内插式永磁同步电机无速度传感器控制

为实现内插式永磁同步电机包含零速在内的全速度范围内无转子位置/速度准确检测,提出了一种无传感器复合方法。在高速范围,通过对扩展反电势的估算以得到转子位置和速度,低速时采用高频信号注入法进行转子位置检测。仿真研究结果表明,两种方法的结合既能在低速时准确地观测出转子的空间位置和速度,也能保证高速运行时较快的动态响应,适合于全速范围内电机的无传感器运行。     

基于积分滑模控制的无速度传感器PMSM的研究

为研究永磁同步电机(PMSM)在无速度传感器工况下的速度跟踪估计,根据PMSM的工作原理,建立了内埋式PMSM的数学模型。利用积分滑模鲁棒性强的优点,提出了在积分滑模控制条件下采用旋转高频电压注入法对电机转速估计的无速度传感器控制方案,并分析了电机在高低速运行时的特点。仿真结果表明,采用高频注入法的积分滑模控制系统在高、低速工况下运行时稳定可靠,并具有较好的鲁棒性,能够实现速度跟踪估计。     

基于全速域混合控制的同步磁阻电机无传感器矢量控制系统

针织大圆机的特殊运动状态要求其驱动电机具有较大的启动和带载能力以及较高的稳态运行精度,同步磁阻电机是一种应用于针织大圆机的理想电机,但现有同步磁阻电机无传感器控制,存在转子位置估计误差大、速度切换不平滑等问题。对此,提出一种基于全速域混合控制的同步磁阻电机无传感器矢量控制系统,零速和低速时采用脉振高频电流注入法,通过在估计坐标系的d轴注入一个幅值恰当的高频电流信号,使用估计q轴的高频电压信号估计转子位置;中速和高速时采用模型参考自适应法,通过建立数学模型并对其进行稳定性分析来估计转子位置;为了实现零速和低速到中高速的速度切换,提出一种改进的过渡区域融合观测方案,采用正弦型饱和函数代替传统的线性切换函数进行位置融合。为了验证方案的有效性,搭建了平台进行测试。由结果表明,该方案启动过程带载能力强,切换过程平滑且稳定,稳态运行过程波动小,是一种较适合大圆机电机驱动的无传感器矢量控制方法。     

基于模糊微分积分滑模的无速度传感器永磁同步电机运行研究

为研究永磁同步电机（PMSM）在无速度传感器工况下的速度跟踪估计,利用自适应模糊微分积分滑模鲁棒性强的优点,提出了在自适应模糊微分积分滑模条件下采用旋转高频电压注入法对电机转速估计的无速度传感器控制方案。仿真结果表明,采用高频注入法的自适应模糊微分积分滑模控制系统在高、低速工况下动态响应快速,并具有较好的鲁棒性,能够实现速度跟踪估计。     

基于EKF的无轴承异步电机无速度传感器控制

为解决无接触、无摩擦无轴承异步电机低成本运行中转速辨识问题,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波器的无速度传感器控制方法。该方法分别将电机的端电压和定子电流作为无轴承异步电机状态方程的控制变量和可测变量,并将系统状态方程降阶后,经扩展卡尔曼滤波器估计的递推公式得出含有电机转子转速的状态变量,实现转速参量的在线辨识并减少计算量。仿真结果表明:利用该检测方法构造的控制系统不仅能在宽速范围内有效观测转子转速,且具有优良的转速和转矩特性。进一步实验也表明,该控制方法能准确辨识出转速,并将转子径向位移峰-峰值控制在100μm以内稳定悬浮运行,实现了无轴承异步电机无速度传感器方式下的稳定悬浮运行,验证了所提检测方法的正确性与有效性。     

车载空调压缩机全速度无传感控制策略研究

为了实现车载空调压缩机无位置传感下全速度范围运行,研究了一种针对车载空调压缩机的全速度控制策略.在低速和零速下,为解决启动不平稳、电机易过流等问题,采用I/F电流闭环方式实现电机的快速平稳启动.在中高速下,为解决传统滑模观测存在高频抖振、位置精度低等问题,采用基于PLL的自适应滑模观测器进行位置估算,在低速和中高速模式切换过程采用Sigmod连续切换函数,实现平稳切换过渡.通过Simu-link仿真结果,验证了该控制策略的有效性.     

