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基于虚拟中性点的无刷直流电机无位置传感器控制关键问题研究
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作者 吴志红 冯佳筠 +1 位作者 孙萌 朱元 《机械与电子》 2009年第12期29-32,共4页
深入分析了无刷直流电机采用电角度导通、PWM调制方法下,如何通过定子外接并联电阻网络的中性点(虚拟中性点)相对直流母线中点的电压信号(虚拟中性点信号)获取转子位置信息;对虚拟中性点信号中直流分量的产生作了深入的理论分析,并通过... 深入分析了无刷直流电机采用电角度导通、PWM调制方法下,如何通过定子外接并联电阻网络的中性点(虚拟中性点)相对直流母线中点的电压信号(虚拟中性点信号)获取转子位置信息;对虚拟中性点信号中直流分量的产生作了深入的理论分析,并通过仿真分析证实了上述理论结果. 展开更多
关键词 无刷直流电机 虚拟中性点 无位置传 感器控制 转子位置信号直流分量 PWM调制
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永磁无刷直流电机及其控制 被引量:264
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作者 夏长亮 方红伟 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期25-34,共10页
无刷直流电机因其高效率、长寿命、低噪声及良好的机械特性等优点,在航空、军事、汽车、办公自动化、家用电器等行业内得到了广泛的应用。本文系统阐述了无刷直流电机的基本结构和工作特点,比较分析了无刷直流电机几种典型的驱动电路拓... 无刷直流电机因其高效率、长寿命、低噪声及良好的机械特性等优点,在航空、军事、汽车、办公自动化、家用电器等行业内得到了广泛的应用。本文系统阐述了无刷直流电机的基本结构和工作特点,比较分析了无刷直流电机几种典型的驱动电路拓扑结构。同时,对无刷直流电机的转矩波动抑制、无位置传感器控制、弱磁调速等技术进行了分析。最后,对其应用及未来发展趋势进行了探讨。 展开更多
关键词 无刷直流电机 驱动电路 转矩波动 无位置传感器控制 弱磁
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基于神经网络的PMSM速度和位置自适应观测器的设计 被引量:102
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作者 李鸿儒 顾树生 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第12期32-35,共4页
在对永磁同步电机(PMSM)ba-坐标系下的数学模型进行非线性坐标变换的基础上,提出了一种基于神经网络的无传感器控制方法及非线性自适应观测器设计方法;利用Lyapunov理论设计了网络权系数阵的在线学习规则,并证明了观测器的稳定性。理论... 在对永磁同步电机(PMSM)ba-坐标系下的数学模型进行非线性坐标变换的基础上,提出了一种基于神经网络的无传感器控制方法及非线性自适应观测器设计方法;利用Lyapunov理论设计了网络权系数阵的在线学习规则,并证明了观测器的稳定性。理论分析和仿真结果表明,所提出的PMSM无传感器控制方法具有较强的鲁棒性和令人满意的性能。 展开更多
关键词 神经网络 PMSM 速度 位置 自适应观测器 设计 永磁同步电机 无传感器控制
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永磁同步电机无速度传感器控制综述 被引量:92
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作者 李永东 朱昊 《电气传动》 北大核心 2009年第9期3-10,共8页
永磁同步电机无速度传感器控制系统,通过测量电机定子侧电流和端电压算出转子位置,替代了传统的机械位置传感器,系统成本低、可靠性较高。转子位置可由开环算法或通过闭环观测器观测得到。利用电机的非理想特性来提取转子位置信息,进一... 永磁同步电机无速度传感器控制系统,通过测量电机定子侧电流和端电压算出转子位置,替代了传统的机械位置传感器,系统成本低、可靠性较高。转子位置可由开环算法或通过闭环观测器观测得到。利用电机的非理想特性来提取转子位置信息,进一步将无速度传感器控制的范围扩展到低速甚至零速。对永磁同步电机无速度传感器控制策略进行分类,详细介绍了各种速度观测方法,并比较了它们的优缺点。 展开更多
关键词 永磁同步电机 无速度传感器控制 综述
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基于高频电压信号注入的永磁同步电机转子初始位置估计 被引量:76
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作者 万山明 吴芳 黄声华 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第33期82-86,共5页
