針對感應電機無速度傳感器磁場定向控制系統,提出一種基于電壓模型的改進轉子磁鏈觀測方法。為了有效抑制反電動勢積分環節所存在的直流偏移和積分飽和問題,采用一個截止頻率可根據輸出頻率進行自調整的低通濾波器來代替傳統電壓模型磁鏈觀測器中的反電動勢積分環節。然而低通濾波器的引入將會產生磁鏈幅值和相位的觀測誤差,從而導致在低速運行場合中磁鏈觀測性能顯著下降,為了解決這一問題,設計一個可以補償磁鏈觀測誤差的補償器。通過11kW感應電機無速度傳感器矢量控制系統對所提出的改進轉子磁鏈觀測器進行了實驗驗證,結果證明了算法的有效性。
標簽： 感應電機 無速度傳感器 矢量控制 轉子磁鏈觀測器 電壓模型
上傳時間： 2016-01-01
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1.STM32 電機控制SDK 概述STM32 電機控制SDK 包含以下項目：? STM32 電機控制固件? STM32 電機控制WB? STM32 電機控制分析儀? 現有文檔? STM32 電機控制固件的參考文檔此軟件包作為將上述所有項目安裝在用戶計算機中的可執行軟件提供。STM32 電機控制 SDK 取決于STM32Cube 和STM32CubeMx。因此，必須在SDK 之前安裝STM32CubeMx 版本4.24.0 或更高版本。有關STM32CubeMx 的更多信息，2.電機控制固件PMSM FOC 軟件庫提供了用于驅動永磁同步電機（PMSM）的高性能、完善的磁場定向控制（FOC）策略實現。借助這種方法可實現電磁轉矩（ Te ）調節，并在一定程度上，通過控制兩個電流 iqs 和 ids 來實現弱磁控制功能，這兩個電流值由定子的電流經數學變換得來。這種控制方式使PMSM 類似于直流電機控制那樣簡單，即兩個控制電流量分別相當于直流電機的電樞電流和勵磁電流。因此，可以這樣說，FOC 包含與轉子磁通同相位和正交相位的定子電流控制與定向。這也就意味著，要有一種有效的測量定子電流和轉子位置的方法。FOC 算法的結構如圖 5. 基本FOC 算法結構，轉矩控制中所示。3.應用編程接口4電機控制項目的剖析
上傳時間： 2021-12-28
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本文檔描述了基于飛思卡爾電機控制專用的數字信號控制器MC56F8274S的三相交流感應電機矢量控制方案。三相交流感應電機因為其結構簡單、工藝成熟、造價低廉、無電刷、維護簡單、魯棒性強等優點，被廣泛應用于工業控制中。如水泵、風機、壓縮機、制冷系統中。為了實現三相交流感應電機的調速，需要對電機提供電壓幅值和頻率可變的交流電，一般使用由數控開關逆變器構成的三相變頻器。電機的控制算法大體分為兩類，一類是標量控制，如被廣泛應用的VF恒壓頻比控制。另一類被稱為矢量控制或磁場定向控制（FOC），相對于標量控制，矢量控制全面提升了電機驅動性能，比如矢量控制實現了轉矩和磁鏈的解耦控制、全轉矩控制、效率更高且提高了系統的動態性能。基于飛思卡爾電機控制專用的數字信號控制器MC56F82748的三相交流感應電機矢量控制是一個面對客戶和工業應用的設計方案。低成本和高可靠性是兩個關鍵的考量指標。為了減小系統成本，我們采用了單電阻電流采樣方案。為了減少系統對參數的依賴，我們使用了閉環的磁鏈估算方案，提升了系統穩定性和魯棒性。本文檔介紹了基本的電機控制理論，系統的設計理念，硬件設計、軟件設計，包括FreeMASTER可視化軟件工具。
上傳時間： 2022-06-24