开关磁阻电机全速范围无位置传感器转矩优化

考虑到目前开关磁阻电机无位置传感器都有其转速应用的限制范围,具有不能覆盖电机起动阶段全部速度范围的缺点,提出了基于滑模观测器和相电流梯度法相结合的全速范围无位置传感器技术,以滑模观测器为基础建立了转子位置估计误差校正模块。误差超过阈值时采用相电流梯度法估计转子位置,误差处在允许范围内采用滑模观测器法估计转子位置。仿真结果验证了方法的可行性,其能有效地减小因滑模观测器法估计转子初始位置误差较大引起的转矩波动,能够实现起动阶段转子位置的精确检测,确保了在全速范围内位置估计的精度。     

一种改进的MRAS观测器及异步电机转速估计方法的研究

为了提高异步电机无速度传感器矢量控制系统的低速性能以及降低对电机参数变化的敏感性,提出了一种改进的转子磁链估算方法,基于模型参考自适应(MRAS)观测转速。仿真研究表明,该方法对电机参数变化的鲁棒性好,磁链观测精度高,收敛速度快,低速性能稳定。基于该改进的磁链观测器作为参考模型,可实现异步电机无速度传感器矢量控制系统的高性能运行。     

基于MRAS的永磁同步电机无速度传感器控制研究

研究了一种模型参考自适应系统(model reference adaptive system,MRAS)方案,用于永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)无速度传感器矢量控制系统的转速辨识。以PMSM为参考模型,电机的电流模型为可调模型。设计了自适应律PI调节器参数,达到了可调模型能稳定跟踪参考模型的目的,实现了PMSM无速度传感器矢量控制系统的转速和位置估算。仿真结果表明,所提出的转速辨识方法在高低速均能准确检测到转子的速度和位置,系统具有较好的鲁棒性和良好的动静态运行性能。     

基于FIR优化滤波的旋转高频信号注入法及其应用

针对传统旋转高频信号注入法中信号处理精度低、延时时间长及过程复杂等缺陷,提出一种基于有限冲激响应(finite impulse response,FIR)优化滤波的改进旋转高频信号注入法.该方法采用等纹波最佳逼近FIR滤波器提取高频电流信号,实现高频电流信号提取误差最小.通过对高频电流作外差处理,提取转子位置误差信号,省去旋转高频信号注入法中的同步轴系滤波单元,降低系统的复杂性.通过线性相位补偿,实现转子速度与位置估计最小延迟.构建无轴承永磁同步电机无速度传感器矢量控制平台,验证算法的有效性.仿真实验结果表明:通过离线优化设计FIR滤波器及线性相位补偿,该方法在全速范围内能够准确估计转子的位置与速度,与卡尔曼滤波相比,其估计精度更高,鲁棒性更强.     

Position detection of BLDC rotor based on adaptive wavelet neural network

Brushless DC(BLDC)motor is a complex nonlinear system,of which some parameters will also change during operation.Therefore,obtaining accurate rotor position directly through the line voltage becomes more difficult.So a new method is proposed in this paper which uses three line voltages as the input signal to identify the motor position based on adaptive wavelet neural network(WNN)and the differential evolution(DE)algorithm to optimize WNN structures,thus realizing the improvement of accuracy,exactness of the communication signals and convergence speed of the rotor position identification.Finally,both simulations and experimental results show that the proposed method has high accuracy of recognizing rotor position and strong orientation ability.     

