无传感器控制

摘要： 依靠模型预测控制(MPC)对多个控制目标、变量和约束控制时,具有直观、简单的特点,在众多先进电机控制算法中脱颖而出,在未来的PMSM控制中必将占有重要并且主导的地位。对电机处于低、零速运行的工况状态下,设计了一种基于MPC算法设计的电机低速运行状态的电流控制方式。基于电机同步旋转坐标系下的数学模型,通过给定的电流与位置跟踪控制器得到的转子运行位置和转动速度计算得出电压矢量,然后采用SPWM控制策略将给定的电压矢量转换为电机扇区的开关信号,从而控制电机的转动。最后根据仿真结果,可以知道模型预测控制算法能够有效的控制电流环的动态性能和稳态精度。

摘要： 针对永磁同步电机矢量控制中存在的霍尔传感器故障问题,基于无传感器技术提出一种电机容错控制算法。根据霍尔脉冲序列进行故障与速度检测,采用脉振高频电压注入法与sigmoid新型滑模观测器实现低速、中高速范围容错控制,结合加权函数实现2种无传感器算法的有效过渡,并采用线性电角度补偿方法减少霍尔传感器模式与无传感器模式切换过程的抖振。结果表明,该容错控制算法能在霍尔传感器故障状态下维持电机的稳定运行。

摘要： 为增强直流微电网储能系统无传感器功率控制的稳定性,克服通信延迟对储能系统稳定控制的影响,该文采用离线训练人工神经网络(artificial neural networks,ANN)方法,提出一种适用于直流微电网中储能系统变流器的新型功率控制策略。该控制策略能够有效应对可再生能源的强波动性,减少传感器数量,从而极大降低微网内传感器的安装成本。此外,它还简化控制系统结构,并在提升系统的可靠性和控制效果方面具有明显优势。最后,在Matlab/Simulink中进行离线和在线时域仿真。仿真结果表明:相对于实测值,该文所提方法可将延迟时间缩小18.3%,震荡减小35.8%,百分比误差量缩小4.5%。

摘要： 针对转子磁钢内埋式永磁同步电动机(PMSM)无速度传感器控制系统,提出一种新型转子初始位置检测方法。该方法通过注入高频旋转电压,在定子绕组中产生包含转子空间位置信息的高频电流。与传统高频注入法不同的是,采用离散傅里叶变换(DFT)对高频电流进行解调。避免了传统外差法解调时使用大量滤波器造成信号相位延迟,同时该方法与注入信号初始相位无关,相比于外差法,提取出的转子位置角度更精确,而且结构简单非常适用于数字系统。仿真和基于dSPACE实验平台上验证了该方法的有效性与可行性。

摘要： 针对传统滑模观测器的反电动势估计值中的抖振和低次谐波问题,提出基于频率自适应复系数滤波器的超扭曲滑模观测器。超扭曲滑模观测器中的超扭曲函数代替了传统滑模观测器中的不连续切换函数,削弱了传统滑模观测器中的抖振问题。为滤除反电动势中的低次谐波,在超扭曲滑模观测器的基础上加入自适应复系数滤波器,利用其在中心频率处没有相移和幅度衰减的特性,抑制反电动势中低次谐波。在理论分析基础上搭建Simulink仿真模型,对所提的改进的滑模观测器结构进行仿真实验验证,通过仿真结果进行对比分析,证实了所提方法的有效性。

摘要： 在采油过程中,潜油泵需要拖拽长功率电缆工作在500~2000 m的井下,由于电机的阻抗与动力电缆阻抗匹配问题会在电机端产生高于直流母线电压两倍的过压,而且井下工作环境复杂,电磁干扰严重,不适合安装位置传感器等精密器件。为了解决这些问题,并满足低速大扭矩工况的要求,提出了一种用于潜油泵的永磁同步电动机无传感器控制方法。设计了基于高频旋转电压注入的凸极永磁同步电机无传感器控制方法,并提出了一种基于长电缆模型的电机端子电压/电流观测器,通过采集逆变器端的电压、电流来估计电机端电压、电流的实际值。采用三电平逆变器通过长动力电缆为永磁同步电机潜水泵提供能量,相比于两电平逆变器,可以有效抑制电机端子过电压,能够有效降低电机产生的热量,减少采油时的能源消耗。通过对整个系统建模,利用仿真软件对控制算法进行了验证。

