基于EKF的异步电机直接转矩控制系统仿真研究

为了提高直接转矩控制(DTC)系统定子磁链估计精度,降低电流、电压测量的随机误差,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)实现异步电机转子位置和速度估计的方法.扩展卡尔曼滤波器是建立在基于旋转坐标系下由定子电流、电压、转子转速和其它电机参量所构成的电机模型上,将定子电流、定子磁链、转速和转子角位置作为状态变量,定子电压为输入变量,定子电流为输出变量,通过对磁链和转速的闭环控制提高定子磁链的估计精度,实现了异步电机的无速度传感器直接转矩控制策略,仿真结果验证了该方法的可行性,提高了直接转矩的控制性能.     

无刷直流电机转子状态估计研究

为了有效地控制无刷直流电机的运行,需要对电机的转子状态(位置和速度)做出快速、准确的估计.针对此问题,首先根据电机的控制原理建立数学模型,然后将定子的电流、电压和整段反电动势作为状态变量,利用扩展卡尔曼滤波器对电机转子的状态做出最小方差估计.该方法避免了位置、速度测量装置的使用,提高了电机控制系统的可靠性.     

无电刷风扇的调速电路

本文介绍的电路可使电脑中的无刷风扇的转速低至每秒两三转。无刷风扇的电机一般由一个产生外部旋转磁场的电枢和环绕的永磁转子构成。电枢线圈通过其内部电路连续切换电流方向以使转子旋转,并用霍尔器件测量出转子磁铁的位置。虽然电机速度可通过降低电源电压来降速,但是这样会因电压值过低而使电子装置停止     

永磁同步电机矢量控制系统的EKF无传感器控制策略

介绍了一种基于扩展卡尔曼滤波的永磁同步电机无传感器转子位置与速度估算方法,并以此为基础实现了永磁同步电机的无传感器矢量控制系统。通过测量流过电机定子电流和电机端电压在线估计电机转子的位置和速度,实现永磁同步电机的无传感器控制策略。仿真和实验结果验证了该方案的可行性及有效性。     

基于新型锁相环的水下推进永磁同步电机无位置传感器控制

本文针对水下推进永磁同步电机无位置传感器控制中,基于传统锁相环的龙伯格观测器无法同时处理永磁同步电机正向和反向运行所带来的转子位置误差问题,提出了一种基于新型锁相环的龙伯格观测器转子位置辨识方法。该方法在双闭环矢量控制系统的基础上,先由龙伯格观测器估算电机的反电动势,再将反电动势作为新型锁相环的输入,在所设计的新型锁相环中,鉴相器模块是实际转子位置与估计转子位置间的比较环节,压控振荡器模块是转速积分得到转子位置,环路滤波器模块是PI调节,最终由锁相环辨识转子位置和速度。仿真结果表明,该方法较传统锁相环在转子位置方面具有较高的辨识精度、能够实现永磁同步电机在正向和反向工况下转子位置误差均可收敛的功能。     

基于EKF的两台五相PMSM串联系统研究

在同一逆变器供电下的两台永磁同步电机(PMSM)串联系统,可运用矢量控制技术实现独立解耦控制。本文提出了一种基于EKF的两台五相PMSM串联系统的扩展Kakman滤波器(EKF)转速估计方法,观测器状态方程采用转子磁链定向的同步旋转坐标系下的电压方程。在线实时估计转子的位置和转速,使得电机能够在无需知道转子初始位置的情况下启动和运行。通过Matlab/Simulink进行了变速仿真分析,仿真结果验证了该算法的可行性。     

基于低分辨率霍尔传感器的电动汽车永磁同步电机驱动系统

考虑到对电动汽车永磁同步电机驱动的成本以及控制算法的复杂程度,在此研究一种基于低分辨率霍尔传感器的电动汽车永磁同步电机驱动系统。该系统采用三相对称开关型霍尔传感器进行位置估计。由于传统的基于平均速度的位置估算方法,在速度变化不大时,估算出的速度和位置值较准确,但是在电机加速、减速或者受到速度扰动时,估算出的速度和位置值就会存在较大偏差,严重影响系统的性能。因此这里使用基于平均加速度的位置估算方法,考虑当前扇区的加速度值,以减小估算误差。通过Matlab进行仿真研究,仿真结果表明,相比传统的基于平均速度的位置估算方法,基于平均加速度的位置估算方法无论是平稳运行阶段还是加速、减速阶段,系统估计速度和位置对实际速度和位置都具有较好的跟踪性能,速度超调量仅为2%。     

