基于高频方波电压注入的IPMSM无位置传感器控制 被引量：3

1

作者 耿强 张甍 周湛清 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2022年第5期79-88,共10页

为省略内置式永磁同步电机(IPMSM)无位置传感器控制方法中滤波器的使用,减小系统体积,提高位置估计精度,提高系统适应性,提出一种IPMSM低速无位置传感器控制方法。在电机静止轴系注入高频电压信号,并且将矢量控制周期和高频注入周期分离... 为省略内置式永磁同步电机(IPMSM)无位置传感器控制方法中滤波器的使用,减小系统体积,提高位置估计精度,提高系统适应性,提出一种IPMSM低速无位置传感器控制方法。在电机静止轴系注入高频电压信号,并且将矢量控制周期和高频注入周期分离;通过对高频注入周期前后产生的电流进行采样,经简单的数学运算即可获得含有转子位置信息的正交信号;使用正交锁相环进行位置信息估计;分别对电机进行空载转速阶跃、负载阶跃、带载转速阶跃以及带载正反转4种工况下的实验验证。结果表明:在4种工况下时,电机最大估计位置误差不超过13.5°,平均位置误差不超过7.5°,电机转速跟踪效果好,具有良好的稳定性和低速运行性能,并且避免了高频电流信号提取过程中滤波器的使用。 展开更多

关键词 内置式永磁同步电机(IPMSM) 无位置传感器控制 高频电压信号注入 无滤波器 动态性能

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永磁同步电主轴全速域无感控制策略研究

2

作者 胡文豪 单文桃 +2 位作者 王鑫 张新杰 曹伟长 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第2期142-147,152,共7页

为提高永磁同步电主轴控制精度,提出了一种在全速域准确获取转子速度与位置信息的复合观测器。首先,在零低速域采用脉振高频电压信号注入法;其次,在中高速域采用具有自适应参数的超螺旋滑模观测器,并使用一种基于反电动势自适应优化的... 为提高永磁同步电主轴控制精度,提出了一种在全速域准确获取转子速度与位置信息的复合观测器。首先,在零低速域采用脉振高频电压信号注入法;其次,在中高速域采用具有自适应参数的超螺旋滑模观测器,并使用一种基于反电动势自适应优化的正交锁相环,滤除观测反电势中的高频纹波分量,提高观测器观测精度和参数鲁棒性;然后,在过渡区间内设计了一种基于转子观测电角速度的光滑连续曲线作为切换函数的新型加权切换策略,提高切换过程中的稳定性,进而实现永磁同步电主轴全速域无感控制;最后,对所提方案进行了仿真实验与对比分析。结果显示,系统在全速域内的转速动态误差仅为6.3 r/min,在10 N·m阶跃负载的冲击下仅为7.1 r/min,稳态误差仅为3 r/min。由此表明,所提出的控制策略观测精度高、动态性能好、鲁棒性强。 展开更多

关键词 永磁同步电主轴 超螺旋滑模观测器 脉振高频电压信号注入 全速度域 无感控制

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混合励磁轴向磁通切换永磁电机全速域无位置传感器控制 被引量：19

3

作者 张蔚 王家乐 +1 位作者 梁惺彦 杨泽贤 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第13期4646-4655,共10页

为了实现混合励磁轴向磁通切换永磁电机(hybrid excitation axial flux-switching permanent magnet machine,HEAFSPMM)全速域无位置传感器控制和提升低速区的运行性能,提出一种HEAFSPMM复合控制方法。该方法引入HEAFSPMM的励磁绕组,改... 为了实现混合励磁轴向磁通切换永磁电机(hybrid excitation axial flux-switching permanent magnet machine,HEAFSPMM)全速域无位置传感器控制和提升低速区的运行性能,提出一种HEAFSPMM复合控制方法。该方法引入HEAFSPMM的励磁绕组,改进模型参考自适应算法,提高转子位置的估计精度和电机带载能力;对零低速域,采用脉振高频电压信号注入法实现电机快速起动和可靠运行;对过渡区采用加权平均值复合控制实现HEAFSPMM低速区的平滑切换。最后进行仿真和实验验证,结果表明所研究的无位置传感器复合控制方法能够实现电机全速域运行,并提高系统的带载能力和控制精度。 展开更多

