一种针对高速开关磁阻电机数字控制器的研制

开关磁阻电机(SR电机)转子上无线圈和永磁体,较适合于高速运行.介绍一种针对高速开关磁阻电机的数字控制方法,设计了以C8051F120为控制核心的数字控制器,包括硬件和软件,实现了SR电机高速运行时的调角度控制和电流斩波控制(CCC)相结合的控制方法,实验结果表明该数字控制系统简单并具有优良的性能,达到了高速电机控制的运行要求.     

超高速开关磁阻电动机设计

开关磁阻电机结构简单坚固,转子上无永磁体和绕组,特别适合超高速运行。针对超高速电机的运行特点,对超高速开关磁阻电机的多物理场一体化设计方法进行探讨,研制了一台6/2结构超高速开关磁阻样机,样机最高转速为130 000 r/min,功率为1 kW。为提高样机的起动转矩,改进了样机的转子结构,并基于有限元法对样机的电磁性能和动力学性能进行优化。采用自主开发的具有角度控制功能的开关磁阻电机专用集成电路SR3P10K07A作为控制系统的控制核心。最后对样机进行了实验,实验结果表明本文采用的设计方法、转子结构和专用芯片是可行和有效的。     

基于双DSP的磁浮开关磁阻电机全数字控制器

根据磁浮开关磁阻电机(SRM)对控制器硬件资源及实时性的要求,基于双DSP与双口RAM,研制了磁浮SRM的全数字控制器。控制器以2片DSP为核心,来满足磁浮SRM旋转和悬浮功率变换器对PWM调制信号的需求,双口RAM用于实现2个DSP之间的信息实时共享,旋转控制用功率变换器采用传统不对称半桥电路,悬浮用功率变换器采用2块IPM模块,双DSP管理3套功率变换器以实现同时旋转控制和悬浮控制。制作了全数字控制器实验样机,进行了实验测试。实验结果表明,两DSP可协调工作,实时交换所需数据,能有效地完成对磁浮SRM的控制。     

高速开关磁阻电动机数字控制实现

开关磁阻电动机(SR电动机)转子上无线圈和永磁体,较适合于高速运行.介绍了一种针对高速开关磁阻电动机的数字控制方法.设计了以C8051F120为控制核心的数字控制器,包括硬件和软件,实现SR电动机高速运行时的角度控制和电流斩波控制(CCC)相结合的控制方法.实验结果表明该数字控制系统简单且具有优良的性能,达到了的运行要求.     

高速SRM无位置传感器控制

针对简化磁链法开通角和关断角无法灵活且精确控制的问题,限制SRM(swithed reluctance motor)效率和高速运行性能,根据不同转速,提出实时调整开关角的无位置检测控制策略,通过建立电机有限元仿真模型,计算得到样机不同转子位置磁链模型.为提高角度位置控制精确度,针对SRM磁链模型的特点,给出参考磁链选取原则,在此基础上,根据不同转速实时调整开关角,实现SRM变角度位置控制.为验证提出的无位置控制策略的有效性,分别选取低速和高速样机进行试验.结果表明,提出的无位置检测法适用于低速和高速SRM,具有较高位置估算精确度.     

基于现场可编程门阵列的数字模糊控制器在开关磁阻电机调速系统中的应用

设计了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的模糊控制器,用于对开关磁阻电机(SRM)进行调速控制。该数字模糊控制器将复杂的模糊控制算法用一块简单的逻辑芯片实现,不仅能满足SRM对实时性、可靠性的要求,同时还可以提高整个调速系统的综合性能。     

基于DSP的8／6极开关磁阻电机调速控制技术研究

开关磁阻电机调速系统由专用电机及其配套控制装置组成,是典型的机电一体化控制系统.介绍了以8/6极开关磁阻电机(SRM)为被控对象,TMS320LF2047作为控制器,以低速电流斩波控制、高速角度控制为控制策略,实现了全数字的开关磁阻电机调速系统的控制.通过CCC控制方式和APC控制方式的系统仿真与试验表明,开关磁阻电机具有良好的调速性能,控制特性满足中速电机的控制要求.     

