粒子群算法优化扩展卡尔曼滤波器电机转速估计

转速估计的精度直接影响无速度传感器矢量控制的效果,针对感应电机扩展卡尔曼滤波器(EKF)转速估计中难以取得系统噪声矩阵和测量噪声矩阵最优值的问题,提出了一种基于改进粒子群算法优化的EKF转速估计方法.该方法利用改进的粒子群算法对EKF中的系统噪声矩阵和测量噪声矩阵进行优化处理,将优化后的EKF应用于感应电机转速估计.仿真试验表明,与试探法、标准粒子群算法及遗传算法比较,该方法能有效提高转速估计的精度,从而提高无速度传感器矢量控制系统的性能.     

一种基于增量式卡尔曼滤波器的PMSM转速滤波算法

为了滤除永磁同步电机转子转速测量环节存在的量化误差等噪声,提出一种基于增量式卡尔曼滤波器的转子转速滤波算法.该算法通过两个相邻周期的离散运动方程相减的方式消除负载转矩项,根据卡尔曼滤波器原理,推导出基于增量式卡尔曼滤波器的永磁同步电机转子转速滤波算法,并与低通滤波器的滤波效果进行比较分析.研究表明,基于增量式卡尔曼滤波器的滤波算法可以在不带来延时的前提下有效滤除转速测量噪声,并且计算负荷显著减少,对电机参数依赖度低.仿真和实验结果验证了所提算法的有效性.     

基于SMC的异步电机全阶磁链观测器研究

针对异步电机无速度传感器控制系统,提出了一种基于滑模控制(SMC)的改进型异步电机全阶磁链观测器方法.该方法利用全阶磁链观测器来辨识转速和估计转子磁链,并设计出滑模转速控制器来代替传统PI转速控制器,不仅能减小低中高速时系统转速动态响应的超调量,还能缩短进入稳态值的时间,增强系统的鲁棒性.仿真结果表明该算法的有效性.     

基于绝对稳定性的异步电机转速自适应辨识方法

基于非线性控制系统的绝对稳定性定理,提出了一种新的通用异步电机转速自适应辨识方法。通过理论分析可以证明传统的MRAS(模型参考自适应方法)转速辨识算法就是该理论的一种较优实现形式,从而从另一方面证明了MRAS转速辨识方法的稳定性,并且解决了传统MRAS算法中武断的忽略磁链观测误差的问题。在MATLAB/Simulink环境下对该理论进行了仿真验证。     

无速度传感器矢量控制系统转速辨识的复合算法

针对电机开环速度估计和磁化电流无功功率模型参考自适应法的优缺点,提出了一种将二者结合起来的转速辨识复合算法。该方法提高了转速辨识的动态性能和稳态辨识精度,并解决了磁化电流无功功率模型在转速过零点的失控问题。通过仿真及试验证明了该方法的正确性。     

基于参数跟踪的感应电机转速与磁链强跟踪滤波估计方法

针对感应电机高性能矢量控制中的转速与磁链估计问题,提出了一种包含参数跟踪的转速与磁链联合估计强跟踪滤波(STF)方法.考虑电机参数变化及模型不确定性,采用粒子群迭代学习动态优化算法实现对感应电机参数的在线跟踪,修正的STF算法用于实现对感应电机转速与转子磁链的联合估计.仿真结果表明,包含参数跟踪的STF算法能够有效实现...     

基于绝对稳定性的异步电机转速自适应辨识方法

基于非线性控制系统的绝对稳定性定理，提出了一种新的通用异步电机转速自适应辨识方法。通过理论分析可以证明传统的MRAS（模型参考自适应方法）转速辨识算法就是该理论的一种较优实现形式，从而从另一方面证明了MRAS转速辨识方法的稳定性，并且解决了传统MRAS算法中武断的忽略磁链观测误差的问题。在MATLAB／Simulink环境下对该理论进行了仿真验证。     

转速估算在高压电机变频器节能改造上的应用

通过对比两种转速测量方法提出转矩电流估算法来测定电动机转速,该方法在不额外增加硬件的情况下就可完成对电动机转速的准确估算.该方法包含转矩电流判断、频率搜索电压的设定、频率搜索成功条件判断等.经多次验证,基于转矩电流估算法可顺利实现变频器失电跨越功能,同时,基于此算法可完成变频器“工切变”功能.这些功能的起用,大大提高了变频器现场运行的可靠性.     

基于改进PSO与广义五阶CKF算法的PMSM无传感器控制

为提高永磁同步电机无传感器控制效果,针对电机转速估计精度及PI参数优化的问题,提出一种基于改进粒子群优化(PSO)的PI参数与广义五阶容积卡尔曼滤波(CKF)算法的PMSM无传感器控制方法.首先,建立了PMSM的离散数学模型,推导了其转速环传递函数,并以此为适应度函数利用基于柯西变异的改进PSO算法来对转速环PI参数进...     

