一种基于位置观测器的电机PID控制策略

提出一种带位置观测器的电机控制策略,该方法可以避免信号突变时对系统动态品质的不良影响,从而提高了伺服电机的控制品质与鲁棒性。电机的伺服控制系统是一个闭环系统,比较常用的一种控制方法是基于PID算法的位置控制,由给定的目标位置或速度来控制电机,将检测到的位置与预定的位置进行比较,将偏差的比例、微分和积分线性组合,即可得到控制量。相比之下,采用带位置观测器的控制方法,能够有效避免微分环节可能带来的瞬时冲击。     

基于神经网络的舰船电机转速控制系统

舰船电机有十分强烈的非线性变化特点,当前控制系统不仅无法有效对舰船电机转速进行高精度的控制,而且无法对舰船电机转速进行在线控制。为了获得理想的舰船电机转速控制效果,提出基于神经网络的舰船电机转速控制系统。首先分析当前舰船电机转速控制系统,找到舰船电机转速控制系统的局限性,然后采用PID控制机制对舰船电机转速进行控制,并根据舰船电机转速控制误差对PID控制参数进行在线调整,最后实现舰船电机转速控制仿真实验。结果表明,神经网络能够实现准确、快速的舰船电机转速控制,各项指标满足舰船电机转速控制的实际要求,同时舰船电机转速控制效果优于当前其他方法,结果验证了本文舰船电机转速控制系统的优越性。     

船舶电机位置控制方法研究

传统船舶电机位置控制方法只能进行单组电机位置控制,无法实现一种位置控制方法对多组电机位置进行控制,为此提出船舶电机位置控制方法研究。构建船舶电机位置控制模型,通过分项关系构建模型主体结构,建立坐标系使用位置坐标计算,对多组电机控制坐标进行变换,对不同转速下的电机电磁场进行范围把控,保证模型位置控制精准程度;通过坐标位置计算对Clarke变换以及Park变换进行范围局限,实现多组船舶电机位置控制。实验数据表明,设计的船舶电机位置控制方法能够进行多组电机的位置控制。     

基于滑模观测器的舰船电机无位置传感器控制

舰船电机的传感器控制是保障舰船电机稳定供电输出的关键技术,电机控制容易受到电磁耦合小扰动干扰,导致控制精度不高,提出基于滑模观测器的舰船电机无位置传感器控制方法,采用滑模观测器进行舰船电机输出的电流、电压、功率等参量的原始采集,对采集的电机控制原始信息进行自镇定性处理,设计舰船电机的输出等效电路模型,构造电机无位置传感控制器的电流电压转换电路,采用滑模反演积分控制方法进行控制误差补偿,提高电机输出参量的调制精度,实现舰船电机的无位置传感器控制。测试结果表明,采用该方法进行舰船电机无位置传感器控制的输出性能较好,电机输出电压稳定,功率因素得到较大幅度提高,改善了舰船电机工况稳定性。     

电力推进式船舶电机功率控制方法

为了提高推进式船舶电机功率控制的稳定性,设计新型船舶电机功率控制方法。将船舶交流电机模型进行坐标变换,生成αβ两相坐标,将功率参数代入到坐标系内,计算电机瞬时功率P*和Q*,利用功率参数和坐标系变换矢量,求取船舶电机功率电压给定值并传输到船舶控制逆变器内,进行功率通断,生成控制信号,实现船舶电机功率的稳定控制。实验研究表明,与传统方式相比,使用设计的新型电机控制方法后,船舶电机瞬时功率稳定性提高17%,固定时间内电机功率稳定性提高20%,具有鲜明优势性。     

大功率负载适配的船舶缓冲供电方法研究

为了提高大功率负载适配船舶电机输出控制的稳定性,需要进行船舶缓冲供电优化控制设计,提出一种基于模糊PID控制的大功率负载适配的船舶电机缓冲供电方法,建立船舶缓冲供电的驱动控制参量模型,采用功率激励和瞬时电流振荡性抑制方法进行船舶电机的大功率负载适配处理,结合模糊PID控制方法进行船舶电机缓冲供电的参量镇定性控制,实现船舶缓冲供电控制优化。仿真测试结果表明,采用该方法进行船舶电机的缓冲供电的功率负载适配性能较好,控制品质较好,船舶电机稳定性得到提升。     

