考虑磁场饱和的电动汽车用永磁电机控制仿真

针对电机弱磁控制系统中电机参数选取单一,没有考虑到电机不同工况下的参数变化,而导致没有充分利用电机性能的问题,研究了交直轴电感变化对弱磁控制系统的影响.以一台电动汽车用永磁同步电机为例,分别建立了电机的二维磁场模型和在不同矢量控制方法下的数学模型.根据交直轴磁链方程,考虑交直轴磁路耦合对磁场饱和的影响,利用有限元法计算了不同交直轴电流下的交直轴电感.将得到的电感矩阵代入id=0控制、弱磁控制等矢量控制系统中,比较在不同控制方法下考虑磁场饱和与不考虑磁场饱和的电机控制特征量.结果表明考虑磁场饱和的弱磁控制系统能够更充分地利用电机的性能,同时在仿真中能更准确地计算电机性能.     

基于SAW传感器的球形电机位置检测方法的研究

球形电机能实现在空间多自由度的运动,具有相对优良的性能。球形电机转子的位置检测在电机控制系统中具有重要作用,也是球形电机在今后研究的重点方向和难点问题。在研究过程中立足于球形电机结构机理,对球形电机的位置检测进行大量研究,将永磁球形步进电动机作为研究对象,提出了一种基于无源无线SAW传感器的新型球形电机位置检测方法。     

齿轮减速器-高速凸轮系统动力学建模与仿真

为了研究电机、齿轮减速器和凸轮机构组成的高速凸轮系统的影响因素,建立了考虑电机、齿轮刚度激励和误差激励、齿轮轴刚度、凸轮从动件刚度等的集中参数动力学模型.将啮合线上的啮合刚度和阻尼等效为扭转刚度和阻尼.利用Adams软件对动力学模型进行了参数化分析仿真.结果表明:凸轮的转动惯量对于从动件响应影响较大,凸轮转动惯量增大10倍时,从动件响应约滞后18％,且受外界干扰小;由于凸轮惯性载荷所占比例较大,所以稳定外部载荷对凸轮影响不大,有负载时比空载时,从动件的响应约滞后3ms;冲击载荷对系统影响较大;齿轮啮合刚度、轴刚度对小功率场合的凸轮从动件影响不大.     

柴油发电机变转动惯量飞轮的仿真

为了提高柴油发电机受负荷冲击时的稳定性能,设计一种转动惯量可变的飞轮,通过增大柴油发电机的转动惯量来提高其转速稳定性。利用飞轮旋转产生的离心力使飞轮质量块产生位移,质量块位置的变化改变了飞轮的转动惯量,使得飞轮的转动惯量随转速而变化。对该变转动惯量飞轮进行建模和仿真,仿真结果表明:该变转动惯量飞轮使柴油发电机在低转速时具有良好的速度响应性能,在额定转速时具有更好的抗负荷扰动性能。该变转动惯量飞轮有效地提高了柴油发电机的供电质量,与固定转动惯量的柴油发电机相比,安装了变转动惯量飞轮的柴油发电机启动时的转速超调量较小,并且具有更好的转速稳定性能。     

新型啮合式电动机全数字化控制系统设计

以一种新型啮合式电动机为研究对象,设计了一种结构简单、性能可靠的全数字化电机控制统。系统采用TMS320F240为主控单元,详细介绍了系统的结构组成和工作原理,包括啮合式电机驱动电路,电流、电压检测电路,位置/速度检测电路。该系统可以实现电机位置、速度的开环或闭环控制。以速度闭环控制为例,介绍了系统控制算法的设计。最后用试验结果检验了控制系统的闭环调速性能。     

基于动态矩阵的永磁同步直线电机速度控制

为了改善直线电机的动态响应性能,提高电机控制系统的鲁棒性,使电机稳定运行,基于预测控制理论,设计了适用于直线电机速度环控制的动态矩阵控制器,将传统的直线电机三闭环控制系统中的速度环PID控制器替换为动态矩阵控制器,并分别搭建基于PID速度控制器和动态矩阵速度控制器的永磁同步直线电机三闭环仿真模型,在此基础上给控制系统施加阶跃信号,并进行突加负载和突减负载的仿真,将2种控制器控制下的系统响应结果进行对比。仿真结果表明,当速度环采用动态矩阵控制后电机的响应速度更快,超调更小,使电机速度更快达到稳定。改进后的速度环控制器提高了直线电机控制系统的鲁棒性,改善了直线电机的动态响应性能,提高了控制系统的抗扰动能力,有利于电机在负载变化较大的情况下运行。     