电动车开关磁阻电机驱动和保护控制策略研究

传统开关磁阻电机(SRM)起动时采用电流斩波控制(CCC),中高速阶段采用角度位置控制(APC)对转速进行调节。但在电动车领域的SRM驱动控制中,通常采用基于脉宽调制(PWM)控制的方式来实现电机的开环调速。在传统SRM控制方式的基础上,提出了一种动态斩波的起动方式以及一种PWM控制与APC控制相结合的中高速运行的综合控制策略,可确保电机在不同负载下平稳起动、瞬间提速和稳定运行。与此同时,对控制器保护环节中最为关键的过流保护和堵转保护进行了设计,提升了整个驱动系统的可靠性。为了验证所提驱动控制策略和保护方法的可行性,在以STM32F103处理器为控制核心的控制器和1台12/8结构电动车SRM上进行了系统的试验。试验结果表明在该控制算法下,电机能够快速起动和稳定运行,且能检测到故障并及时保护,证明了该算法的正确性。     

基于双处理器架构的开关磁阻电机远程控制系统

开关磁阻电机(SRM)控制装置大多基于单处理器控制模式,存在处理器承担任务过重、执行周期较长等问题,使得装置的可靠性、灵活性和可扩展性受到了很大的制约。本文设计了一种基于DSP+MCU主从控制器双架结构的SRM控制系统,将系统转子位置检测、换相判断以及转速计算等任务独立出来,交给从控制器负责,主从控制器之间通过CAN总线实现数据通信。为保证SRM的控制精度,设计了基于转子位置的准时分原理的通信协议,避免了多种信息的数据碰撞;并对系统延时进行了分析研究,提出了角度补偿控制方案,提高了SRM的驱动性能,实现了SRM远距离实时准确的位置控制。实验结果验证了该设计方案的有效性。     

基于PIC33FJ16GS504的数字电源设计

PIC33FJ16GS504是专门用于设计数字电源系统的数字信号控制器DSC,由40 MIPS的16位MCU、单周期17位×17位累乘器的DSP内核、智能电源外设IPP三个主模块构成.其中的IPP模块将电源PWM发生器、高速10位模数转换器ADC和高速模拟比较器这三种外设高度集成互连,三种外设互相协作就可产生并控制PWM的输出波形而无须MCU的直接干预.基于PIC33FJ16GS504数字信号控制器,设计了带同步整流功能的全桥转换器硬件电路,并完成了带负载共享补偿功能的平均电流模式数字控制器相关软件调试.     

基于多项式插值测速和LADRC的开关磁阻电机调速控制

开关磁阻电机（SRM）时变非线性的特点使其精确的数学模型较难建立,当内外扰动较大时,传统PID控制器难以达到良好的控制性能。为了解决上述问题,采用线性自抗扰控制（LADRC）方法设计了SRM调速控制器。将非线性模型的不确定性和负载突然变化等合并作为一个总扰动,设计线性扩张状态观测器对扰动进行估计并进行补偿。采用二阶Lagrange插值多项式去逼近电机位置轨迹,从而计算得到瞬时速度,当电机进行导通角度控制时,依据瞬时速度估算转子位置进行控制。仿真对比表明,LADRC优于传统PID控制器。在DSP28335上对6/4 SRM进行了控制试验。结果表明,LADRC配合二阶Lagrange测速算法能较好地实现电机的提前开通和关断的角度位置控制。     

基于TMS320LF2407A开关磁阻电机控制系统的研究及实现

首先介绍了开关磁阻电机调速系统及各运行状态控制,其次在分析开关磁阻电机运行原理、调速特性和控制方法的基础上,提出了高速变角度电压斩波控制—低速定角度电流斩波电压斩波控制的控制策略,PWM控制采用双闭环调节器来实现电压斩波。针对实验用30 kW开关磁阻电机驱动系统,基于TI公司的TMS320LF2407A,设计了控制器的硬件电路及软件流程,最后给出了系统在不同转速下的绕组电流及不同负载情况下的电流波形曲线。     

基于DSP的大功率SRM全数字控制系统

设计了一种大功率开关磁阻电机(SRM)全数字控制系统.该系统采用高性能的数字信号处理器(DSP)TMS320F2812和单片机(MCU)89C52主-从双处理器结构,为了减少外围分立器件,增加系统可靠性和抗干扰性,应用了复杂可编程逻辑器件(CPLD)EPM7064S;控制策略采用电流斩波控制(CCC).132 kW大功率SRM控制系统成功应用于矿山矸石山绞车,由现场运行结果表明:速度跟踪性能和抗干扰能力强,电流波形接近理想方波,完全满足了工业现场的应用需求.进一步验证了该系统设计的合理性.     

