直线同步电机初始磁场位置检测方法

直线电机在直线运动和重复定位精度高的机器人中有着广泛的应用,如两轴直线电机组成的点胶机器人、搬运机器人等.电机的位置检测在电机控制中是十分重要的,特别是需要根据精确转子位置控制电机运动状态的应用场合,如位置伺服系统.传统的位置检测方法一般根据装在电机轴上的光电编码器的反馈信号计算得出的,光电编码器通过读取光电编码盘上的图案或编码信息来表示电机转子的位置信息.根据光电编码器的工作原理可以将光电编码器分为绝对式光电编码器与增量式光电编码器,直线电机一般都采用光栅尺,只有AB正交脉冲反馈.该文的目的就是提供一种没有U、V、W和Z脉冲反馈的增量式编码器的电机初始磁场位置检测方法.     

四轴相贯线自动化焊接设备的研究

针对传统相贯线焊接设备中存在的问题,以及为了提高焊接过程的可靠性和焊缝精度,经过多次选型和仿真,设计了一套相贯线自动焊接设备.该设备样机采用多轴运动控制卡ADT836作为核心控制器,以步进电机驱动器、步进电机和光电编码器组成了伺服系统,通过引入PID半闭环控制和基于速度与加速度的前馈控制提高了系统精度,通过控制四轴联动完成了相贯线的焊接;运动控制卡和伺服系统中可调定的参数由多次试验总结而得.样机的试验结果表明,相对于传统的相贯线焊接设备,该设备的稳定性好,生产效率较高,能获得精度更高的焊缝,说明自动化焊接设备在相贯线焊接中能得到很好的应用.     

基于时栅的磁电编码器标定及细分方法研究

目前提高磁电编码器的精度需要采用角度标定过程,由于标定支架等间接过程的引入,造成了磁电编码器角度值的间接偏差。针对该问题,采用基于卡尔曼滤波的电机驱动虚拟时栅直接对磁电编码器进行角度值标定,取消了母体高精度磁电编码器的间接标定过程。为实现多对极磁电编码器角度值的细分,采用一种窗口滤波多区间角度值划分方法对当前多对极角度值的极数进行判断,解决了磁电编码器角度值噪声引发的区间判断错误问题,有效提高了磁电编码器的分辨率。最后,通过实验证明了所提出的磁电编码器能够有效抑制角度值跳动,使得电机的速度控制更加平稳,电流正弦特性更好。最终所提出的磁电编码器的分辨率可以达到15位,精度达到0.44°。     

电机数字控制系统高精度转子速度检测方法研究

实现电机高性能速度闭环的关键步骤是高精度的转子速度检测。在速度采样环节,由于检测周期固定,编码器产生的脉冲信号上升沿与检测周期开始或结束时刻无法严格同步,会产生速度检测过程中的量化误差,加之系统振动也会对速度估计产生干扰。针对以上问题,首先对光电编码器测速原理进行简要分析,在此基础上,为改进传统M/T法引起的估计误差,设计了一种检测周期不固定的转速观测器算法,继而将其应用于对速度反馈精度要求较高的PMSM双闭环矢量控制系统进行对比验证。仿真结果显示该算法能有效地消除量化误差,在保证动态响应性能的同时,提高转速检测精度。     

微型无人直升机三轴飞行仿真转台

为了配合微型无人直升机飞行控制系统和惯性导航系统的研究,设计了一种基于MR-J2S交流伺服系统的新型三轴飞行仿真转台。该转台采用卧式布局,电机驱动的方式,使用光电编码器作为反馈元件,系统构成上、下位机两级控制结构,具有较高的测量精度、结构简单、造价低廉等特点。试验结果表明,能够满足微型无人直升机半实物仿真的要求。     

基于滑模磁链观测器的异步电机转矩控制仿真

针对传统异步电机磁链观测精度较差的问题,提出了一种新型滑模变结构定子磁链观测方法,该观测器在静止坐标系下通过滑模趋近律,使观测电流跟随实际电流变化,从而实现对定子磁链的观测。此外,与传统滑模磁链观测器不同,该方法可以实现对转子速度及磁链的估计,磁链观测过程独立于实际转子速度分量,具有较强的鲁棒性。理论分析和仿真结果表明,该方法能实现定子磁链的精确观测,具有精度高、鲁棒性强等特点。     

永磁同步电机双向检测启动控制的研究

针对永磁同步电机(PMSM)启动控制的设计与实现过程,以数字信号处理芯片TMS320LF2812为核心控制单元,采用霍尔传感器与增量式光电编码器等位置反馈元件,提出了通过粗测与双向精准检测来测量确定启动位置的方法.用该方法控制启动电流,可以避免过流或欠流等问题.最后,利用Matlab建立了模型,通过仿真验证了该方法的应用对启动电流等方面的控制优点.试验表明,该方法能实现对电机转子启动位置的精确控制.     

