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一种抗高过载电机设计与控制策略研究
1
作者 肖磊 冯治国 +1 位作者 赵磊 张宇 《现代电子技术》 北大核心 2024年第14期94-102,共9页
针对制导炮弹23000g高过载环境下弹载电机易损问题,设计一种采用碟簧与特制钢球组合缓冲减振的抗高过载无刷直流电机,提出一种基于改进脉振高频注入法与改进模糊超螺旋滑模观测器的无感观测方法。考虑制导过程中存在高频、摩擦、风阻等... 针对制导炮弹23000g高过载环境下弹载电机易损问题,设计一种采用碟簧与特制钢球组合缓冲减振的抗高过载无刷直流电机,提出一种基于改进脉振高频注入法与改进模糊超螺旋滑模观测器的无感观测方法。考虑制导过程中存在高频、摩擦、风阻等干扰因素,影响弹载电机快响应、高精度的控制,提出一种超螺旋滑模自抗扰控制策略。仿真与电机实验结果表明:无感观测方法转子位置跟踪误差仅为0.008 rad;所提控制策略相较于传统自抗扰控制策略,响应速度得到了提升,速度抖振从0.5 r/min降至0.1 r/min,且抗扰能力增强了约1倍。 展开更多
关键词 抗高过载 无刷直流电机 脉振高频注入 超螺旋滑模控制 自抗扰控制 无感控制
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基于旋转综合矢量脉振高频电压注入的永磁磁通切换电机无位置传感器技术 被引量：4
2
作者 王宇 邢凯玲 张成糕 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第19期7224-7235,共12页
传统脉振高频电压注入法的辨识位置中存在着固有的六次谐波;改进的逆二倍频坐标算法虽然可以抑制六次谐波,但是转矩谐波含量丰富,转速波动较大。为了抑制辨识位置中的六次谐波并同时减小转矩脉动,提出一种基于旋转综合矢量脉振高频电压... 传统脉振高频电压注入法的辨识位置中存在着固有的六次谐波;改进的逆二倍频坐标算法虽然可以抑制六次谐波,但是转矩谐波含量丰富,转速波动较大。为了抑制辨识位置中的六次谐波并同时减小转矩脉动,提出一种基于旋转综合矢量脉振高频电压注入的永磁磁通切换电机无位置传感器控制方法,首先,旋转综合矢量对应的估计d轴和估计q轴上的高频电压信号相差90°,使得进入PI调节器的信号中不存在六次谐波,解决了传统脉振高频电压注入方法中存在的六次谐波干扰问题;其次,旋转综合矢量长度固定,且相对于d轴的旋转角频率固定,解决了逆二倍频坐标算法中存在的转矩脉动谐波多、转速波动大的问题。因此,该方法同时提高了系统的位置辨识精度和转速控制精度。在一台磁通切换电机系统平台上进行实验验证,实验结果表明该方法能同时提高转子位置辨识的精度,并减小转速的波动。 展开更多
关键词 磁通切换电机 脉振高频注入 旋转综合矢量 零序电压 位置辨识精度 转速波动
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一种内置式永磁同步电机控制方法的设计与实现
3
作者 唐荣芳 陈海强 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2023年第6期136-140,共5页
内置式永磁同步电机因其高功率、高转矩的特性,在大功率、重负载等变频驱动领域得到了广泛使用,定制不同高频信号注入控制方案满足电机运行的需求,可降低失量控制误差,研究一种针对内置式永磁同步电机的控制方法。构建内置式永磁同步电... 内置式永磁同步电机因其高功率、高转矩的特性,在大功率、重负载等变频驱动领域得到了广泛使用,定制不同高频信号注入控制方案满足电机运行的需求,可降低失量控制误差,研究一种针对内置式永磁同步电机的控制方法。构建内置式永磁同步电机(IPMSM)数学模型,通过该模型分析出IPMSM稳态性能的转子信息约束条件后,采用脉振高频注入法提取转子信息,在IPMSM注入高频激励信号,经低通滤波器去除高频电流,得出转子位置误差函数,将该函数输入PI调节器内,在积分器输入估计速度提取估计转子位置,将其作为实际转子位置,实现内置式永磁同步电机控制。实验结果表明:该方法可得出精确的IPMSM转子估算转速与估算位置,依据IPMSM运行情况定制不同高频信号注入方案,可满足不同工况下电机运行的需求,可降低内置式永磁同步电机误差,保障内置式永磁同步电机安全运行。 展开更多
关键词 内置式 永磁同步电机 传感器 矢量控制方法 脉振高频注入 转子位置
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混合励磁轴向磁通切换永磁电机全速域无位置传感器控制 被引量：16
4
作者 张蔚 王家乐 +1 位作者 梁惺彦 杨泽贤 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第13期4646-4655,共10页
