基于DSP和CPLD的无刷直流电机控制系统设计电气与自动化电气与自动化

无刷直流电机具有非线性、多变量、强耦合等特点,采用传统控制系统的控制算法有局限性,往往达不到预期的控制效果。根据特种水下航行器的使用要求,设计了一种无刷直流电机的控制系统方案,基于数字信号处理器（DSP）、复杂可编程逻辑器件（CPLD）和智能功率模块（IPM）,采用提前换向控制算法,满足了电机控制系统不断增加计算速度和逻辑处理实时性的要求,简化了逻辑处理流程,实现了无刷直流电机的高效运行。经实验验证,电机系统效率高达92%,稳定性好、控制灵活,该系统可用作特种水下航行器的无刷直流电机控制装置。     

基于DSP和CPLD的无刷直流电机控制系统设计

无刷直流电机具有非线性、多变量、强耦合等特点,采用传统控制系统的控制算法有局限性,往往达不到预期的控制效果。根据特种水下航行器的使用要求,设计了一种无刷直流电机的控制系统方案,基于数字信号处理器(DSP)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)和智能功率模块(IPM),采用提前换向控制算法,满足了电机控制系统不断增加计算速度和逻辑处理实时性的要求,简化了逻辑处理流程,实现了无刷直流电机的高效运行。经实验验证,电机系统效率高达92%,稳定性好、控制灵活,该系统可用作特种水下航行器的无刷直流电机控制装置。     

DSP在电机控制系统中的应用

本文以无刷直流电机和TMS320LF2407为例,介绍了DSP在电机控制系统中的应用,给出了基于DSP的无刷直流电机控制系统的软硬件设计。     

一种无刷直流电机的控制技术

本文提出了一种利用插入式重复控制方法来抑制电机电磁波动力矩控制方案,通过对无刷直流电动机系统波动力矩数学模型的分析,得出波动力矩产生的机理及其特点;根据对波动力矩的分析设计了插入式重复控制器,并对控制器进行了仿真验证,仿真结果显示基于该控制器的无刷直流电机系统对波动力矩的抑制效果很好,直流电机调控性好、运行平稳。     

基于软件锁相环的无刷直流电机速度控制器设计

无刷直流电机系统具有转矩电流比高、转速高、动态性能好、可靠性高和易于控制等优点,在中小功率驱动场合应用广泛;但缺点是转矩脉动大并易造成速度波动,目前普遍采用的速度-电流双闭环PI控制在无刷直流电机用于某些负载变化率大及大惯量的速度控制模式下时,可能因速度不稳带来震动、谐振、噪声等问题,文中给出一种基于DSP的改进型双闭环串级控制法,利用速度环增加软件锁相环的方法,有效改善了传统速度电流PI调节器在无刷直流电机大惯量负载中存在的转速波动问题,在实际应用中具有良好的速度控制精度和稳定性。     

水下航行器低速无刷直流电机调速控制

以提升水下航行器低速无刷直流电机调速控制技术水平为目的,提出水下航行器低速无刷直流电机调速控制方法。通过水下航行器低速无刷直流电机数学模型,利用该数学模型输出低速无刷直流电机数学模型调速控制参数,然后设计模糊PID控制参数,利用麻雀搜索算法整定该模糊PID控制参数,通过调节输入值和实际反馈值的偏差,实现水下航行器低速无刷直流电机调速控制。实验结果表明,该方法计算水下航行器低速无刷直流电机电磁功率数值与实际值差值较小,对模糊PID控制参数整定能力较强,并可有效控制水下航行器低速无刷直流电机调速,且响应迅速超调量小,应用效果较佳。     

船用齿轮式液压舵机负载自适应控制系统

为了满足不同负载工况时,船用齿轮式液压舵机的舵角跟踪水平,设计船用齿轮式液压舵机负载自适应控制系统。利用数据采集模块的电流传感器、转速传感器和位置传感器,采集船用齿轮式液压舵机的电流、转速和位置数据。系统的控制模块选取TMS320F28377芯片作为控制芯片,利用舵机数据采集结果,采用三闭环控制结构,运行模糊PID自适应控制算法输出舵机参数控制量。设置舵机参数控制量作为驱动模块的输入,驱动模块利用驱动电路驱动传动机构;设置传动机构作为驱动摇臂的执行部件,实现液压舵机的控制。系统测试结果表明,所设计系统可以依据负载变化,控制船用齿轮式液压舵机舵角,精准跟踪负载正弦信号。     