PMSM无传感器初始位置检测及低速运行研究

目前,永磁同步电机(PMSM)无位置传感器运行研究受到广泛关注。文章采用一种基于高频方波信号注入的方法实现PMSM无位置传感器启动以及低速运行。首先详细分析了高频方波信号注入检测原理,然后对注入的高频方波信号以及电流采样模式进行了改进。在估计的两相旋转坐标系轴向注入频率等于逆变器开关频率的高频方波电压信号,通过巧妙的安排定子电流采样模式,根据检测到的定子电流并结合注入的方波电压信号即可获得转子位置信息;采用Luenberger观测器对转子位置信息进行观测,以获得较为平稳准确的电机转速和转子角度估计值;利用电机的磁路饱和特性,实现基于高频方波信号注入法的PMSM无位置传感器转子初始位置检测。所提出的改进方法不依赖于准确的电机参数,不需要使用任何滤波器,信号处理过程简单易实现。仿真结果验证了该方法的正确性。     

无位置传感器无刷直流电机启动的新方法研究

针对无位置传感器无刷直流电机的启动问题,提出了对三段式闭环启动中的预定位、外加速过程的改进方法。在转子定位阶段采用基于空间电压矢量调制的短时脉冲来获得转子初始位置,精度可达15°。加速阶段采用施加空间电压矢量,通过检测母线电流变化率确定换相时刻,当速度达到额定转速的80%后,通过反电动势法进行换相。通过仿真分析可知,该方法能够有效的实现电机启动,并提高了启动的可靠性。     

基于THS320F2812的开关磁阻电机磁链特性检测

本文研究了开关磁阻电机（SRM）磁链特性实验检测方法,建立了基于DSP芯片TMS320F2812的SRM磁链检测系统,利用ADC模块实时采集不同转子位置的电压、电流信号,将数据传送到上位机,根据间接磁链测量原理,由数字离散方法计算磁链值,得到SRM磁链电流特性曲线和磁链-转子位置-电流模型。     

电机转子初始位置检测新方法研究

针对转子磁钢内埋式永磁同步电动机(PMSM)无速度传感器控制系统,提出一种新型转子初始位置检测方法。该方法通过注入高频旋转电压,在定子绕组中产生包含转子空间位置信息的高频电流。与传统高频注入法不同的是,采用离散傅里叶变换(DFT)对高频电流进行解调。避免了传统外差法解调时使用大量滤波器造成信号相位延迟,同时该方法与注入信号初始相位无关,相比于外差法,提取出的转子位置角度更精确,而且结构简单非常适用于数字系统。仿真和基于dSPACE实验平台上验证了该方法的有效性与可行性。     

开关磁阻电机无位置传感器的CGSM驱动策略

本文详细地介绍了使用电压PWM控制方式实现开关磁阻电机间接位置检测方案。该方案应用电机相电流导数的变化来检测电机定转子相开始重叠的位置，确定出定转子的相对位置。该方法只需知道电机定转子报数，不需要电机的相关参数，这种方法可适用于宽广的转速和功率的磁阻电机，可适用于闭环动态操作。为了启动电机，采用前馈步进法，该算法确保电机在没有位置传感器的条件下甚至在有负载条件下能够由静止状态启动到给定速度。实验证实了该方法的可靠性。     

安装位置对压电射流角速度传感器性能的影响

根据压电射流角速度传感器实际工作情况,从腔体中流体运动情况出发,分析传感器安装位置对角速度输出电压的影响。理论分析了安装位置变化对敏感元件中气体受力影响。利用CFD在输入角速度为150°/s,安装位置到转轴距离变化时,计算敏感元件中气体速度分布。将数值计算速度值带入King公式中,计算热敏丝检测电桥输出电压值。分析结果显示,电桥输出电压增量随着安装位置到转轴距离增加而增加,并得到电桥输出电压与安装位置到转轴距离之间的计算结果。实验检测表明输出电压变化规律与计算结果基本一致。     

无轴承异步电机无速度传感器控制

为解决无轴承异步电机运行中转速辨识问题,提出了一种可以同时在线估计转子电阻和转速的方法。该方法首先通过电压型转子磁链模型估计出转子磁链,然后根据静止坐标系下的无轴承异步电机模型和电压型转子磁链模型推出包含转子电阻和转速的表达式,再将这两个表达式看作一个二元一次方程组并求解,最终得到转子电阻跟转速的解析表达式。最后应用这种转速估计方法构建无轴承异步电机无速度传感器控制系统,并开展仿真研究。仿真结果表明:所提方法能够实现无轴承异步电机转子电阻和转速的准确估计,并保证无轴承异步电机的稳定悬浮运行。     