多状态并联冗余支路的船舶电机伺服控制研究

为解决传统冗余支路船舶电机伺服控制方法存在控制精度较低的不足,提出多状态并联冗余支路的船舶电机伺服控制研究。基于被控参量的获取,利用传感机构以及参数的计算,对控制器进行编译,利用伴运行模式,实现船舶电机伺服控制器的驱动与执行,完成多状态并联冗余支路的船舶电机伺服控制研究,试验数据表明,提出的控制方法较传统控制方法,控制精度提升44.63%,适合与多状态并联冗余支路的船舶电机伺服控制。     

双三相永磁同步电机矢量控制研究

多相电机是一个多维系统,它与传统三相电机有较大差异。目前对多相电机尤其是双三相电机控制策略,只是简单采用了三相电机控制方法,忽略多相电机本身特点,导致谐波电流增加,系统性能较差,没能发挥多相电机优势。本文首先建立了双三相永磁同步电机数学模型,针对多相电机特点,采用矢量空间解耦控制,并新提出一种新的SPWM调制方法实现多相电机多维电流控制,有效抑制谐波电流。通过仿真及实验验证,证明该方法有效性。     

基于RBF神经网络的感应电机优化控制研究

在对磁链定向下感应电机损耗模型进行了详细的分析基础上,针对电机转矩和转速与最优励磁电流存在严重的非线性关系,文中提出一种径向基神经网络控制方法并建立电机效率优化控制模型,对电机进行最大效率优化控制。仿真结果表明该系统运行效率明显提高,降低了电机损耗。     

改进效率控制推进电机的优化分析

[目的]为了加强对推进电机的控制效果,在实际控制过程中减少能量的损耗,[方法]在传统的推进电机等值电路上,增加铁损电流分量,通过定义引入功率匹配比,寻找电机在给定转速下最高的运行效率,并探讨此功率匹配比对应的磁通;在原有的电机矢量控制中加入效率优化控制模块,以起到电机效率优化、船舶运行节能的效果。[结果]MATLAB/Simulink仿真测试结果显示,加入效率优化控制模块的方法基本适用于各种工况,改进后的电机模型的运行效率明显高于传统电机模型,并且动态性能良好。[结论]工程上可以借鉴该电机效率优化控制方法,以达到节能的效果。     

基于滑动-电磁复合轴承的船用电机主动减振技术

船用电机在运行过程中,转子不平衡力会引起电机产生振动并向船体传递,降低舰船隐蔽性。目前船用电机主要采用传统机械轴承（如滑动轴承）,导致电机振动缺乏有效控制手段。为有效抑制电机振动传递,引入复合轴承这一新型概念,在滑动轴承两侧并联电磁轴承,从而使电机具备主动控制条件。在减振控制策略上,类比主动噪声控制,基于FxLMS算法以降低电机机脚振动加速度为控制目标,对电机振动进行主动控制。建立四自由度电磁-滑动复合轴承-刚性转子系统动力耦合模型并进行仿真。结果表明,应用FxLMS控制算法控制电磁轴承可有效降低电机机脚振动,从而实现电机减振降噪,有利于提高舰船隐蔽性。     

刚性联接双电机驱动系统功率均衡控制策略研究

针对刚性联接双电机驱动系统的功率分配问题,提出电机输出转矩耦合控制策略。通过转矩耦合控制及矢量控制方法,控制各驱动电机的输出转矩动态相等,从而实现负载功率在刚性联接驱动系统的各电机之间平均分配。文章从功率平衡问题分析、电机负载均衡控制策略、转矩控制器设计等方面详细论述了研究成果。     