基于模糊神经网络的感应电动机转速估计方法

根据感应电动机的数学模型,提出一种基于模糊神经网络的感应电动机转速估计的方法,并给出了速度估计器的模糊神经网络结构和学习算法。仿真结果表明,该方法能准确跟踪电动机实际转速的变化,具有良好的性能。     

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。     

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     

基于串行绝对式编码器的伺服电机位置及转速检测

为获得伺服电机高精度转子位置信息,文中基于TMS320F28379D的SCI模块设计了硬件接口电路,实现与串行绝对式光电编码器TS5700N8501之间的通信,根据编码器通讯协议,读取编码器应答信号,获得转子位置,并提出一种电机转向判断及转速计算的方法。实验结果表明,设计的电路可靠,软件算法可行,可以正确检测电机的转子位置、转向及转速信息,数据实时性好,满足伺服电机控制的需求。     

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.     

增量式编码器测速的典型问题分析及应对策略

作为一种常用的测速设备,增量式编码器在电机控制中发挥着重要作用。为了能够更好地利用编码器提高测速和控制效果,本文讨论了编码器应用中常见的几种典型问题。首先,本文根据T法和M法测速原理确定了测速方法的选择依据,根据查询方式和中断方式程序执行的特点分析了如何合理选择软件实现方式。然后,针对低分辨率编码器的情况,提出了一种连续中断T法测速方法,该方法实现比较简单,可以最大程度地利用编码器脉冲、减小测速延时。同时以科研过程中实际遇到的问题展示了编码器安装误差对测速精度的影响,并分析了这种情况下如何选取测速方法。最后,在异步电机试验台上进行了实验,实验结果证明了本文对上述问题的分析及所提应对策略的合理性和有效性。     

基于PLC电机速度监测的程序设计

电机转速是判定电机运行状态的关键参数,也是电机事故频发的主要原因之一,所以对电机的转速进行监测至关重要,以光电编码器作为脉冲发生器,常规PLC的定时器进行时间间隔,计数器对单位时间内电机高速脉冲进行记数。设计了一种对电机超速或欠速进行监测的应用程序,速度监测方法的优点是;实时性好,精度高。     

增量式编码器自动检测系统

为减少增量式编码器检测的复杂度,提高检测精度和检测效率,实现增量式编码器的自动检测,设计了便携式增量式编码器自动检测系统。首先,利用直流电机带动被检编码器搭建了增量式编码器自动检测硬件系统,并利用驱动电路控制电机匀速转动。然后,利用Cortex．M3内核的STM32F107芯片设计了编码器误差采集电路,完成对编码器全周输出数据正交性、均匀性和幅值的采集;最后,通过计算与比较,将编码器旋转全周内输出信号误差的最大值和幅值显示在液晶显示屏上。自动检测系统调速范围在30—110r／min,且具有轻巧易于携带、测量简便、检测速度快、检测结果准确及显示直观等优点,非常适合在现场对编码器进行调试。经过实验,系统能够准确的检测出精度为40”的增量式编码器输出信号的误差。     

一种新颖的正弦正交编码器细分方法

提出了一种不用查询表的正弦正交编码器细分方法,利用控制系统临界稳定原理生成一个高频数字正弦载波与采样得到的正弦编码信号实时比较来获取相位信息;与传统查询表细分方法相比,节省了大量的存储空间,而且整个细分过程通过软件实现,不需要添加额外的硬件;同时阐述了影响细分分辨率的因素,推导出了防止电机高速运行时细分混叠的条件;最后,以一台7kW的电梯用永磁同步电机配套海德汉的ERN487-2048正弦增量式编码器为平台,验证了该细分方法用于转子初始位置识别及速度控制的可行性。     

一种新颖的正弦正交编码器细分方法

提出了一种不用查询表的正弦正交编码器细分方法,利用控制系统临界稳定原理生成一个高频数字正弦载波与采样得到的正弦编码信号实时比较来获取相位信息;与传统查询表细分方法相比,节省了大量的存储空间,而且整个细分过程通过软件实现,不需要添加额外的硬件;同时阐述了影响细分分辨率的因素,推导出了防止电机高速运行时细分混叠的条件;最后...     

光学斩波器变值恒速控制系统研究

在研究利用单片机C8051F060实现对直流无刷电机的控制的基础上,进一步研究由单片机、电机及其驱动器组成的闭环系统即斩波器,用来控制电机按照给定的转速稳定旋转。编码器与电机同速旋转,用来测量电机转速。系统上电运行后,以设定初始转速为30 r/s为例,根据数码管、示波器及上位机的显示结果,编码器能够输出稳定的脉冲,电机转动速度的均值为30.004 5 r/s,符合既定要求。整个系统简单精确,为斩波器稳速系统的设计提供了1个有效而可靠的解决方案。