无刷直流电机(Brushless DC Motor,BLDCM)因具有寿命长、体积小、输出转矩大和功率密度高等优点,广泛应用于航空航天等领域。但使用传感器获取转子位置信号,存在着制造难度大、易受干扰、难以在高低温环境下工作和增加重量等缺点,极大...无刷直流电机(Brushless DC Motor,BLDCM)因具有寿命长、体积小、输出转矩大和功率密度高等优点,广泛应用于航空航天等领域。但使用传感器获取转子位置信号,存在着制造难度大、易受干扰、难以在高低温环境下工作和增加重量等缺点,极大地限制了其更加广泛应用。为很好解决此问题,本文介绍了无位置传感器BLDCM控制的反电动势法、状态观测器法和人工智能法,并针对反电动势法存在的零速或低速时无法自起动的问题,介绍了在低速时转子位置检测和如何加速到闭环控制状态等方法。展开更多
采用转矩环取代传统的电流环,可减小非理想反电势无刷直流电机(brushless DC motor,BLDCM)的转矩脉动,提高其控制性能,而转矩环中反馈转矩计算的关键在于绕组反电势的准确获取。建立考虑参数偏差的滑模观测器(sliding-mode observer,SMO...采用转矩环取代传统的电流环,可减小非理想反电势无刷直流电机(brushless DC motor,BLDCM)的转矩脉动,提高其控制性能,而转矩环中反馈转矩计算的关键在于绕组反电势的准确获取。建立考虑参数偏差的滑模观测器(sliding-mode observer,SMO)对反电势进行实时观测,定量分析了定子电阻偏差对观测结果的影响,分析表明反电势观测的稳态误差等于电阻偏差量与电流的乘积。为消除这一影响,利用李雅普诺夫(Lyapunov)稳定性理论,设计了定子电阻参数辨识的自适应率,在线辨识得到的电阻参数用于调整SMO的系数矩阵,构成了新型的自适应滑模观测器。最后,利用RT-LAB实时控制器进行实验,验证了上述分析结果的正确性,证明了所提方法能够正确快速地观测无刷直流电机反电势。展开更多
提出一种改进型反电动势谐波自适应补偿的PMSG无位置传感器控制方法,该方法在滑模观测器SMO(sliding model observer)的基础上引入自适应广义二阶积分器SOGI(second order generalized integrator),减小了反电动势观测中谐波对转子位置...提出一种改进型反电动势谐波自适应补偿的PMSG无位置传感器控制方法,该方法在滑模观测器SMO(sliding model observer)的基础上引入自适应广义二阶积分器SOGI(second order generalized integrator),减小了反电动势观测中谐波对转子位置的影响,提高了转子位置估计的准确性。由于电机参数的变化和变换器的非线性,在无位置传感器控制算法中含有大量的5、7、11次等低次谐波。使用自适应SOGI取代低通滤波器,对基频信号进行提取,一方面减小了低频谐波含量,从而减小了由低频谐波引起的转子位置估计偏差,同时消除了由滤波延时引起的相位偏差;另一方面提高了系统的跟踪性能,使得相位误差收敛于0。最后,通过仿真和实验验证了所提方法的正确性和可行性。展开更多
This paper describes an adaptive gain sliding mode observer for brushless DC motor for large variations in speed. Sensorless brushless DC motor based on sliding mode observer exhibits multiple zero crossing in back el...This paper describes an adaptive gain sliding mode observer for brushless DC motor for large variations in speed. Sensorless brushless DC motor based on sliding mode observer exhibits multiple zero crossing in back electromotive force （EMF） which leads to commutation problems at low speed. In this paper, a modified sliding mode observer incorporating a speed component in the estimation of back EMF is proposed. It is found that after incorporating the speed component in the back EMF observer gain, multiple zero crossings at low speeds and phase shift at higher speeds are eliminated. The trapezoidal back EMF observer is implemented experimentally on a digital signal processor （DSP） board. The effectiveness of the proposed method is demonstrated through simulations and experiments.展开更多
文摘无刷直流电机(Brushless DC Motor,BLDCM)因具有寿命长、体积小、输出转矩大和功率密度高等优点,广泛应用于航空航天等领域。但使用传感器获取转子位置信号,存在着制造难度大、易受干扰、难以在高低温环境下工作和增加重量等缺点,极大地限制了其更加广泛应用。为很好解决此问题,本文介绍了无位置传感器BLDCM控制的反电动势法、状态观测器法和人工智能法,并针对反电动势法存在的零速或低速时无法自起动的问题,介绍了在低速时转子位置检测和如何加速到闭环控制状态等方法。
文摘采用转矩环取代传统的电流环,可减小非理想反电势无刷直流电机(brushless DC motor,BLDCM)的转矩脉动,提高其控制性能,而转矩环中反馈转矩计算的关键在于绕组反电势的准确获取。建立考虑参数偏差的滑模观测器(sliding-mode observer,SMO)对反电势进行实时观测,定量分析了定子电阻偏差对观测结果的影响,分析表明反电势观测的稳态误差等于电阻偏差量与电流的乘积。为消除这一影响,利用李雅普诺夫(Lyapunov)稳定性理论,设计了定子电阻参数辨识的自适应率,在线辨识得到的电阻参数用于调整SMO的系数矩阵,构成了新型的自适应滑模观测器。最后,利用RT-LAB实时控制器进行实验,验证了上述分析结果的正确性,证明了所提方法能够正确快速地观测无刷直流电机反电势。
文摘提出一种改进型反电动势谐波自适应补偿的PMSG无位置传感器控制方法,该方法在滑模观测器SMO(sliding model observer)的基础上引入自适应广义二阶积分器SOGI(second order generalized integrator),减小了反电动势观测中谐波对转子位置的影响,提高了转子位置估计的准确性。由于电机参数的变化和变换器的非线性,在无位置传感器控制算法中含有大量的5、7、11次等低次谐波。使用自适应SOGI取代低通滤波器,对基频信号进行提取,一方面减小了低频谐波含量,从而减小了由低频谐波引起的转子位置估计偏差,同时消除了由滤波延时引起的相位偏差;另一方面提高了系统的跟踪性能,使得相位误差收敛于0。最后,通过仿真和实验验证了所提方法的正确性和可行性。
文摘This paper describes an adaptive gain sliding mode observer for brushless DC motor for large variations in speed. Sensorless brushless DC motor based on sliding mode observer exhibits multiple zero crossing in back electromotive force （EMF） which leads to commutation problems at low speed. In this paper, a modified sliding mode observer incorporating a speed component in the estimation of back EMF is proposed. It is found that after incorporating the speed component in the back EMF observer gain, multiple zero crossings at low speeds and phase shift at higher speeds are eliminated. The trapezoidal back EMF observer is implemented experimentally on a digital signal processor （DSP） board. The effectiveness of the proposed method is demonstrated through simulations and experiments.
