基于新型Type-1 PLL的永磁同步电机转子位置估计方法

为了提高表贴式永磁同步电机的调速性能,提出一种基于新型锁相环(PLL)的转子位置估计方法.首先,针对表贴式永磁同步电机定子反电动势进行谐波分析,定义谐波成分在旋转坐标系下的表现形式;然后,为提高转子位置估计性能,针对特定谐波成分设计由自适应陷波器(ANF)和低通滤波器(LPF)串级组成的新型滤波器;最后,对新型PLL与同步旋转坐标系锁相环(SRF-PLL)进行对比仿真实验,实验结果表明,所提出的新型PLL不仅能保证较高的估计精度,而且具有较快的转子位置跟踪速度和较强的滤波性能.     

基于DSP的扫描平台电机控制系统

用于大尺寸测量定位的工作空间测量定位系统(WMPS)是多站光电扫描交汇测量系统的简称,优点在于多点实时测量与跟踪,测量精度高.平台旋转运动的稳定是保障测量系统高精度的首要因素.采用空间电压矢量调制(SVPWM)方式驱动电机,可有效地减小电机的转矩脉动和输出电压谐波.采用锁相环的反馈控制方法,配合电机上的光电码盘,可以实...     

一种无锁相环i_p-i_q检测新方法

针对常用的基于瞬时无功功率的谐波检测法计算量大、矢量变换复杂、实时性差、鲁棒性弱等问题,提出了一种基于反馈和高性能低通滤波器的无锁相环ip-iq检测新方法。该方法通过预设变换矩阵的频率实现谐波和基波电流的检测,无需坐标变换和锁相环;采用基波电流反馈技术,减小了检测误差及动态响应时间;采用低通滤波器和均值滤波器级联组成高性能低通滤波器,提高了谐波和基波检测的精度和响应速度。该方法适用于单相电路、三相三线制电力系统、三相四线制电力系统的谐波和基波电流检测。     

霍尔传感器对Buck变换器滑模控制系统的影响分析

针对霍尔传感器的未建模动态和滑模控制器的非线性,研究两者的共同作用对Buck变换器谐波性能的影响.基于变换器的数学模型和Lyapunov稳定性定理,给出传统滑模控制器参数的整定方法;在此基础上,利用描述函数法和奈奎斯特稳定性判据,分析常规忽略传感器作用下的系统稳定性.考虑霍尔传感器的测量性能,建立Buck变换器-传感器的联合数学模型,利用奈奎斯特稳定性判据推导出保证系统临界稳定的约束条件,从理论上证明霍尔传感器诱发谐波的必然性,并揭示了滑模控制器参数和传感器参数对系统谐波幅频性能的数学影响关系.仿真结果表明了所提出方法的正确性和有效性.     

双霍尔元件组合模型设计与应用研究

为拓展霍尔电路的应用范嗣,提出了开关型与开关型霍尔电路的重叠组合、开关型与锁存型霍尔电路的平铺组合这2种模型,并对这2种霍尔电路组合方式的输出特性进行了分析.进一步介绍了基于霍尔电路组合设计的双极性霍尔传感器、霍尔旋转编码器和霍尔可逆计数传感器的原理和应用.结果表明.重叠组合模型和平铺组合模型各自具有识别磁体极性和转向的功能.这2种模型不仅具有霍尔传感器的优点,还拓展了其应用范围.     

基于滑模观测器的SPMSM位置速度估计

针对面装式永磁同步电机(SPMSM)无传感器的控制问题,提出了一种基于改进滑模观测(SMO)和锁相环(PLL)相结合来估计转子位置和速度的新方法。改进滑模观测器采用S型函数对静止坐标系下反电动势(EMF)分量进行估算,提取转子位置和速度信息,有效减小了运用传统滑模观测器估算反电动势所带来的抖振现象,估算的反电动势通过锁相环(PLL)解耦得到准确的转子位置和速度。构建了Lyapunov函数,证明了改进滑模观测器的收敛性,解决了无位置估计算法中鲁棒信差、算法复杂的问题。通过使用ST(意法半导体)的STM32F10X-128K-EVAL电机开发套件和Matlab仿真,对该方法做了详细验证。实验结果表明,该方法能够准确获得电机转速和转子位置的观测值,构成的无传感器矢量控制系统稳态精度和动态性能良好且易于工程实现。     

一种高灵敏度的开关型CMOS霍尔磁场传感器

介绍了一种基于CSMC 0.5μm CMOS工艺设计的高灵敏度集成开关型霍尔传感器.该传感器包括一个十字型霍尔器件和一个采用动态失调相消技术的信号调理电路.通过优化霍尔器件的结构和采用一种新型的信号调理电路,使霍尔传感器得到很高的灵敏度.TCAD器件仿真和Cadence电路仿真表明:在3V的工作电压下,该传感器能检测最小2mT的磁场,输出标准的数字信号,并能消除霍尔器件内部高达6mV以上的失调电压.     

