dSPACE电机控制平台的设计与矢量控制实现

电机的数学模型一般较复杂,离线仿真出来的算法在实际应用中较难得到理想的结果.利用dSPACE与Simulink无缝连接技术,可以实现离线仿真到半实物仿真的快速过渡,提高运动控制系统研究工作的效率.本文介绍了dSPACE的软硬件环境,设计出dSPACE到主驱动的转接电路,并完成电机控制实验平台的搭建;最后在此平台上实现了异步机定子磁链定向的矢量控制,验证了实验平台的高效性.     

基于dSPACE的横向磁通永磁电机控制

在MATLAB/Simulink中,根据模块化建模思想,搭建了横向磁通永磁电机(TFPMM)控制系统的仿真模型,并进行离线仿真.以dSPACE替代常见的单片机,DSP作为处理器核心,并与Simulink进行无缝连接,构建TFPMM驱动控制系统实验平台.对TFPMM控制算法进行在线分析、调试和验证.研究结果表明:该实验平台可靠,可为今后解决更加复杂的控制算法提供基础.     

交流异步电机离线静态参数辨识方法

本文基于传统电机学离线参数辨识方法中的数学模型,提出了一种简单易用的静态离线参数辨识方法。该方法优化了电机堵转实验,且无需做空载实验,在电机完全静止的状态下直接计算出电机参数的解析解,并通过仿真选择出了最优的解析解。仿真和物理实验也证明了该方法具有计算速度快、精度高和通用性强的优点,可方便地集成到变频器中。     

基于Winpcap的网络流量仿真设计

为了在离线情况下模拟一个真实的网络环境进行入侵检测系统的离线评估，利用Winpcap结构框架设计实现了基于Windows平台的网络流量仿真程序。该程序可以按照实验人员的意愿把捕获到的真实数据回放到离线网络环境中，以便在实验室中进行流量测试。     

基于铜损等于铁损的异步电动机最佳效率控制

提出了一种异步电动机最佳效率的控制方法，该方法从电机的损耗模型出发，直接检测电机的铜损和铁损，调整电机子端的输入电压，从而得到在一定频率，不同负载时电机运行于最佳效率的输入电压值，使电机保持最佳效率运行。并用MATLAB的SIMULINK仿真工具进行了仿真实验，结果表明，该控制方法直接，简单，能够达到很好的节能效果。     

双速制动电机驱动的切纸机进给系统的动力学分析

针对由双速制动电机驱动控制的切纸机定位系统,建立了考虑机械、电机、电器和控制系统等因素的动力学模型,并利用MATLAB平台建立了一套仿真系统;通过实验测量数据与仿真结果的比较,详细地探讨了数控切纸机定位进给系统的动力学过程,对4种不同情况下的定位器位移进行的仿真实验表明：仿真误差不超过0.4mm。这项研究结果为研究与提高该定位系统的定位精度提供了理论依据,由此得到的结论对研究其他以双速制动电机为驱动控制的定位系统也有重要的指导意义。     

基于RLS的嵌入式永磁同步电机参数辨识技术

电机参数变化影响电机控制性能,因而需要对电机参数进行在线辨识,基于嵌入式永磁同步电机在两相坐标系里的动态状态方程,通过检测电机的定子电压、电流和转子转速信号,利用递推最小二乘法算法对嵌入式永磁同步电机参数进行辨识,由于该方法所用的信号均可检测到,从而减少了其他干扰对电机参数辨识的影响,提高了参数辨识的准确性。仿真结果和实验验证了辨识方案的有效性。     

图形信息与机器人轨迹控制的研究

为解决机器人在复杂路径作业时的离线编程,提出了用仿真结果提取机器人运动方程逆解的方法。首先以AutoCAD平台提取作业路径各控制点信息,运用ADAMS平台对机器人进行运动仿真。然后通过仿真结果导出机器人各关节的转角函数,并利用关节转角函数产生机器人的控制程序。最后用MOTOMAN-UP6机器人和相关软件完成了机器人切割作业的模拟实验,并通过实验证明了上述的观点和方法适用于目前各种工业机器人的离线编程。     