基于MRAS的低速永磁电机的无位置传感器控制

为解决低速复式永磁同步电机(PMSM)在工作环境下的稳定运行等问题,将基于模型参考自适应法(MRAS)的无位置传感器控制方法应用到电机的控制策略中.在控制系统中,根据电机的参考模型,建立了可调模型,基于合适的自适应规律进行调节,估算出了电机的转速和转子位置角;在Simulink环境下建立了基于模型参考自适应的无位置传感器控制仿真模型,并进行了仿真与分析.研究结果表明,该模型参考自适应法估算精度较高,稳态转速平稳且跟踪性能好,动静态性能较好,对电机给定转速和负载扰动的鲁棒性强,适应性好;但同时该方法对电机的参数很敏感.     

基于滑模观测器的永磁同步电机模型预测电流控制研究

针对永磁同步电机无位置传感器高动态性能控制问题,对传统矢量控制存在电流内环PI控制器对系统性能的影响以及传统滑模观测器中动态转子位置角估计不准、稳态转速估计不精确等观测器性能进行了改进,提出了一种基于改进滑模观测器的永磁同步电机模型预测电流控制方法。根据永磁同步电机在同步旋转坐标系下的数学模型,选择了电机d、q电流作为状态变量,利用前向欧拉法推导出永磁同步电机d、q轴电流的预测模型。通过实时评估价值函数选出使得下一时刻电流跟踪效果最好的电压矢量,将其对应的开关状态作用于逆变器。同时,推导表贴式永磁同步电机的滑模观测器模型并对其观测出的转子位置角和转速进行补偿,得到较为精确的估算值。最后将算法在Matlab/Simulink进行了仿真试验。研究结果表明:所提出的控制方法动态性能好、稳态精度高。     

Suspension force control of bearingless permanent magnet slice motor based on flux linkage identification

The control accuracy and dynamic performance of suspension force are confined in the traditional bearingless permanent magnet slice motor (BPMSM) control strategies because the suspension force control is indirectly achieved by adopting a closed loop of displacement only. Besides, the phase information in suspension force control relies on accurate measurement of rotor position, making the control system more complex. In this paper, a new suspension force control strategy with displacement and radial suspension force double closed loops is proposed, the flux linkage of motor windings is identified based on voltage–current model and the flexibility of motor control can be improved greatly. Simulation and experimental results show that the proposed suspension force control strategy is effective to realize the stable operation of the BPMSM.     

混合式步进电机无位置传感器的转子位置检测

借鉴永磁凸极同步电机无位置传感器控制原理,通过卡尔曼滤波理论和脉动高频电压信号注入法,在低速及零速下检测跟踪混合式步进电机转子位置.基于冲量等效原理和SPWM调制技术,实现步进电机驱动电压和高频电压的同时注入.     

基于非线性短时傅里叶变换阶次跟踪的变速行星齿轮箱故障诊断

针对变速行星齿轮箱信号频率模糊且受噪声影响的问题,提出了基于非线性短时傅里叶变换（NLSTFT）无键相阶次跟踪与变分模态分解的故障诊断方法。用NLSTFT算法估计信号瞬时频率,对其积分获得瞬时相位曲线,通过重采样得到角域信号;利用NCOGS算法对角域信号降噪,采用VMD算法进行角域信号模态分解,通过各模态分量信号包络谱解调实现故障诊断。实验结果表明,新方法计算效率高、鲁棒性好,提高了变转速行星齿轮箱故障诊断性能。     

Sensorless control for switched reluctance motor based on special position detection

This paper proposes a new sensorless control approach for switched reluctance motor (SRM) in the single pulse control mode in high speed operation. The sensorless method uses the cross point position of transformer electromotive force (EMF) and motional back electromotive force (BEMF) to estimate the rotor position. The cross point position can be derived from the inductance model of SRM, and it is regarded as reference position. The rotor position can be calculated by detecting the special position for each electrical cycle. The proposed position estimation method is not affected by the magnetic saturation of SRM. Importantly, no additional hardware and no complicated computation or memory storage are required with the proposed method. Finally, the simulation and experimental results on a three-phase 12/8-pole SRM demonstrate the validity of the proposed sensorless scheme.