电流型脉冲整流器的矢量控制方法研究

文章采用电流空间矢量PWM调制方法 ,对脉冲整流器进行解耦控制。在同步旋转坐标系中对系统进行建模 ,将系统的有功分量及无功分量解耦 ,可以达到独立控制的目的。实验结果证明本文采用的矢量控制方法可以单独控制有功和无功功率 ,对给定输入有很好的跟踪效果 ,功率因数达到 0 .98。     

内置式永磁同步电动机无位置传感器控制策略

为改善中高速永磁同步电动机无位置传感器控制的稳态、动态性能,并针对电动机反转时传统的正交锁相环不能有效运行的问题,提出了一种基于超螺旋滑模观测器与改进正交锁相环的内置式永磁同步电动机无位置传感器控制策略。在两相静止坐标系下,使用超螺旋函数取代传统滑模观测器的开关函数构建超螺旋滑模观测器,可充分抑制滑模抖振,同时避免了低通滤波器的使用,解决了低通滤波器带来的相位延迟与幅值衰减问题;改进的正交锁相环算法避免了正切函数的使用,利用一种简单的反电动势信号重构策略获取误差信号,相比于基于正切函数的正交锁相环算法更简单有效,能够使电动机反转运行,且在运行过程中转速与位置估计误差较小。仿真结果验证了该控制策略的可靠性和有效性。     

新型霍尔硅集成传感器

本文概述了硅霍尔传感器的进展,介绍了采用微电子技术的制造工艺和高精度矢量磁探头的研制,以及已被验证的采用磁断续器增强检测灵敏度的新结构器件,并以角位移传感器和电流传感器为例介绍了其最新应用。     

电网系统中基于频率变化率的孤岛效应检测

近年来,分布式发电迅速发展并成为电网的关键技术之一,然而也引发了孤岛效应等稳定性威胁.电网系统的运行状态监测,及时诊断孤岛效应等稳定性威胁,对维护系统稳定、电网管理策略研究具有重要意义.首先,提出了一种基于信号辨识的孤岛监测方案,以频率变化率(RoCoF)表征电力信号的频率波动剧烈程度,作为检测其孤岛、判断系统故障发生...     

A hybrid method for designing linear-phase quadrature mirror filter bank

In this work, a hybrid method in frequency domain for design of a linear-phase quadrature mirror filter bank is proposed. The nonlinear least square hybrid method based on Levenberg–Marquardt (LM) and Quasi-Newton (QN) is developed for the design of a low-pass prototype filter whose responses in the passband and stopband are ideal, and the filter bank response at quadrature frequency is 0.707. The proposed method is employed to optimize the quadratic measure of ideal characteristics of the prototype filter and filter bank at quadrature frequency. Performance and effectiveness of the proposed method in terms of peak reconstruction error (PRE), mean squares error in passband and stopband regions, and error in transition band at quadrature frequency are shown through numerical examples and comparison of the results with other existing method. It was found that the proposed method is very simple and easy to implement for QMF bank design problem.     

随机蕨编码在三维重建中的应用

针对KinectFusion算法中存在的重建范围小、缺少有效的重新定位策略及累计误差问题,提出了一种基于随机蕨编码的三维重建方法.应用随机蕨编码构建相机路径回环的检测策略减少长时间重建所产生的累积误差,通过检索相似关键帧进行相机位姿估计失败后的重新定位,通过与程序集成框架Infini-TAM相结合,增大重建范围.采用RGB-D SLAM验证数据集进行了对比实验.实验表明:提出的方法可以大大增加重建范围,在相机定位失败后有效地进行重新定位,同时减少了长时间重建产生的累积误差,使得三维重建的过程更加稳定,获得的相机位姿更加精确.     

New estimation and compensation method for quadrature modulator and demodulator errors in digital predistortion system

This article proposes a new method to estimate and compensate for the in‐phase and quadrature (IQ) imbalance errors of the quadrature modulator (QM) and demodulator (QDM) without interrupting the transmission. It uses two groups of captured signals, which transmit through two feedback loops with different propagation delays, to separate and estimate the IQ imbalance errors. In comparison with the previous methods, the greatest advantage of the proposed method is that both compensators of the QM and QDM can be obtained without additional feedback loop, and then the digital predistorter can be designed without the disturbance of IQ imbalance errors. This method can improve the compensation performance of digital predistortion with lower costs and less complexity. Experimental results show the correctness and effectiveness of the proposed method. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. Int J RF and Microwave CAE, 2012.     

