开关磁阻电机(SwitchedReluctanceMotor,SRM)具有结构简单、工作可靠、效率高和成本较低等优点,在很多领域都显示出强大的竞争力,但是位置传感器的存在不仅削弱了SRM结构简单的优势,而且降低了系统高速运行的可靠性,增加了成本,探索实用的无位置传感器检测转子位置的方案成为开关磁阻电机驱动系统(SwitchedReluctanceMotorDrive,SRD)研究的热点。SRM高度非线性的电磁特性决定了在精确的数学模型基础上实现无位置传感器控制十分困难,而人工神经网络的出现为解决这个问题提供了新的思路。径向基函数(RadialBasisFunction,RBF)神经网络是一种映射能力极强的前向型神经网络,具有收敛速度快、全局逼近能力强等优点。本文提出一种利用自适应RBF神经网络对SRM进行控制的新方法,所采用的RBF神经网络以电机绕组的相电流、磁链作为输入,转子位置作为输出,通过离线和在线相结合的方法对网络进行训练,建立SRM电流、磁链与转子位置之间的非线性映射,从而实现SRM的无位置传感器控制。 常规的PID控制以其结构简单、可靠性高、易于工程实现等优点至今仍被广泛采用。在系统模型参数变化不大的情况下,PID控制效果良好,但当被控对象具有高度非线性和不确定性时,仅靠PID调节效果不好。对于SRM,它的电磁关系高度非线性,固定参数的PID调节器无法得到很理想的控制性能指标。论文提出了一种基于RBF神经网络在线辨识的SRM单神经元PID自适应控制新方法。该方法针对开关磁阻电机的非线性,利用具有自学习和自适应能力的单神经元来构成开关磁阻电机的单神经元自适应控制器,不但结构简单,而且能适应环境变化,具有较强的鲁棒性。同时构造了一个RBF网络对系统进行在线辨识,建立其在线参考模型,由单神经元控制器完成控制器参数的自学习,从而实现控制器参数的在线调整,能取得更好的控制效果。 仿真及实验结果表明,自适应RBF神经网络能够实现电机的准确换相,从而实现了电机的无位置传感器控制;基于RBF神经网络在线辨识的单神经元自适应控制能够达到在线辨识在线控制的目的,控制精度高,动态特性好,具有较好的自适应性和鲁棒性。
上传时间: 2013-04-24
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无刷直流电机具有输出转矩大、调速性能好、运行可靠等一系列优点,具有广泛的应用前景,其传统的理论分析及设计方法已经比较成熟。它的进一步推广和应用,在很大程度上有赖于对其控制策略的研究。本文主要研究了无刷直流电机的速度控制问题。 无刷直流电机是一种多变量和非线性的控制系统,传统的控制方法很难满足对它的精确控制。近代模糊控制理论在无刷直流电机的控制中得到了广泛的应用,提高了控制系统的性能。但是,在模糊控制器控制规则优化和参数在线调整方面还存在着许多不足。针对这些问题,本文提出了一种使用遗传算法优化的模糊控制器,并且应用到无刷直流电机的控制中。系统采用双闭环控制,内环采用电流负反馈对电机转矩进行调节;外环应用模糊控制器进行速度控制,通过遗传算法离线优化模糊控制规则和在线调节模糊控制器的参数以提高系统的动态性能。同时本文使用Matlab和电机仿真软件VisSim对无刷直流电机的速度控制进行了软件仿真。 数字信号处理器(DSP)是一种高速的信号处理芯片,近几年在电机控制领域得到了广泛的应用。本文以TI公司的TMS320LF2407控制器为基础,介绍了DSP在无刷直流电机控制中常用的应用技术。同时为了降低系统开发设计的复杂性,提高控制系统的可靠性以及软件开发的快速性,本文将嵌入式操作系统移植到DSP中,并在该操作平台上开发出高效的控制算法。 实验结果表明,通过遗传算法优化的模糊控制器对无刷直流电机模型的不确定性和负载变化具有较强的适应性和鲁棒性,而且控制系统具有较好的动态性能。
上传时间: 2013-06-12
