直流无刷电机控制器设计与仿真

关于无刷电机性能优化问题。无刷直流电机工作过程中电气参数具有非线性、时变性的特性,造成实时性差,由于传统的PID控制器的参数不能在线调整,在对其进行控制时存在鲁棒性差、精度低等缺点。为解决上述问题,提出将模糊自适应PID控制器应用于无刷直流电机的控制中,根据系统的转速偏差e和偏差变化率ec,经过模糊逻辑推理,动态自适应调整PID控制器的三个参数。在分析电机模型的基础上,借助在Matlab仿真平台设计了无刷直流电机模糊自适应PID控制器的仿真模型。结果表明:较之传统的PID控制器,模糊自适应PID控制器响应速度快、鲁棒性强、无超调、精度高,达到了较好的控制效果。     

无刷直流电机速度控制器改进策略研究

无刷直流电机调速系统中,通常采用的比例积分控制器使电机调速面临着转速的超调量过大或振荡问题.设计一种改进型速度控制器,将常规转速控制器中的比例器设置在转速反馈通道中,构成改进型速度控制器(IP控制器),消除了传统PI控制器速度超调现象.结果表明,该改进型控制器可通过控制器的参数合理设计实现电机转速快速响应和稳态误差控制,达到良好的调速性能,具有简单易于工程化应用的优点.     

无位置传感器的无刷直流电机控制方法及控制系统

本发明涉及一种无位置传感器的无刷直流电机控制方法及控制系统,涉及无刷直流电机控制领域,本发明的方法是一种端电压大小逻辑换相法,该方法根据三相绕组端电压的大小得出三相绕组进行换相的逻辑规则,通过采集转子三相绕组端电压信号,输送到DSP控制器,由DSP控制器分析三相绕组端电压之间的大小关系,根据得出三相绕组换相的逻辑规则,控制电机绕组自动换相,实现电机的起动,使电机在各种速度下均能稳定运行。解决了现有无位置传感器的无刷直流电机控制方法对系统精确度要求较高,控制过程复杂,而且在低速时控制效果差、无法实现电机启动的问题。     

基于模糊PID的无刷直流电机调速系统的建模与仿真

无刷直流电机控制系统是一种多变量、强耦合、非线性、时变的复杂控制系统,传统的PID控制很难实现无静差控制。基于模糊PID的电机控制,利用无刷直流电机的电压、转矩和转速方程,通过模糊原理对PID参数进行模糊化,实时调节PID的参数,从而实现对电机转速的高精度控制。仿真结果表明,采用模糊PID控制方法控制无刷直流电机,系统响应速度快、无超调、控制精度高。     

多相无刷直流电机变饱和柔性变结构控制器设计

无刷直流电机因其高效率、长寿命、低噪声及其良好的机械特性等优点,在航空、军事、汽车、办公自动化等行业得到了广泛的应用。考虑到多相永磁无刷电机转子磁路结构及气隙磁密度波形对电机运行性能和控制策略的影响,需要建立精准的电机数学一般模型。而含有积分环节的PID控制使得电机控制系统响应缓慢,加之功率管换向过程中电感的作用,相电压波形与理想方波有较大差距,导致转矩脉动大,转速响应缓慢。通过改变柔性变结构的控制策略,并结合稳定的线性系统,以三相电机为研究对象,提出了多相无刷直流电机变饱和柔性变结构的控制器设计方法。仿真实验结果表明,采用变饱和柔性变结构控制较传统PID控制具有更好的控制性能,转速响应快,转矩脉动小。     

基于DSP_F2812的BLDCM无传感器控制研究

分析了无刷直流电机数学模型,对无刷直流电机无传感器控制的三段式起动与反电动势过零点换相技术做出研究。利用电机三相端电压与反电动势间关系来确定电机反电动势过零点与换相点,提出了基于三相反电动势的改进型反电动势过零点换相方法。设计了基于DSP_F2812的无刷直流电机控制平台。通过实验验证表明,基于三段式起动与改进型反电动势过零点换相方法的BLDCM无位置传感器控制达到了带霍尔传感器换相控制的精度与效果。     

永磁无刷直流电机模糊自适应控制器设计

关于直流电机优化问题,针对永磁无刷商流电机工作过程中电气参数的非线性、时变特性,影响系统的品质特性.在分析电机模型的基础上,提出采用积分系数、比例系数模糊自整定技术,按照电机理想的起动、稳态和制动过程要求,设计了速度偏差、速度偏差微分、控制器输出和比例因子隶属度函数及相应的模糊控制规则,构成了模糊自适应控制器.经仿真结果表明,设计的控制器对电机负载、电机电气参数大范围扰动具有较强的抑制能力,系统动态响应快、超调小,达到了对电机参数变化的自适应控制目的,并为控制器设计提供参考.     

