永磁同步电机矢量控制策略的研究与实现

以永磁同步电机为控制对象,为实现高性能稳定控制,采用id为0的矢量控制策略设计了永磁同步电机控制系统,先搭建仿真模型对控制策略性能进行分析,然后在基于TMS320F28335的电机控制系统上测试,仿真及试验结果表明:系统鲁棒性好且静态性能稳定,动态响应迅速,适用于电机在基速以下的恒转矩控制。     

永磁同步电机伺服系统中电机启动过程分析

分析了矢量控制下永磁同步电机启动过程各阶段电流、电压、速度的变化规律和影响因素，线性加速阶段决定启动速度，可通过设置电机能够承受的最大启动力矩以加快启动过程，电流建立阶段的电流响应主要取决于直流母线电压，速度调整阶段电机进入稳定运行的时间取决于调节器的参数，加大为电机供电的整流器滤波电容并采用三相供电，可减小直流电压的动态下降，仿真和实验证实了以上分析结果。     

数字单周期电流控制在电磁悬浮系统中的应用

在串级控制的电磁悬浮系统中,电流环的响应速度和精度对整个悬浮控制起着至关重要的作用. 为了加快悬浮系统电流环的响应速度以及减小跟随误差,基于TMS320F28335设计了EMS （electromagnetic suspension system）的数字单周期控制（digital one-cycle control,D-OCC）电流控制器. 以悬浮斩波器为研究对象,建立起D-OCC的数学模型,对额定悬浮工作点处斩波器电流的D-OCC算法进行了详细推导;通过Simulink平台对算法进行仿真验证,并将D-OCC的电流环投入到实际悬浮系统中进行悬浮实验. 实验结果表明:对频率为5 Hz,幅值为3 A的方波信号进行跟随时,传统PID控制在方波上升沿和下降沿均存在一定的超调,且稳定后存在不小于20 mA的跟随误差,D-OCC在调节过程中不存在超调,且稳定后没有跟随误差,说明D-OCC算法能够实现对指令电流快速、准确跟随;采用电流环D-OCC的悬浮系统起浮过程需要约0.4 s的调整时间,并且悬浮稳定后可以克服50%荷载扰动和1.5 mm气隙扰动,说明该方法可以实现系统稳定悬浮,且具有较强的鲁棒性能.      

混合励磁同步发电机电压控制原理分析与实现

为解决永磁发电机输出电压不可控的问题,研究了一种新型结构的混合励磁同步发电机.利用有限元方法计算了电机中永磁和电励磁的磁场分布.根据对永磁发电机输出电压的要求,制定了励磁调节系统的控制策略,讨论了调节过程.为验证混合励磁同步发电机的电压调节能力,设计制造了2.5 kW实验样机及励磁调节系统,并进行实验测试.结果表明:空载运行时,混合励磁同步发电机输出电压为永磁与电励磁部分的合成电势;负载运行时,随着负载的增加,通过调节励磁电流的大小改变了气隙磁通,输出电压稳定在135 V.     

矢量控制异步电机等效电路及其参数变化因素分析

从异步电机Ｔ型等效电路的数学模型导出通用等效电路以及矢量控制用的不对称Ｔ型等效电路，指出等效电路中的励磁电流与矢量控制系统中的励磁电流是两种完全不同概念的物理量，但它们在数值上有一定的联系，同时分析了电机参数变化的因素。     

最大功率跟踪的光伏并网逆变器研究

光伏并网发电系统是光伏系统发展的趋势．根据光伏阵列的特性，设计了一套新型的能实现最大功率跟踪的光伏并网逆变器．逆变器由DDDC和DDAC两个部分组成并通过Dclink相连接，控制部分采用基于DSP(TMS320F240)控制的最大功率跟踪和电流跟踪控制策略，实现了与网压同步的正弦电流输出，逆变器效率为0.78，功率因数为0.97，输出电流的基波分量占电流总量的99．6％．     

基于非隔离型Weinberg变换器多模块并联系统的建模与控制环路设计

针对卫星电源对于均流精度及电路可靠性要求高的特点,本文提出了改进型峰值电流控制策略,即在传统峰值电流控制的基础上增加了平均电流控制,以提高均流精度和电路可靠性.本文以非隔离型Weinberg变换器的三模块并联系统为例,根据参数指标的要求,进行系统小信号建模及控制环路设计.最后制作1 200 W实验样机,验证控制环路设计的合理性及改进型峰值电流控制方案的优越性.该控制策略适用于对均流精度及集成度要求很高的系统级场合.     