为了实现混合励磁轴向磁通切换永磁电机(hybrid excitation axial flux-switching permanent magnet machine,HEAFSPMM)全速域无位置传感器控制和提升低速区的运行性能,提出一种HEAFSPMM复合控制方法。该方法引入HEAFSPMM的励磁绕组,改... 为了实现混合励磁轴向磁通切换永磁电机(hybrid excitation axial flux-switching permanent magnet machine,HEAFSPMM)全速域无位置传感器控制和提升低速区的运行性能,提出一种HEAFSPMM复合控制方法。该方法引入HEAFSPMM的励磁绕组,改进模型参考自适应算法,提高转子位置的估计精度和电机带载能力;对零低速域,采用脉振高频电压信号注入法实现电机快速起动和可靠运行;对过渡区采用加权平均值复合控制实现HEAFSPMM低速区的平滑切换。最后进行仿真和实验验证,结果表明所研究的无位置传感器复合控制方法能够实现电机全速域运行,并提高系统的带载能力和控制精度。 展开更多
关键词 混合励磁 轴向磁通切换永磁电机 无位置传感器 模型参考自适应 脉振高频电压信号注入法 加权平均值算法
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全速度域永磁同步电主轴无传感器控制策略 被引量：1
5
作者 恽之恒 单文桃 白郭蒙 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2023年第1期96-100,共5页
为解决目前无传感器控制在永磁同步电主轴上的局限性,设计了一种脉振高频电压注入法和模型参考自适应法(MRAS)相结合的复合观测器。在低速段采用脉振高频电压注入法,中高速段采用模型参考自适应法,并在过渡区间内设计出新的切换方法以... 为解决目前无传感器控制在永磁同步电主轴上的局限性,设计了一种脉振高频电压注入法和模型参考自适应法(MRAS)相结合的复合观测器。在低速段采用脉振高频电压注入法,中高速段采用模型参考自适应法,并在过渡区间内设计出新的切换方法以此来满足低速段向中高速段的平滑过渡,从而实现永磁同步电主轴全速度范围无传感器控制。系统在10 N阶跃负载的冲击下,转子位置误差仅为0.004 rad/s,调整时间仅为0.2 s。仿真实验结果表明,所设计的复合观测器在全速度范围内追踪精度高,动态响应速度快,鲁棒性强,从而提高了永磁同步电主轴的动态性能及稳定性。 展开更多
关键词 永磁同步电主轴 模型参考自适应 脉振高频电压注入 无传感器控制 全速度范围
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基于改进型自抗扰控制的PMSM无感调速技术
6
作者 李英春 高天柱 米乾宝 《电子器件》 CAS 北大核心 2023年第4期991-998,共8页
针对基于高频脉振注入法的PMSM无位置传感控制系统在启动或低速调速时,转速响应的快速性和无超调性不可兼得的问题,设计了一种基于改进型自抗扰控制策略的速度控制器,该控制器采用一阶自抗扰结构来减少控制参数,同时采用fhan函数作为过... 针对基于高频脉振注入法的PMSM无位置传感控制系统在启动或低速调速时,转速响应的快速性和无超调性不可兼得的问题,设计了一种基于改进型自抗扰控制策略的速度控制器,该控制器采用一阶自抗扰结构来减少控制参数,同时采用fhan函数作为过渡函数,使转速响应具有较好的适应性,并给出控制参数的整定方法,有效地改善了基于高频脉振注入法的PMSM无感系统的控制效果。通过建立Simulink仿真模型和硬件实验平台,对比基于改进型自抗扰控制与基于传统PI控制的PMSM无感控制系统的调速响应,结果表明采用改进型自抗扰的速度环控制器在无感控制系统启动与调速过程中,能够有效解决快速性和无超调性之间的矛盾,实现对电机的良好控制。 展开更多
关键词 永磁同步电机 无位置传感器 高频脉振注入法 自抗扰控制
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改进型永磁同步电机初始位置辨识方法
7
作者 蒯松岩 朱启铭 +1 位作者 王玺凯 谭国俊 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2023年第12期92-98,136,共8页
针对传统脉振高频电压注入法辨识表贴式永磁同步电机转子初始位置时,因电机凸极性小、采样电路存在误差而产生无法判别实际转子位置的盲区问题,提出一种改进型脉振高频电压注入方法。将估算d轴定向到三个位置角为0、2π/3、–2π/3 rad... 针对传统脉振高频电压注入法辨识表贴式永磁同步电机转子初始位置时,因电机凸极性小、采样电路存在误差而产生无法判别实际转子位置的盲区问题,提出一种改进型脉振高频电压注入方法。将估算d轴定向到三个位置角为0、2π/3、–2π/3 rad的位置上注入高频正弦电压信号,比较三次注入高频电压信号后,估算q轴上的高频响应电流大小,以此来确定转子所在区域对应的初次位置角。再将估算d轴定向到初次位置角上继续注入脉振高频电压,进行闭环控制,利用PI调节器使估算q轴的高频响应电流收敛于零,最后通过极性判断得到转子初始位置。还运用以DSP 28379D为控制核心的实验平台进行了验证实验,实验结果表明,该方法位置辨识精度高,能有效识别转子位置。 展开更多
