320F240DSP芯片设计了全数字PID控制算法,代替了该型号转台原来的模拟控制算法,实现了光电跟踪系统的高频响、超低速、宽调速和高精度。     

磁悬浮球形磁阻主动关节的建模与逆系统解耦控制

球形电动机直接支承驱动的多自由度球形主动关节机械集成度高,在控制和轨迹规划方面占有优势。但关节工作时,由于机械支承的摩擦磨损,造成关节部件发热,导致关节的静、动态性能变差。基于电动机技术、磁悬浮技术以及机器人技术,提出一种无机械摩擦和磨损、不需要润滑的多自由度磁悬浮球形磁阻主动关节结构,分析其工作原理;根据磁悬浮磁阻主动关节的气隙磁能对球形转子的旋转角位移和径向位移求导求出关节在一个坐标方向的电磁悬浮合力和电磁总转矩模型;基于电磁悬浮力及电磁转矩模型,建立主动关节系统的动力学原型模型和逆系统模型;将逆系统模型作为解耦控制器对原型系统进行解耦控制得到解耦后的伪线性系统,对解耦线性化的伪线性系统进行状态反馈闭环控制,并对其进行系统仿真研究;仿真结果说明,磁悬浮球形磁阻主动关节系统的逆系统解耦和状态反馈闭环控制具有良好的动态响应和抗干扰的鲁棒特性。     

直线电机监测系统的关键技术研究

直线电机的初始位置检测与旋转电机一样是实现电机精确控制的关键技术之一。利用绝对式光栅尺对直线电机进行初始定位不但可以省去常用的霍尔元件，而且还可以实现直线电机在任一位置的启动。对直线电机的位移和速度、绕组温度、电机推／拉力进行有效监测是保障其正常工作的前提，为此自主研发了对直线电机上述重要参数进行动态跟踪的监测系统。文中对该监测系统的设计方案、关键技术和具体的开发过程进行了详细的探讨。     

磁悬浮球形关节三维动力学模型与控制特性

球形电动机直接支承驱动的多自由度球形主动关节机械集成度高,在控制和轨迹规划方面占有优势。但在高速、超高速运转时,由于机械支承的摩擦磨损,造成关节部件发热,导致关节的动态特性变差。基于电动机技术、磁悬浮技术,提出一种新型多自由度磁悬浮球形主动关节,建立关节电磁悬浮力和电磁转矩的耦合模型;推导出关节转子在电磁悬浮力和电磁转矩作用下的三维动力学原型模型和逆系统模型,并对关节系统进行状态反馈的解耦线性化处理,使其完全解耦成6自由度方向独立的线性系统,经过比例微分先行的伪微分反馈调节器控制及仿真可知,解耦线性化的关节系统稳定性好、响应速度快,具有良好的动态性能和抗干扰能力很强的鲁棒性能。