永磁同步电动机伺服驱动器的设计

永磁同步电动机(PMSM)由于自身的特点得到了广泛的应用,相应的伺服驱动设备需求逐渐增多。文中首先给出了伺服系统数学模型,采用矢量控制方法对PMSM进行控制。其次对整个伺服控制系统建立simulink仿真模型,通过仿真验证了理论算法的正确性。最后利用先进的DSP芯片TMS320F2812作为控制核心。智能功率模块IPM为功率变换装置,构建了全数字伺服系统的硬件平台。实验表明所设计的伺服控制控制系统具有快速的转速响应。     

消除谐波电流的七相感应电机矢量控制

为了实现对七相感应电机磁链和转矩控制,同时消除定子谐波电流,根据减小空间解耦模型谐波子空间中合成电压矢量的原理,提出了3种消除定子谐波电流的方法,即3次谐波子空间合成矢量为0的SVPWM （space vector pulse width module）A法、3次及5次谐波子空间合成矢量同时为0的SVPWM B法和通过电机闭环控制的UVM （unified voltage module）C法.采用负载调速实验验证了3种控制方法对七相感应电机磁链和转矩的控制效果.结果表明:SVPWM A法和SVPWM B法,在调制深度和转速调节过程中,依靠调整施加矢量顺序和作用时间来实现消谐,效果不理想;UVM C法通过增加谐波子空间电压为0的约束条件,实现闭环控制,消除谐波电流效果较好,在基波含量为52.5 dB情况下,3次和5次谐波含量很低,仅为17.8和9.8 dB.      

交流传动机车起动控制特性研究

交流传动机车处于起动低频运行阶段时,受最小开关时间和最大开关频率的限制电流和转矩波动很大.分析了交流传动机车起动低频运行阶段,在传统直接转矩控制下电流和转矩波动大的原因.提出了采用保持最大的磁链幅值和限制最大电流改善低频起动性能的控制策略,并给出了控制策略实现方法,通过仿真实验证明了该方法对于改善低频起动性能是有效的,该控制方法实现简单,在充分利用电机铁磁材料的同时对逆变器具有保护作用,适于在低频起动阶段控制中使用.     

交流传动机车起动控制特性研究

交流传动机车处于起动低频运行阶段时，受最小开关时间和最大开关频率的限制电流和转矩波动很大．分析了交流传动机车起动低频运行阶段，在传统直接转矩控制下电流和转矩波动大的原因．提出了采用保持最大的磁链幅值和限制最大电流改善低频起动性能的控制策略，并给出了控制策略实现方法，通过仿真实验证明了该方法对于改善低频起动性能是有效的，该控制方法实现简单，在充分利用电机铁磁材料的同时对逆变器具有保护作用，适于在低频起动阶段控制中使用．     

用于大容量传动系统的电压源逆变器并联技术研究

在大容量特别是大电流的电机传动系统中,逆变器需要采用多个逆变模块并联的结构.文中对2个电压源逆变器通过均流电抗器并联带三相电机负载的传动系统进行了分析.围绕并联技术的均流问题,借鉴电源模块的并联控制,提出了同步坐标系下转速电流双闭环的主从控制策略,通过共用转速调节器实现负载均分,并对电路中的零序电流进行控制.仿真和实验结果表明,该控制策略在保证电机动态性能较好的基础上实现了逆变器均分负载电流.     

吊舱推进电机的无模型自适应滑模矢量控制

为解决半潜船吊舱推进电机控制系统中负载扰动造成的转速跟踪性能差的问题, 提出一种基于数据驱动的吊舱推进电机转速矢量控制方法; 对包含未知负载扰动的推进电机转速方程进行离散化处理, 给出关于输出转速与输入电流离散后的非线性转速系统; 由于非线性转速系统方程中变量较多且负载扰动模型未知, 设计了基于数据驱动的无模型自适应控制器, 并给出了伪偏导数估计算法; 采用滑模观测器观测螺旋桨负载扰动, 同时给出了滑模控制器; 结合无模型自适应控制和滑模控制给出了负载扰动下的无模型自适应滑模(MFASM)控制方案; 构建了吊舱推进电机无模型自适应滑模矢量控制调速系统, 并在MATLAB/Simulink环境下给出了仿真结果。研究结果表明: 在船舶正常作业恒定转速下, 在0.3~0.5 s时间区域内, 采用MFASM矢量控制方案和PI矢量控制方案的吊舱推进电机的转速误差分别为2、6 r·min-1; 在0.8~1.0 s时间区域内, 采用无模型自适应滑模矢量控制方案和PI矢量控制方案的吊舱推进电机的转速误差分别1、3 r·min-1; 对于船舶操车作业的可变转速情形, 采用MFASM矢量控制方案的推进电机转速和转矩达到稳态的时间比PI矢量控制方案少0.01~0.03 s。可以看出, 采用MFASM矢量控制方案可改善吊舱推进电机转速跟踪性能, 是一种有效的抑制负载扰动的数据驱动控制方法。      