关键词 永磁同步电机 脉振高频电压注入 无位置传感器控制 初始位置检测
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基于全速域混合控制的同步磁阻电机无传感器矢量控制系统
8
作者 张永飞 鲁文其 +2 位作者 杨亮亮 吴文俊 朱其新 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期223-234,共12页
针织大圆机的特殊运动状态要求其驱动电机具有较大的启动和带载能力以及较高的稳态运行精度,同步磁阻电机是一种应用于针织大圆机的理想电机,但现有同步磁阻电机无传感器控制,存在转子位置估计误差大、速度切换不平滑等问题。对此,提出... 针织大圆机的特殊运动状态要求其驱动电机具有较大的启动和带载能力以及较高的稳态运行精度,同步磁阻电机是一种应用于针织大圆机的理想电机,但现有同步磁阻电机无传感器控制,存在转子位置估计误差大、速度切换不平滑等问题。对此,提出一种基于全速域混合控制的同步磁阻电机无传感器矢量控制系统,零速和低速时采用脉振高频电流注入法,通过在估计坐标系的d轴注入一个幅值恰当的高频电流信号,使用估计q轴的高频电压信号估计转子位置;中速和高速时采用模型参考自适应法,通过建立数学模型并对其进行稳定性分析来估计转子位置;为了实现零速和低速到中高速的速度切换,提出一种改进的过渡区域融合观测方案,采用正弦型饱和函数代替传统的线性切换函数进行位置融合。为了验证方案的有效性,搭建了平台进行测试。由结果表明,该方案启动过程带载能力强,切换过程平滑且稳定,稳态运行过程波动小,是一种较适合大圆机电机驱动的无传感器矢量控制方法。 展开更多
关键词 针织大圆机 同步磁阻电机 脉振高频电流注入法 模型参考自适应法 混合控制
原文传递
基于转子极性判断优化的脉振高频电压注入法
9
作者 陈亦斌 金海 许参 《电子科技》 2024年第6期29-35,共7页
在永磁同步电机零速和低速运行时,采用脉振高频注入法能够准确估计转子位置信息。针对脉振高频注入法无法实现转子极性判断,而传统极性判断方法存在响应时间长、采样和实施过程复杂以及极性误判等问题。文中提出了一种基于正负电压脉冲... 在永磁同步电机零速和低速运行时,采用脉振高频注入法能够准确估计转子位置信息。针对脉振高频注入法无法实现转子极性判断,而传统极性判断方法存在响应时间长、采样和实施过程复杂以及极性误判等问题。文中提出了一种基于正负电压脉冲注入的电机转子极性判断方法。该方法给电机注入正负电压脉冲,并根据对应脉冲的响应电流峰值判断转子极性。脉振高频注入法将转子位置估计值和极性判断结果相结合,可得到准确的转子初始位置。文中通过Simulink仿真验证算法的有效性。仿真结果表明,所提转子极性判断方法能够简化采样方式和算法复杂性,降低判断转子极性的响应时间,使脉振高频注入法能够准确和快速地估计转子初始位置。 展开更多
关键词 永磁同步电机 无传感器控制 脉振高频注入法 转子极性判断 矢量控制 正负电压脉冲注入 凸极效应 零低速
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永磁同步电机全速域无位置传感器复合控制 被引量：2
10
作者 肖仁鑫 沈培航 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2022年第11期79-83,共5页
针对传统滑模观测器在低速段估算误差大以及脉振高频电压信号注入法造成定子电流谐波含量增大的问题,提出一种适合电机全速域运行的复合控制策略。在零、低速阶段,采用估算精度较高的脉振高频电压信号注入法;在中高速阶段,虽然基于电机... 针对传统滑模观测器在低速段估算误差大以及脉振高频电压信号注入法造成定子电流谐波含量增大的问题,提出一种适合电机全速域运行的复合控制策略。在零、低速阶段,采用估算精度较高的脉振高频电压信号注入法;在中高速阶段,虽然基于电机反电动势进行位置估算的传统滑模观测器具有强鲁棒性,但是符号函数增大了系统抖振和电流谐波,为此通过引入饱和函数对其进行改进。同时,采用加权平均函数实现两种控制策略的平滑切换。研究结果表明,该复合控制策略在低速段弥补了滑模观测器难以提取反电动势的天然缺陷,在中高速段定子电流的总谐波失真得到有效抑制,且在全速范围都具有较好的动态响应性能和估算精度。 展开更多
关键词 永磁同步电机 脉振高频电压信号注入 改进滑模观测器 无位置传感器控制
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