磁悬浮反作用飞轮高精度力矩控制

为提高磁悬浮反作用飞轮输出力矩精度,针对传统控制方法下永磁无刷直流电机非理想反电势和换相引起的转矩脉动,分别提出补偿控制策略。非换相期间,根据转速和位置信息,估计实时反电势来获取参考电流,通过设计的力矩控制器直接计算出调制占空比以补偿非理想反电势引起的力矩脉动;分析全转速范围内换相期间转矩波动的特点,分别提出低速区非换相相调制和中高速区间关断相调制的换相转矩脉动抑制策略,并给出换相时间的计算方法。实验表明所提控制方法显著提高了飞轮的输出力矩精度,从而验证了方法的正确性和有效性。     

基于固定鸭舵的单通道控制研究

针对固定鸭舵弹道修正组件在旋转稳定榴弹中的应用问题,介绍了固定鸭舵的结构组成及工作原理。在分析双转式永磁无刷直流电机控制系统组成的基础上,建立了双转永磁无刷直流电机的数学模型,提出了一种电流、转速双闭环单通道滚转控制策略。通过双轴仿真测试转台,对电机控制效果及模拟飞行进行了模拟实验与测试,结果表明:该方式控制效果较好,控制精度较高,能够满足弹药简易制导的要求。     

笼型转子无刷双馈电机d-q模型与控制特性仿真

无刷双馈电机是一种新型的适于变频调速系统使用的电机,其结构型式和工作原理与传统交流电机相比具有较大的区别.针对转子结构为笼型短路绕组的无刷双馈电机,建立了其在转子旋转坐标轴下的d-q数学模型,导出了电磁转矩表达式,并应用该模型对该类电机的控制特性进行了仿真研究,仿真结果验证了模型的正确性.     

无位置传感器开关磁阻电机的转子位置检测与启动

提出了一种检测无位置传感器开关磁阻电机(SRM)无迟滞启动转子初始位置的估算方法,通过向电机定子相绕组注入瞬时(0.5 ms)测试脉冲来准确估算转子初始位置,从而实现转子处于任何位置时的无迟滞启动,详细的仿真分析证实了该方法的可行性,并且实验效果较好,进一步证实了该方法的有效性。     

基于ARM+FPGA的永磁无刷直流电机控制智能方法

永磁无刷直流电机具有效率高、易维护等特点，目前广泛应用于电动汽车、航空、船舶等行业。由于该种电机存在着转矩波动大等不足，为提升其控制性能，从控制平台改进与控制算法优化两个方向开展研究。首先，研究并设计了基于ARM+FPGA的电机控制硬件平台，使用AXI高速数据交互协议，解决了传统电机控制平台中延时较大、算法能力有限的问题；然后，使用基于径向基神经网络的磁场定向控制智能算法实现了对电机的精确控制；最后，通过仿真和实验与磁场定向控制方案进行了对比，结果表明：采用基于ARM+FPGA的永磁无刷直流电机控制智能方法，其调节时间平均缩短了3.22 ms,超调量平均降低了4.35%,提高了BLDC控制精度和运行性能。     

基于dsPIC30F5015的无刷直流电机控制系统

根据管道探测机器人电机驱动控制要求和当前数字控制技术水平状况,提出了以dsPIC30F5015芯片为核心的无刷直流电机数字信号控制系统,并介绍了该控制器的系统功能、电机控制PWM模块工作原理、传感器译码、外围电路设计以及驱动控制系统的软件开发。实践证明该驱动控制系统安全可靠。     

小型单相同步发电机的复励式励磁系统研究

通过对小型单相同步发电机普通无刷励磁系统原理说明、存在问题分析,提出了一种电流互感器式复励式励磁系统方案。通过实验仿真结果表明,电流互感器式复励式励磁系统能够提高同步发电机响应速度,改善电机瞬态电压调整率动态性能指标,解决了小型单相同步发电机普通无刷励磁系统存在的问题。     

永磁磁通控制型混合励磁开关磁阻优化设计

针对开关磁阻电机低功率密度和低材料利用率的问题,为了进一步优化电机的转矩特性,将永磁体应用在开关磁阻电机之中,设计了一台三相12/10极永磁磁通控制型混合励磁开关磁阻电机。在分析该电机结构和工作原理的基础上,采用电机设计理论对该电机进行结构设计,并且采用有限元软件进行仿真。在瞬态场条件下验证了该模型的正确性,在稳态场条件下仿真得到电感特性曲线、磁链特性曲线和转矩特性曲线,建立了精确的非线性模型。仿真结果表明该电机的转矩特性得到了明显提高。最后,采用遗传算法对电机主要结构参数进行了多目标优化设计,进一步提高了该电机的平均转矩并降低其转矩脉动。     

有压差下全接触刷式密封迟滞特性数值研究

刷式密封迟滞特性引起的泄漏问题、摩擦磨损问题及流动换热问题较为突出。刷式密封迟滞特性数值模型呈现接触对多、刷丝大变形的特点,存在非线性程度较高、收敛性较差的问题。提出了基于有限元软件ABAQUS的刷式密封迟滞特性求解模型,考虑刷丝之间接触、刷丝与背板接触、刷丝与转子之间接触,引入阻尼提高模型收敛性。在数值计算与实验结果、理论计算对比验证的基础上,研究了刷丝自由端长度、刷丝直径、刷丝倾斜角度以及上下游压差对迟滞特性和接触力最大值的影响程度。研究结果表明：随着上下游压差、直径的增大,刷式密封迟滞特性呈现增加的趋势,而刷丝倾角的增加导致迟滞特性呈现递减的趋势,刷丝自由端长度的改变对迟滞特性的影响较小;刷丝直径是影响刷丝与转子之间接触力最大值的主要因素,刷丝倾斜角度对接触力最大值有一定程度影响。上述研究为分析刷式密封迟滞特性提供了理论依据,为降低迟滞特性提供了参考。     

“电机统一理论”在电机控制中的作用

直流电机在恒速时其电压方程为常系数的线性微分方程,在电机控制中能进行快速的转矩和磁通控制。而异步电机是一个多变量、强耦合、非线性的时变参数系统,很难直接通过外加信号准确控制电磁转矩。但若以转子磁通这一旋转的空间矢量为参考坐标,应用"电机统一理论",利用从静止坐标系到旋转坐标系之间的变换,则可以把定子电流中的励磁电流分量与转矩电流分量变成标量独立开来,进行分别控制。这样,通过坐标变换重建的电机模型就可等效为一台直流电机,从而可像直流电机那样进行快速的转矩和磁通控制,给电机控制系统带来新的契机。