船舶电力推进系统无刷直流电机控制技术

由于无刷直流电机具有高效率、长寿命、低噪声、平稳转速和高输出转矩等优点,已经成为船舶电力推进系统中不可或缺的一部分。本文针对BLDCM的速度环和电流环响应效果,研究相应的硬件和软件系统,采取传统的PID算法和现代模糊控制算法,构建基于DSP的船舶直流无刷电机控制装置。实验结果表明,采用模糊PID算法进行电机控制能够实现更小的输出转矩脉动和更高的转速,同时使得该系统在船舶电力推进系统中变得更加稳定可靠,能够满足实际应用中的需求。     

大型船用无刷直流电机转矩脉动抑制方法

针对大型舰船用无刷直流电机在运行过程中会出现转矩脉动的问题,设计基于开通角的大型舰船用无刷直流电机转矩脉动抑制方法,提高大型舰船用无刷直流电机转矩脉动抑制能力。构建舰船用无刷直流电机数学模型,在该模型基础上分析舰船用无刷直流电机的换相过程中电流变化情况,针对换相产生的转矩脉动,采用开通角控制开通相的开通时间,实现大型舰船用无刷直流电机转矩脉动抑制。实验结果表明：在电机低速和高速运行时,分别采用推迟开通相开通时间、提前开通相开通时间等方式,抑制大型舰船用无刷直流电机转矩脉动,该方法可有效抑制电机转矩脉动,满足不同工况下电机运行的需求,保障大型舰船用无刷直流电机安全运行。     

船舶动力定位用六相永磁无刷直流电机系统控制器设计

船舶动力定位用六相永磁无刷直流电机系统的控制模型具有多变量耦合性,采用传统的模糊控制方法容易出现超导误差,提出一种基于模糊PI双控制的船舶动力定位用六相永磁无刷直流电机系统控制器设计方法。在励磁电流变化较大下,易导致控制误差较大,运用模糊控制进行发电机转子励磁控制,提高船舶动力定位用的直流电机系统无损功率,发电机采用交流励磁机进行电流整流控制。在励磁方式作用下,设有整流变压器控制交流副励磁机防止电压突变,即误差较小时,采用PI控制方法进行电机优化控制。最后进行控制器的整体结构设计。测试结果表明,采用该方法进行电机系统控制器设计,电机的输出增益较大,稳定性较好。     

小型船舶直流无刷推进器控制系统

目前交通船中绝大部分仍是柴油机船舶,柴油机船舶具有噪音大、污染环境、效率低下等缺点,不符合环保节能的要求,应该大力推广基于蓄电池供电方式的小型船舶。无刷直流电机与永磁同步电机相比,在功率相同情况下,输出转矩更大但输出脉动也会更大。无刷直流电机不仅控制简单、故障率低,而且成本低廉,输出脉动可以得到抑制,完全可以作为小型短途船舶的推进电机。本文根据小型船舶特点,提出一种以DSP为核心的永磁磁无刷直流推进电机控制器设计方案。     

舰船惯导系统陀螺电机多信息测试系统设计

陀螺仪是舰船惯导系统的核心组成部件。陀螺电机直接为陀螺仪提供驱动力矩,其工作状态直接决定了陀螺仪性能。针对陀螺电机的测试需求,构建了基于PXI硬件架构和LabVIEW软件平台的陀螺电机多信息测试系统。系统基于NI4070数据采集设备,实现了陀螺电机声音、转速传感器、电压、电流等信息的无损测量,为陀螺电机特征参数的提取和预测提供数据依据,为陀螺仪及舰船惯导系统的性能评估提供技术途径。     

