一种基于电流反馈的分段式PWM控制无刷直流电机转矩波动抑制方法

无刷直流电机伺服系统具有广泛的应用场合,但转矩波动限制了其在高精度场合的应用。针对非理想反电动势引起的无刷直流电机转矩波动提出了一种基于电流反馈的分段式PWM控制方法。该方法通过线反电动势观测器获得产生目标转矩值的参考电流,以实现对电机转矩的直接控制。同时,针对电机高速与低速运行状态分别采用不同的PWM控制策略来有效消除换相转矩波动,系统具有低转矩波动和高转矩输出的特点。通过在Matlab/Simulink环境下建立系统仿真模型,对该控制方法的转矩直接控制能力进行检验,并对转矩波动进行了对比;搭建实验平台对具有非理想反电动势的无刷直流电机进行了驱动实验。仿真和实验结果表明,该文所提出的控制方法能有效减小转矩波动,提高无刷直流电机伺服系统输出转矩的稳定性和位置控制精确度。     

基于滑模观测器的永磁同步电机模型预测电流控制研究

针对永磁同步电机无位置传感器高动态性能控制问题,对传统矢量控制存在电流内环PI控制器对系统性能的影响以及传统滑模观测器中动态转子位置角估计不准、稳态转速估计不精确等观测器性能进行了改进,提出了一种基于改进滑模观测器的永磁同步电机模型预测电流控制方法。根据永磁同步电机在同步旋转坐标系下的数学模型,选择了电机d、q电流作为状态变量,利用前向欧拉法推导出永磁同步电机d、q轴电流的预测模型。通过实时评估价值函数选出使得下一时刻电流跟踪效果最好的电压矢量,将其对应的开关状态作用于逆变器。同时,推导表贴式永磁同步电机的滑模观测器模型并对其观测出的转子位置角和转速进行补偿,得到较为精确的估算值。最后将算法在Matlab/Simulink进行了仿真试验。研究结果表明:所提出的控制方法动态性能好、稳态精度高。     

低边有源钳位交错反激式微型光伏逆变器设计

以微型光伏逆变器为研究对象,设计基于低边有源钳位的交错反激式光伏逆变器。该逆变系统使用STM32F103ZET6作为主控芯片,将两路反激变换器交错并联,主功率开关管获得电压钳位,实现零电压开通(ZVS),从而进一步提升逆变器的输出效率,同时提高系统的功率等级并减小电流纹波。通过200W微型光伏逆变器系统的仿真和实验研究验证该系统的理论方法正确,样机设计结果表明:该微型光伏逆变器能够输出正弦度较好的电流,总谐波失真(THD)小于3%,效率93%,系统运行稳定可靠。     

工业机器人的发展与应用研究

随着计算机技术的不断向智能化方向发展,机器人应用领域的不断扩展和深化,工业机器人已成为一种高新技术产业,为工业自动化发挥了巨大作用,将对未来生产和社会发展起越来越重要的作用。文章介绍了工业机器人的国内国外的发展状况和应用趋势,以及带来的经济效益。     

变频软开关交错并联反激微型光伏逆变器研究

微型光伏逆变器目前多采用交错并联反激拓扑,一般依靠钳位电路确保开关管软开关的实现,以提升系统转换效率并提高电流输出质量。但其闭环结构复杂,需要增加辅助开关管等器件且增加的成本较高,同时输出波形不好控制,效率提升有限。该文提出一种新的变频软开关控制方案,让反激变压器工作在准谐振反激变换模式,通过微分电路实时检测软开关点,使用FPGA(field-programmable gate array)来实现控制策略,可有效降低成本,无需原副边电流采样。实验表明,系统转换效率可以稳定地保持在94.5%以上,电流总谐波畸变率小于2.1%。     

户用光伏并网逆变器人机交互系统开发及应用

为方便用户直观地监测和管理户用光伏并网逆变器,设计了基于RA8870的彩色液晶屏人机交互系统。采用32位ARM芯片STM32作为MCU,彩色TFT作为人机交互显示器,通过UART与逆变器控制芯片DSP通信,获取逆变系统的实时运行状态,并将信息以图表方式呈现给用户;同时将功率信息存储到闪存芯片中,以便用户查询发电量历史数据。实验结果及工业产品应用表明该人机交互系统可在60 ms内反映当前系统工作状态,历史数据查询延时100 ms,同时人机界面友好、系统工作稳定可靠。     

户用小型逆变器监测管理系统开发及应用

为了通过PC机和网络有效监管小型逆变器,以小功率户用小型光伏逆变器为研究对象,设计了上位机通讯监测系统。该系统以STM32F103ZET6作为逆变器的监测通讯主控,基于Blue Tooth V2.1协议,在集成于Microsoft Visual Studio中的WPF开发环境中完成了具有良好实时响应特性的Internet监测平台。该系统可实时监测逆变器的当前状态,建立被控对象的历史信息数据库,并以图表形式供用户查询,使用户能够通过网络远程监测逆变器并及时了解设备的运行状态。工业应用表明该系统运行稳定,便于户用小型逆变器的远端在线管理。     

基于Pro/E齿轮参数化的设计

介绍了Pro/E齿轮参数化设计的原理、设计方法及在Pro/Ewildfire 3.0环境下设计步骤。此设计方法在进行不同参数的齿轮设计时,只需输入齿轮的已知参数,通过再生即可迅速精确地生成所需要的三维实体齿轮模型,既保证了齿轮设计所需要的精度,又提高了设计效率。     

一种新型永磁球形步进电动机的研究

针对国际上新提出的一种永磁球形结构步进电动机进行了研究。首先运用积分方程法和三维有限元法进行了磁场计算,在此基础上应用麦氏张量法和虚位移法对其转矩特性进行求解,获得了电机的矩角特性,并通过不同的方法对比验证了计算结果的正确性。同时提出一种基于加权无向图的运动控制算法,通过对路径进行搜索,实现了对电机通电状态的有效控制,达到了沿着期望运动轨迹运动的目的。在对电机及其滑轨支架位置检测系统进行运动学分析的基础上,对电机实际步进运动过程和编码器输出进行了仿真研究,结果显示出了位置检测系统和控制算法的有效性。     

ZigBee技术在分布式光伏发电系统中的应用

光伏电站的光伏组件和逆变器的监控与维护是必不可少的,特别是对于分布在人烟稀少的偏远地区的系统,采用RS-485总线等有线数据传输方式会对前期布线和后期维修等带来巨大工作量和成本投入。针对以上问题,设计了基于ZigBee技术的光伏发电监测系统。系统所采用的无线数据传输模块以CC2530为控制核心,兼容RS-485通讯接口,可工作于四种功耗模式。搭建硬件模拟平台,通过模拟不同的组网方式和不同的监测方式,并在长时间运行后,通过比对收发数据量,证明该监测方案的稳定性和可靠性。