音圈电机位置控制的自抗扰算法研究

针对音圈电机位置控制系统内外扰动对系统控制精度及鲁棒性的影响,提出一种基于自抗扰算法的音圈电机位置控制策略.在建立音圈电机数学模型的基础上,利用线性扩张状态观测器估计系统的内外扰动,在线进行动态扰动补偿.仿真结果表明,与经典PID控制相比,基于自抗扰的音圈电机位置控制策略能够有效克服内外扰动对系统性能的影响,具有响应快、无超调、抗干扰能力强等优点,有较好的工程应用前景.     

用于电动汽车的模糊转矩控制系统的仿真

为了改善电动汽车驱动系统的性能,提出了一种感应电动机的模糊转矩控制系统。系统选用电机定子磁链误差、电机电磁转矩误差及磁链位置角作为模糊变量,利用模糊逻辑选择开关状态,有效地提高了系统暂态时转矩响应。仿真结果证明,本文提出的控制方法保证电机高效、稳定、快速地产生电磁转矩。通过比较模糊转矩控制系统和直接转矩控制系统,模糊转矩控制系统更适合作为电动车驱动系统。     

基于交叉耦合控制的双电机同步控制系统研究

为了提高控制精度,对双电机位置同步性能进行了研究。建立了基于虚拟主轴的双电机位置同步控制系统模型。推导了双电机位置误差传递函数数学模型,并分析了典型输入情况下的位置同步误差。设计了交叉耦合控制器,实现双电机同步位置误差的检测与补偿修正。利用MATLAB对双电机位置同步的典型输入进行仿真,并构建了同步控制实验系统。仿真和实验结果表明,基于交叉耦合控制方式的双电机位置同步控制系统具有良好的抗扰动性能,在阶跃、斜波等典型输入情况下,位置同步控制精度至少可提高10倍。     

永磁同步电机的分数阶无位置传感器控制

针对永磁同步电机无位置传感器控制系统中存在的低速或零速下控制精度较低的问题,提出他控启动与自控运行的分段控制策略.一方面,当系统处于他控启动阶段时,通过向电机定子绕组输入稳定变化的旋转磁场使电机得以平滑启动或停机;另一方面,当系统处于自控运行阶段时,引入分数阶滑模观测器与分数阶模型的思想,以确保无位置传感器控制系统能实现控制方式间的平滑切换.通过仿真和实验给出了分数阶滑模观测器与整数阶滑模观测器分别作用于无位置传感器控制系统中的响应特性曲线.结果表明,文中提出的算法不但能实现电机的平滑启动,而且能有效地消减控制方式切换过程中所产生的抖振,达到较高的综合控制性能.     

非线性转子的加速特性和力矩分析

本文经对一个柔性转子-SFDB(squccze film damper bearing,挤压油膜阻尼器轴承)系统通过共振时的瞬态响应进行试验研究和理论分析,认为:旋转角加速度的大小对此非线性转子通过共振时的跳跃现象的性质不产生明显影响,这说明,在实际的加速条件下,这一类转子系统通过共振时的跳跃现象是不能完全避免的.对上述转子系统通过共振时的力矩分析表明,由不平衡载荷等惯性力引起的惯性力矩是影响此系统通过共振时力矩变化的主要因素.     

永磁同步电机直接转矩控制系统

针对永磁同步电机直接转矩控制系统,首先阐述了直接转矩控制原理,它是在维持定子磁链幅值恒定的前提下,通过电压空间矢量来调节定子磁链的旋转速度,从而控制转矩和转速.其次,在此理论基础上,简单地建立了系统的模型,说明了它的工作过程以及与异步电机直接转矩控制系统的不同.最后用SIMULINK仿真软件对其进行了建模和仿真,仿真结果表明了直接转矩控制应用于永磁同步电机的正确性和可行性,永磁同步电机直接转矩控制系统具有良好的稳态跟踪性能和优异的动态响应.     