提出了一种表面安装式永磁同步电机转子初始位置估计的方法。其原理是向定子绕组中注入脉动的高频电压信号,由于定子电感随转子位置θ而变化,因此绕组的高频电流响应信号中含有θ角的信息,但是该方法无法判断转子磁极的极性,因此在初步... 提出了一种表面安装式永磁同步电机转子初始位置估计的方法。其原理是向定子绕组中注入脉动的高频电压信号,由于定子电感随转子位置θ而变化,因此绕组的高频电流响应信号中含有θ角的信息,但是该方法无法判断转子磁极的极性,因此在初步辨识出θ角的基础上再向d轴注入高频电压信号,并利用磁场饱和引起的电感量的变化来估计出转子的磁极极性。该方法不需要知道电机的精确参数,也不需要额外的硬件。介绍了实验系统的构成和参数,给出了实验结果,实验结果表明理论分析正确。 展开更多
关键词 永磁同步电机 高频信号注入 转子初始位置估计 磁饱和 无传感器控制
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基于高频信号注入的永磁同步电机无传感器控制技术综述 被引量:86
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作者 李浩源 张兴 +1 位作者 杨淑英 李二磊 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第12期2653-2664,共12页
无传感器控制技术有利于改善永磁同步电机驱动系统的可靠性,降低系统成本,已经成为交流电机传动领域的一项热门及前沿技术。高频注入法利用电机的凸极特性估计转子位置,不依赖电机反电动势模型,非常适合永磁同步电机零速及低速运行。针... 无传感器控制技术有利于改善永磁同步电机驱动系统的可靠性,降低系统成本,已经成为交流电机传动领域的一项热门及前沿技术。高频注入法利用电机的凸极特性估计转子位置,不依赖电机反电动势模型,非常适合永磁同步电机零速及低速运行。针对高频电压信号注入法进行调研和整理归纳,并将这些方法总结为传统的高频正弦波注入法、改进的高频正弦波注入法和高频非正弦波注入法三类。首先,分别介绍每类方法中的典型实施方案,并指出各个方案的优缺点;其次,针对三类方法的异同点进行分析比较;最后,对基于高频信号注入的永磁同步电机无传感器控制技术的发展趋势进行展望。 展开更多
关键词 永磁同步电机 无传感器控制技术 高频注入法 零速及低速运行 凸极特性
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基于神经网络的开关磁阻电机无位置传感器控制 被引量:71
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作者 夏长亮 王明超 +1 位作者 史婷娜 郭培健 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第13期123-128,共6页
论文提出了基于自适应径向基函数(radialbasisfunction,RBF)神经网络的开关磁阻电机(SRM)无位置传感器控制新方法。该方法构造了一个隐层节点初始个数为零的RBF网络,通过在训练过程中不断按照自适应算法添加和删除隐层单元,形成一个结... 论文提出了基于自适应径向基函数(radialbasisfunction,RBF)神经网络的开关磁阻电机(SRM)无位置传感器控制新方法。该方法构造了一个隐层节点初始个数为零的RBF网络,通过在训练过程中不断按照自适应算法添加和删除隐层单元,形成一个结构简单、紧凑的网络来实现电机电压、磁链与转子位置之间的非线性映射,实现SRM的无位置传感器控制。网络训练分为离线训练和在线训练两个部分。利用训练样本按给出的自适应算法对网络进行离线训练,确定RBF网络隐层节点的个数及位置;按递推最小二乘法(RLS)在线修正隐层与输出层之间的连接权。仿真及实验结果表明,该方法能够实现电机的准确换相,从而实现了位置传感器的消去。 展开更多
关键词 电机 开关磁阻电机 无位置传感器控制 自适应RBF神经网络 递推最小二乘法
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基于扩展反电势估算的内插式永磁同步电动机无传感器控制 被引量:72
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作者 黄雷 赵光宙 年珩 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第9期59-63,共5页
提出一种基于扩展反电势估算的内插式永磁同步电动机(IPMSM)无传感器控制策略,拟用于永磁无轴承电机地无位置/速度传感器运行。定义了包含传统反电势及定子电感位置信息的扩展反电势(Extended EMF,EEMF),以此建立静止坐标系中的IPMSM新... 提出一种基于扩展反电势估算的内插式永磁同步电动机(IPMSM)无传感器控制策略,拟用于永磁无轴承电机地无位置/速度传感器运行。定义了包含传统反电势及定子电感位置信息的扩展反电势(Extended EMF,EEMF),以此建立静止坐标系中的IPMSM新型数学模型。通过滑模观测器对两相静止坐标系中分量EEMF的估算检测出转子的空间位置;基于Lyapunov函数分析观测参数的收敛性;采用模型参考自适应算法得到了转子的估算速度。实验运行验证了该无传感器控制策略的有效性。 展开更多
关键词 内插式永磁同步电动机 扩展反电势 滑模观测器 模型参考自适应控制 无传感器控制
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具有参数辨识的永磁同步电机无位置传感器控制 被引量:79
