基于硬件FOC的无刷直流电机驱动器设计 被引量：18

1

作者 王其军 杨坤 +1 位作者 苏占彪 杨峰 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2021年第6期89-91,94,共4页

针对目前无刷直流电机(BLDC)驱动器尺寸大、控制效果不理想、稳定性差等问题,设计了基于硬件矢量控制(FOC)的无刷直流电机驱动器。以TMC4671为控制核心,通过电流采集电路实时跟踪相电流,通过编码器获得电机实时位置信息,通过半桥驱动电... 针对目前无刷直流电机(BLDC)驱动器尺寸大、控制效果不理想、稳定性差等问题,设计了基于硬件矢量控制(FOC)的无刷直流电机驱动器。以TMC4671为控制核心,通过电流采集电路实时跟踪相电流,通过编码器获得电机实时位置信息,通过半桥驱动电路驱动电机。TMC4671为硬件FOC芯片,内部通过硬件的方式实现FOC算法。对比软件方式,运算速度更快、稳定性更高。该驱动器的设计能能够为相关开发人员提供参考,并且由于芯片集成度高,尺寸小,使得高性能的嵌入式电机控制成为可能。 展开更多

关键词 矢量控制 无刷直流电机 电机驱动

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考虑开路运行模式时的五相永磁同步电机FOC 被引量：2

2

作者 葛蔷 田兵 +2 位作者 孙力 安群涛 赵克 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期192-200,共9页

五相永磁同步电机在开路故障下,由于缺乏有效的空间解耦模型,常采用滞环电流控制。针对滞环电流控制难以应用于大功率场合的问题,提出了一种五相电机矢量控制,即正常模式、单相开路、两相开路(包括相邻和不相邻两相开路)模式下的转子磁... 五相永磁同步电机在开路故障下,由于缺乏有效的空间解耦模型,常采用滞环电流控制。针对滞环电流控制难以应用于大功率场合的问题,提出了一种五相电机矢量控制,即正常模式、单相开路、两相开路(包括相邻和不相邻两相开路)模式下的转子磁场定向控制(FOC)。所提FOC基于维持基波定子磁动势和定子永磁体磁链圆形旋转的原则,给出了适用于各种运行模式下的Clarke和Park变换矩阵以及空间解耦模型。这些解耦模型具有相似的电压方程和转矩方程形式,因此矢量控制可以得到统一。在五相电机驱动系统上验证了所提出的空间解耦模型及FOC方法的有效性和可行性。 展开更多

关键词 五相永磁同步电机 转子磁场定向控制 单相开路 两相开路 空间解耦模型 容错控制

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基于BLDCM和FOC算法的汽车电子水泵控制系统设计 被引量：6

3

作者 沈伟 洪林 +1 位作者 张骏 王宁 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2020年第9期108-116,共9页

为推动汽车电子水泵技术的发展,基于无刷直流电机和磁场定向控制算法设计了一款额定工作电压为12 V、额定功率为200 W的汽车电子水泵控制系统。选择Infineon TLE987X作为该系统的主控芯片,对传统的磁场定向控制算法进行改进,提出半闭环... 为推动汽车电子水泵技术的发展,基于无刷直流电机和磁场定向控制算法设计了一款额定工作电压为12 V、额定功率为200 W的汽车电子水泵控制系统。选择Infineon TLE987X作为该系统的主控芯片,对传统的磁场定向控制算法进行改进,提出半闭环电机启动方式,结合空间电压矢量脉宽调制技术,设计汽车电子水泵的控制策略。设计实验对该控制系统进行性能测试,测试结果表明,汽车电子水泵控制系统能够稳定工作,性能指标满足设计要求。 展开更多

关键词 汽车电子水泵 控制系统设计 无刷直流电机 磁场定向控制

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一种电机FOC算法DSP系统设计及实现 被引量：16

4

作者 岳梦云 白冰 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期2041-2046,共6页

本文设计了一种适用于电机矢量控制算法的数字信号处理系统的微架构定义,包括其指令集定义、存储器模型以及与主CPU的交互模式.该设计具有通过固定部分多操作数有效缩减指令编码长度提高代码密度以及后台执行多周期指令提高ALU并行效率... 本文设计了一种适用于电机矢量控制算法的数字信号处理系统的微架构定义,包括其指令集定义、存储器模型以及与主CPU的交互模式.该设计具有通过固定部分多操作数有效缩减指令编码长度提高代码密度以及后台执行多周期指令提高ALU并行效率的显著优点.文中给出了典型的FOC控制算法在DSP(Digital Signal Processor)指令集上实现的指令周期数,也给出了对应架构的电路实现情况,最终以ARM CORTEX-M0及几款主流DSP作为比较基线,通过实测实验数据证明了体系结构的高能效比,以较为有限的电路面积代价,极大提高了集成DSP的嵌入式系统的运行效率. 展开更多