Nonlinear robust sliding mode control of a quadrotor unmanned aerial vehicle based on immersion and invariance method

We present an asymptotic tracking controller for an underactuated quadrotor unmanned aerial vehicle using the sliding mode control method and immersion and invariance based adaptive control strategy in this paper. The control system is divided into two loops: the inner‐loop for the attitude control and the outer‐loop for the position. The sliding mode control technology is applied in the inner‐loop to compensate the unmatched nonlinear disturbances, and the immersion and invariance approach is chosen for the outer‐loop to address the parametric uncertainties. The asymptotic tracking of the position and the yaw motion is proven with the Lyapunov based stability analysis and LaSalle's invariance theorem. Real‐time experiment results performed on a hardware‐in‐the‐loop‐simulation testbed are presented to validate the good control performance of the proposed scheme. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于IBC-PID控制的四旋翼轨迹跟踪控制

针对四旋翼飞行器在阵风扰动下的轨迹跟踪控制问题,提出一种结合积分反步法控制与PID控制的混合控制算法.首先,分析了四旋翼飞行器的受力情况,并采用牛顿 欧拉法建立其动力学方程;其次,根据时间尺度原理,将四旋翼飞行器的控制结构分成位置控制回路与姿态控制回路,前者采用积分反步法进行抗干扰控制,后者采用PID控制进行镇定;同时,引入粒子群算法,利用其寻优优势对所设计的控制器参数进行调整;最后,通过一个螺旋线跟踪仿真对本文所提控制算法的有效性进行了验证.仿真结果表明,本文所提算法具有一定的鲁棒性、稳定性与适用性,能够满足四旋翼轨迹跟踪控制的需求.     

结合视觉惯性模组的室内三维布局鲁棒重建方法

针对使用传统单目相机的全自动三维重建方法结果精确度差和整体结构理解缺失等问题,提出一种结合视觉惯性里程计和由运动到结构的全自动室内三维布局重建系统.首先利用视觉里程计获得关键帧图像序列和对应空间位置姿态,并利用运动恢复结构算法计算精确相机位姿;然后利用多图视立体几何算法生成高质量稠密点云;最后基于曼哈顿世界假设,针对典型的现代建筑室内场景,设计一种基于规则的自底向上的布局重建方法,得到最终房间外轮廓布局.使用浙江大学CAD&CG实验室场景现场扫描数据集和人工合成的稠密点云数据集作为实验数据,在Ubuntu 16.04和PCL 1.9环境下进行实验.结果表明,文中方法对三维点云噪声容忍度高,能够有效地重建出室内场景的三维外轮廓布局.     

An efficient iterative method for nearly perfect reconstruction non-uniform filter bank

In this paper, a computationally efficient iterative algorithm is presented for the design of multi-channel nearly perfect reconstruction nonuniform filter bank using the modified window functions such as Kaiser, Cosh and Exponential windows with exploiting a new perfect reconstruction condition of nonuniform filter banks instead of using complex objective functions. The cutoff frequency is optimized using linear optimization technique such that the magnitude response of a prototype filter at quadrature frequency is approximately equal to 0.707. The simulation results illustrate significant reduction in amplitude distortion, number of iteration and computation time as compared to earlier existing techniques. The proposed algorithm is simple, easy to implement, and linear in nature. When exploited for subband coding of electrocardiogram (ECG) signals, the proposed method yields good fidelity performance measuring parameters.     

基于自主诊断重构技术的航天器故障检测系统设计

传统航天器故障检测系统姿态定位能力较差,导致不能突破阈值,准确实现检测,且传统系统不具备重构能力;为解决上述问题,基于自主诊断重构技术,提出了一种故障检测的新方法,优化设计了航天器故障检测系统的硬件和软件部分,硬件设计采用EEC-I型检测器,为保证检测器的运行,对检测器的电压与电流范围进行了设置;设计采用MATLAB的数据采集器,选用Telnet接入端口,实现采集器的通信,确保数据的顺利采集;采用FIR滤波器,为保证信号的完整性对通带和阻带进行设置;设计采用4NIC-UPS27型号一体化不间断电源为航天器故障检测系统提供动能;软件设计基于自主诊断重构技术的航天器故障检测系统流程,运用小波网络算法对航天器的姿态角数据进行分析,预测航天器的姿态角的安全阈值,最后利用残差数据分布概率模型进行航天器故障诊断;实验结果表明,设计的基于自主诊断重构技术的航天器故障检测系统能够很好地从X、Y、Z三个轴进行检测,确定不同方位的航天器故障,在设定阈值后,提出的检测系统能够很好地分析阈值,实现残差突破,同时具备路线重构能力。     

Design of two-channel quadrature mirror filter bank using particle swarm optimization

In this paper, a particle swarm optimization (PSO) is used to design the quadrature mirror filter (QMF) banks with linear phase in frequency domain. A unique PSO is developed to optimize filter bank coefficients to match the ideal system response. The three main attributes used in assessing the performance of filter are reconstruction error, mean square error in pass band and mean square error in stop band. The proposed PSO based method produces almost the same result as that of the existing methods. As compared to the existing methods this method is very simple to implement for the QMF bank optimization. To implement the proposed PSO algorithm, a Matlab program is developed and three examples have been presented to illustrate the performance of the proposed method.