数控机床伺服系统高精度位置检测研究与实现

提出了一种应用TMS320LF2407 DSP实现数控机床永磁交流伺服系统电机转子磁极位置的检测方法，该方法充分利用了DSP片内资源，在不增加编码器分辨率的基础上减小了量化误差，提高转子位置检测精度，降低了系统成本。实验结果证明了这种检测方法的精确性和实用性。     

基于AT89S52单片机的新型电梯限速器

针对电梯中传统的机械式限速器所存在的不足,设计了一种新型的电梯限速器,其特征是通过光电编码器来检测限速器轮盘的转速,结合轮盘的节圆直径算出轿厢移动的速度,根据采集速度的大小控制步进电机带动棘爪转过设定的角度来触发限速器的机械限速机构。该限速器机械结构简单,限速动作迅速,速度测量准确,精度保持性好。     

基于软件观测器的无刷直流电机控制策略研究和实验

论文提出了一种基于软件观测器实现无刷直流电机的正弦波控制的策略。在无刷直流电机正弦波控制系统中,需要准确的检测电机的位置和速度,但仅仅依靠电机自带的霍尔传感器无法获得电机位置和转速的精确值。论文提出的软件观测器以无刷直流电机自带的开关型霍尔传感器输出信号为参考,通过软件对电机模型进行重构,从而计算出精确的电机转角和电机速度的观测值,实现无刷直流电机的正弦波控制。实验结果表明,该策略有效地提高了无刷直流电机控制系统的性能。     

解析编码器在风电控制系统中的应用

在现代工程中传感器是获取信息的工具,是实现自动检测和自动控制的首要环节,它是将各种非电量变换为电量的装置。编码器是众多传感器中的一种。编码器按运动部件的运动方式来分,可以分为旋转式和直线式两种。旋转式光电编码器容易做成全封闭型式,易于实现小型化,具有较强的环境适用能力,因而在实际工业生产中得到广泛的应用。根据检测原理,编码器又可分为光学式、磁式、感应式和电容式;根据其刻度方法及信号输出形式,可分为增量式、绝对式以及混合式三种。本文主要解析增量式和绝对式旋转式光电编码器,如何在风电控制系统中准确对变桨电机转子旋转速度和位置的测量,以及双馈发电机转子转速的精确测量,实现对桨叶角度控制和双馈发电机的伺服控制。     

基于DSP伺服驱动的工业缝纫机控制器设计

为适应变化多端的工业缝纫机缝制方式,在高速工业缝纫机电脑控制器的设计中,采用参数可调的电机驱动器和控制单元.电机驱动器基于DSP和智能IPM模块设计,用增量式光电编码器检测电机旋转角度和缝纫机头运动,由电机驱动器和控制单元同时接收来自增量式光电编码器的反馈信号,控制单元采集操作面板和踏板的缝制信息,发送指令给电机驱动器,基于DSP的电机驱动器能精确控制缝纫机针的上下运动和精确定位.高速工业缝纫机电脑控制器采用了模块化设计和软件调整方式,实现联网监控和在线参数修改.     

微型光电编码器在电机角速率辨识中的应用

针对电机伺服控制系统利用编码器角位置信息预测角速率的需求,提出并实现了一种基于平稳卡尔曼滤波的编码器信号处理方法。首先,分析了典型电机系统的结构及测量噪声编码器的组成,在此基础上建立了电机系统和编码器的参数化数学模型,并根据电机系统和编码器模型给出了统一的参数化平稳卡尔曼滤波器设计结果。在Matlab/Simulink环境下完成了电机、编码器和卡尔曼滤波器的仿真模型,并利用不同参数对参数化平稳卡尔曼滤波器的普适性和滤波效果进行了预测。最后,搭建了实验平台,对仿真结论进行验证并对滤波性能进行了实测。仿真和实验结果表明:参数化滤波模型对典型电机系统具有普适性,自适应平稳卡尔曼滤波器可以利用编码器信号实现角速率的最优估计,误差标准差为0.021(°)/s,最大误差可以控制在0.06(°)/s之内,能够满足一般电机伺服系统对角速率精度的要求。     