基于改进型PI趋近律的无刷直流电机滑模控制

针对无刷直流电机模型参数时变的特性,为解决传统PID控制易受模型参数变化影响的弊端与传统滑模控制(SMC)的抖振问题,将分数阶PI与变速趋近律结合,提出了一种改进型PI趋近律的无刷直流电机滑模控制算法。该算法通过对趋近律的改进,既避免了模型参数变化的影响,又减小了系统输出的抖振。仿真与实验结果表明,与传统滑模控制、传统PI控制相比,具有响应快、鲁棒性强、超调小、抖振小等优点,是一种更优的控制方法。     

基于DSP的无刷直流电机测试系统的设计

介绍了一种适合于无刷直流电机的自动测试系统.该系统以TI公司生产的DSP控制器TMS320LF2407A为核心控制芯片,充分利用DSP丰富的内部外设模块,设计了一种无刷直流电机的检测实验平台.同时介绍了平台的软、硬件设计方法以及上位机PC软件编程技术和下位机DSP软件编程技术.友好的人机界面为解决电机的参数调试提供了良好的途径.试验表明,该平台能满足无刷直流电机的检测需要.     

无刷直流电机模糊PI系统的建模及仿真

针对无刷直流电机的传统PI控制策略存在的局限性,即PI控制器控制参数不能随环境变化而调整,不具有整体优化功能,给出了一种模糊PI控制建模方法。利用模糊集合的隶属度函数,模糊控制规则以及清晰化方法,基于Matlab/Simulink平台并结合电机转子位置信号,建立无刷直流电机模糊PI控制系统的仿真模型。仿真结果表明,模糊PI控制加快了系统响应时间、减小了超调,具有较强的鲁棒性和自适应能力,使系统获得了较好的控制性能,具有较好的应用价值。     

无位置传感器的BLDC控制设计与调制优化

基于无位置传感器控制设计了一种可应用于三相直流无刷电机的驱动控制器,采用反电动势法检测转子位置,梯形波驱动控制方式实现BLDC电机的启转 、运行.介绍了BLDC运行原理及实现无位置传感控制方法,探讨了如何选择最佳调制方式及电机速度最快时的换相时机,并优化了调制方法.本文设计的控制器具有启转顺 、加速快 、防输出短路等特点,适用于多种高低速 、高低电压BLDC.     

基于IFT方法的主动隔振控制器设计

针对自适应前馈控制算法在主动隔振系统中存在的局限性,提出了一种基于迭代反馈调整(IFT)的主动隔振控制策略。该方法以主动隔振后的残余力均方值为目标函数,依托系统模型,根据实际需求设计控制器阶数,并通过信赖域的优化方法对控制器参数进行迭代调整,以获得期望的固定阶数的低阶控制器。该低阶控制器有利于降低成本和减少设计计算量,便于控制算法的实时实现。以基于磁致伸缩作动器的双层隔振系统为研究对象,用Matlab仿真软件对提出的算法进行仿真研究,并与自适应前馈控制算法中常用的归一化FX-LMS算法进行比较。结果表明,基于IFT方法所设计的低阶控制器比归一化的FXLMS算法具有更好的隔振效果,有着很好的实用性和推广性。     

基于无刷直流电机控制器设计

无刷直流电机具有运行效率高、调速性能好、结构简单、维护方便、运行可靠的优点,是电动汽车驱动系统的理想动力来源;安装在电动汽车上的驱动电机所处环境复杂,工况多变,启停频繁;然而,目前电机控制器响应速度慢、控制精度低、稳定性误差大、抗干扰力弱。为了解决这些难题,通过建立无刷直流电机的数学模型,研究电机的矢量控制算法基本原理以及实现方式,设计出了电流、转速双闭环的调速控制系统,通过引入先进的控制策略来提高控制器性能;最后,通过对无刷电机控制器进行实际测试,实验结果表明,与传统 PID 控制相比,在相同的调整频率下。本次设计的控制器具有调节时间小,调速范围广,转速波动小的优点,验证了设计的可行性。     

基于参考模型法的双闭环调速系统参数优化

调节器是双闭环调速系统的核心,传统的工程设计方法不仅烦琐、复杂,而且不够精确.为解决上述问题,提出了基于参考模型法的调节器参数优化方法:首先根据系统指标要求选择典型的最佳模型作为参考,然后以改进单纯形法为优化算法,通过比较控制系统和参考模型在同一输入信号下的输出偏差对调节器参数进行优化,使得在某种意义下偏差尽可能小,实现控制系统的输出响应跟踪或逼近参考模型特征.实验表明,方法不仅使设计工作大为简化,并且使控制系统较好地复现参考模型的特征,有效地提高了系统的性能.     

