磁场定向控制

摘要： 针对机床用永磁同步电机(PMSM)控制驱动系统的复杂性和控制性能易受到负载扰动、非线性干扰等因素的影响,利用加性分解理论的优点将永磁同步电机(PMSM)驱动控制系统分解为主系统和辅系统。其中,辅系统采用基于改进的滑模控制方法,在保证系统的稳定调速性和鲁棒性同时,还有效地削弱了传统速度滑模控制器特有的抖振。而主系统采用了基于电流双闭环的跟踪策略,可以更好地控制驱动系统的响应性能,提高了该方法的工程实用性。仿真实验结果表明,该结构控制提高了系统的动态性能和鲁棒性,即可用于机床电机驱动系统。

摘要： 针对感应电机在不确定性干扰条件下难以进行稳定控制的问题,基于开关增益自适应技术,提出了一种鲁棒滑模控制与磁场定向控制相结合的感应电机速度控制方法。通过在转速与磁通滑模控制器中引入开关自适应增益和积分器插值,保证了与传统滑模控制算法相同的鲁棒性和动态性能,同时有效抑制了定子电压的抖振现象,且所提控制方法对负载转矩变化及电气参数不确定性敏感度较低。最后,通过仿真和物理实验对所提方法进行了验证,结果表明:所提出的控制方法能够准确、快速地跟踪参考信号,同时具有良好的鲁棒性。

摘要： 水平井牵引器用永磁同步电机(PMSM)具有无电刷换相、结构简单、运行稳定的优点。本研究基于磁场定向(FOC)控制技术,采用无位置传感器(sensorless)的控制方式,同时采用弱磁控制技术,给出了上述控制的数学模型,使用PSIM对数学模型进行了仿真验证,结果表明提出算法的正确性。采用STM32控制器实现了硬件设计,实验结果表明:通过弱磁调速的方式可以实现水平井牵引器在井下宽范围调速和稳定运行,能够适应井下特殊工况。

摘要： 为了研究永磁同步电机系统中功率器件老化的状态监测技术,以永磁同步电机磁场定向控制策略为例,分析了功率器件老化后的运行机理,提出一种计及电流能量监测功率器件老化状态的方法。首先采集不同老化状态下的工作电流,提取稳定状态下相同周期的电流数据做能量运算,通过差值比较得到老化功率器件所在桥臂;其次根据变形公式对电流正负数据做处理得到具体老化区间;最后通过仿真实验得到功率器件老化状态监测指标。结果表明,所提方法能够实现永磁同步电机系统中功率器件老化状态的在线监测,且方法简单、成本低、响应速度快,从而避免了功率器件进一步老化所引发的系统故障,提高了整个系统的安全性和可靠性。

摘要： 井下履带式探测机器人作业环境复杂,需携带多种探测或救援装备并进行爬坡越障,易导致负载扰动,具有较强非线性和不确定性,此外,用于机器人动力驱动的永磁同步电动机(PMSM)本身是多变量、强耦合的非线性系统,目前常规的基于误差的比例积分微分(PID)控制器很难满足控制需求。针对上述问题,设计了一种四摆臂井下履带式探测机器人,并进行了爬坡越障性能分析,得出了平地直行和直行爬坡2种工况下机器人PMSM的转矩和转速;对PMSM进行建模分析,速度环采用自抗扰控制器(ADRC),电流环采用比例积分(PI)控制器,设计了ADRC+PI控制方案;采用磁场定向控制(FOC)技术对PMSM进行驱动,从而提升机器人在井下作业时的响应性能和抗干扰性能。对ADRC+PI控制方案和常规PI+PI控制方案进行仿真和对比分析,得到2种工况下PMSM的转速、转矩、相电流响应曲线,结果表明:在2种工况下,采用ADRC+PI控制方案时机器人PMSM的转速和转矩响应控制更精准,具有更小的超调量和更短的调节时间,应对外部突变干扰的能力更强,能有效提升井下履带式探测机器人的爬坡越障性能和作业稳定性。

摘要： 步进电机开环控制结构简单,但定位精确度低、扭矩脉动大、能效低;闭环磁场定向控制定位精确度高、扭矩脉动小、能效高,但存在结构复杂且计算量大等问题,为此提出了低速和中高速分别采用微步和基于滑模观测器实现的无位置传感器的混合控制策略。首先,根据滑模变结构理论设计滑模观测器并实现了传统无传感器速度控制,观测器估计的转速提供给级联控制的外部速度环以实现速度闭环,而估计的转子位置提供给内部派克及逆派克变换来完成FOC;其次,提出在固定及旋转坐标系下不需进行坐标变换的新无传感器控制方案,由于无需使用派克和逆派克变换,降低了计算量,算法可以运行在低端微控制器,此外,低速时使用开环微步来提高定位精确度;最后,搭建实验平台并通过速度跟踪实验验证了新方案的有效性。

