面向步进电机控制的RISC-V微控制器的设计与实现

为了在步进电机控制领域探索灵活的控制和设计方案,针对第五代精简指令集RISC-V架构的开源创新,设计开发了用于步进电机控制的RISC-V微控制器.在现场可编程门阵列(FPGA)中实现了处理器、存储器、总线、外设及调试接口等模块,构建了可配置的微控制器平台.通过搭建仿真调试环境以及软硬件联合测试,验证了微控制器设计的正确性.在步进电机控制系统测试中,脉冲宽度调制模块产生控制脉冲,正交编码脉冲电路检测转子位置,硬件系统正常工作并且实验的相对误差保持在千分之一量级.     

Research on robust fault-tolerant control for networked control system with packet dropout

A kind of networked control system with network-induced delay and packet dropout, modeled on asynchronous dynamical systems was tested, and the integrity design of the networked control system with sensors failures and actuators failures was analyzed using hybrid systems technique based on the robust fault-tolerant control theory. The parametric expression of controller is given based on the feasible solution of linear matrix inequality. The simulation results are provided on the basis of detailed theoretical analysis, which further demonstrate the validity of the proposed schema.     

电机宽频等效电路模型的快速建模方法

提出了电机宽频等效电路模型的建模方法。通过测量获得电机端部阻抗幅频特性,根据幅频特性的第一个谐振点信息,将幅频特性曲线划分为若干个区域,每个区域用一个谐振单元等效,构建出电机宽频等效电路拓扑;每个谐振单元的R、L、C参数通过该区域的谐振点和任一非谐振点的频率和对应的阻抗值计算获得。用该方法建立了直流电机和交流电机的宽频等效电路模型,并在Saber软件中进行了仿真。将直、交流电机宽频等效电路模型的阻抗幅频特性仿真结果分别与测试结果和参考文献的仿真结果进行了对比。在直流电机端部阻抗特性拟合频段0.1~50 MHz的范围内、交流电机端部阻抗特性拟合频段0.1~40 MHz的范围内,验证了电机宽频等效电路模型的正确性与可行性。     

基于特征模型和模糊动态特征模型自适应控制方法的网络控制系统

针对网络控制系统模型参数选取困难的问题,利用特征模型和动态特征模型的自适应控制方法在实际工程中建模简单、控制精度较高的特点,以直流电机的网络控制系统为例,研究了具有时延和数据丢包网络情况下的网络控制系统,提出了基于特征模型的自适应控制方法和基于模糊动态特征模型的自适应控制方法.仿真结果表明:丢包率对特征模型控制器系统的影响较大,而网络延时对模糊动态特征模型控制器系统影响较大.所提两种方法均可有效保证网络控制系统的控制性能.     

双电机双变频器实验系统的研究与分析

提出一种适用于测试不同频率下时机运行特性的新型实验系统。该系统由两台变频器和两台异步电动机构成，测试了电机在不同频率下的四象限运行特性，分析了不同频率下电机转矩的大小以及频差的正负对电机工作状态的影响。文章给出了系统的组成原理、控制原理及实验结果，该实验系统同传统的方法相比，具有节能显著、改接线方便、不宜出错的优点。     

感应电机状态观测器的设计

感应电机是一多变量、强耦合及参数时变的非线性受控对象，鉴于直接检测转子磁链的复杂性，状态观测器构成了感应电机矢量控制系统的重要组成部分。为此，提出了一种感应电机全阶状态观测器的设计方案，它具有以下特点：１）建立在完整的状态估计理论基础上；２）对电机参数变化及电机运行条件变化的鲁棒性较强；３）适用于高性能感应电机矢量控制系统。仿真结果证明了所提方案的可行性。     

三相异步电动机经济运行雏议

本文评述了在实施GB12497《三相异步电动机经济运行》国家标准的过程中,需要有关各部门的相互配合,共同实施;在选用节能措施时,应根据电动机在运行中的具体条件和状态,在综合分析的基础上,采用有针对性的措施,才能达到预期的综合运行效率;并要注意技术措施和组织措施(运行管理)相结合,使三相异步电动机经常性地处于经济运行状态。     

基于神经网络的永磁同步电动机转矩脉动补偿

永磁同步电动机的转矩波动补偿多采用转矩估计方法，但在不同电机运行点和电机参数不断变化的情况下，准确估计瞬时转矩非常困难．因此提出了采用径向基函数神经网络作为转矩波动补偿器的永磁同步电动机伺服控制方法．利用神经网络在线逼近非线性因素和外部干扰，对转矩波动进行补偿，然后根据反步控制方法得到神经网络权值调整规则和控制器输出．采用数字信号处理（DSP）进行了实验研究，结合神经网络和Backstepping的优点实现永磁同步电动机的转矩波动补偿．仿真和实验结果证明，采用上述方法可以实现不同转矩脉动的补偿。     

无刷直流电机神经网络控制器设计

无刷直流电动机在高性能驱动应用中具有良好的调整性能、高电压、高转矩、高体积比以及无电刷的优点。为了辨识、控制运行在高性能驱动环境下的无刷直流电机，本文设计了一种多层神经网络控制器。这个神经网络既能适时辨识系统的动态性能，又能控制电机使速度和位置跟踪预先选择的轨迹，且跟踪精度较高。在控制中，系统参数漂移和外界干扰可在任意时刻得到补偿，神经网络实现了自适应控制功能，仿真结果表明这种神经网络是有效的。     

基于降阶推广卡尔曼滤波算法的交流感应电动机无速度传感器矢量控制系统

提出了一种估算交流感应电动机转子角速度和转子磁链的降阶推广卡尔曼滤波算法。该算法仅以转子磁链的2个分量作为状态变量，把转子角速度作为被估计的参数，通过定子电压参考值和定子电流测量值疾时估算转子角速度和转子磁链。估算得到的转子磁链用于交流感应电动机无速度传感器矢量控制系统的磁场定向和磁链控制，估算的转子角速度用于速度控制。仿真结果显示，转子角速度和转子磁链的估算精度较高，速度和矢量控制的性能在整个速度范围内令人满意；同时，算法阶数的降低显著地减少了运算量。本文算法能够在实际系统中实时实现。