开关型磁阻电机浅述

开关型磁阻电机因具有速度可调、控制性能好、效率高等优点而引起了各国的关注。开关型磁阻电机内双凸极型磁阻电动机、功率逆变器、位置检测器和控制器等部分组成,相当于大步距角、有位置闭环控制的步进电机。本文介绍该电机的原理、运行性能及应用场合,并指出发展小功率、适用,价廉的开关型磁阻电机调速装置有实际意义。     

混合式步进电动机伺服系统研究

对二相混合式步进电动机矢量控制进行了理论研究,解决不同于一般种类电机的特殊问题,建立考虑电机非线性并充分利用电磁转矩和磁阻转矩的矢量控制方法.在此基础上,设计并实现了基于神经网络的二相混合式步进电动机矢量控制位置伺服系统,克服电机参数时变对控制效果的影响,提高了系统鲁棒性,使系统具有较高的性能.     

基于Matlab-Simulink的开关磁阻电动机伺服系统仿真研究

针对开关磁阻电动机(SRM)转矩脉动的缺点,推导了电机的转矩分配函数,并用所构建的转矩分配函数在Matlab-Simulink环境下对1台三相12/8结构的开关磁阻电机伺服系统(SRSD)进行建模仿真。仿真结果表明该方法简单,抑制转矩脉动效果较为理想。该仿真模型可以为开关磁阻电机伺服系统的进一步分析和研究提供参考。     

基于Matlab的开关磁阻电机伺服系统建模仿真

本文在Matlab／simulink环境下，构建了开关磁阻电机定位的转矩控制模型，并建立了在任意给定位置角度下开关磁阻电机伺服系统的仿真模型。对位置和速度的仿真波形与从上位机采下的实验波形进行比较分析，结果表明模型较为准确、简便、实用，仿真结果能如实地反映系统的工作状况，证明此模型可以为开关磁阻电机伺服系统的调试提供依据。     

两相混合式步进电动机闭环控制的研究

提出了一种利用步进电机磁阻变化实现转子位置检测的新方法,在此基础上设计了两相混合式步进电动机微机闭环控制系统,通过调节超前角实现了对电机转速的控制,实验证明了这种闭环控制方法的可行性。     

三相开关磁阻电动机电磁场有限元分析

基于有限元分析软件ANSYS,对三相(6/4)开关磁阻电动机的二维电磁场进行了系统的分析,计算出电机在不同转子位置角和电流下的磁场分布、磁能和静特性,为开关磁阻电动机的设计、建立非线性模型以及控制策略的研究提供了可靠依据.     

基于Matlab的开关磁阻电机伺服系统建模仿真

本文在Matlab/simulink环境下,构建了开关磁阻电机定位的转矩控制模型,并建立了在任意给定位置角度下开关磁阻电机伺服系统的仿真模型.对位置和速度的仿真波形与从上位机采下的实验波形进行比较分析,结果表明模型较为准确、简便、实用,仿真结果能如实地反映系统的工作状况,证明此模型可以为开关磁阻电机伺服系统的调试提供依据.     

开关磁阻电机原理

磁阻电机是指电机各磁路的磁阻随转子位置而改变，因而电机的磁场能量也将随转子位置的变化而变化，并将磁能变换成机械能。这种结构与步进电动机相似，开关磁阻电动机的运行亦遵循“磁阻最小原理”，即磁通总是沿着磁阻最小的路径闭合。而具有一定形状的铁心在移动到最小磁阻位置时，必使自己的主轴线与磁场的主轴线重合。当定子极励磁时，所产生的磁力会力图使转子旋转到转子极轴线与定子极轴线重合的位置，并使励磁绕组的电感最大。若以中定、转子所对的位置作为起始位置，然后依次给四相绕组通电，转子会逆着励磁顺序以逆时针方向连续旋转：反之，则转子会沿顺时针方式转动。可见，开关磁阻电动机的转向与相绕组的电流方向无关，而仅取决于相绕组通电的顺序。     

磁悬浮开关磁阻电动机转子径向偏心时的仿真

磁悬浮开关磁阻电动机结合了开关磁阻电动机和磁轴承的特点,通过电磁力控制转子径向位置。分析了磁悬浮开关磁阻电动机悬浮力和旋转力的产生原理。基于开关磁阻电动机转子的四个特殊位置,利用二维有限元方法分析了转子位于中心位置与有径向偏心时的电机内部磁场,给出了磁场分布图、径向悬浮力与径向偏心矩的关系曲线、旋转力与径向偏心矩的关系曲线,为进一步描述磁悬浮开关磁阻电动机悬浮力与旋转力的模型提供了依据。     

开关磁阻电动机转子偏心特性分析

利用有限元软件建立12/8极开关磁阻电动机的二维电磁模型,分析了转子静态偏心时定子极下气隙磁密和径向力随电流的变化规律;建立定子三维模型进行模态分析,得到电机振型和固有频率,进而分析了转子静态偏心时定子所受径向力随转子位置角的变化曲线,并对径向力进行频谱分析,揭示了径向力与电机振动的关系,为开关磁阻电动机振动和噪声的抑制奠定了基础。     

