微分控制在永磁伺服系统中的应用研究

PI调节器用于系统闭环控制时，为保证系统有快速响应，超调是不可避免的。为了减小和消除超调，本文研究微分控制(微分调节，微分反馈)对抑制系统响应超调的作用。通过求解微分方程的实时解，分析微分控制对闭环系统阻尼比及闭环零、极点的影响。对实际的永磁同步伺服系统引入微分反馈控制，使系统既有较快的响应速度，又不至出现响应超调，从而使系统具有优异的响应性能。仿真和实验均证实了微分反馈对系统控制的有效性。     

矢量控制下永磁同步电机的参数测量

基于矢量控制原理，介绍永磁同步电机参数测量的一种新方法。该方法利用dq坐标系上永磁同步电机的数学模型，以及处于矢量控制下，同步电机电枢磁场和永磁磁场之间的关系，借助于同步伺服系统实现永磁同步电机相关参数的测量，解决了永磁同步电机参数测量的难题。利用矢量控制情况下，电机启动制动过程中速度的线性变化过程，测量电机转子的转动惯量，为电机控制系统的数学建模与仿真分析奠定了基础。所提出的方法，不需要特殊的仪器和特别的测试要求，因而很适用于永磁同步电机参数的现场测量。     

无轴承异步电机悬浮子系统独立控制的研究

无轴承异步电机转矩绕组和悬浮绕组的独立控制是该电机实现超高速运转的有效途径。针对这一强耦合的非线性复杂系统，研究了一套独立的悬浮绕组控制子系统，其中所需的转矩绕组气隙磁链的幅值和相位可通过独立的电压模型方法辩识得到。这样一来，不仅超高速运转成为可能，而且转矩绕组的控制原则上可采用任意的调速方法，特别是低成本、高可靠性的通用变频器的运用将较大提高无轴承异步电机的实用性。实验证明该文提出的悬浮绕组独立控制子系统能较好地满足电机径向悬浮的稳、动态性能要求。     

零漂对逆变器的影响及其抑制

分析了由于在逆变器电流环中使用模拟器件出现的零点漂移对逆变器的影响，阐述了系统零点漂移的抑制措施。实验表明，只要调整好系统各部分的零点，逆变器就可以有比较好的工作状态。     

无轴承异步电机的单DSP控制

无轴承电机结合了电机和磁轴承的工作特性，是一种能够同时实现转矩控制与悬浮力控制的新型电机。无轴承电机两套绕组的存在客观要求有两组功率电路。目前与两组功率电路对应通常由两套DSP组成多控制器。但多控制器的应用存在双机通迅以及结构复杂的缺点，数据传递的延迟造成两套绕组磁链方向的偏差，进而影响无轴承电机转矩控制和悬浮力控制之间的解耦和无轴承电机的悬浮性能为克服多控制器工作对电机悬浮的影响，提出了单DSP(数字信号处理器)控制方案，并通过由TMS320F240的DSP芯片组成的数字系统实现了无轴承异步电机的单DSP控制。     

考虑饱和永磁伺服系统速度调节的设计与调整

针对经典控制理论设计的速度调节器与实际调试结果出入大，以及在速度阶跃过程中速度调节器的饱和问题，提出用线性二次型状态反馈的设计思想，实现伺服系统速度调节器的设计。在速度调节器饱和过程中，采用棒棒控制实现响应时间的最小化。为保证动态过程中系统速度调节器的平稳过渡，合理选择调节器的转换阀值，并引入速度微分反馈控制，可以在不影响系统响应快速性的前提下抑制超调与振荡。在电机速度阶跃过程中，加大系统动态过程中的限幅力矩，使系统的响应更快，响应时间更短。数字仿真和实验均证实了文中所做分析与设计的有效性。     

一种永磁同步电机无速度传感器的矢量控制

研究了一种基于MRAS的永磁同步电机速度辨识方案:将永磁同步电机的电流模型作为参考模型,估算的定子磁链模型作为可调模型,设计了自适应律同时辨识电机转速和定子电阻.利用该方案建立了永磁同步电机的无速度传感器矢量控制系统.仿真和实验结果表明,该方案在高、低速以及转速突变时均能准确检测转子的速度以及在线辨识定子电阻,系统具有良好的静、动态调速性能.     

新型交替极无轴承永磁电机的原理与实现

传统永磁型无轴承电机悬浮力和转矩控制存在耦合，该文对一种新型交替极转子结构的无轴承永磁电机的磁悬浮原理进行了深入分析和数学建模，指出该类型电机所具有的独特的悬浮控制和转矩控制解耦的特点，并构建了无轴承交替极永磁电机的实时控制系统。实验结果表明实现了该新型无轴承永磁电机的动、静态稳定悬浮，验证了悬浮与转矩控制解耦的特性。     

无轴承永磁薄片电机磁悬浮机理研究

无轴承薄片电机采用无轴承技术实现径向两自由度的悬浮，同时利用磁阻力实现除径向和转子转动自由度外的另外三个自由度悬浮。文章介绍了无轴承永磁薄片电机的基本悬浮原理，利用等效磁路模型推导出径向悬浮力解析表达式并以有限元仿真对其作了验证，并介绍了在此基础上的控制方法。     

永磁偏置磁轴承在线监测系统的研制

在永磁偏置磁轴承（PMB）电机高速旋转时，为了探测PMB转子的工作状态，并且判断PMB系统的运行是否正常，在线监测系统的研制是非常必要的。住线监测系统的构造是基于一台PC和虚拟仪器技术，由三部分组成：设计一个数据采集平台去采集PMB系统运行时那些必要的和有用的数据；对采集的数据进行时域、频域分析；将采集的数据进行在线存储，以便通过离线分析改进控制器的设计，确保PMB系统工作的可靠性。实验结果表明，系统工作可靠。