基于DSP和CPLD的开关磁阻电动机数字控制

为实现对开关磁阻电动机的实时有效控制,在分析了开关磁阻电动机的调速系统和现有控制模式的基础上,设计了基于数字信号处理器(TMS320-LF2407)和复杂可编程逻辑器件(EPM3064)的开关磁阻电动机全数字控制器.对DSP和CPLD的功能进行了分配,并进行了二者之间的时序仿真分析,采用分段变参数PID控制方法,有效实现开关磁阻电动机的转速电流双闭环控制,取得预期的实验结果,满足高速电机对实时性的要求.     

基于DSP和CPLD的开关磁阻电动机数字控制

为实现对开关磁阻电动机的实时有效控制,在分析了开关磁阻电动机的调速系统和现有控制模式的基础上,设计了基于数字信号处理器(DSP)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)的开关磁阻电动机全数字控制器。对DSP和CPLD的功能进行了分配,并进行了二者之间的时序仿真分析,采用分段变参数PID控制方法,有效实现开关磁阻电动机的转速电流双闭环控制,取得预期的实验结果,满足高速电机对实时性的要求。     

基于RBF神经网络非线性预测模型的开关磁阻电机自适应PID控制

开关磁阻电机的非线性和变参数特性使得采用传统的PID控制很难取得较好的控制效果。人工神经网络在一定的条件下可以任意精度逼近任意非线性函数且具有较强的自学习、自适应、自组织能力。故将其与传统的PID控制相结合构成神经网络自适应PID控制策略，应用于非线性严重的开关磁阻电机，可实现对开关磁阻电机的高性能控制。同时，神经网络所具有的非线性变换特性和高度的并行运算能力使得其适合建立非线性预测模型进行参数预测。通过对被控系统参数的预测，可提高系统的动态响应性能。该文采用两个神经网络-BP神经网络和RBF神经网络来分别构成神经网络NNC和神经网络NNI。神经网络NNC进行自适应PID参数调节；神经网络NNI用来建立非线性预测模型进行参数预测。为进一步加快神经网络的学习收敛速度，该文采用变学习速率的神经网络学习算法，学习速率随收敛过程误差的大小而自适应地进行调整，这可大大加快神经网络学习训练的收敛速度，进一步提高系统动态响应速度。实验结果表明，系统的动态响应快，超调小，稳态精度高，鲁棒性强，有较强的抗扰动能力，具有较好的控制效果。     

Self-tuning control of a switched-reluctance motor drive with shaftposition sensor

The control of the switched-reluctance motor (SRM) is usually based on the inductance profiles as a function of position. This paper addresses the problem of obtaining optimal performance from an SRM in the presence of parameter variation, which can alter the phase inductance profiles. The operation of an SRM drive in the controlled current mode from zero to base speed is considered. New self-tuning algorithms are presented which optimize the steady-state performance of the drive as measured by torque per ampere (TPA). Computer simulations are employed to show the existence and uniqueness of a solution to the optimal TPA problem. The application of the new control strategy is explained in the content of a speed controlled drive system. Experimental results are provided to demonstrate the validity of the self-tuning controller     

比例因子自调整模糊神经网络SRM控制研究

基于开关磁阻电机原理,对智能控制算法在开关磁阻电机中的应用进行研究,将模糊逻辑和神经网络控制相结合,对量化因子、比例因子在线调整以提高系统性能.对改进算法控制效果进行仿真,与常规算法进行仿真比较分析;最后以TMS320LF2407 DSP为核心控制芯片、三相不对称半桥电路为SR电机功率变换器主电路控制SR电机,给出实...