摘要： 基于电网调频对储能飞轮输出功率的要求,建立了飞轮永磁同步电机的数学模型,通过电网侧储能变流器来提供稳定的直流母线电压,电机侧变流器采用功率/转速外环与电流内环的双闭环控制策略,实现飞轮恒功率充放电。针对输出频率波动,响应速度慢的问题,提出基于电流前馈的功率环控制方法,并对转速环做出改进。通过实验验证,飞轮系统能快速跟踪充放电功率指令,稳态时的功率输出稳定,该方法现实可行。

摘要： 目前,我国列车牵引传动系统普遍采用电-空联合制动的制动方式,具有低速区电-空制动切换引起乘客舒适性下降、空气制动可控性不强和闸瓦磨损严重等缺点。为解决该问题,研究了一种基于再生制动和反接制动的列车全电制动控制技术,可实现列车在全速度范围内的电气制动。首先,根据矢量控制下电磁转矩和转差频率的关系,分析不同制动方式在低速区的转矩输出能力,确定了再生制动在定子角频率大于零和反接制动在定子角频率小于零时制动转矩的可控性;其次,通过间接矢量控制磁场定向和直接矢量控制磁链观测证明了反接制动的实现原理和可行性,进而提出了低速区由再生制动自然换向至反接制动的全电制动方案;最后,开展了小功率电机对拖试验测试,试验结果验证了所提制动策略可以实现低速区制动转矩的稳定可控输出,且转矩平滑无冲击,提升了低速区列车电气制动能力。

摘要： 基于坐标映射的角度阐述了FOC算法表达的简化方法,使算法可以引入单片机,从而设计出实用性强、应用范围广的无刷直流电机驱动方案。通过软硬件结合的方式进行设计,软件方面采用FOC磁场定向控制作为主要算法,硬件方面选择ST公司的STM32F103C8T6作为主控MCU,选择TI公司的DRV8302作为驱动芯片,设计了电压型三相逆变电路以驱动电机。结合Matlab/Simulink仿真平台搭建模型与单片机端口,通过将数据发送到上位机的方式进行方案验证。结果证明,该FOC无刷直流电机驱动方案能够驱动电机稳定运行,且性能良好。

摘要： 为改进无刷直流电机的运行表现,以减小转矩脉动为目标,设计一种无刷直流电机控制系统。在MATLAB/Simulink中建立控制系统的仿真模型;以STM32F407为核心搭建基于磁场定向控制理论的硬件控制系统;应用坐标变换等数学方法,把无刷直流电机的定子电流分解为直轴电流和交轴电流,并结合空间电压矢量脉宽调制方法实现对直流无刷电机的控制。软件部分设计主要讨论SYSTICK中断、霍尔中断、FOC算法等子程序设计。仿真与实验结果表明控制系统性能良好,转矩脉动有明显减小,具有一定实用推广价值。

摘要： 本文在对永磁同步电机磁场定向控制策略仿真的基础上,提出了TMS320F2812实现永磁同步电机控制系统的设计方案,并进行了工程设计.结果表明:控制系统软硬件设计合理正确,永磁同步电机磁场定向控制安全可靠.该闭环系统具有响应快和控制精度高等特点,为电动转向用永磁同步电机控制系统的应用开发提供了参考.

摘要： 采用基于模型的设计理念，研究了基于Matlab平台的F28335的磁场定向控制的控制代码生成，研究表明，此种设计理念对于控制系统的开发能有效缩短研发周期，加快嵌入式软件的开发及系统集成。

摘要： 48V P0弱混合动力系统节能减排效果显著,系统成本较低,对车辆结构变更小.为了理解48V P0弱混合动力系统的控制原理、性能和限制条件,对48V BSG控制系统进行研究,简要分析了磁场定向控制系统的基本结构,空间矢量脉宽调制原理,以及影响BSG控制系统性能的因素.并搭建实验台,测试BSG的各项特性,验证BSG在动力总成中的实际表现.

摘要： 采用转子磁场定向控制的永磁同步电机调速系统中,需要实时地检测电机转子位置及转速,以实现转矩、速度的闭环控制.本文在分析旋转变压器及其解码芯片AD2S1210工作原理的基础上,设计了旋转变压器与AD2S1210芯片及DSP之间的接口电路,在集成旋变的电机中,提出确定旋转变压器零位和电机转子零位的方法,最终获取电机运行中转子位置值和速度值.并搭建了实验平台,验证在不同分辨率下,该方案可实现位置和速度信号的准确检测.

摘要： 作为感应电机获得高性能控制的重要环节之一,参数离线自整定过程为磁场定向控制提供准确的电机参数.本文首先给出电机在单相试验下基于ARMAX的数学模型,然后用预报误差法对其中参数进行整定,并对逆变器非线性做出补偿,实现了在电机静止状态下对其参数的离线辨识.实验结果验证了所提出方案的有效性和准确性.