考虑输入约束的半主动悬架非线性自适应控制

针对具有输入约束及参数不确定性问题的汽车半主动悬架系统,提出一种考虑输入饱和的非线性自适应Backstepping控制器.该方法引入一个辅助系统,通过设计新的误差变量,实现对控制饱和的补偿,解决控制输入的幅值约束问题.同时,考虑到悬架系统的参数不确定性问题,采用映射自适应算法设计自适应律,通过构造适当的Lyapunov函数,保证悬架系统的稳定性.仿真结果表明,所设计的控制器具有良好的隔振性能,而且能够有效降低输入约束和不确定参数对系统性能的影响.     

Improved torque performance in BLDC-motor-drive through Jaya optimization implemented on Xilinx platform

Robust dynamic speed response with less maintenance and efficient operation makes the Brushless Direct Current (BLDC) motors as an oblivious choice for many motoring applications which needs instantaneous speed control while developing high torque. This paper proposes Jaya optimization Algorithm on Xilinx platform for BLDC Motor and Fractional Order Proportional Integral Derivative controller to improve its efficiency through minimizing the ripples present in the Torque of the motor. The control strategy of torque controller works with the combinations of Xilinx and optimization algorithms. In this proposed controller, the strategy of control is achieved after deriving the BLDC motor's dynamic mode there after the electronic interaction with BLDC motor is enrooted with the Math lab/Simulink model while tactically utilizing Xilinx tools for all kind of co-simulation in the same model. Initially the dynamic model of a BLDC motor drive is derived and the control topology is designed with the help of the proposed controller. The controlling mechanism established in this paper is effective and efficient in minimizing the ripples present in the torque of the motor. The proposed controller is utilized for possible low-cost and high-performance industrial applications. The results are obtained and analyzed with existing methodologies and it shows that the proposed technique outperforms the existing models.     

无刷直流电机模糊伺服控制器设计

针对直流无刷电机(BLDC)的数学模型具有较强非线性的特点,文章基于三调节因子模糊控制算法建立了其伺服控制器.与传统伺服控制器相比,为增加控制的平滑性,在模糊伺服控制器的设计中引入了第三个调节因子.将位置误差及其变化量分别作为位置控制器的输入,当位置误差处于不同的等级时采用不同的调节因子.为了验证所设计伺服控制器的有效性,分别对BLDC系统的位置跟踪、转速以及a相电流特性进行了仿真研究.此外,通过与位置环采用普通PI控制器时的位置跟踪特性进行比较,表明所设计的模糊伺服控制器性能较好,从而为无刷电机伺服控制系统的设计、开发与调试提供了一种新途径.     

基于Matlab/xPC的直流电机参数辨识及双闭环控制研究

针对直流电机精确数学模型的获取及其双闭环控制器参数的整定问题,在Matlab/xPC目标环境使用递推最小二乘法对某型直流电机进行参数的在线辨识,获得某工作转速下的动态结构图参数.针对该结构图,在Simulink环境下对速度调节器和电流调节器的PI参数进行整定并仿真,达到满意效果后,将控制器下载到xPC目标机中,采用毫秒...     

基于ML4428的无刷直流电机无传感器的控制

介绍了目前常用的无位置传感器无刷直流电动机的控制策略,分析了反电势检测换相原理以及ML4428的功能、参数设定及应用。ML4428无传感器平滑启动无刷直流电机PWM控制器是一种较理想的无刷直流电机驱动器件。     

基于模糊推理的PI控制器参数整定方法

针对常用的PID控制器整定方法应用于高阶、时延、非线性工业对象时,许多整定公式不能获得满意的性能的问题,提出了一种对PI控制器参数进行整定的新方法。通过模糊推理将控制过程分为暂态和稳态,然后调用相应的模糊控制器来求取PI控制器的比例系数和积分系数。该方法既利用了模糊控制对被控对象的数学模型要求弱和抗干扰能力强、响应速度快等优点,也保留了传统PI控制器良好的稳态调节作用,达到了比较理想的控制效果。