关键词 混合励磁 轴向磁通切换永磁电机 无位置传感器 模型参考自适应 脉振高频电压信号注入法 加权平均值算法

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三级式同步电机的转子初始位置检测方法 被引量：4

4

作者 刘卫国 祝宇杰 +2 位作者 彭纪昌 孟涛 焦宁飞 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期69-75,共7页

针对现有三级式同步起动/发电机转子初始位置检测方法在检测过程中可能会使转子发生转动,对硬件要求高,检测误差大等问题,依据旋转变压器的理论,研究了基于“主电机注入-主励磁机检测”的转子初始位置检测方法,并给出了推导过程。该方... 针对现有三级式同步起动/发电机转子初始位置检测方法在检测过程中可能会使转子发生转动,对硬件要求高,检测误差大等问题,依据旋转变压器的理论,研究了基于“主电机注入-主励磁机检测”的转子初始位置检测方法,并给出了推导过程。该方法在主电机定子侧注入旋转高频电压信号,检测主励磁机定子侧的高频电流响应信号,通过对电流信号进行滤波,坐标变换与锁相环跟踪等处理,即可获得转子初始位置。实验结果表明,该方法不会使转子发生转动,也不需要知道电机的参数,硬件结构简单。检测误差在2°电角度以内,能够满足三级式同步电机的平稳起动要求。 展开更多

关键词 三级式同步电机 转子初始位置检测 高频电压信号注入 旋转变压器 励磁电流脉动

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永磁同步电机无传感器位置检测 被引量：2

5

作者 邓先明 汪文文 庞晴晴 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2015年第4期112-116,共5页

为了使永磁同步电机的无传感器控制技术更加可靠和实用化,针对永磁同步电机低速段转子估计精度较低的问题,提出基于高频信号注入的永磁同步电机无传感器位置检测法。该方法利用永磁同步电机的凸极效应来辨识转子位置,即通过注入高频信... 为了使永磁同步电机的无传感器控制技术更加可靠和实用化,针对永磁同步电机低速段转子估计精度较低的问题,提出基于高频信号注入的永磁同步电机无传感器位置检测法。该方法利用永磁同步电机的凸极效应来辨识转子位置,即通过注入高频信号来检测电机的直轴高频阻抗和交轴高频阻抗,从而计算转子位置角度;再利用直流偏置法来判断转子永磁体的极性。利用有限元方法对永磁同步电机的高频阻抗与转子位置关系进行了仿真研究。对基于高频信号注入的永磁同步电机位置检测进行了实验研究,实验结果表明高频电压信号注入法有效地实现了转子位置的准确检测以及转子极性的辨别,该方法可以在永磁同步电机无传感器控制系统中应用。 展开更多

关键词 永磁同步电机 高频电压信号注入法 位置检测 有限元分析

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基于dSPACE的永磁同步电机低速无位置传感器控制系统 被引量：7

6

作者 李玉东 易庚 李凯存 《电子测量技术》 2016年第12期21-26,共6页

在高性能的电气传动系统中,永磁同步电机因其特有的优势而被广泛的应用,传统的机械式传感器已不能满足控制系统的要求,而无位置传感器控制技术能消除机械传感器带来的不足。本文首先对脉振高频信号注入法进行理论分析,设计出PMSM位置与... 在高性能的电气传动系统中,永磁同步电机因其特有的优势而被广泛的应用,传统的机械式传感器已不能满足控制系统的要求,而无位置传感器控制技术能消除机械传感器带来的不足。本文首先对脉振高频信号注入法进行理论分析,设计出PMSM位置与速度估计系统;其次,采用高频信号注入无位置传感器方法,在MATLAB/Simulink中搭建无位置传感器控制系统模型并仿真;最后,在设计的基于dSPACE的永磁同步电机控制系统上验证了零低速无位置传感器方法。仿真及实验结果表明了脉振高频信号注入低速无位置传感器控制系统具有良好的运行效果。 展开更多