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FOC的控制核心——坐標變換■坐標系口一定子坐標系（靜止）一A-B-C坐標系（三相定子繞組、相差120度）一a-β坐標系（直角坐標系：a軸與A軸重合、β軸超前a軸90度）口一轉子坐標系（旋轉）-d-q坐標系（d軸一轉子磁極的軸線、q軸超前d軸90度）口一定向坐標系（旋轉）M-T坐標系（M軸固定在定向的磁鏈矢量上，T軸超前M軸90度）轉子磁場定向控制一-M-T坐標系與d-q坐標系重合FOC的控制核心——SVPWM■空間矢量口根據功率管的開關狀態（上管導通是“1"，關閉是“0"）定義了8個空間矢量。其中000和111是零矢量。■扇區口空間矢量構成6個扇區口確定Vref位于哪個扇區，才能知道用哪對相鄰的基本電壓空間矢量去合成Vref。■參考電壓矢量合成口利用基本電壓空間矢量的線性時間組合得到定子參考電壓Vref。■七段式SVPWM，由3段零矢量和4段相鄰的兩個非零矢量組成。3段零矢量分別位于PWM的開始、中間和結尾。■非零電壓空間矢量能使電機磁通空間矢量產生運動，而零電壓空間矢量使磁通空間矢量靜止
標簽： foc
上傳時間： 2022-06-30
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通過本課程學習，您將：-了解一些目前最新的電機控制設計解決方案一了解一種新的永磁同步電機（PMSM）無傳感器磁場定向控制（FOC）算法-了解如何查找更多關于該算法的信息PMSM概述PMSM的FOC控制無傳感器技術DMCI介紹——一種有用的工具演示1：整定PI參數演示2：整定無傳感器控制參數回顧，答疑（Q&A）PMSM概述-PMSM應用-PMSM與BLDC的比較-PMSM結構-PMSM特性-PMSM操作高效率和高可靠性設計用于高性能伺服應用可實現有/無位置編碼器的運行方式比ACIM體積更小、效率更高、重量更輕采用FOC控制可實現最優的轉矩輸出平滑的低速和高速運行性能較低的噪聲和EMI從其發展歷史來看，兩種電機發源于不同的領域轉矩產生的機理相同BLDC是PMBDC的一個派生詞PMSM表示一個勵磁磁場由PM提供的AC同步電機控制方法不同（六步控制與FOC）
上傳時間： 2022-06-30
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該論文在研究永磁同步電動機運行原理的基礎上詳細討論了其變頻調速的理論并且設計了一套基于DSP的永磁同步電動機磁場定向矢量控制系統.永磁同步電動機相對感應電動機來說具有體積小、效率高以及功率密度大等優點,因此自從上個世紀80年代,隨著永磁材料性能價格比的不斷提高,以及電力電子器件的進一步發展,永磁同步電動機的研究也進入了一個新的階段.永磁同步電動機既區別于感應電動機又與電勵磁同步電動機相比有自身的特點,因此該論文首先從永磁同步電動機的本身出發,討論了其穩態運行原理,分析了永磁同步電動機的轉矩特性、功率特性及效率.矢量控制理論的發明是交流調速領域中的一個重大突破,該論文詳細討論了永磁同步電動機的矢量控制,在推導其精確數學模型的基礎上分析了矢量控制理論用于永磁同步電動機控制的幾種電路控制策略,包括了i<,d>=0控制、cosψ=1控制,以及最大轉矩/電流控制方式,并且開發出基于DSP的全數字永磁同步電動機的矢量控制系統,給出了其軟、硬件的設計方案.弱磁控制是永磁同步電動機矢量控制又一方面,論文分析了永磁同步電動機弱磁調速的原理以及弱磁擴速困難的原因,并由此提出了兩種特殊轉子結構的新弱磁方案.直接轉矩控制是繼矢量控制后交流調速領域的又一個高性能控制方法,論文最后討論了直接轉矩控制理論在永磁同步電動機控制上的運用,并使MATLAB工具對永磁同步電動機的直接轉矩控制系統進行了仿真研究,仿真結果表明,直接轉矩控制具有動態性能好,靜差小以及魯棒性好的特點.