摘要： 步进电机开环控制结构简单,但定位精确度低、扭矩脉动大、能效低;闭环磁场定向控制定位精确度高、扭矩脉动小、能效高,但存在结构复杂且计算量大等问题,为此提出了低速和中高速分别采用微步和基于滑模观测器实现的无位置传感器的混合控制策略。首先,根据滑模变结构理论设计滑模观测器并实现了传统无传感器速度控制,观测器估计的转速提供给级联控制的外部速度环以实现速度闭环,而估计的转子位置提供给内部派克及逆派克变换来完成FOC;其次,提出在固定及旋转坐标系下不需进行坐标变换的新无传感器控制方案,由于无需使用派克和逆派克变换,降低了计算量,算法可以运行在低端微控制器,此外,低速时使用开环微步来提高定位精确度;最后,搭建实验平台并通过速度跟踪实验验证了新方案的有效性。

摘要： 针对传统的永磁同步电机I/f控制方法具有给定电流无法调节、系统效率低等缺点,课题组提出了一种改进的控制策略。将I/f控制方法与高频方波注入法相结合,并对转子位置角提取算法进行简化,通过对虚拟的δ轴电流处理获取虚拟轴系与实际轴系间的误差角θ_(err),省去了观测器/锁相环环节。此方法下,对电机的给定电流实现了闭环可控,提高了电机电流的使用率,改进了系统的控制效率,简化了复杂的信号处理运算与参数整定过程。最终通过实验结果证明,该方法在电机的启动至稳态、负载突变时均具有良好的控制性能。

摘要： 针对PMSM转子位置和转速估计精度不足的问题,提出了一种基于五阶CKF算法的PMSM无传感器控制方法,并将其应用于EPS系统的助力控制中。首先,建立了基于PMSM的EPS系统离散数学模型;其次,介绍了基于五阶球面-容积方法,推导了五阶CKF算法,并基于五阶CKF算法实现了对PMSM转子位置和转速的精确估计;最后,将基于五阶CKF算法的PMSM无传感器控制应用于EPS系统之中,构建了基于五阶CKF算法的PMSM无传感器控制的EPS助力控制系统。通过Carsim/Simulink联合仿真,对提出的控制算法进行了验证,结果表明该算法能够改善EPS系统的助力控制效果。

摘要： 针对永磁同步电机全速域的无传感器控制,在不同的速度范围有着不同的控制策略,而保证不同速域控制策略的平滑切换是实现全速域稳定运行的前提。本文低速域采用恒电流变频(I/F)控制策略,中高速域通过改进滑模观测器准确获取转子位置,并且在高速域时采用弱磁控制使电机有更宽的调速范围。为了实现高低速域的快速平稳切换,提出了一种d,q轴电流同时变化并且保持总电流不变化的改进切换策略,使电机从开环控制直接切换至最大转矩电流比运行,切换过程平滑无冲击。仿真结果证明了本文提出的改进切换策略的可行性。

摘要： 针对永磁同步电机传统高频信号注入法产生噪声的问题,研究一种基于随机高频注入法的无传感器控制策略.本方法通过随机注入两种频率高频信号代替传统方法中注入固定频率高频信号方式,实现在不降低电机转子位置信息估算精度的前提下,削弱由高频电压注入而引起的噪声.最后,通过2.2kW内置式永磁同步电机对拖实验平台验证了所研究无位置传感器控制策略的有效性.

