基于CPLD的带细分的三相步进电机驱动器设计

混合式步进电机的工作原理类似于永磁同步电机,完全可以引入同步电机的先进控制方法．从同步电机控制的角度来控制步进电机,就从根本上跳出了步进电机细分控制是对相电流控制的限制,实现了全新的脉冲细分控制。基于这一理论开发出以CLPD为核心的三相混合式步进电机脉冲细分控制器。     

基于DSP实现混合式步进电机的细分驱动系统

在分析了混合式步进电机和同步电机之间联系的基础之上,引入同步电机的电压空间矢量法实现步进电机步距角的细分,并给出细分驱动控制的实现算法。结合DSP技术的特点,介绍三相混合式步进电脉冲细分驱动系统设计,讨论了系统的硬件电路和软件实现。     

单片机控制的正弦波细分三相混合式步进电动机驱动系统

本文提出了一种单片机控制的软硬件结合的正弦波细分的三相混合式步进电动机微步驱动系统.系统采用电流跟踪控制方式,使混合式步进电机的各相电流接近正弦波,在电机内形成一个幅值基本不变的圆形旋转磁场,从而大大改善了步进电机的运行品质.     

步进电机细分驱动控制系统设计与实现

针对步进电机容易失步,导致定位不准的问题,提出采用细分驱动控制的方法控制步进电机.首先对两相混合式步进电机进行了数学建模,并在Matlab/Simulink环境下对步进电机在不同细分数下进行了仿真研究,仿真结果表明细分驱动控制能显著提高步进电机运行性能.然后基于STM32F103处理器设计了细分驱动控制硬件系统并进行了测试,通过步进电机带动丝杆在700 mm范围内运动,在2细分、4细分、8细分、16细分状态下的误差分别为1.7、1.1、0.5、0.2 mm.测试结果表明,提高细分数能提高步进电机精度、降低噪声,本系统具有较强的实用价值.     

步进电机及其应用芯片研究

本设计主要是实现三相混合式多级细分步进电机驱动器,三相正弦波形两两相差120度。硬件上利用TI公司的串行数模转换芯片tlc5620实现三路波形的同步输出。为提高分辨率,使步进电机运行更加平稳均匀,认真研究了步进电机细分控制的原理。通过控制产生量化的梯形型正弦波并改变细分步数,实现最小分辨率的可调节。这种三相混合式多细分步进电机能适应当前产业发展的需要,为步进电机的进一步扩大应用领域开辟了更为广阔的前景。     

基于L6217A的步进电机细分驱动系统的设计

步进电机作为控制执行机构,广泛应用在各种自动化控制系统和精密机械等领域,对步进电机细分方法的研究是目前步进电机研究领域的热点。本文设计了一种新型的步进电机细分驱动电路。该驱动电路主要应用双极性两相混合式步进电机驱动集成芯片L6217A,来实现电流细分功能。该电路通过单片机AT89C51进行控制。实验结果证明,所设计的控电路具有细分精度高、运行平稳且噪声小、功耗低、可靠性好、性价比高等优点.     

步进电机的细分驱动技术研究

本文论述了以电流矢量恒幅均匀旋转原理为基础的步进电机细分技术,设计了基于单片机的SPWM控制的电流矢量恒幅均匀旋的细分驱动模式,并通过对软件数据的设置可以实现多种细分级数驱动控制.并在此基础上为修正误差引入电流反馈环节,实现了对混合式步进电机精确运行控制.     

FPGA在步进电机细分驱动控制系统中的应用

以单片机SST89E554RC和FPGA为步进电机细分驱动系统的硬件核心,实现了两台步进电机的64细分控制。系统采用FPGA控制的PWM细分驱动技术,由FPGA产生阶梯脉冲形成阶梯形电压信号以控制步进电机每相绕组在各时刻的电压,从而实现步进电机转角的任意细分控制。     

步进电动机细分电流的优化控制

依据混合式步进电机的细分电流控制原理,针对细分控制中的缺陷,分析出步进电机高速运转时电流不能快速达到稳定状态是影响系统动态性能的主要原因,提出一种闭环的优化细分控制方法。实验验证,这种方法有效地提高了系统性能。     

功率步进电机的细分控制

使步进电机在细分状态下运行是提高步进电机伺服系统精度的途径之一.本文主要是从原理和方法上对功率步进电机如何实现细分控制进行分析,并且对细分控制中如何使电机绕组电流在高频情况下前后沿保持明显的阶梯,定时与定流控制,步距角的均匀问题,系统的振动等都进行了讨论.文中还介绍了时序脉冲发生器的设计.     

数字孪生驱动下永磁同步电机滑模变结构一体化解耦控制

提出数字孪生驱动下永磁同步电机（PMSM）滑模变结构一体化解耦控制方法,改善永磁同步电机控制能力。构建基于数字孪生技术的永磁同步电机控制结构,通过设备层采集实际永磁同步电机运行数据及环境数据,作为数字孪生驱动数据来源,孪生建模层依据获取永磁同步电机数据,构建永磁同步电机的数字孪生驱动模型以及虚拟场景,经虚拟模型与虚拟场景耦合后,在虚拟场景中还原永磁同步电机运行状态;在孪生控制层中设计精确线性化解耦控制方法,并构建速度、电流一体化滑膜解耦控制器,在虚拟环境中通过解决永磁同步电机速度与电流之间的非线性耦合问题,完成实体电机解耦控制;同时数字孪生控制结构各层之间通过孪生数据传输实现数据交换与指令下发,实现有效的电机控制。经实验验证：经该方法控制后,永磁同步电机可在负载突加与突卸状态下保持平稳的电流与转矩,同时还可以迅速调整电机转速,使电机保持在理想状态下运行。     

永磁同步电机PMSM的模糊PI控制方法

将模糊控制器用于永磁同步电机的控制,利用模糊控制不依赖于对象模型和鲁棒性强的优点来克服永磁同步电机中参数漂移、非线性和耦合等因素的影响.仿真结果表明：基于模糊控制的永磁同步电机控制系统与传统PI控制相比,具有较快的响应速度、较高的稳态精度和较强的鲁棒性.     