矩角控制的永磁同步电机的定位系统

在矩角控制的基础上，提出了永磁同步电动机的定位控制方案。在矩角控制过程中将连续的旋转磁场离散为步进磁场，通过控制电机定子电流实现对电磁转矩的控制。对给定的离散电流跟随采用电流滞环控制实现，并以三段速度运行曲线为例说明电机定位系统的设计，介绍了系统实现的硬件基础。实验结果表明，这种控制策略不但定位准确，而且控制简单、实时，实现时只需使用低成本的微处理器即可。     

矩角控制的永磁同步电机的定位系统

在矩角控制的基础上,提出了永磁同步电动机的定位控制方案.在矩角控制过程中将连续的旋转磁场离散为步进磁场,通过控制电机定子电流实现对电磁转矩的控制.对给定的离散电流跟随采用电流滞环控制实现,并以三段速度运行曲线为例说明电机定位系统的设计,介绍了系统实现的硬件基础.实验结果表明,这种控制策略不但定位准确,而且控制简单、实时,实现时只需使用低成本的微处理器即可.     

开关磁阻电机非奇异快速终端滑模位置控制

针对开关磁阻电机精确位置控制问题,提出了新的直接瞬时转矩控制下的基于状态变量的非奇异快速终端滑模控制算法实现开关磁阻电机精密位置控制.通过对非奇异终端滑模分析,提出了非奇异快速终端滑模算法.这种算法同时具有线性滑模和非奇异快速终端滑模的优点,并且减小了两种算法过渡时的影响,具有收敛速度快的优点.提出了基于转矩闭环的控制策略,实现精密位置伺服的原理.最后的算法充分说明了其具有快速收敛的优点.     

基于神经网络的开关磁阻电机转子位置估计

位置检测是开关磁阻电机调速系统中的重要环节.实时、准确的位置是开关磁阻电机正确运行的关键.由于其转子位置角是各相磁链与电流的高度非线性函数,传统线性及解析的方法难以精确求得.该文基于神经网络并行处理及逼近任意非线性函数的特点,提出了基于神经网络的位置检测方案.借助于MATLAB的神经网络工具箱,采用三种改进的学习算法对试验数据样本进行了离线训练,确定了用于位置检测的神经网络模型.为验证模型的有效性和准确性,对大量的数据样本进行了仿真.结果表明：该方法能够快速、准确地测量转子位置,鲁棒性和自适应性强.     

全数字化无刷直流电机伺服控制系统设计

转矩波动是影响无刷直流电机伺服控制精度的重要因素,限制了无刷直流电机在控制性能要求较高场合的应用。针对此问题,在传统位置环和速度环的基础上,引入数字化电流环,通过电流闭环控制稳定电磁转矩,从而减小转矩脉动的干扰以提高控制精度。通过对系统模型的分析,确定控制系统参数,实现了以高性能的数字信号处理器DSP28335为核心的电机伺服控制系统软硬件设计。实验结果表明,引入数字电流环后,系统的跟踪精度得到了明显的提高（近9倍）,且系统的动态响应性能也得到了较好的改善。     

基于神经网络的永磁同步电动机模糊自适应控制

为了提高水磁同步电动机伺服系统控制性能，本文结合模糊控制和前馈神经网络各自的特点采用了一种神经网络在线自学习模糊自适应控制结构，利用模糊推理机产生的分目标学习误差取代反馈控制输出信号来训练神经网络，这种控制策略是学习和控制同时进行，实时性、鲁棒性都比较好。     

基于角度观测器的旋转变压器解码算法研究

根据旋转变压器的工作原理和伺服驱动系统的控制方式,研究了一种基于DSP TMS320F2812的Resolverto-digital解码算法,即角度跟踪观测器。该算法为二阶状态观测器,解码误差可渐近收敛至零。与反三角函数法、标定查表法和基于激励信号采样保持的估算法相比,该算法无需通过微分计算即可获得角度信息,具有更强的抗干扰能力,与基于锁相环的角度跟踪法相比解码精度更高,与专用的旋变解码芯片相比,简化了电路设计,降低了成本,提高了可靠性。仿真和实验结果表明了该算法的正确性。     

基于DSP的磁悬浮控制力矩陀螺框架数字伺服系统

基于TMS320F2812的无刷直流力矩电机全数字伺服控制系统实现换相、电流环、速度环和位置环的数字控制算法调节,并应用了一种新型的PWM调制方式（PWM-ON-PWM）,有效地减小了由转矩脉动引起的速率波动。系统实现低速高精度稳速控制,与模拟系统相比,控制算法更加方便,大大降低了功耗。仿真和试验结果表明,系统能够很好地实现磁悬浮控制力矩陀螺框架的高精度控制。     

交流伺服电机的开环步进运行

步进电动机是增量运动控制的主流执行元件。采用适当的驱动控制方法,交流伺服电机(三相永磁同步电机)同样可以实现步进运行,并具有高功率密度的比较优势。研究了交流伺服电机开环步进运行的原理与具体实现方法,提出了一种PWM死区开环补偿方法,提高了步进状态下的电流幅值控制精度和步距均匀性。     

一种高精度数字伺服系统控制器设计

设计了以TMS320F2812为核心的用于高精度伺服控制场合的数字控制器。详细介绍了控制器的硬件电路设计及注意事项,给出了采用SVPWM技术的控制软件流程,对实验样机进行了测试。实验结果表明,控制器达到了设计目标,具有较高的角度/位置伺服性能和速度伺服性能。