关键词 永磁同步电机 DSPACE 无位置传感器控制 高频电压信号注入

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永磁同步电机全速域无位置传感器复合控制 被引量：5

7

作者 肖仁鑫 沈培航 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2022年第11期79-83,共5页

针对传统滑模观测器在低速段估算误差大以及脉振高频电压信号注入法造成定子电流谐波含量增大的问题,提出一种适合电机全速域运行的复合控制策略。在零、低速阶段,采用估算精度较高的脉振高频电压信号注入法;在中高速阶段,虽然基于电机... 针对传统滑模观测器在低速段估算误差大以及脉振高频电压信号注入法造成定子电流谐波含量增大的问题,提出一种适合电机全速域运行的复合控制策略。在零、低速阶段,采用估算精度较高的脉振高频电压信号注入法;在中高速阶段,虽然基于电机反电动势进行位置估算的传统滑模观测器具有强鲁棒性,但是符号函数增大了系统抖振和电流谐波,为此通过引入饱和函数对其进行改进。同时,采用加权平均函数实现两种控制策略的平滑切换。研究结果表明,该复合控制策略在低速段弥补了滑模观测器难以提取反电动势的天然缺陷,在中高速段定子电流的总谐波失真得到有效抑制,且在全速范围都具有较好的动态响应性能和估算精度。 展开更多

关键词 永磁同步电机 脉振高频电压信号注入 改进滑模观测器 无位置传感器控制

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内置式永磁同步电机转子初始位置检测方法 被引量：6

8

作者 刘庆飞 《电源学报》 CSCD 2017年第1期132-137,共6页

针对无位置传感器内置式永磁同步电机的转子初始位置检测问题,提出一种基于旋转高频电压注入法和恒定磁场定位法的永磁同步电机转子初始位置检测方法。基于凸极跟踪的原理,通过注入旋转高频电压信号的方法获得估计转子位置,在此基础上,... 针对无位置传感器内置式永磁同步电机的转子初始位置检测问题,提出一种基于旋转高频电压注入法和恒定磁场定位法的永磁同步电机转子初始位置检测方法。基于凸极跟踪的原理,通过注入旋转高频电压信号的方法获得估计转子位置,在此基础上,采用恒定磁场定位法对估计转子位置的磁极极性进行判断,实现对估计转子位置的极性校正,并且补偿估计转子位置的偏移误差,从而得到转子初始位置。在实验平台上进行了实验验证,实验结果表明文中提出的方法能够快速且准确地检测出转子初始位置,实现永磁同步电机无位置传感器可靠起动。 展开更多

关键词 内置式永磁同步电机 旋转高频电压信号注入 恒定磁场定位法 转子初始位置

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一种基于双位置观测器的永磁同步电机低速无位置传感器控制方法 被引量：17

9

作者 王菁 颜建虎 +2 位作者 季国东 单梁 应展烽 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期375-386,共12页

为了实现永磁同步电机低速段无位置传感器控制系统对转子位置的快速跟踪和对转速信号的低噪声估计,该文提出了一种基于锁相环与滑模观测器的双位置观测器控制方法。该方法利用两组坐标变换实现了高频信号注入过程与磁场定向控制的解耦,... 为了实现永磁同步电机低速段无位置传感器控制系统对转子位置的快速跟踪和对转速信号的低噪声估计,该文提出了一种基于锁相环与滑模观测器的双位置观测器控制方法。该方法利用两组坐标变换实现了高频信号注入过程与磁场定向控制的解耦,通过改变滑模观测器增益与转速环闭环带宽的方式实现稳态时低噪声、暂态时低延迟的信号估计。控制器参数基于闭环带宽进行设计,避免了低通滤波器的使用,从而简化了控制系统。针对带宽切换过程,该文提出了一种切换策略,利用转速环与滑模观测器中的积分环节,实现了平滑的带宽切换。最后通过实验验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 无位置传感器控制 高频电压信号注入法 双位置观测器 双坐标变换 带宽切换 策略