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作者 李旭春 张鹏 +1 位作者 严乐阳 马少康 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第14期139-147,164,共10页
转子磁极位置估计的准确性决定永磁同步电机无位置传感器控制系统的性能,为了实现转子位置和转速的精确控制,需要对电机参数进行在线辨识。根据实际冰箱制冷系统需求,采用模型参考自适应系统构建无位置传感器矢量控制方案,在仿真研究电... 转子磁极位置估计的准确性决定永磁同步电机无位置传感器控制系统的性能,为了实现转子位置和转速的精确控制,需要对电机参数进行在线辨识。根据实际冰箱制冷系统需求,采用模型参考自适应系统构建无位置传感器矢量控制方案,在仿真研究电机参数变化对位置估算影响的基础上,提出了一种具有参数辨识的内埋式永磁同步电机无位置传感器控制方案。利用电机的电流模型,运用扩展卡尔曼滤波器对转子磁链和交轴电感同时进行在线辨识,并将辨识出的参数用于更新无位置传感器矢量控制算法中的电机模型。仿真和实验结果表明,参数辨识算法可以有效地辨识出实际的转子磁链和交轴电感,具有参数辨识的无位置传感器矢量控制方案可行有效,在压缩机厂商提供的电机参数存在一定误差的情况下可以保证冰箱制冷系统的性能。 展开更多
关键词 内埋式永磁同步电机 无传感器控制 参数辨识 模型参考自适应系统 扩展卡尔曼滤波器
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基于分段PI调节器的模型参考自适应永磁同步电动机全转速范围无传感器控制 被引量:75
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作者 钟臻峰 金孟加 沈建新 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期1203-1211,共9页
针对永磁同步电动机单一无位置传感器控制方法难以满足全转速范围运行要求、且起动阶段特殊等缺点,该文提出一种基于分段PI调节器的模型参考自适应控制(model reference adaptive system,MRAS)方法。利用该方法,电机可以在全转速范围... 针对永磁同步电动机单一无位置传感器控制方法难以满足全转速范围运行要求、且起动阶段特殊等缺点,该文提出一种基于分段PI调节器的模型参考自适应控制(model reference adaptive system,MRAS)方法。利用该方法,电机可以在全转速范围条件下得到较好的控制效果。此外,文中利用PWM驱动信号占空比与直流母线电压重构定子三相反电势,可以使电机在任意角度闭环起动并能稳定运行在低转速下。最后,以带有风机负载的1.5k W内置式永磁同步电动机为研究对象进行Matlab仿真和实验,实现了基于此方法的全转速范围控制,证明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 永磁同步电动机 模型参考自适应控制 无位置传感器控制 分段PI调节器 闭环起动 全转速范围运行
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基于转子位置自检测复合方法的永磁同步电机无传感器运行研究 被引量:62
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作者 秦峰 贺益康 贾洪平 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期12-17,共6页
基于对高频信号注入法和模型参考自适应法转子位置自检测原理和特性的讨论,提出了一种包含零速在内的全速度范围内均能实现转子位置/速度准确检测和控制的复合方法。分析了从旋转高频电压信号注入法过渡到模型参考自适应法的切换原则,... 基于对高频信号注入法和模型参考自适应法转子位置自检测原理和特性的讨论,提出了一种包含零速在内的全速度范围内均能实现转子位置/速度准确检测和控制的复合方法。分析了从旋转高频电压信号注入法过渡到模型参考自适应法的切换原则,给出了速度切换区内转子位置、速度和加权系数的估算方法,并对1台内插式永磁同步电机2种方法的切换过程进行了实验研究,成功地实现了无传感器矢量控制的起动与运行。实验研究表明,这种转子空间位置复合检测方法既能在低速时准确地观测出转子的空间位置和速度。也能保证高速运行时较快的动态响应,适合于全速范围内电机的无传感器运行。 展开更多
关键词 无传感器控制 高频信号注入法 模型参考自适应法 永磁同步电机 感器模块
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基于改进型滑模观测器的无刷直流电机无位置传感器控制 被引量:73
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作者 史婷娜 肖竹欣 +1 位作者 肖有文 夏长亮 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第8期2043-2051,共9页