离心机高精度转速控制系统的研制

为提高航空航天领域惯性装置标定方面的技术 ,针对高精度离心机控制系统中转速控制的要求 ,分析了直流调速系统中影响转速波动率和转速稳态精度的因素 ,并给出了相应的控制策略。在减小转速波动率方面重点分析了脉冲宽度调制 (PWM)占空比对转速波动的影响 ,指出如果根据转速给定实时控制整流输出电压 ,在低速时可减小转速波动率约 80 %。在转速稳态精度方面 ,提出了 T法和连续变周期M/T法相结合的方法 ,不但解决了实际控制系统中高精度光栅的漏脉冲现象 ,而且使得实际控制系统具有高精度的稳态转速。在此基础上进行了实际控制系统硬件和软件的设计 ,试验结果满足了加速度计性能测试中对离心机转速波动率和转速稳态精度的要求。实际系统已通过国家标准计量局的鉴定与验收 ,一年来的运行实验表明了理论分析的正确性和可行性。     

变速器试验台惯量电模拟与角加速度估计

研究了变速器试验台采用电机模拟机械飞轮惯量的实现方法.以在相同转矩作用下机械惯量系统和电惯量系统的转速变化一致为控制目标,提出了电惯量角加速度控制法.以电枢电流和角速度为输入,设计Luenberger观测器来估计角加速度,并在观测器中加入滤波器模型,同时反馈增益根据转速变化的大小自适应变化来平衡噪声抑制和响应速度之间的矛盾.采用Matlab/Simulink建立了变速器试验台及惯量电模拟系统的仿真模型,研究了电惯量在变速器升档过程中的作用.结果表明,转速误差的峰值小于1 rad/s时,观测器可以快速、准确实现角加速度的估计,且噪声抑制能力强,以此为基础的惯量电模拟方法可以有效取代机械飞轮.     

基于交流异步电机驱动磨床进给位移的自学习控制

提出了一种利用PC机对普通磨床进行数控改造的方案,并设计了基于PC的控制系统,该系统利用PC机控制交流异步电机实现对普通磨床进给机构进给量的控制,并且采用自学习控制原理和变速度、变加速度位移指令生成方法,因此可使磨削加工实现快速进给,慢速切入,从而减小了目标点处惯性对加工精度的影响·该系统可实现一般精度要求零件的自动磨削加工·     

基于磁场定向控制的永磁同步电机参数测量

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．该方法借助于同步伺服系统实现电机相关参数的测量,不需要特殊的仪器,也没有特别的测试要求,适用于永磁同步电机参数的现场测量．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基础．     

基于模糊滑模观测器的PMLSM的速度位置估计

针对永磁同步直线电机无传感器控制直线驱动系统中,速度和磁极位置难以快速准确估计的问题,提出了一种结合滑模观测器与模糊控制各自优点的模糊滑模观测器速度位置估计新方法。仿真结果表明,模糊滑模观测器能够在柔滑抖振和稳态误差之间找到平衡,保持系统的鲁棒性和控制精度,提高系统的响应速度。该观测器能够高速、精确地估计电机速度和磁极位置,实现高性能的永磁同步直线电机无速度传感器控制。     

笼式电动机拖动大转动惯量负载时启动与保护策略

当笼式电动机拖动大转动惯量负载时，都会遇到启动电流大，启动时间长这类问题．因此必须采用相应措施．方能使电动机工作正常．本文介绍了几种启动和保护策略．     

恒流量控制通风系统的研制

恒流量控制通风系统将提高牵引电机温升试验的测定精度 ,其中风量测定与闭环控制至关重要 .对笛形管检测技术的应用和大惯性、多扰动情况下进行了控制算法和校正方式的研究 ,取得了较好的效果 .该研究已成功地应用于交流电机试验台恒流量通风系统中     

变负载下直流电机双闭环调速系统建模

针对直流电机双闭环调速系统负载经常发生变化的情况,在适用于恒定负载的直流电机双闭环调速系统简化模型基础上,分析了该模型在变负载情况下其模型参数变化关系,通过直流电机系统驱动电流和电机转动状态建立了直流电机双闭环调速系统动力学模型.通过实测系统转速响应,利用改进遗传算法和曲线拟合进行模型参数辨识,从而得到变负载情况下直流电机双闭环调速系统模型.实验结果表明,模型的动力学响应贴近实际系统,可以很好地代替实际系统进行控制系统设计.