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永磁同步电机宽速域无位置传感器控制 被引量：4

10

作者 续丹 包鑫 +1 位作者 霍小宁 曹秉刚 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期60-64,133,共6页

基于采用改进型模型参考自适应法及脉振高频电压信号注入法对电机转子转速和位置进行辨识的原理与性能的分析,提出了一种宽速域内适用的无位置传感器复合控制法。通过滞环加权切换法实现了2种方法的平滑切换,克服了改进型模型参考自适... 基于采用改进型模型参考自适应法及脉振高频电压信号注入法对电机转子转速和位置进行辨识的原理与性能的分析,提出了一种宽速域内适用的无位置传感器复合控制法。通过滞环加权切换法实现了2种方法的平滑切换,克服了改进型模型参考自适应法在零速与低速时误差大,以及脉振高频电压注入法在高速时有稳态位置误差的缺点。经实验验证,复合控制法能在宽速域内准确地辨识出转子的转速与位置,系统动态响应快,鲁棒性好,对于宽速域内永磁同步电机无位置传感器研究具有重要的理论和现实意义。 展开更多

关键词 永磁同步电机 无位置传感器控制 参考自适应法 高频脉振电压信号注入法 复合控制

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矿用电机车无速度传感器控制变频驱动装置系统 被引量：7

11

作者 李玉东 葛敬涛 易庚 《控制工程》 CSCD 北大核心 2016年第9期1412-1417,共6页

针对传统矿用电机车驱动系统存在故障率高、消耗能量大、效率低等缺点以及机械编码器的使用会降低控制系统的可靠性和耐用性,提出了一种无速度传感器控制方法高频脉动电压信号注入法,并设计了一种基于无速度传感器控制的矿用电机车变频... 针对传统矿用电机车驱动系统存在故障率高、消耗能量大、效率低等缺点以及机械编码器的使用会降低控制系统的可靠性和耐用性,提出了一种无速度传感器控制方法高频脉动电压信号注入法,并设计了一种基于无速度传感器控制的矿用电机车变频驱动系统。文章从控制原理、控制策略、系统拓扑结构以及软硬件设计等方面,给出了较详细的论述。通过系统理论分析、仿真建模与仿真结果分析,制作了矿用电机车变频驱动装置样机。样机经过在实验室数据测试、分析和现场试运行结果表明,所提出的控制方案具有较高的可行性和有效性,而且装置的维护工作量明显减小、可靠性满足煤矿恶劣环境的要求。 展开更多

关键词 矿用电机车 变频驱动 高频脉动电压信号注入法 永磁同步电机

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一种新型内置式永磁同步电机初始位置检测方法 被引量：12

12

作者 吴婷 王辉 +2 位作者 罗德荣 吴轩 邵俊波 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第15期3578-3585,共8页

传统内置式永磁同步电机无位置传感器控制策略存在初始位置检测精度低、磁极判断不准确等缺点,将引起电机起动失败、失步、反转等问题。采用高频正弦信号注入法提取位置信息需要使用多个滤波器,会带来时间延迟和幅值畸变等问题。该文提... 传统内置式永磁同步电机无位置传感器控制策略存在初始位置检测精度低、磁极判断不准确等缺点,将引起电机起动失败、失步、反转等问题。采用高频正弦信号注入法提取位置信息需要使用多个滤波器,会带来时间延迟和幅值畸变等问题。该文提出了基于高频方波电压信号注入的初始位置检测法,在转子信息提取环节无需滤波器。通过向定子绕组注入方波信号,在PWM周期采样三次电流,对前后两次采样电流做差处理求出位置误差信号,可以准确地获取转子位置。实验表明该方法准确有效。 展开更多

关键词 内置式永磁同步电机 高频方波电压信号注入 非线性饱和特性 初始位置检测

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考虑磁路饱和及交叉耦合效应的内置式永磁同步电机无传感器优化方法 被引量：14

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作者 李文真 刘景林 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第21期4465-4474,共10页