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音圈电机(VoiceCoilMotor,简称VCM)是特种直线电机,其工作原理与扬声器的音圈类似。其最突出的特点是体积小、重量轻,动作速度快,可以达到很高的定位精度,推力均匀。自从问世以来,广泛的应用在计算机存储设备、航天仪器(例如航天制冷机)、精密测距仪器(例如霍尔位移测量装置)、精密车床以及移动电话中。目前,生产出的VCM电机广泛应用于消费类和生产类市场,特别是高档家用电器和计算机中。 针对目前我国VCM结构设计的不足及工艺的落后,本文结合现有的加工工艺,研究永磁VCM的设计及结构优化,具体内容如下: 首先,介绍VCM工作原理,以及内磁式与外磁式、长音圈与短音圈、动圈式与动铁式、直线式与摇臂式等不同结构VCM及相应特点,阐述了力矩常数的意义及其对电机性能的影响,并详细介绍了VCM在光盘驱动器、硬盘驱动器,以及在电刷试验台(提供静压力)中的典型应用。 其次,从电机电磁场的基本理论出发,介绍有限元及其在电磁场仿真计算中的应用,并采用有限元软件ANSYS,结合实际算例,对VCM进行建模和仿真。 再次,文中详细介绍了永磁VCM的设计过程,提出了设计方法以供参考,其中包含了定量计算,包括了永磁体材料的选择、体积的计算,音圈的设计(匝数计算及选型),以及电机整体的机械结构设计。 最后,结合设计VCM应当遵循的原则,提出了若干结构优化设计方案。在理论推导和分析的基础上,结合仿真软件ANSYS,对几种结构分别进行了电机电磁场以及电机性能的仿真分析,其中包括:采用钕铁硼永磁的单励磁结构VCM与传统铁氧体VCM的性能差异;增加极靴对VCM性能影响;增加短路环及变换结构对VCM动态响应速度的影响等。
上传时间: 2013-06-10
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永磁同步电机(PMSM)是一种性能优越、应用领域广阔的电机,其传统的理论分析与设计方法已比较成熟。它的进一步推广应用,在很大程度上有赖于对控制策略的研究。实践中,使用通用变压变频(VVVF)变频器来驱动没有阻尼绕组的永磁同步电动机开环运行时,有时电机的运行频率超过某一频率,系统就会变得不稳定,甚至导致系统失步。本文研究了无位置传感器的永磁同步电机的速度控制问题。 论文提出了一种将推广卡尔曼滤波(EKF)原理应用于永磁同步电机无位置传感器调速系统的方法。对永磁同步电机的数学模型和卡尔曼滤波原理作了详细的分析,在dq转子同步坐标系中应用推广卡尔曼滤波算法,对永磁同步电机的转角和转速进行实时在线估计。所选取的滤波算法只需测量电流和逆变器直流母线电压,具有不改造电机、可靠性高和经济耐用的优点。利用在线估计出的转速和电流实现转速电流双闭环的永磁同步电机矢量控制。同时还提出了基于磁饱和原理的永磁转子初始位置的检测方法。针对转子磁场定向方式及矢量控制方案,采用了空间矢量脉宽调制方法对系统进行控制,此方法可以输出任意给定位置的电压矢量,在不增加功率管开关频率和不增加系统复杂性的前提下,明显提高电机的调速性能。 在Matlab6.5环境下进行的系统仿真实验表明,所提出的位置估计算法和控制方法具有优良的转角跟踪特性和速度控制性能,同时系统具有较强的抗负载扰动性能和较好的鲁棒性。实验结果表明本文的方法达到了预期的效果。
上传时间: 2013-04-24
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汽车电机经常在低温(零下40℃)下工作。在低温下,电机会产生两个在常温下所没有的现象,即起动阻力矩过大和空载运行时尖啸。起动阻力矩过大会导致电机起动困难;而低温尖啸会导致过大的噪声和轴承的快速磨损。本论文对这两个现象进行了研究。研究方法是将电机理论与转子动力学和润滑理论相结合,以转子和它的磁场所构成的机电耦合系统为研究对象,以转子/轴承支撑系统为研究重点,全面分析了低温对这个系统的影响。研究结果表明:这两个现象产生的本质是相同的,都是机电耦合系统在低温下发生变化的结果。首先是低温下电磁场发生变化,导致转子所受的电磁力增加,使低温下的齿槽定位转矩变大,在电机不转动时就表现为恒定阻力矩增大,在电机转动时就表现为转子振动的加剧。其次是转子/轴承支撑系统在低温下发生了变化,低温下润滑油粘度变大以及转子/轴承之间的配合情况恶化,使得轴承