基于dSPACE的电机控制系统实时仿真研究

利用dSPACE实时仿真系统和Matlab软件设计了电机控制实时仿真平台.针对直流无刷电机(BLDC)调速控制系统,选用DS1005控制卡和DS1048电机控制卡设计硬件在环仿真和快速控制样机,实现从理论仿真到实验验证一体化设计.实验结果表明该设计能够在线修改控制参数,实时监测控制变量,快速进行控制算法的评估和功能测试,有效提高研发效率、降低研发成本.     

各种PWM控制方式下的电机共模电压比较研究

研究了不同PWM控制方式下电机共模电压、轴电压和轴承电流的产生机理,建立了脉宽调制逆变器驱动系统共模回路的等效电路,并由此得到轴电压的计算公式.为研究不同PWM控制方式对电机共模电压的影响,建立了电机共模电压仿真模型,比较了在三种PWM控制方式下电机共模电压的仿真波形,通过对仿真结果的对比分析得到了在SPWM控制方式下电机共模电压最小的结论,为逆变器采用哪种控制方式会有最小的轴电压和轴承电流提供了一定依据.     

异步电机高性能控制系统励磁电感的准确测量

高性能异步电机控制系统中需要准确测量电机各参数。提出了一种在不卸掉电机负载的情况下准确测量励磁电感的方法,解决了高性能控制中需要电机空载测量励磁电感而又不便卸去负载的矛盾。该方法在恒磁通控制下的准稳态减速过程中获取理想空载实验条件,并根据测量数据计算出励磁电感。测量过程中电机磁通在额定值附近,不受摩擦转矩的影响,电压电流为正弦波并有足够的幅值,保证了测量准确性。文中对其原理、实现方法进行了论述,并且给出了适用条件。仿真和实验表明:该方法在适用范围内和稳态实验结果接近,达到了误差小于1%的测量精度。     

变频空调压缩机电机高频参数的提取

为了分析变频空调中压缩机电机对变流器产生的传导电磁干扰(EMI)的传播特性的影响,建立了考虑输入线对地电容的压缩机电机高频等效电路模型。基于电机阻抗频率特性测量和最小二乘法拟合,提取了电机高频参数。仿真分析了各高频参数对传导EMI的影响,确定了绕组中性点对地电容是最灵敏的参数。通过在电机三相输入端和接地线间施加脉冲电压激励,比较了响应电压波形及频谱的仿真和测量结果,对模型进行了验证。结果表明:该电机高频模型及其参数提取方法是有效和准确的。     

纵扭型压电超声电机的摩擦特性仿真研究

建立了纵扭复合型压电超声电机输出扭矩的数学模型 .根据模型讨论了预压力Fpre、纵振激振电压VL、扭振激振电压Vt、摩擦力f、电机的输出扭矩Mout、转子转速ωR 和扭振子振动速度ωV 等的关系 .在实验中发现 :电机的最大输出扭矩并不总是随扭振激振电压Vt 的增大而增大 ,当扭振子输入电压达到 30 0V以后 ,电机的最大输出扭矩不再增加 ,而是有一最大值 ,当扭振子输入电压达到 35 0V时 ,电机的最大输出扭矩达 1N·m .可用上述模型解释这种现象 .模型的仿真结果和实验结果相对吻合     

基于状态反馈的燃料电池轿车动力控制算法

建立了包括燃料电池发动机、电机及其控制器、动力蓄电池组在内的燃料电池轿车动力系统的动态数学模型.在该模型基础上,设计了基于状态反馈的闭环功率平衡算法.针对状态变量蓄电池开路电压在运行过程中无法测量的问题,构造了相应的渐进状态观测器.以蓄电池开路电压观测值反馈实现了蓄电池最佳荷电状态的控制,使算法克服了对蓄电池SOC（state of charge,荷电状态）估计值的依赖,实现了解析冗余,较好地解决了SOC估计过程中存在的初始值不易确定和累计误差的问题.离线仿真和实车转鼓实验的结果证明,所建立的动力控制算法达到既定的控制目标,并且能够充分考虑动力系统主要部件的动力性和经济性,具有一定的实用价值.     