针对传统高频电压注入法中解调过程复杂、带宽局限、估计精度易受磁路饱和及交叉耦合效应影响等缺陷,提出一种基于离散电流特征分析和电感误差在线辨识的内置式永磁同步电机(IPMSM)无传感器优化方法。首先,建立考虑交叉饱和效应的高频... 针对传统高频电压注入法中解调过程复杂、带宽局限、估计精度易受磁路饱和及交叉耦合效应影响等缺陷,提出一种基于离散电流特征分析和电感误差在线辨识的内置式永磁同步电机(IPMSM)无传感器优化方法。首先,建立考虑交叉饱和效应的高频电压模型,将正交的高频方波电压信号注入静止坐标系,设计梳状滤波器,分离出高频响应电流,并利用相邻采样时刻的高频电流解调出转子位置的初定值。在分离和解调过程中消除了滤波器带来的劣势,并且计算量小。然后,分析电感参数与估计误差的关系,提出针对正交方波注入法的电感辨识方法和转子位置估计误差补偿策略。最后,将估计误差辨识结果补偿到转子位置的初定值中,提高了估计精度。在15kW电机控制平台上的实验结果证明了该策略的可行性和有效性,而且该方法简单可靠,不受带载时电感参数变化的影响。 展开更多

关键词 高频方波电压信号注入 永磁同步电机 位置检测 磁路饱和 交叉耦合

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基于无位置传感器的水下航行器推进系统研究 被引量：3

14

作者 马景 彭志凌 +2 位作者 杨煜 夏禹 王英 《弹箭与制导学报》 北大核心 2021年第6期106-111,共6页

针对水下航行器实航时海况复杂,恶劣的环境会对推进系统造成不利影响,降低系统中机械式位置传感器的精度甚至损坏等问题,研究了一种基于无位置传感器的复合式检测方法,在速度转换模块作用下,由高频脉振电压信号注入法平稳转换为模型参... 针对水下航行器实航时海况复杂,恶劣的环境会对推进系统造成不利影响,降低系统中机械式位置传感器的精度甚至损坏等问题,研究了一种基于无位置传感器的复合式检测方法,在速度转换模块作用下,由高频脉振电压信号注入法平稳转换为模型参考自适应法(MRAS),并将复合式方法与单一的控制方法作比较。仿真结果表明:该复合式无位置传感器控制方法能实现推进系统永磁同步电机(PMSM)的低、中、高全速运行,提高了系统的稳定性和可靠性。 展开更多

关键词 水下航行器 永磁同步电机 高频脉振电压信号注入 模型参考自适应 复合式控制

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制导火箭弹一维稳定平台控制系统设计与分析 被引量：1

15

作者 杨煜 赵河明 +2 位作者 彭志凌 夏禹 王英 《兵器装备工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第10期53-59,共7页

针对制导火箭弹在飞行过程中产生的旋转速度会对惯性测量单元产生影响从而影响命中精度,且传统的多传感器反馈系统在高速运转中可能会失效,研究了一种新型制导火箭弹一维稳定平台控制系统。系统由控制模块、驱动器、位置传感器与舵机组... 针对制导火箭弹在飞行过程中产生的旋转速度会对惯性测量单元产生影响从而影响命中精度,且传统的多传感器反馈系统在高速运转中可能会失效,研究了一种新型制导火箭弹一维稳定平台控制系统。系统由控制模块、驱动器、位置传感器与舵机组成。其中制导火箭弹舵机分为上舵机、横舵机与下舵机。对上舵机与横舵机选用凸极型永磁同步电机,下舵机选用绕线转子型永磁同步电机。对3个永磁同步电机分别采用改进型滑模观测器、高频脉振电压信号注入法与模型参考自适应法的无速度传感器矢量控制方法。模型仿真结果表明,所设计的一维稳定平台控制系统能够准确估算电机转子位置与转速且运行平稳、精度高、鲁棒性高,所使用的3种控制方法相互补充,控制精度更为精准,最后验证在高中低速下系统的控制性能较高,为实际制导火箭弹一维稳定平台控制系统的研制提供一种新型设计思路。 展开更多

关键词 制导火箭弹 惯性测量单元 一维稳定平台控制系统 永磁同步电机 改进型滑模观测器 高频脉振电压信号注入法 模型参考自适应法

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