摘要： 三相永磁同步电动机(PMSM)的无传感器控制方法易受三次谐波的影响,无法直接应用于五相PMSM中,针对这一问题,本文提出了一种基于滑模观测器(SMO)的五相PMSM无传感器控制方案.基于五相PMSM模型设计了电流观测器,用饱和函数代替了传统SMO常用的符号函数作为其切换函数,以减小滑模抖动并获得准确的反电势信号.设计了反电势观测器来估计转子速度和位置信号,消除了传统SMO所必需的低通滤波器和相位补偿单元,提高了速度和位置信号的估计精度.同时,利用李雅普诺夫稳定性准则,证明了所设计的SMO的稳定性.系统仿真结果证明了该方案是有效可行的,对扰动表现出了良好的动态响应特性.

摘要： 为了解决凸极永磁同步电机低速和零速时的转子位置估计问题,本文提出了一种载波注入的无传感器控制方法.在电机定子端注入高频正弦载波电压信号,利用空间凸极跟踪技术,从载波电流中取出位置估计的误差信号,再经过卡尔曼滤波器的处理,得到位置和速度估计信息.载波的恢复即高频信号的解调则通过一个带有外差作用的二阶低通滤波器来实现.仿真结果证实了这种方法的可行性。

摘要： 针对永磁同步电机(PMSM)无传感器控制问题,设计了一种改进的滑模观测器(SMO).通过用参数可调的双曲正切函数取代常规滑模观测器中的开关函数.在有效削弱系统"抖动"的同时,去除了低通滤波器与截止频率整定环节,减少了实际应用中的计算量.采用Lyapunov稳定性理论推导了改进后的观测器对参数摄动和不确定因素有很强的鲁棒性。仿真结果验证了该观测器的有效性。证明

摘要： 提出了以低成本的8位单片机结合可编程逻辑器件(PLD)作为无传感器无刷直流电动机控制系统核心的方法。分析了换相控制中偏离"最佳换相逻辑"的原因,并提出了相应的软件补偿方法。系统采用PWM闭环调速的方法,根据无刷直流电机的动态数学模型,利用MATLAB/SIMLINK对无刷电机和调速环节进行建模,通过仿真结果验证了系统闭环调速的可行性。最后通过实验波形验证了整个控制系统的合理性。

摘要： 轨道交通车辆中的牵引传动系统,在运行过程中常常需要关断逆变器脉冲让车辆惰行以节约能源,惰行结束后重新开启逆变器.本文在无位置传感器的条件下,研究了永磁同步牵引电机断电后的带速重投方法.在惰行结束之前,控制逆变器使电机定子短时短路,根据短路电流矢量可估计电机转子在重投时刻的位置,惰行结束电机重投后则采用一种改进的定子磁链法估计转子位置及速度.仿真与实验结果表明此方法能够在惰行期间准确估计电机的转子位置和转速,并顺利完成永磁同步牵引电机的带速重投.

摘要： 轨道交通车辆中的牵引传动系统,在运行过程中常常需要关断逆变器脉冲让车辆惰行以节约能源,惰行结束后重新开启逆变器.本文在无位置传感器的条件下,研究了永磁同步牵引电机断电后的带速重投方法.在惰行结束之前,控制逆变器使电机定子短时短路,根据短路电流矢量可估计电机转子在重投时刻的位置,惰行结束电机重投后则采用一种改进的定子磁链法估计转子位置及速度.仿真与实验结果表明此方法能够在惰行期间准确估计电机的转子位置和转速,并顺利完成永磁同步牵引电机的带速重投.

摘要： 轨道交通车辆中的牵引传动系统,在运行过程中常常需要关断逆变器脉冲让车辆惰行以节约能源,惰行结束后重新开启逆变器.本文在无位置传感器的条件下,研究了永磁同步牵引电机断电后的带速重投方法.在惰行结束之前,控制逆变器使电机定子短时短路,根据短路电流矢量可估计电机转子在重投时刻的位置,惰行结束电机重投后则采用一种改进的定子磁链法估计转子位置及速度.仿真与实验结果表明此方法能够在惰行期间准确估计电机的转子位置和转速,并顺利完成永磁同步牵引电机的带速重投.