永磁同步电机转子位置复合检测及起动运行策略

电梯用永磁曳引机的驱动控制需要实时获取转子的机械角度,如何在曳引机起动及运行阶段准确地检测转子位置是需要解决的关键问题。基于正余弦型复合编码器,提出一种绝对式与增量式相结合的转子位置复合检测方案。首先在分析绝对式和增量式转子位置检测原理的基础上,对两种转子位置检测算法进行优化,提高转子位置检测精度;然后结合转矩最大矢量控制策略,提出在转子位置复合检测方案下的电机起动运行方案;最后,仿真与实验结果表明所提出的转子位置复合检测方案可以保证电机的正常稳定运行。     

用于星载激光通信终端的绝对式光电角度编码器

针对星上激光通信终端二维转台的精确控制,设计了实时测量转台旋转角度的专用型光电角度编码器。根据星载激光通信终端所需测角系统的设计指标,分别对光电角度编码器的码盘、指示光栅及光电信号的提取方法进行了设计和选择。其中,格林二进制绝对式编码结合高质量的电子学细分,实现了编码器24位的绝对角度测量;四象限矩阵编码方式有效地减小了码盘的径向尺寸;分体读数头式指示光栅较整周玻璃盘大幅度压缩了体积和重量。在室温条件下对安装在星载激光通信终端上的光电角度编码器进行了测角精度检测。结果表明:该测角系统的角度测量精度约为0.7″(优于1.0″)。激光通信终端设备的在轨稳定运行及捕获、跟踪和通信功能的正常发挥,进一步验证了所设计的光电角度编码器测角精度高、抗辐射能力强、工作可靠性高,满足星载激光通信终端设备的应用要求。     

改进扰动观测优化轮毂电机无位置控制

为提高车体内置式轮毂永磁同步电机驱动系统的控制可靠性,针对传统扰动观测造成的噪声放大问题,提出基于改进扰动观测器的反电动势电机无位置传感器控制算法,算法将电流反电动势作为观测干扰量进行建模,以实现扰动准确估计,进而通过反正切估计转子的精确位置,同时基于转子速度进行位置误差补偿,实现无位置传感器电机的鲁棒控制,仿真实验表明,改进算法在在电机不同工况和负载下能准确估计转子位置,具有较好的适应能力和位置跟踪补偿能力,验证了算法的有效性。     

数字化脉冲MIG焊机送丝系统

采用数字化控制技术对送丝电机进行控制,以80C196KC为控制核心,设计了脉宽调制型调速系统.电机转向通过单片机输出信号来控制,使其具有极大的灵活性.采用光电编码器进行送丝速度反馈,利用相应的控制算法使实际送丝速度值与预置值趋于一致,从而改善其稳定性,保证焊接质量.送丝系统的数字化可实现与数字化焊接电源的接口.设计了MOSFET的驱动及保护电路,并对电机进行了限流保护.     

基于连续小波变换的瞬时频率提取在光电编码器速度测量中的应用（英文）

提出一种新的光电编码器速度测量方法,根据编码器角度测量误差信号中高频分量的渐进特性,通过对角度误差信号进行时频分析,提取编码器的旋转速度。利用功能强大的连续小波变换非平稳信号分析工具,提取角度误差分量的特征。基于连续小波变换,实现了一种称为迭代算法的小波脊提取方法,用于瞬时频率估计。实验结果表明,经过适当的时频分析处理后,角度误差的高频分量可以有效地用于光电编码器的速度测量。该方法能够有效减弱噪声和干扰对测量精度的影响。     

基于连续小波变换的瞬时频率提取在光电编码器速度测量中的应用

提出一种新的光电编码器速度测量方法,根据编码器角度测量误差信号中高频分量的渐进特性,通过对角度误差信号进行时频分析,提取编码器的旋转速度。利用功能强大的连续小波变换非平稳信号分析工具,提取角度误差分量的特征。基于连续小波变换,实现了一种称为迭代算法的小波脊提取方法,用于瞬时频率估计。实验结果表明,经过适当的时频分析处理后,角度误差的高频分量可以有效地用于光电编码器的速度测量。该方法能够有效减弱噪声和干扰对测量精度的影响。     

基于增量式光电编码器的电机测速研究

基于增量式光电编码器工作原理,提出变M/T法,实现对电机速度检测.仿真实验表明该方案简单,易于实现,且测量准确度高,实时性好.