数字信号处理器的舰船电机控制系统仿真

传统电机控制系统缺乏舰船双螺旋桨结构的控制针对性,参数发生变化时控制精度低,因此设计一种数字信号处理的电机控制系统,并通过仿真实验验证其可靠性。系统在硬件部分主要设计了硬件结构的框架示意图,对数字信号处理器中芯片的采集、输出、加密、解码等功能进行了设计;软件部分针对舰船的双螺旋桨结构适配电机进行了数学建模,在此基础上设计了电机控制流程,完成了数字信号处理器的舰船电机控制系统的设计。在系统仿真性能测试中,相同实验条件下分别使用设计系统和传统系统对电机进行转速和电压控制。仿真结果表明,针对双螺旋桨电机的控制来说,设计的系统控制的控制相对误差明显小于传统系统。     

永磁同步直线电机矢量控制仿真研究

本文从弱化特性的永磁同步直线电机入手,通过矢量控制策略不同控制信号(SPWM和SVPWM)的MATLAB仿真对比分析,得到矢量控制策略能有效控制理想直线电机的结论,为进一步改善控制策略控制非理想直线电机奠定基础。     

永磁同步电机IF控制策略转矩匹配特性研究

IF控制策略是永磁同步电机的一种无位置传感器开环控制策略,IF控制策略的电流幅值影响电机的转矩匹配和抗扰动能力。电机转速宽范围变化时,传统的恒流频比控制方式不能很好地实现转矩匹配。针对这一问题,提出了根据电机负载转矩曲线设置IF控制电流幅值的控制方式,从而保持IF控制中转矩角不变,实现电机的转矩匹配,维持推进电机的抗负载扰动能力。在永磁同步电机实验平台上,对本文所提的IF控制方式进行了实验验证。     

船舶感应电机矢量控制的优化设计

船舶感应电机中的励磁电感普遍比较小,在高速运行过程中铁损比较大。采用一般矢量进行控制存在低效率轻负载的情况,如果直接忽略感应电机的铁损则会使得感应电机控制不精确。本文首先研究了基于铁损的船舶感应电机的数学模型,给出了矢量控制的补偿方案,并提出了一种基于损耗模型的船舶感应电机能量优化的控制策略。后通过实验测试,结果表明优化后的系统可以解决感应电机磁场定向和电机转矩控制不准确的问题。实验证明所提出的基于能量优化控制策略的节能效果比较好,改进后的系统具有明显优势。     

船舶推进电机的优化控制方法研究

考虑船舶推进电机铁损的等值电路模型,首先运用数值计算的方法,计算出船舶推进电机在不同的负载以及不同的转速下所对应的最佳运行效率。然后对基于传统矢量变频的船舶控制方法进行相应改进,使推进电机能够在运行过程中始终保持最小的能量损耗,分析改进后控制方法的适用范围。最后将改进后的控制方法应用于船舶推进电机系统中并进行仿真研究,结果表明优化后的控制方法不仅具有提高船舶推进电机运行效率的优点,还具有改善船舶推进电机动态响应性能的优点。     

基于损耗模型的感应电机效率优化控制研究

  目的  为了加强对推进电机的控制效果,在实际控制过程中减少能量的损耗,  方法  在传统的推进电机等值电路上,增加铁损电流分量,通过定义引入功率匹配比,寻找电机在给定转速下最高的运行效率,并探讨此功率匹配比对应的磁通;在原有的电机矢量控制中加入效率优化控制模块,以起到电机效率优化、船舶运行节能的效果。  结果  MATLAB/Simulink仿真测试结果显示,加入效率优化控制模块的方法基本适用于各种工况,改进后的电机模型的运行效率明显高于传统电机模型,并且动态性能良好。  结论  工程上可以借鉴该电机效率优化控制方法,以达到节能的效果。     

基于单片机的步进电机开环控制系统

设计利用了ATMEL89C51单片机对步进电机进行控制．该文主要介绍了步进电机控制器、驱动电路和LED显示电路的设计,其中重点阐述了脉冲产生电路以及对速度的控制．设计成功实现了步进电机的开环控制．     

电机转轴挠度的积分计算法

本文采用积分法计算电机转轴的挠度，转轴上的载荷可作均布载荷考虑，计算结果误差小且直观。文中给出了积分结果表达式易于编程计算。