摘要： 轨道交通车辆中的牵引传动系统,在运行过程中常常需要关断逆变器脉冲让车辆惰行以节约能源,惰行结束后重新开启逆变器.本文在无位置传感器的条件下,研究了永磁同步牵引电机断电后的带速重投方法.在惰行结束之前,控制逆变器使电机定子短时短路,根据短路电流矢量可估计电机转子在重投时刻的位置,惰行结束电机重投后则采用一种改进的定子磁链法估计转子位置及速度.仿真与实验结果表明此方法能够在惰行期间准确估计电机的转子位置和转速,并顺利完成永磁同步牵引电机的带速重投.

摘要： 轨道交通车辆中的牵引传动系统,在运行过程中常常需要关断逆变器脉冲让车辆惰行以节约能源,惰行结束后重新开启逆变器.本文在无位置传感器的条件下,研究了永磁同步牵引电机断电后的带速重投方法.在惰行结束之前,控制逆变器使电机定子短时短路,根据短路电流矢量可估计电机转子在重投时刻的位置,惰行结束电机重投后则采用一种改进的定子磁链法估计转子位置及速度.仿真与实验结果表明此方法能够在惰行期间准确估计电机的转子位置和转速,并顺利完成永磁同步牵引电机的带速重投.

摘要： 本发明涉及电力变换装置、电力变换装置的控制方法、无旋转传感器控制装置以及无旋转传感器控制装置的控制方法。提供能够降低PWM控制时的电磁噪声的电力变换装置、电力变换装置的控制方法、无旋转传感器控制装置、无旋转传感器控制装置的控制方法以及控制程序。实施方式的电力变换装置具备载波发生部、设定部、PWM信号发生部和电力变换部。载波发生部在规定的持续时间的期间，产生规定的设定载波频率的载波。设定部随机地设定持续时间，并且将相互不同的多个载波频率中的某一个载波频率设定为设定载波频率。PWM信号发生部根据在载波发生部中产生的载波，产生PWM信号。电力变换部根据PWM信号，进行电力变换，供给到负载。

摘要： 一种电启动器系统包括无刷交流(AC)启动马达，其选择性地耦合到发动机并具有带转子位置的转子。位置传感器产生指示转子位置的测量的位置信号。控制器与传感器通信。控制器具有无传感器逻辑，例如BEMF、电感或高频信号注入方法，用于产生估计的转子位置。控制器执行一种方法，其中在低于启动马达的阈值速度时，控制器使用测量的位置信号校准无传感器逻辑，并使用测量的位置信号控制启动马达的转矩操作。在高于阈值速度时，仅使用估计的转子位置来控制转矩操作。一种动力系包括发动机、变速器、驱动轴和负载、以及电启动器系统。

摘要： 实施方式的电力变换装置的设定部随机地设定持续时间，并且将相互不同的多个载波频率中的某一个载波频率设定为设定载波频率。由此，载波发生部在规定的持续时间的期间，产生规定的设定载波频率的载波。然后，PWM信号发生部根据在载波发生部中产生的载波，产生PWM信号，电力变换部根据所产生的PWM信号，进行电力变换并供给到负载。

摘要： 传感器网络系统（1000）包括多个传感器节点（1100、...），该传感器网络系统以下面这样的方式确定所述多个传感器节点中的每一个的父节点，即，形成具有将所述多个传感器节点中的相应传感器节点用作其节点的树结构的网络拓扑。此外，该传感器网络系统以下面这样的方式形成网络拓扑，即，对于所述多个传感器节点中的每一个，使该传感器节点的子节点的数目接近于通过使作为单个分组能够包含的传感器数据的最大数的最大包含数与自然数相乘所获得的值（1200）。

