基于全数字锁相环的步进电机控制系统

研究步进电机优化控制问题,步进电机控制系统存在着控制功能单一和控制精度不高的缺陷。针对上述问题,提出了一种用全数字锁相环的控制系统设计方案。锁相环能够在较大的频率范围内快速跟踪和锁定输入信号的频率和相位,应用脉冲分配控制器,可提高整个系统的同步性能,增强步进脉冲信号频率的稳定性。采用超高速集成电路硬件描述语言(VHDL)进行电路系统设计,利用计算机仿真技术对该系统进行了仿真验证,并给出了布局布线后时序仿真的结果。仿真结果表明,该系统具有控制灵活、响应速度快、稳定性能好等特点,改进的设计方案可实现对步进电机转速、转向和定位的一体化控制,能够显著提高系统的控制精度,并可应用于其它不同工作方式的步进电机控制系统设计。     

基于FPGA和ARM的GPS基带处理平台设计

本文研究了基于FPGA和ARM的GPS基带处理平台,详细介绍了C/A码跟踪环路及载波跟踪环路的设计和实现方法。采用Maxim公司的Max2769、Atmel公司的AT91SAM7SE25和Altera公司的EP3C25搭建硬件系统。Max2769完成下变频、采样并输出中频数据;ARM实现控制功能;FPGA完成解调、相关累加功能。实验结果表明基带处理平台可以稳定跟踪GPS信号,16通道情况下,冷启动时间为80秒,系统水平定位误差优于40米。     

一种适用于谐波电网环境的新型锁相环技术

电网同步锁相技术是分布式发电系统并网运行的关键技术.针对传统单相自然坐标系锁相环(PLL)存在倍频谐波及同步坐标系锁相环存在构造虚拟正交信号且无法完全抑制电网谐波的问题,本文提出一种无需生成虚拟正交信号的单相锁相环方法.所提方法在传统自然坐标系锁相环的基础上嵌入级联式控制结构,由于该结构对应的开环系统会在鉴相器输出的各次谐波处产生谐振尖峰,所以相应谐波会在闭环控制作用下被完全滤除,从而该锁相环能提取出更为纯净的频率和相位信息.最后,在不同电网条件下对所提方法进行测试,结果验证了该方法的正确性和优越性.     

基于提高弱电网新能源并网水平的逆变器功率-电压控制策略

传统功率-电流控制的并网逆变器存在谐波振荡等交互稳定性问题,限制了新能源的并网水平,尤其在弱交流电网中更为突出.为克服上述缺点,提出了一种新型功率-电压控制策略.首先在旋转dq坐标系下建立了逆变器输出阻抗的动态模型,包括主电路参数,锁相环(PLL)动态参数和调节器参数;然后基于波特图分析传统功率-电流控制策略下和本文所提功率-电压控制策略下逆变器输出阻抗的频率特性,证明了本文所提功率-电压控制策略稳定性,可以减小PLL带宽和输出功率的影响,从而提高弱电网中逆变器的额定功率注入功率,最后仿真和实验结果验证了所提出控制策略的有效性.     

适用于非理想条件下的自适应自抗扰锁相环技术

为解决传统三相同步锁相环在电网电压波动时无法精确锁相的问题,本文通过引入二阶线性自抗扰控制技术代替传统PI控制,并利用其扩张状态观测器对各状态变量进行估计和补偿实现锁相.基于二阶广义积分器的移相特性提出一种快速计算正序电压幅值的算法,并以此为基础设计一种可以根据电压跌落深度自适应调节参数的自抗扰锁相环结构.仿真和实验表明,所提出的锁相环结构可以有效提高锁相环的动态性能,且能在非理想的工况下为逆变器并网发电提供可靠的基准信号.     

一种IPMSM无位置传感器系统设计的新方法

针对内置式永磁同步电机IPMSM(interior permanent-magnet synchronous motor),本文给出一种新的无位置传感器系统设计方案.由转子永磁磁链角的估计值和同步坐标系下定子磁链的代数模型得到定子磁链的估计值,经旋转变换后与静止坐标系下由定子电压、电流积分模型得到的定子磁链进行比较形成反馈闭环来抑制积分漂移,并利用两者的叉积经锁相环得到IPMSM转子转速和位置的估计值.与已有的EEMF状态观测器方法相比较,本文所提方法简单且有更好的动态和静态估计性能.最后通过仿真和实验验证了所提算法的可行性和有效性,试验中为提高系统在低速下的性能,对逆变器的非线性进行了补偿.     

直驱永磁同步发电机无位置传感器控制研究

提出一种基于锁相环技术的无位置传感器控制策略,该控制策略将系统输出的相位与给定信号相位的相位差值锁定为一个固定值,根据锁相环特性就可以得出电机位置、频率信号。仿真结果表明,该方法实现了全速范围内转子位置、速度的准确、快速检测。     

基于ADF4351低噪声频率合成器设计与实现

现代通信系统对频率源频谱纯度、频率范围和相位噪声指标要求日益提高,本设计根据锁相环的基本原理,基于ADI公司频率合成芯片ADF4351,通过单片机ADu C7023程序控制,设计与实现一种高性能可调频率源,并且测试输出频率在935MHz,相位噪声-84.76d Bc@1k Hz,-91.30d Bc@10k Hz,杂散信号较低,测试结果表明该频率合成器输出信号稳定,噪声系数较低。     

基于SMO的PMSM磁极位置检测技术

为构造低成本、高可靠性的永磁同步电机(PMSM)无位置传感器控制系统,对基于滑模观测器(SMO)的PMSM磁极位置检测技术进行研究.基于滑模变结构和矢量控制理论设计了滑模观测器,用于估算电机的反电势,并构造了采用锁相环(PLL)结构的磁极位置检测单元.仿真和实验结果表明,所设计的观测器能较准确地估算电机反电势,但存在一定的高频抖振,而锁相环单元能在很大程度上减小高频分量对角度估算的影响,提出的方法能实现较高精度的磁极位置检测.     

一种洛伦兹力微机械谐振磁传感器建模及数值仿真

针对微机械洛伦兹力谐振磁传感器灵敏度受驱动控制电路和谐振频率漂移影响问题,利用平均周期法分析了鉴相器为异或门的锁相环频率跟踪电路的动力学模型,并求解出频率跟踪的稳定条件和稳态振幅平衡点.设计的磁传感器数值建模及仿真实验表明:当锁相环积分器系数小于临界值时,环路频率跟踪稳定;当锁相环积分器系数大于临界值时,频率跟踪振荡;稳态振幅与理论分析一致,灵敏度与接口电路无关;频率跟踪动态过程与压控振荡器初始频率ω0、积分系数kI、滤波器时间常数ξ有关.