罗罗舵桨维修工艺与配件国产化研究实践

正目前国内拖轮行业中,南京港轮驳分公司的这套"罗罗全回转舵桨配件、修理国产化改造"工程尚属首创,并且得到了行业内部的认可,非常具有推广意义罗罗全回转舵桨又称Z型传动装置。主柴油机的功率经联轴器、离合器带有万向节的传动轴、上水平轴、上部螺旋锥齿轮、垂直轴、下部螺旋锥齿轮及下水平轴,传递给螺旋桨,从而推动船舶航行。液压电机驱动蜗杆、蜗轮     

深海潜水器无刷直流电机驱动器电磁兼容设计

深海潜水器无刷直流电机驱动器,直接驱动推进器、液压源和海水泵等设备,其电磁兼容设计直接关系到自身工作可靠性和对其他设备的影响。本文针对该驱动器,分析驱动器带动电机工作时的干扰源、耦合路径和敏感设备,对控制器辅助电源和线路进行电磁兼容设计,然后对驱动器整体进行电磁兼容设计,最终使得驱动器具有较高的可靠性。     

无刷直流电机无位置传感器直接转矩控制

本文提出了一种将直接转矩控制应用于无刷直流电机的无位置传感器控制方法。需观测无刷直流电机的直流母线电压及定子侧的三相电流,从而估算出电机的磁链、转矩以及位置角,再根据转矩、d-q坐标系上的电流分量以及转子位置信息来选择相应的电压空间矢量,以实现对无刷直流电机的控制。仿真和实验结果表明本文提出的控制方法有效可行。     

基于DSP的舰船直流电机弱磁调速系统研制

文章介绍了基于TMS320LF2407的船用直流电机转速稳定系统,实现了对直流电机运行的有效控制。为了提高电机的转速稳定性和安全可靠性,所设计的控制系统具有软启动、最小弱磁限制、转速闭环PI调节、系统工作异常保护等功能,取得良好的控制效果。     

舰船直流电机转速自稳定控制系统

设计1套自主控制能力较强的舰船直流电机转速自稳定控制系统。采用PID控制量增量缩小化处理、引入电流截止负反馈、优化硬件电路设计等方法提高控制系统对电机转速控制的自稳定性和保证系统工作的安全性。该系统能够实现硬件软启动控制、电枢过流保护、抗电网电压波动等功能,试验证明该系统能够控制电机在既定的转速下平稳运行。     

基于IRMCF343的无位置传感器BLDCM控制系统研究

针对频率自控式无刷直流电动机的转子检测和换相控制问题,提出一种基于IRMCF343的无位置传感器无刷直流电机控制系统．IRMCF343采用纯硬件电路执行无刷直流电机的转子磁场定向控制算法,该系统同时采用了通过测量电机定子电流来估算转子位置的方法和PID控制策略．本系统经过研究和开发后,在电机上进行测试,试验结果得到相电流、实时参考速度和反馈速度波形．试验结果证明,该系统电流响应快,电流波形较接近矩形,且反馈速度能达到设定值,故具有良好的动静态特性以及高度灵活的可配置性能．     

无刷直流电机驱动系统传导电磁干扰分析及EMI滤波器的设计研究

无刷直流电机以运行效率高、调速性能好等优点在工业领域有很好的应用前景,然而伴随功率电路的高频化和集成化,电机驱动系统的传导电磁干扰也越发明显.本文利用电路等效法,分析了电机驱动系统差、共模干扰噪声传播路径,分别得到了其等效电路及参数.在此基础上,根据无刷电机调速控制原理,分析了负载变化对传导干扰噪声产生的影响.EMI滤波器作为抑制传导电磁干扰的主要手段,本文阐述了其研究现状和发展趋势,提出了差、共模滤波器解耦设计方法,对EMI滤波器设计具有较好的参考价值.     

船舶柴油机新型电控式气缸润滑系统驱动扭矩试验研究

由于在船舶柴油机一种新型电控式气缸润滑系统研发的过程中,系统中的步进电机出现了堵转、失步或无法带动气缸润滑油注油泵等问题,因此为探索研究驱动注油泵需要的力矩大小,设计并实施了气缸润滑系统的驱动扭矩试验。试验研究分别讨论了驱动转速、油温、背压、注油单元个数、循环喷油量等因素与驱动扭矩之间的影响关系,为国产新型电子控制式气缸润滑系统中的注油泵和步进电机的选配及推广应用提供数据参考。