摘要： 采用直流无刷电机作为驱动电机,设计了一款电子水泵.采用无位置传感器的磁场定向控制方案,应用滑模状态观测器来估算电机的转子位置角度,给出了硬件电路设计和软件算法设计.实验结果表明了所设计的电子水泵系统合理可行,具有较高性价比.

摘要： 文章介绍了空间电压矢量调制SVPWM的技术原理,论述了永磁同步电机的磁场定向控制原理,说明了一种用英飞凌8位单片机实现该方案的技术要点,分析了其在永磁同步电机的驱动系统中的应用情况,实际测试证明了该应用方法具有满意的效果.

摘要： 针对感应电动机调速系统的磁场定向控制的PI控制器难调试、只能实现速度与磁通静态解耦的问题,设计了一种具有闭合的解析控制律的非线性预测控制器.采用了Lie导数的泰勒级数获得了系统的预测模型；基于非线性最优预测控制理论,导出了闭合的控制律.该控制器不需要在线优化计算,满足实时控制要求,同时其可调参数只有两个,便于工程实现及调试.仿真结果表明,该控制器能达到速度和磁通的动态解耦。

摘要： 提出了一种适用于无速度传感器磁场定向控制的改进转子磁链观测方法，为了更有效地抑制积分环节存在的直流偏移和积分饱和问题，采用一个截止频率可以根据输出频率进行自调整的低通滤波器来代替电压模型磁链观测器中的反电动势积分环节，并且通过一个补偿器来补偿低通滤波器所产生的磁链幅值和相角误差。通过11kW感应电动机无速度传感器矢量控制系统对这种改进的转子磁链观测器进行了实验，实验结果验证了算法的有效性。

摘要： 使用一种双L形磁头产生交变的横向磁场作用于TIG焊接电弧,并且通过高速摄像系统拍摄不同工艺参数下焊接电弧在横向磁场作用下的电弧形态.通过大量的电弧照片整理和比较后,总结出了激磁频率20Hz-100Hz范围内横向磁场作用下的TIG焊接电弧在一个摆动周期内电弧形态变化的一般性特征.同时发现,横向磁场作用下,TIG电弧的摆动周期与激磁频率吻合,TIG电弧的摆动幅度受激磁电流大小和激磁频率共同影响.激磁电流不变,激磁频率越大,摆动幅度越小.激磁频率不变,激磁电流越大,摆动幅度越大.

摘要： 本发明公开了无刷双馈电机超同步调速系统及其电机磁场定向矢量控制方法、电机直接转矩控制方法，调速系统包括供电电源，电机定子，电机转子，变压器、整流器、变频器、起动电阻、驱动单元、控制器、开关K1以及开关K2；定子内设有主绕组和副绕组，主绕组与供电电源相连接，副绕组经过开关K2、变频器、整流器、变压器与供电电源相连接；电机起动过程时，开关K1闭合，副绕组串入起动电阻，K2断开，切断变频器与副绕组的连接；当电机转速接近同步转速时，K1断开而K2闭合，副绕组切除起动电阻而接通变频器。本发明无刷双馈电机超同步调速系统采用磁场定向矢量控制方法以及直接转矩控制方法在同步转速以上进行超同步单向调速，所需变频器的成本较低。

摘要： 本发明公开了一种磁场定向控制的电机的控制方法，包括电机单体和电机控制器组成,电机控制器包括电源电路、微处理器MCU、相线电流检测电路和逆变电路，其中线圈绕组电连接温度保护器；该控制方法是在电机里面设置有FOV磁场定向控制运行软件模块和电机堵转测试运行软件模块，当判断电机是在堵转测试环境下，执行电机堵转测试运行软件模块，利用温度保护器和电机堵转测试运行软件模块配合完成堵转测试；当判断电机正常工作状态，执行FOV磁场定向控制运行软件模块。它可以简单容易通过UL认证，使磁场定向控制的电机能实现堵转功能，保证企业产品出口，且认证周期短，认证成本低。

摘要： 本发明公开了一种永磁同步电机磁场定向控制装置及控制方法，包括串连的第一加法器、第一PI调节器、减法器、第二PI调节器、Park逆变换装置、SVPWM装置、三相逆变器、永磁同步电机、作为反馈的位置和速度传感器，还包括串连于Park逆变换装置输入端的第二加法器、第三PI调节器，三相逆变器的输出端串联有Clarke变换装置相连、进行反馈的Park变换装置。方法包括：提取定子相电流；Clarke变换；计算电角度的sin、cos值；Park变换；PI调节；Park逆变换；SVPWM调节。本发明通过矢量控制，实现了永磁同步电机高精度、高动态性能、大范围的速度和位置控制。