基于DSP的超声波电机步距角检测机构和步进定位控制

为了实现小型超声波电机的位置控制,提出了一种采用永磁体和霍尔元件的步距角检测机构,并介绍了基于DSP的超声波电机步进定位控制系统.该步进定位控制系统具有结构简单、精度高和可靠等特点.     

基于模型预测策略的永磁同步电机最大转矩电流比控制优化

针对当前在采用最大转矩电流比(maximum torque per ampere,MTPA)控制策略的永磁同步电机双闭环矢量控制系统中,因外在负载或电机转矩突变,造成电流调节器因积分饱和而导致电机实际定子交-直轴电流无法快速跟踪给定的MTPA电流问题,提出一种基于模型预测控制原理的两矢量模型预测控制策略,来取代传统双闭环电机控制系统中的电流内环调节器。在分析永磁同步电机MTPA控制原理、电流内环调节器饱和原因的基础上,利用模型预测控制的非线性约束处理能力在每个采样周期内通过两电压矢量模型预测控制策略,获得更加准确的电压矢量。实现系统实时动态跟踪永磁同步电机MTPA轨迹的目标。仿真和实验结果表明,该控制策略在电机给定转矩或外在负载转矩突变情况下可实时跟踪MTPA给定电流的变化,电机定子电流未出现较大波动。     

永磁直驱式带式输送机系统动态特性及能耗分析

为解决传统异步驱动式带式输送机效率低、能耗高的问题,基于机械动力学理论和磁力传动技术,对永磁直驱式带式输送机的运动模型和耗能情况进行深入研究。针对永磁直驱式带式输送机复杂的非线性机电耦合关系问题,以永磁电机驱动的带式输送机为主要研究对象,在带式输送机离散系统的简化动力学模型基础上,引入同步旋转坐标下的永磁同步电机状态方程,建立了基于机电耦合关系的永磁直驱式带式输送机系统模型,并通过Harrsion软启动速度推导出该系统模型在启动过程中的能耗解析式;以矢量控制技术对系统进行仿真分析,得到了永磁直驱式带式输送机的动态特性,表明了带速及张力变化规律符合实际运行工况,并进一步将永磁直驱式带式输送机与异步驱动式带式输送机相比较,得到启动过程的张力和能耗对比图,结果表明:在启动过程中永磁直驱式带式输送机具有更小的张力峰值,同时在整个启动过程中永磁直驱式带式输送机比异步驱动式带式输送机降低了约8%的能耗。     

永磁同步电机模型的精确线性化

用状态反馈线性化理论研究了永磁同步电机非线性数学模型的线性化问题.证明了永磁同步电机的模型可通过状态反馈进行精确线性化,并给出了实现线性化的状态反馈/微分同胚的具体形式,从而将永磁同步电机控制系统设计问题转化为线性系统问题.     

永磁同步电动机的全数字式控制系统

提出了一种永磁同步电动机直接转矩控制的全数字化实施方案,电流环采用了滞环控制技术,电流调节频率达到１０ｋＨｚ,为构成永磁同步电动机全数字式交流伺服系统创造了有力条件。     

基于EKF的永磁同步电机的磁链在线监测

在永磁同步电动机中,永磁同步电动机的性能、效率和稳定性受到永磁体磁性的直接影响．为保证永磁同步电机的高鲁棒性,需要对永磁同步电动机中的永磁体信息进行实时在线监测．本文选择旋转坐标系下的定子电流和永磁体磁链为状态变量,建立一个能够实时提供准确永磁体磁链信息的EKF（扩展卡尔曼滤波器）系统．仿真结果验证了该算法的可用性并表明EKF滤波系统能准确地在线监测出磁链信息．     

五相PMSM相邻两相开路故障容错控制策略

相永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)发生相邻两相开路故障会导致驱动系统不稳定运行，针对这种故障状况，提出一种基于空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation, SVPWM)技术的容错控制策略。首先构建永磁同步电机数学模型；进而为使机电能量实现平稳转换，重新构建降阶变换矩阵，得到故障后剩余相容错电流表达式；然后利用SVPWM技术，计算故障下空间电压矢量，建立6个扇区，进行目标矢量合成，进而计算相应基本合成电压矢量的作用时间，并给出对应扇区的空间电压矢量选择顺序；最后进行Matlab/Simulink仿真验证，仿真结果与理论计算一致，有效验证了所提SVPWM容错控制策略的正确性。利用该容错控制策略，五相永磁同步电机在故障状态下的运行性能得到明显改善，电机实现稳定运行。所提控制策略与传统电流滞环跟踪脉宽调制(pulse width modulation, PWM)控制方式对比分析，证明所提策略存在优越性。     

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.