用脉冲整流器实现的电子模拟功率负载

对采用电压型脉冲整流器实现的电能反馈型电子模拟功率负载进行了设计研究,控制系统采用了性能优良的专门应用于实时控制领域的数字信号处理器TMS320F240,优良的控制方法使得所研制的功率负载在实现电能的再生并网时功率因数趋近于1．0,且电压和电流谐波满足1EEE－519标准。实验结果证实该方案能很好地解决直流电源出厂试验问题。     

基于模型设计的摩托车进气温度信号调理系统开发

利用Matlab/Simulink工具定点化进行发动机管理系统的开发,通过对某款摩托车的需求进行研究,制定发动机管理系统的进气温度传感器信号控制策略,并搭建出控制仿真模型,进行模型在环测试,利用Simulink自带工具验证模型后,最后生成可执行的应用层C代码。得到C代码后,利用软件在环测试,完成测试后将应用层程序和底层驱动集成。将程序下载到控制器,进行硬件系统测试,证明了C代码的有效性。通过模型输出信号和实车采集数据对比,进气温度仿真值、进气温度传感器备用状态值与实车采集数据相符,实现了开发需求。     

动车组牵引传动三电平逆变器SVPWM控制

提出了适用于高速动车组牵引传动中三电平逆变器控制的空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制策略.动车组起动和低速阶段要求转矩脉动小,采用恒定最大开关频率控制的三电平异步调制策略;高速时,要求逆变器在低开关频率下的良好谐波性能,在中高速和高速分别采用4脉冲和2脉冲同步调制策略.仿真结果与实测动车组牵引电机电压波形进行了对比,证实了SVPWM控制策略的有效性.     

基于模型分析方法的DC-DC变换器设计

通过MATLAB分析移相全桥变换器的传递函数得到系统特性,使用SISOTOOL工具配置系统零极点,设计电流环和电压环补偿网络,在Simulink中设计补偿网络的控制算法。在移相全桥变换器闭环控制模型中进行分析,将代码移植到以TMS320F28034为控制器的数字式移相全桥电路上进行实验。模型分析和测试结果表明：基于模型分析方法的DC-DC变换器设计提高了变换器设计的效率,降低了补偿网络调参的复杂性和重复性。     

基于液压泵/马达逆向驱动的电机启动电流控制方法

针对蓄电池轨道工程车续航里程短、永磁同步牵引电机启动电流大等问题,基于液压泵/马达能量逆向传递特性,提出了利用液压泵/马达逆向驱动的电机启动电流控制新方法.?通过使液压泵/马达工作在马达模式将电机驱动至一定初始转速后接通电源实现电机带速启动,抑制或削弱电机启动电流;永磁同步电机带速启动采用无位置矢量控制方式,结合短路电...     

基于PDT传输的DSP视频图像实时处理系统数据存储器接口设计

由于图像处理中数据量非常大，数据传输往往成为实时图像处理的主要瓶颈，TMS320C64xx的PDT传输为共享同一数据总线的外部设备和外部存储器之问传输大数量的数据，提供了一种高效的方式．利用PDT传输可以缓解数据传输的压力．文中探讨了以TMS320C64xx为核心的视频图像实时处理系统中，基于PDT传输的数据存储器接口设计，以TMS320C6411为例设计了实际接口电路，并对附加控制逻辑进行了功能仿真．     

基于修正因子的无速度传感器PMSM模糊控制器研究

针对基于矢量控制的无速度传感器永磁同步电机(PMSM)调速系统提出了一种智能型的模糊控制器,阐述了采用自调整修正因子的算法分析设计模糊控制器的方法,利用该控制器对无速度传感器PMSM进行控制,在simulink环境下进行了仿真.采用TMS320LF2407A实现算法并进行了实验验证,取得了良好的效果.