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上传时间: 2013-04-24
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论文根据系统具体控制对象将多电机独立驱动电动车的操稳性控制划分为间接稳定性控制与直接稳定性控制两大类,前者以优化车轮和路面的相对运动为目标;而后者直接以整车运动状态参量为调节对象.针对双电机前轮驱动EV,提出了基于自由轮转速信息的驱动防滑控制.分析了汽车转向过程的差速动力学原理,在Ackermann-Jeantand转向侧几何模型下讨论了理想差速过程中车轮驱/制动转矩变化应满足的条件.根据上述分析提出了一种双模式转矩分配电子差速器设计思路.分析了直接横摆力偶矩的产生与简化的转矩分配方法.基于零侧偏理想模型设计了双电机EV的前馈直接横摆力偶矩控制器并进行数值仿真,结果显示该方法能一定程度改善操稳性,但控制效果受系统非线性影响较大.提出应用隐模型跟踪最优控制理论的DYC控制策略,设计了控制器并进行仿真计算,证明此控制方法能在降低质心侧偏的同时保证横摆角速度响应的稳定、平滑、快速,并能适应不同路面情况.通过仿真讨论前驱动或后驱动布局与DYC控制效果的关系以及系统对汽车质心参数变化的适应性.设计并改装了双电机前轮独立驱动试验车.初步试车中该车转向与加速皆运行良好,以此为基础未来可进行控制策略实车测试.
上传时间: 2013-04-24
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在永磁直流电机中,即使电枢绕组不通电,由于永磁体产生的磁场同电枢铁芯的齿槽相互作用而产生转矩,即齿槽定位力矩(CoggingTorque)。定位力矩使电机输出转矩波动,产生振动及噪声。文中阐述了产生定位力矩的原理,综述了包括德昌电机公司的技术在内的抑制定位力矩的方法和研究现状。抑制定位力矩的方法,主要就是减小电枢旋转过程中气隙中磁场能量的变化。 文中以少槽永磁直流电机为例,通过有限元分析,以及DOE实验验证,对转子冲片增加辅助凹槽、充磁方式和转子冲片不同类型对定位力矩的影响进行了研究,深入分析了冲片辅助凹槽对抑制少槽永磁直流电机定位力矩的作用,结果表明,同一冲片上在对称位置上排布辅助凹槽能取得很好的效果,而以冲片中心线对称地加两个辅助凹槽时,辅助凹槽角度不同作用不同。对不同冲片,适合的辅助凹槽角度也是不同的。文中找出了一个较成熟的抑制少槽永磁直流电机定位力矩的系统方法,给出了生产中实用的抑制方法,同时通过实验给出了这些方法对电机性能的影响。 DOE方法能从不同因素中找出对定位力矩起主要作用的变异因素,并且寻找到各变异因素之间的影响作用,给出抑制定位力矩各变量的最佳组合,相比现时生产中的方法,该组合可将定位力矩降低70%。
上传时间: 2013-07-10
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本文介绍了在步进电机驱动器中利用IR2110S完成mosfet驱动的设计,并给出试验结果。关键词 步进电机;mosfet 驱动器
上传时间: 2013-08-01
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简单易实现,H桥式电机驱动电路 图4.12中所示为一个典型的直流电机控制电路。电路得名于“H桥式驱动电路”是因为它的形状酷似字母H。4个三极管组成H的4条垂直腿,而电机就是H中的横杠
上传时间: 2013-05-30
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提出了一个由AT89C52单片机控制步进电机的实例。可以通过键盘输入相关数据, 并根据需要, 实时对步进电机工作方式进行设置, 具有实时性和交互性的特点。该系统可应用于步进电机控制的大多数场合
上传时间: 2013-04-24
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