改进型预测函数控制在感应电机功率优化中的应用

在对感应电机效率优化问题进行研究的基础上,考虑到传统方法在电机动态时无法同时兼顾响应性能和效率优化的缺陷,设计了一种新型分数阶PI(FOPI)预测函数控制策略.该控制策略将预测函数控制和分数阶PI两种算法相结合,构建具有分数阶比例、积分性质的多变量预测函数控制器,兼顾了感应电机动态效率与转速响应速度的优点.应用于电动机效率优化的最大转矩电流比控制方面,采用前馈补偿解耦设计的思路,将系统分解成两个具有可测扰动的子系统.仿真实验表明新型控制策略具有在线识别模型识别模型参数,跟踪效果好,抗干扰能力强,无超调,稳态误差小,取得了良好的控制效果.     

基于无源控制的无速度传感器异步电机调速控制

建立其交流异步电机的欧拉—拉格朗日数学模型,再以无源控制理论实现电机调速控制。为了转速反馈的准确性,加入了转速估算环节。充分利用被控系统已有的结构,直接比较给定的电磁转矩和估算的电磁转矩,运用PI闭环控制构造出转速信号。在Simulink中搭建仿真模型进行实验,仿真结果表明：此控制方法对交流异步电机速度控制具有较好的静/动态性能和抗干扰性。     

BLDCM新型滑模观测器的无位置传感器控制

针对传统滑模观测器(SMO)抖振和相位延迟问题,提出了一种新型滑模观测器来获取无刷直流电机(BLDCM)反电动势(back-EMF),无需额外增加低通滤波器即能得到光滑的反电动势估计值.由反电动势估计值能够直接计算出转子位置角和转速.根据转子位置角和滞环控制器的输出来选择适当的电压空间矢量,实现无位置传感器控制,并根据转速和反电动势估计值计算转矩.最后,将该滑模观测器用于无磁链环直接转矩控制(DTC)中.实验结果验证了方案的可行性.     

基于罗克韦尔PLC的时钟伺服控制系统

采用了罗克韦尔PLC设计了时钟的伺服控制系统.控制系统硬件主要采用罗克韦尔自动化公司的ControlLogix1756控制器、1756-M08SE运动模块、3个Ultra3000数字伺服驱动器和3个Y-1002伺服电机,其中时针、分针和秒针分别由一个伺服电机单独驱动.在此基础上,开发了控制程序和人机界面.系统实际运行结果表明,所设计的时钟伺服控制系统具有良好的可靠性和精度.     

异步电机反馈线性化二阶滑模定子磁链观测器设计

为了提高异步电机定子磁链的观测精度,提出了基于反馈线性化的二阶滑模磁链观测方法,设计了定子磁链观测器,并应用到异步电机直接转矩控制中.为更准确的观测磁链,选取转子磁链为系统输出,运用微分几何理论将异步电机系统的输入/输出线性化,得到以转子磁链为输出的异步电机反馈线性化模型.在此基础上设计基于Super-twisting算法的二阶滑模转子磁链观测器,实现对转子磁链的准确估算,并对所设计的观测器进行稳定性分析.然后再利用转子磁链与定子磁链的关系,估算出定子磁链.将该观测器用于异步电机直接转矩控制中,达到了很好的控制效果.仿真与实验结果验证了该方法的可行性和有效性.     

智能小车控制系统设计

以16位低功耗单片机MSP430F5438为控制核心,以直流电机作为驱动的动力,设计了智能小车并采用脉宽调制(PWM)方式实现对车速的准确控制;使用灰度传感器来检测起点/终点标志线及转弯/超车标志线;在超车区使用超声波传感器来测量两辆小车之间的距离,并在轨道的超车区内进行超车;使用无线通信模块来进行两车之间的超车通信,有效避免两车相撞并顺利实现超车;用电子指南针模块来对两小车进行精确定位及转弯控制和在行车道上方向的校正.通过对样机进行了测试,结果表明:智能小车可以实现单车绕圈行驶、两车防撞前后行驶、两车在规定的区域完成超车等功能,且其性能稳定、抗干扰性强,在无人驾驶系统方面得到广泛应用.     

在线超声波流量监测系统设计及其应用

为解决地源热泵系统中的进出水流量测量,设计研究基于超声波时差法原理的非接触式在线流量监测装置。系统以STM32F407 ZE为主控制器,定时采集流量、完成数据封包、加密和远端服务器交互任务;以MSP430F2618为流量测量控制器,采用时差法以TDC-GP22精准测量超声波在介质中传播时间,实现管道流体流速、流量实时监测。系统测试结果实现流量数据测量及上传存储到远端服务器,满足地源热泵系统流量监测需求。     

超声波测距导盲车关键技术的研究

为了确保盲人或者视觉受损人群独自安全出行、真正解决其出行不便的困难,设计一款成本低廉、精度高,能够得到广泛推广使用的盲人辅助产品是很有必要的。通过分析提高测距精度和减小盲区的方法,设计了导盲车系统。系统由超声波测距和语音播报两部分组成。通过旋转云台搭载超声波探头检测障碍物距离和方位以及路面凹坑,车底前方的电极检测路面积水;由STM32微处理器对各信号进行处理。采用较高的时钟频率来提高测距精度,增加温度传感器补偿进一步保证精度;安装多个探头以及使用旋转云台,通过旋转扫描以减小盲区,再由文字转语音芯片SYN6288播报路况信息。由于采用旋转扫描检测,经过设计实物并测试,基本上能够覆盖前方约 、5-300cm扇形区域。测距分辨率可达到1cm。     

ARM平台的矢量和PID交流电机控制系统

交流电机具有结构简单、制造容易、成本低、容易控制等等特点,在许多场合中逐步取代直流电机,成为电机使用者的首选,但是交流电机的调速系统复杂,在使用上很难达到和直流电机相媲美.文章设计一套基于ARM平台的矢量控制和PID算法的交流电机控制系统,实现对交流电机的精确的控制.系统分为硬件、软件、和上位机界面三部分,硬件电路包括电流采集电流和IGBT电路,软件部分采用C语言开发,使用KEI MDK软件开发工具编程,上位机采用LabVIEW软件编写测试界面,运行PID程序,最终开发出一套用于交流电机调速系统的电机控制.