基于高频电压注入法的永磁同步电机转子初始位置检测

为了解决新型无位置传感器永磁同步电机的起动问题,提出了一种在电机静止状念下检测转子位置的新方法。该方法在算法上改进了传统的旋转高频电压注入法,使得可以更为快速、准确的检测出转子初始d轴位置。并且针对传统旋转高频电压注入法无法检洲出转子永磁体极性问题,在dq旋转坐标系下,通过分析永磁同步电机d轴磁链和定子电流之间的关系,利用d轴电流的泰勒级数展开,提出了根据定子铁芯非线性磁化特性获得判别N/S极极性信息的新方案。最后,建立了系统仿真模型。仿真结果验证了这种方法的有效性和可行性。此方法同样适用于永磁同步电机在中、低速时的转子位置检测。     

无刷电机转子状态的无位置传感器检测方法

在无刷电机控制系统中,经常使用位置传感器对电机转子状态进行检测.而无位置传感器检测法可以简化电机控制系统的结构,提高系统的可靠性.为解决此问题,将定子电流、转子转速和位置作为状态变量,利用扩展卡尔曼滤波器对电机转子的状态做出最小方差估计,从而实现无刷电机的无位置传感器检测.通过仿真实验证明了电机运行在高速和低速时此方法都能快速、准确地检测出转子的转速.     

基于泰勒加权最小二乘算法的水下TDOA/FDOA联合定位方法

针对水下复杂的定位场景中,两阶段加权最小二乘算法因为忽视噪声平方项而造成的定位不精确问题,本文提出了一种基于泰勒加权最小二乘算法的水下到达时间差和到达频率差(Time difference of arrival and frequency difference of arrival, TDOA/FDOA)联合定位方法。该方法首先通过加权最小二乘算法求解目标粗估计位置和速度;然后通过求解TDOA/FDOA测量值的泰勒展开式构造定位误差方程,用迭代的方法不断更新目标估计位置和速度;最后,当定位误差足够小或达到最大迭代次数的时候,算法停止运行并输出目标估计位置和速度。仿真表明,在噪声方差小于10分贝时,本文算法的位置和速度估计的均方根误差能够接近或约等于克拉美罗下界。      

一种转子位置传感器无刷直流电机速度检测方法

本文提出了一种利用转子位置传感器发出的信号测量无刷直流电机（BLDC）转速的方法,并设计了相应的转动方向测定电路和数字PI速度控制器模块。通过利用比例积分控制器计算半个转动周期内的两次连续测量值,结合提出的转动方向测定电路和数字PI速度控制器,可以得出具有双倍测量频率的转子转动周期的准确值。最后将提出的方法在FPGA平台进行了实现,并与真实数据的对比表明,该算法在无换向器直流电机上可以获得具有高精度及高频率的速度测量值（每转动1周至少测量6次）。     

安装位置对压电射流角速度传感器性能的影响

根据压电射流角速度传感器实际工作情况，从腔体中流体运动情况出发，分析传感器安装位置对角速度输出电压的影响。理论分析了安装位置变化对敏感元件中气体受力影响。利用CFD在输入角速度为150°/s，安装位置到转轴距离变化时，计算敏感元件中气体速度分布。将数值计算速度值带入King公式中，计算热敏丝检测电桥输出电压值。分析结果显示，电桥输出电压增量随着安装位置到转轴距离增加而增加，并得到电桥输出电压与安装位置到转轴距离之间的计算结果。实验检测表明输出电压变化规律与计算结果基本一致。     

基于DSP的永磁同步电机全速范围转子定位

针对传统永磁同步电机矢量控制过程中,需要精确的转子位置进行坐标轴系变换问题,采用一种基于DSP的永磁同步电机转子位置检测和初始定位的方法。该方法在电机静止时使用改进的磁定位法,通过分别两次输出直流转矩,将转子先牵引出定位盲区,然后固定到预定位置进行转子初始定位;在电机运行后采用改进的M/T法,以及可变的采样时间测量速度和转子位置信息。同时在实验平台上验证了该方法,实验结果表明该方法能准确定位转子初始位置,电机在低速和高速时能准确测出转子位置信息,且具有一定的可靠性和有效性。