上傳時間： 2013-07-06
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本文主要研究電壓矢量定向控制和直接功率控制這兩種關于PWM整流器的控制策略，并針對電網不平衡情況對三相PWM整流器作了相應的研究。 首先對PWM整流器的原理做了詳細的介紹，主要是拓補結構，工作原理，分別在ABC靜止坐標系、αβ靜止坐標系和dq旋轉坐標系中建立了低頻和高頻數學模型。選擇了電壓型的三相PWM整流器作為研究對象，并在dq坐標系中對其數學模型進行解耦。此外設計了基于TMS320F2812和IPM模塊的硬件實驗系統，介紹了硬件系統的電感和電容的參數設計。 介紹了間接和直接電流控制，并在直接電流控制中，引入了空間電壓矢量定向控制，給出了實現該控制策略的主要算法，并建立了仿真模型。直接功率控制是近來發展起來的三相PWM整流器控制技術，在詳細介紹了傳統的直接功率控制策略后，針對其存在的問題，提出了空間電壓矢量調制的直接功率控制策略，并通過仿真和實驗驗證了控制策略的有效性。最后在三相電網不平衡的條件下，研究了對三相VSR的影響。詳細分析了抑制直流電壓波動的雙電流控制方法，以改善三相VSR在電網不平衡條件下的輸入輸出性能。
上傳時間： 2013-06-09
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感應電機雙饋調速系統是一種性能優越的電力拖動控制系統，它不僅降低了功率變換器的額定功率，而且能夠通過調節轉子電壓的幅值、相位和頻率來實現電機定子側功率因數的調節。由于系統控制方法的靈活性和多樣性，使得雙饋電機在工業傳動領域、風力發電以及抽水蓄能電站中擁有廣闊的應用前景。 本文主要對雙饋電機矢量控制系統進行了相關研究。首先，比較雙饋調速系統和傳統的異步電機變頻調速系統的異同點，闡述了雙饋電機的工作原理，各種不同的磁場定向控制方式，并分析了它的穩態特性；接著，利用雙饋調速系統控制方法靈活多樣的特點，構建了一套交直交變換器勵磁的矢量調速系統，系統模型建立在以轉子磁鏈定向了同步旋轉的坐標軸系中，可以實現雙饋電機轉速與無功功率的解耦控制，同時，控制交直交變換器能量的雙向流動，雙饋電機可以在超同步、亞同步方式下運行，通過計算機仿真，驗證了這種控制方式的可行性和正確性；隨后，闡述了雙饋電機的功角特性，通過功角特性分析了電機的靜態穩定性，并建立了雙饋電機的開環電壓控制、開環電流控制以及矢量控制的小信號模型，對上述幾種控制方式下的雙饋電機暫態穩定性進行了深入研究；最后，綜合上述討論結果，設計了雙饋電機的控制系統硬件部分，并給出了部分軟件設計流程。
上傳時間： 2013-07-25
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勵磁調節系統是同步發電機的重要組成部分，對同步發電機乃至電力系統的安全穩定運行有著重要影響。隨著電力系統規模的不斷增大，系統結構和運行方式日趨復雜，對同步發電機勵磁控制系統運行的可靠性、穩定性、經濟性和靈活性提出了更高的要求。本文根據勵磁調節器的國內外發展趨勢，研究開發了以TMS320F2812芯片為控制核心的同步發電機DSP勵磁調節器。 本文首先介紹了數字勵磁的發展歷程、特點及應用范圍，然后介紹了同步發電機勵磁控制系統的國內外發展狀況及趨勢，提出了基于數字信號處理器 TMS320F2812 控制的絕緣柵雙極晶體管(IGBT)微機勵磁系統的結構和設計方案。 在詳細解釋功率器件 IGBT 和控制器件TMS320F2812芯片基礎上，提出了勵磁系統的主要硬件設計及軟件實現方法；完成了IGBT勵磁裝置主回路和 IGBT 保護及驅動單元的設計；進行調節器硬件設計，給出了硬件原理圖和軟件流程圖；利用TMS320F2812芯片強大的數據處理能力和豐富的片內外設和高速的實時處理能力，用單片系統結構實現了交流采樣、變速積分 PID控制算法、PWM功率調節和系統保護等功能。TMS320F2812芯片的引入，大大簡化了勵磁控制器的硬件結構，提高了勵磁系統的抗干擾能力和可靠性。 最后，為驗證所設計的勵磁調節器的有效性和控制效果，采用 MATLAB 中 SIMULINK 仿真平臺，設計了勵磁控制系統各環節的仿真模型。仿真結果表明，采用 TMS320F2812的同步發電機IGBT勵磁系統具有響應快速、調節靈敏、控制性能優良等特點。