一种新型的永磁电机转子位置估计方法

利用脉振高频电压信号注入法来估计永磁电机（PMSM）转子位置时,由于无法辨识转子N/S极,就存在着位置估算可能相反的问题。本文利用电机磁场的饱和效应,提出了一种新型转子位置辨识方法。通过分析包含转子位置误差信息的二次高频电流分量,完成转子永磁体极性的判别,从而准确辨识出转子位置。在凸极式永磁电机实验平台上进行了转子位置估计实验,实验结果验证了该方法的有效性。     

基于MATLAB的开关磁阻发电机系统的非线性建模与仿真

在分析SRG数学模型的基础上,用MATLAB/SIMULINK软件建立了SRG系统的非线性仿真模型.该模型中的电机绕组模块、功率变换器模块、转子位置角度转换模块和电压控制模块都是通过SIMULINK中的某些模块搭建起来的,修改容易且直观性强.该模型稍加改变也可作为开关磁阻电动机驱动系统的仿真模型.仿真和实验对比结果表明,仿真结果能真实地反映SRG系统的实际工作状况.     

基于固定电压模式的牵引电机矢量控制方法研究

针对传统的牵引电机矢量控制方法不能快速应对动车组高速运行时的转矩突变问题,提出一套新的基于固定电压模式的矢量控制方法。该方法在牵引变流器电压幅值固定的模式下,通过变流器电压相位的高速变化结合牵引电机磁通量修正反馈值来实现对动车组牵引电机高速转矩的实时控制。并采用Simulink进行了系统建模,完成了系统仿真测试分析,结果验证了方案的可行性和优越性。     

基于d轴电压的永磁同步电机转子位置校正

由于永磁同步电机齿槽转矩的存在、低速反电动势难以检测以及检测算法的复杂性,导致现有转子初始位置检测普遍存在一定误差。为了减小转子位置检测误差,提出了一种基于调整d轴电压校正转子初始位置的方法,借助永磁同步电机数学模型,对该方法进行了深入的理论分析,利用Matlab/Simulink建立了仿真模型,验证了该方法的可行性。并进一步搭建实验平台,实验结果表明该方法能够有效校正永磁电机转子初始位置,实现了永磁同步电机控制系统的可靠稳定运行。     

分散式SOC均衡控制微网系统电压恢复策略

微电网内的分布式储能单元一般采用传统下垂控制来实现调压和调频的目的,但是当采用传统的下垂控制时会出现SOC不平衡和电压偏移现象,而SOC不平衡和严重的电压偏移将会导致分布式储能单元不能正常工作。针对这个问题,本文提出一种改进下垂控制方案。该方案通过在传统下垂控制的基础上引入SOC平衡因子和电压恢复因子来实现SOC平衡和电压的恢复。该方案不需要中央控制器或者通讯线,降低了系统的成本,具有即插即用的特性。最后,利用PSCAD仿真软件和实验平台进行仿真和实验,仿真和实验结果验证了所提方案的有效性。     

基于纯电量计算的新型异步电动机转矩计算方法

提出了一种基于纯电量计算的异步电动机转矩的新方法.根据异步电动机数学模型及功率流程,建立了电机转矩与电磁功率、定子频率的关系表达式,进而实现了只需检测电机定子电压、电流、转速及功率因数即可准确辨识出异步电动机瞬时输出转矩的目标.仿真和实验结果证明了该方法的正确性和有效性.