摘要： 传感器单元(2)可以具备惯性传感器(22)、电波传感器(21)以及控制部(23)。控制部(23)可以根据由惯性传感器(22)检测出的重力方向，控制电波传感器(21)的电波的发送功率。

摘要： 一种电启动器系统包括无刷交流(AC)启动马达，其选择性地耦合到发动机并具有带转子位置的转子。位置传感器产生指示转子位置的测量的位置信号。控制器与传感器通信。控制器具有无传感器逻辑，例如BEMF、电感或高频信号注入方法，用于产生估计的转子位置。控制器执行一种方法，其中在低于启动马达的阈值速度时，控制器使用测量的位置信号校准无传感器逻辑，并使用测量的位置信号控制启动马达的转矩操作。在高于阈值速度时，仅使用估计的转子位置来控制转矩操作。一种动力系包括发动机、变速器、驱动轴和负载、以及电启动器系统。

摘要： 一种用于单电流传感器系统的方波注入无位置传感器控制方法，通过设计一种边沿对齐式脉冲宽度调制方法，准确采样出方波电压注入下的相电流，并计算出差分电流，输入至锁相环，可以估计转子位置和速度。同时可以利用正、负脉冲，采用所提边沿式脉宽调制电流采样方法，辨识出转子磁极的极性，从而实现可靠的无位置传感器闭环控制。本发明提供的单电流传感器方波注入无位置传感器控制方法，控制性能优异，方法实施简单、计算量小、逻辑清晰，为实现内嵌式永磁同步电机的低成本、高性能低速无位置传感器控制提供了一种切实可行的方法。

摘要： 本发明提供无传感器控制装置、电动油泵装置以及无传感器控制方法，无传感器控制装置具有：马达驱动电路，其由多个相的开关元件构成；相位检测部，其根据马达的反电动势来输出相位检测信号；存储部，其存储有电压控制图案和速度控制图案；电压控制部，其根据电压控制图案来输出控制电压；以及通电控制部，其根据控制电压和速度控制图案来控制驱动电压和通电切换速度。在起动马达时，在无法根据相位检测信号来识别相位的情况下，电压控制部根据电压控制图案将控制电压保持为恒定值，通电控制部根据控制电压和速度控制图案来控制开关元件，由此一边与控制电压同步地将驱动电压保持为恒定值，一边以随时间变化的通电切换速度切换通电相。

摘要： 本发明提供无传感器控制装置、电动油泵装置以及无传感器控制方法。无传感器控制装置具有：马达驱动电路，其由多个相的开关元件构成；相位检测部，其根据马达的反电动势来输出相位检测信号；存储部，其存储有电压控制图案和速度控制图案；电压控制部，其根据电压控制图案来输出控制电压；以及通电控制部，其根据控制电压和速度控制图案来控制驱动电压和通电切换速度。在起动马达时，在无法根据相位检测信号来识别相位的情况下，电压控制部根据电压控制图案而使控制电压随时间变化，通电控制部根据控制电压和速度控制图案来控制开关元件，由此一边与控制电压同步地使驱动电压随时间变化，一边以保持为恒定值的通电切换速度切换通电相。

摘要： 无传感器控制装置、电动油泵装置以及无传感器控制方法。无传感器控制装置具有：马达驱动电路；相位检测部，其根据马达的反电动势输出相位检测信号；存储部，其存储电压控制图案和速度控制图案；电压控制部，其根据电压控制图案输出控制电压；通电控制部，其根据控制电压和速度控制图案控制驱动电压和通电切换速度。在起动马达时，电压控制部根据电压控制图案使控制电压随时间变化，通电控制部进行如下的强制换流控制：一边与控制电压同步地使驱动电压随时间变化，一边根据速度控制图案使通电切换速度随时间变化。在进行强制换流控制期间，任意时刻的驱动电压和通电切换速度的组合始终满足以驱动电压和通电切换速度为变量并具有负斜率的一次函数。