摘要： 本发明公开了一种磁场定向控制的电机的控制方法，包括电机单体和电机控制器组成,电机控制器包括电源电路、微处理器MCU、相线电流检测电路和逆变电路，其中线圈绕组电连接温度保护器；该控制方法是在电机里面设置有FOV磁场定向控制运行软件模块和电机堵转测试运行软件模块，当判断电机是在堵转测试环境下，执行电机堵转测试运行软件模块，利用温度保护器和电机堵转测试运行软件模块配合完成堵转测试；当判断电机正常工作状态，执行FOV磁场定向控制运行软件模块。它可以简单容易通过UL认证，使磁场定向控制的电机能实现堵转功能，保证企业产品出口，且认证周期短，认证成本低。

摘要： 本发明公开了一种滑模同步控制及磁场定向控制的电动轮椅车系统，属于电动轮椅车控制技术领域，包括：摇杆控制器、电机驱动模块和控制组件，左信号采集器模块和所述右信号采集模块中均具有滑模同步控制处理器和所述磁场定向控制处理器，磁场定向控制处理器与所述滑模同步控制处理器连接，磁场定向控制处理器用于在所述电机驱动模块转矩脉动较大的情况下，获取左电机和所述右电机的速度偏差值，滑模同步控制处理器用于在获取到左电机和右电机的速度偏差值后，同步左电机和右电机的转速。本方案能够解决现有电动轮椅车系统中使用方波控制系统方案，从而造成驱动装置转矩脉动较大，转动不平稳，噪声指标较差问题。

摘要： 公开了一种被配置成利用磁场定向控制(FOC)驱动永磁同步电机(PMSM)的电机控制器和利用FOC驱动PMSM的方法。该电机控制器包括电流控制器，该电流控制器被配置成生成用于驱动PMSM的控制信号。电流控制器被配置成测量PMSM的电流信息，该电流信息包括直轴电机电流和正交轴电机电流。电流控制器包括直轴电流调节器，该直轴电流调节器被配置成接收直轴参考电流和直轴电机电流，以基于直轴参考电流与直轴电机电流之差而生成直轴误差值。电流控制器包括电压调节器，该电压调节器被配置成调节包括直轴电机电压和正交轴电机电压的DQ电压矢量，其中，电压调节器基于直轴误差值和电压矢量限制功能来生成直轴电机电压，以将直轴电机电流驱动至零。

摘要： 一种心室辅助设备包括被配置成泵送患者血液的泵。电动机被配置成操作所述泵。第一导体、第二导体和第三导体耦合到所述电动机并且被配置成相应地在第一相、第二相和第三相中从电源向所述电动机供应电流。控制器被配置成使用磁场定向控制(FOC)方法来操作所述电动机，并且如果来自由第一导体、第二导体和第三导体组成的组中的一个导体变得不能向所述电动机供应电流，则所述控制器使用所述FOC方法使用能够向所述电动机供应电流的两个导体的相来继续操作所述电动机。

摘要： 本发明涉及一种基于磁场定向控制的感应电机控制方法。该方法通过坐标变换、磁链控制、转速控制、同步电流控制器、逆变器实现了感应电动机的转速调节。本发明对感应电动机的调速具有良好的动态性能和稳定性，并且本发明较传统磁场定向控制具有更高的精度、稳定性和可靠性。

摘要： 本发明涉及一种无刷电机磁场定向控制驱动系统及控制方法，包括主控模块、预驱动器模块、MOSFET电桥模块，模拟磁角度测量传感器模块。模拟磁角度测量传感器模块用于实时测量无刷电机转子的角度位置，并反馈给主控模块；主控模块根据电机转子的角度位置信息和三相电流信息调整3路互补PWM波形，并利用预驱动器模块产生相应的波形驱动MOSFET电桥模块，进而驱动三相无刷电机运行。上述无刷电机磁场定向控制驱动系统及控制方法采用模拟磁角度测量传感器和磁场定向控制算法，该传感器可以快速且精确的测量无刷电机转子的角度，该算法可以精确控制电机转子的位置并能够精确输出足够大的力矩满足机器人应用的需求。

摘要： 本技术方案公开了一种基于无传感器磁场定向控制的风机控制器，属于电机控制领域，包括：电源模块、主控模块、电压采样电路、逆变器、过流保护模块、通信模块、外部调速模块；逆变器具体包括功率单元和电流采样单元。本技术方案具有如下优点或有益效果：通过主控模块内置比较器，简化了主控模块的外围电路，降低了成本，提高了电路的抗干扰性，稳定性提高；通信模块和外部调速模块采用光耦器件隔离，保证在高电压下能够安全使用，提高了控制器的安全性；采用过流保护电路限流，当电机电流过大时完成电机的紧急停机功能，保护电路不被损坏，延长设备的使用期限。