考虑定位力及摩擦力的永磁同步直线电机系统预定位估计算法

在永磁同步直线电机系统中,采用增量式传感器以及无位置控制技术对电机进行闭环控制时,定位力及摩擦力会导致对系统初始位置的估计出现较大偏差,影响起动性能。针对上述问题,该文提出一种考虑定位力以及摩擦力的永磁同步直线电机系统预定位算法。首先,在分析系统定位力、摩擦力特性的基础上,重点分析电机预定位时的动力平衡关系,考虑摩擦力对电机预定位过程的影响,讨论不同方向的预定位平衡位置。其次,推导预定位平衡位置估计可实现的约束条件,并基于静止坐标系下,提出一种基于二分法的预定位平衡位置迭代估计算法。最后,基于一台平板型永磁同步直线电机,配合“ARM+FPGA”的驱动控制平台,开展预定位估计算法的仿真与实验工作。通过仿真分析和实验验证了预定位估计算法的可行性与有效性。     

基于混合自适应扩展卡尔曼滤波的永磁同步直线电机等效机械参数辨识策略

针对机械参数辨识精度受推力系数波动影响而降低的问题,提出等效机械参数模型,将推力系数与待辨识参数相结合,并推导该模型在控制器调谐和前馈补偿上与传统模型的等效性。为了进一步实现等效机械参数在线辨识,构建基于混合自适应扩展卡尔曼滤波的辨识器。混合自适应扩展卡尔曼滤波在系统噪声矩阵和渐消因子中加入自适应机制,能够估计系统噪声,并在负载突变时快速收敛。通过对系统可观性和矩阵正定性的推导,证明算法的稳定性。最后,在一台永磁同步直线电机上进行实验,验证所提算法的有效性及其在PWM周期为32 kHz和10 kHz时在线运行的可行性。     

永磁同步直线电动机系统新型扰动抑制结构

基于一台无槽圆筒型永磁同步直线电动机,开展扰动抑制方法的研究。为了提高分析与仿真的准确度,考虑三相电感的均值不对称性,推导了新的电机模型。提出了一种新型的扰动抑制结构,综合考虑扰动类型与电机系统实际控制过程,研究了该新结构的实现效果。将该结构进行了拆分,分别研究了拆分后两个子结构的扰动抑制效果,从而进一步说明新结构的控制特性与可行性。在一台圆筒型永磁同步直线电动机上进行了实验,测试了整个系统的性能,并与常规方法进行对比,验证了该新型结构的有效性。     

集总参数电路与磁路、热路的关联性教学

本文采用类比和关联方法,拓展电路中集总参数思想。通过将磁路、热路中相应的物理量与电路中的电流、电势、电阻进行类比和关联,帮助学生理解集总参数模型思想,掌握各物理量的涵义。通过对具体用电设备电动机的简单建模分析,促使学生将集总参数模型在其它电、磁、热的分析中能够融会贯通,应用电路理论所学知识,建立合理的物理模型及分析解决问题。     

一种高精度和高跟踪速率的轴角转换方法

随着运动控制系统对轴角转换精度和跟踪速率不断提高的要求，本文设计了一种随轴角信号变化快慢自动切换分辨率实现高精度和高跟踪速率的方法。通过采集轴角转换器的速度电压信号和分辨率控制信号设计了一种分辨率自适应控制算法。为消除动态切换带来的速度电压瞬态变化，本文设计了一种四带宽积分电路及预充电电路，实现了轴角转换器在高精度和高跟踪速率间的自动快速切换。本设计电路将高精度和高跟踪速率完美结合，解决了传统的单一带宽积分电路无法同时兼顾高转换精度和高跟踪速率的痛点。试验结果表明设计电路可同时实现最高转换精度0.033°,最大转速1152 r/s。     

不同励磁方式的电励磁双凸极电机正弦化设计与分析EI北大核心CSCD

该文在分析传统电励磁双凸极电机(doubly salient electro-magnetic machine,DSEM)反电势畸变的基础上,对两种不同励磁方式的DSEM进行正弦化设计,以实现该磁阻电机的正弦驱动,减小转矩脉动。提出相位调制正弦化的方法,指出该方法的设计原则,有效解决传统斜极DSEM反电势畸变、正弦度低的问题。研究发现,偶数相的DSEM经过特殊的定转子极弧系数设计后总有两相存在严格的互补关系,使所提正弦化方法的实现成为可能;并进一步提出提高反电势波形的对称性和正弦度的方法。随后,将设计的正弦化定子集中励磁电励磁双凸极电机、正弦化定子分布励磁电励磁双凸极电机和传统DSEM进行仿真对比分析。因为正弦化定子分布励磁电励磁双凸极电机性能最优,故加工其样机进行实验验证。实测样机不同励磁电流下空载反电势的总谐波失真均小于4%,采用基于空间矢量脉宽调制的正弦波驱动方式,实现DSEM的正弦化驱动,减小其输出转矩脉动。仿真和实验结果证明了DSEM正弦化设计和采用正弦驱动抑制转矩脉动的有效性,为高性能驱动应用提供了新的电机类型选择。