为实现无刷直流电机(brushless DC motor,BLDCM)无位置传感器控制,该文提出一种改进型的线反电势滑模观测器,为减少系统的抖振,该观测器引入了一种光滑的双曲正切函数,使得控制系统不必外加低通滤波器和相位补偿模块就可以获得平滑的线... 为实现无刷直流电机(brushless DC motor,BLDCM)无位置传感器控制,该文提出一种改进型的线反电势滑模观测器,为减少系统的抖振,该观测器引入了一种光滑的双曲正切函数,使得控制系统不必外加低通滤波器和相位补偿模块就可以获得平滑的线反电动势估计值,进而避免了反电势估计值的相位滞后。文中将估计得到的线反电势信号对应为3个虚拟霍尔信号,直接获得6个离散的换相信号,从而无需固定相移电路和相移角的计算。仿真和实验表明,该文所提出的方法能够准确估计BLDCM的线反电动势,实现了BLDCM无位置传感器控制。 展开更多
关键词 滑模观测器 双曲正切函数 线反电势 无刷直流电机 无位置传感器控制
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一种新颖的无刷直流电机无位置传感器控制系统 被引量:57
13
作者 张磊 瞿文龙 +1 位作者 陆海峰 肖伟 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第10期26-30,43,共6页
为了实现无刷直流电机无位置传感器控制,提出了一种新颖的绕组反电动势检测方法。该方法通过比较电机断开相绕组端电压和逆变器直流环中点电压的关系,直接检测到断开相绕组的反电动势过零点,从而获得转子位置信息。本系统仅检测三相绕... 为了实现无刷直流电机无位置传感器控制,提出了一种新颖的绕组反电动势检测方法。该方法通过比较电机断开相绕组端电压和逆变器直流环中点电压的关系,直接检测到断开相绕组的反电动势过零点,从而获得转子位置信息。本系统仅检测三相绕组中一相绕组的反电动势,通过软件延时得到六个离散的换相信号,简化了检测电路。文中对电路结构进行了分析,并在由该方法构成的无位置传感器控制系统上进行了实验验证,实验结果表明了本文提出的反电动势检测方法的有效性。 展开更多
关键词 无刷直流电机 无位置传感器控制 反电动势过零点检测
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基于线反电动势的无刷直流电机无位置传感器控制 被引量:61
14
作者 李志强 夏长亮 陈炜 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第7期38-44,共7页
提出了基于线反电动势的转子位置检测策略,以实现无刷直流电机的无位置传感器控制。通过分析无刷直流电机线反电动势与换相时刻对应关系,得出线反电动势过零时刻即为换相时刻的结论。然后,检测两路线电压和相电流并计算得到线反电动势,... 提出了基于线反电动势的转子位置检测策略,以实现无刷直流电机的无位置传感器控制。通过分析无刷直流电机线反电动势与换相时刻对应关系,得出线反电动势过零时刻即为换相时刻的结论。然后,检测两路线电压和相电流并计算得到线反电动势,进而重新安排换相条件来给出六个换相时刻。在此基础上通过分析线反电动势的计算值与换相时刻的对应关系,采用相移补偿策略来补偿由于滤波引起的误差。相比于相反电动势法,系统减少了一路信号检测电路,不需要移相。仿真和实验结果显示该策略能够准确地给出换相时刻,避免了传统反电动势法在移相过程中带来的误差。 展开更多
关键词 无刷直流电机 无位置传感器控制 线反电动势过零检测 相移补偿
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两级滤波滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器控制 被引量:59
15
作者 丁文 梁得亮 罗战强 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第11期1-10,共10页
实现永磁同步电机矢量控制的前提在于电机转速与转子位置信息的准确获取,为此设计了一款基于两级滤波的滑模观测器用来对电机的转子位置和速度进行估算。第一级滤波的输出反馈给电流观测器,第二级滤波的输出用来计算转子的位置,并采用... 实现永磁同步电机矢量控制的前提在于电机转速与转子位置信息的准确获取,为此设计了一款基于两级滤波的滑模观测器用来对电机的转子位置和速度进行估算。第一级滤波的输出反馈给电流观测器,第二级滤波的输出用来计算转子的位置,并采用分段线性补偿对位置估算误差进行补偿。给出了永磁同步电机无位置传感器控制系统方案,分别对滑模观测器的电流观测、反电势观测、位置和速度估算、负载扰动和动态过程进行了仿真分析,验证了该滑模观测器算法的可行性。搭建了控制系统实验平台,分别对启动过程、反电势观测、位置和速度估算以及变参数控制进行了实验研究,验证了该滑模观测器算法的正确性。仿真和实验结果表明:该滑模观测器能够快速和准确的跟踪电机转子的位置和速度,系统具有响应快、鲁棒性强的特点。 展开更多
关键词 滑模观测器 两级滤波 误差补偿 无位置传感器控制 永磁同步电机
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基于磁饱和凸极效应的面贴式PMSM零速下无传感器技术 被引量:41
16
作者 胡家兵 贺益康 +2 位作者 年珩 贾洪平 秦峰 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第10期152-157,共6页