上傳時間： 2013-07-29
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在早期階段，直流調速系統在傳動領域中占統治地位。然而，從60年代后期開始，交流電動機在工業應用領域正在取代直流電動機，交流傳動變得越來越經濟和受歡迎。永磁交流伺服系統作為電氣傳動領域的重要組成部分，在工業、農業、航空航天等領域發揮越來越重大的作用。永磁同步電動機以其特點廣泛應用于中小功率傳動場合，成為研究的重要領域。然而，永磁同步電動機具有較大的轉動脈動，而對于這些應用場合，轉矩平滑通常是基本要求。因此，對永磁交流伺服系統的應用，必須考慮其轉矩脈動的抑制問題。本文針對電機傳動系統中參數變化對電機性能的影響，以永磁同步電機為例，圍繞如何通過參數辨識來提高永磁同步電動機的控制性能，借助自行開發的全數字永磁交流伺服系統平臺，對永磁同步電動機的磁場定向控制，參數辨識，神經網絡和擴展卡爾曼濾波在控制系統中的應用，抑制轉矩脈動，提高系統性能幾個方面展開深入的研究。 本文從永磁同步電動機及其控制系統的基本結構出發，對通過參數辨識抑制轉矩脈動進行了較為細致的分析。針對不同情況，通過改進電機的控制系統，提出了多種參數辨識方法。主要內容如下： 1、基于定子磁鏈方程，建立了永磁同步電動機的一般數學模型。經坐標變換，得出在靜止兩相（α—β）坐標系和旋轉兩相（d—q）坐標系下永磁同步電動機電壓方程和轉矩方程。 2、分析了永磁同步電動機id=0矢量控制系統的工作原理，介紹了永磁同步電動基于磁場定向的矢量控制的基本概念。經對永磁同步電動機系統進行分析，推導并建立了id=0控制時整個電機系統的數學模型。 3、基于超穩定性理論的模型參考自適應控制原理，設計了一種模型參考自適應控制系統，考慮電機參數的時變性，對永磁交流伺服系統的繞組電阻和電機負載轉矩辨識進行了研究，以保持系統的動態性能。利用Matlab/Simulink建立仿真模型，對控制性能進行了驗證，仿真實驗證明這種方法的可行性。 4、人工神經網絡具有很強的學習性能，經過訓練的多層神經網絡能以任意精度逼近非線性函數，因此為非線性系統辨識提供了一個強有力的工具。本章針對永磁同步電機提出了一種以電機輸出轉速為目標函數的神經網絡控制方案，同時應用人工神經網絡理論建立和設計了負載轉矩擾動辨識的算法以及相應的控制系統的補償方法，并應用MATLAB軟件進行了計算機仿真，仿真證明和傳統的控制方法相比，以電機輸出轉速為指導值和目標函數的神經網絡控制方案能有效地提高神經網絡的收斂速度，能有效地改善控制系統的動態響應，具有跟蹤性能好和魯棒性較強等優點。 5、電機的參數會隨著溫升和磁路飽和發生變化，需進行在線實時辨識。本文利用電機的定子電流、電壓和轉速，采用遞推最小二乘法進行在線參數辨識，該方法不需要觀測的磁鏈信號，消除了磁鏈觀測和參數辨識的耦合。電機狀態方程由于存在狀態變量的乘積項，對電機參數辨識以后，仍然是非線性方程，為了對電機狀態方程進行狀態估計，得到電機的參數辨識值，本文采用擴展卡爾曼濾波進行狀態估計，對以上方法的仿真實驗得到了滿意的結果。 6、本文基于數字電機控制專用DSP自行開發了全數字永磁交流伺服系統平臺，通過軟件實現擴展卡爾曼濾波對電阻和磁鏈的估計，以及基于磁場定向的空間矢量控制算法，獲得了令人滿意的實驗結果，證明擴展卡爾曼濾波算法對電阻和磁鏈的實時估計是很準確的，由此構成的永磁交流伺服系統具有良好的靜、動態性能。
上傳時間： 2013-07-28
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