为了实现面贴式隐极永磁同步电机零速下转子初始位置的检测,从电机的高频数学模型出发,引入适合脉振高频注入法实现无传感器运行所需的定子槽磁桥特殊结构,分析了定子槽形和定子槽磁桥尺寸对电机饱和凸极效应的影响,并通过有限元分析予... 为了实现面贴式隐极永磁同步电机零速下转子初始位置的检测,从电机的高频数学模型出发,引入适合脉振高频注入法实现无传感器运行所需的定子槽磁桥特殊结构,分析了定子槽形和定子槽磁桥尺寸对电机饱和凸极效应的影响,并通过有限元分析予以验证,获得了高频阻抗随转子位置的变化规律,提出零速下无转子位置/速度传感器的控制策略。仿真结果表明这种基于饱和凸极转子位置检测原理的无速度传感器控制对面贴式永磁同步电机零速下定位及运行控制的正确性和可行性。 展开更多
关键词 面贴式永磁同步电机 零速 无传感器控制 脉振高频注入 饱和凸极效应
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插入式永磁低速同步电机非奇异终端滑模观测器设计 被引量:51
17
作者 袁雷 沈建清 +1 位作者 肖飞 陈明亮 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期37-45,共9页
提出一种以d-q同步旋转坐标系下,电流为观测对象的插入式永磁同步电机的非奇异高阶终端滑模观测器,用来获得高性能矢量控制系统所必需的电机转子位置及速度信息.采用非奇异终端滑模控制,提高了观测器的动态响应速度及鲁棒性,利用高阶滑... 提出一种以d-q同步旋转坐标系下,电流为观测对象的插入式永磁同步电机的非奇异高阶终端滑模观测器,用来获得高性能矢量控制系统所必需的电机转子位置及速度信息.采用非奇异终端滑模控制,提高了观测器的动态响应速度及鲁棒性,利用高阶滑模控制技术的特性,有效地抑制了传统滑模控制的抖振现象.同时给出了转速环及电流环调节器的参数设计方法,转速环调节器采用积分反馈算法,电流环调节器使用前馈解耦内模控制技术,参数在线调整简单.将该算法应用到2MW永磁同步低速电机无传感器控制系统中,实验结果表明,该方法能够准确计算出电机的位置和速度,使系统具有良好的稳态精度和动态性能. 展开更多
关键词 插入式永磁同步电机 无传感器控制 非奇异终端滑模观测器 高阶滑模控制
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IF控制结合滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器复合控制策略 被引量:49
18
作者 刘计龙 肖飞 +2 位作者 麦志勤 高山 余锡文 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期919-929,共11页
用于永磁同步电机低速区的高频信号注入无位置传感器控制算法会产生额外的损耗,而且算法数字运算量较大。针对这一问题,提出一种IF控制结合滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器复合控制策略。在电机低速区采用转速开环、电流闭环的IF... 用于永磁同步电机低速区的高频信号注入无位置传感器控制算法会产生额外的损耗,而且算法数字运算量较大。针对这一问题,提出一种IF控制结合滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器复合控制策略。在电机低速区采用转速开环、电流闭环的IF控制策略,对IF控制使用的虚拟同步坐标系和转子同步坐标系相位关系进行分析。在电机中高速区采用基于滑模观测器的无位置传感器控制策略,在滑模观测器中采用正弦型切换函数,改善了滑模运动的抖振问题。通过合理设计过渡状态,实现了两种控制策略的平滑切换。在一台三相永磁同步电机上对所提复合控制策略进行了实验验证。 展开更多
关键词 永磁同步电机 无位置传感器控制 IF控制策略 滑模观测器 复合控制策略
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基于DSP的无刷直流电机无传感器控制系统设计 被引量:24
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作者 刘丁 余志平 杨延西 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第1期29-33,38,共6页
针对以往无刷直流电动机反电势法无传感器控制系统存在的一些问题,设计了一种基于数字信号处理器(DSP)的无刷直流电动机无传感器控制系统,详细介绍了系统的控制方案。实验结果表明,系统的硬件和软件设计合理,具有良好的调速性能。
关键词 反电势法 DSP 无刷直流电机 无传感器控制系统 设计
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传感器管理述评 被引量:45
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作者 罗开平 姜维 李一军 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1900-1907,共8页
阐述了传感器管理的研究框架;综述了传感器级、平台级、网络级的传感器管理方法;回顾了传感器管理系统开发现状;分析了传感器管理的研究现状并展望了其未来研究的发展趋势.
关键词 感器管理 感器调度 感器分配 感器控制
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