关键词 电机控制 嵌入式系统 矢量控制 数字信号处理器 微架构 指令集

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基于扰动观测器的五相永磁同步电机开路和短路容错矢量控制 被引量：2

5

作者 周华伟 陈铖 +2 位作者 向小龙 张多 陈前 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第15期4782-4793,共12页

针对反电动势含有3次谐波的五相永磁同步电机(PMSM)开路和短路故障导致转矩脉动大的问题,该文提出一种基于扰动观测器的矢量控制(DOB-FOC)策略。该策略基于降阶正交变换矩阵在同步旋转坐标系上建立PMSM开路故障情况下的基波模型,将3次... 针对反电动势含有3次谐波的五相永磁同步电机(PMSM)开路和短路故障导致转矩脉动大的问题,该文提出一种基于扰动观测器的矢量控制(DOB-FOC)策略。该策略基于降阶正交变换矩阵在同步旋转坐标系上建立PMSM开路故障情况下的基波模型,将3次谐波反电动势、短路电流等作为扰动信号。在此基础上,设计扰动观测器,观测出以上扰动导致的转矩脉动,将其转化为q轴补偿电流前馈到q轴电流指令中,有效地抑制了故障导致的转矩脉动,并且实现了PMSM在开路和短路故障情况下的平稳无扰运行。仿真和实验结果验证了所提容错策略的有效性。 展开更多

关键词 永磁同步电机(PMSM) 矢量控制(foc) 开路故障 短路故障 扰动观测器

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电动汽车永磁同步电机最优制动能量回馈控制 被引量：102

6

作者 卢东斌 欧阳明高 +1 位作者 谷靖 李建秋 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期83-91,12,共9页

永磁同步电机具有高效率、高转矩密度等优点,被广泛地用作电动汽车牵引电机。永磁同步电机通常采用磁场定向(field oriented control,FOC)控制算法实现最大效率控制。该文研究永磁同步电机在磁场定向控制下的制动原理,结合电动汽车驱动... 永磁同步电机具有高效率、高转矩密度等优点,被广泛地用作电动汽车牵引电机。永磁同步电机通常采用磁场定向(field oriented control,FOC)控制算法实现最大效率控制。该文研究永磁同步电机在磁场定向控制下的制动原理,结合电动汽车驱动系统(包括永磁同步电机、逆变器和电池)模型,进而分析电动汽车最优制动能量回馈控制策略。根据现有的电动汽车电气和机械耦合制动方案,对比分析常用的并联制动控制策略和串联制动控制策略,得出串联制动控制策略可实现最优的能量回馈制动,并联制动控制策略通过改变机械制动的自由行程可实现较好的能量回馈制动。 展开更多

关键词 永磁同步电机 磁场定向控制 效率模型 电动汽车 制动能量回馈 串联制动

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五相集中整距绕组感应电机缺相容错控制 被引量：34

7

作者 朱鹏 张晓锋 +2 位作者 乔鸣忠 蔡巍 梁京辉 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第33期131-137,共7页

定子绕组开路是多相电机调速系统中的常见故障。建立了五相集中整距绕组感应电机绕组开路后的方程,计算了电机绕组开路后的稳态输出电磁转矩,分析了减小转矩脉动的条件,提出了五相电机缺相容错控制方法。此方法在无需额外增加硬件的前提... 定子绕组开路是多相电机调速系统中的常见故障。建立了五相集中整距绕组感应电机绕组开路后的方程,计算了电机绕组开路后的稳态输出电磁转矩,分析了减小转矩脉动的条件,提出了五相电机缺相容错控制方法。此方法在无需额外增加硬件的前提下,可以保证电机继续平稳地运行。对于电机定子绕组多相同时开路,建立相应的变换矩阵、重新计算电感参数后,也可以采用提出的控制方法。对电机定子绕组一相开路进行的仿真和实验结果表明,该容错控制方法可以大大减小电机缺相运行时的转矩脉动。 展开更多

关键词 集中整距绕组 开路故障 转矩脉动 磁场定向 容错控制

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飞行器控制面临的机遇与挑战 被引量：47

8

作者 陈宗基 张汝麟 +1 位作者 张平 周锐 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期703-710,共8页

当前,飞行器控制的发展面临前所未有的机遇与挑战.基于对飞行器的发展趋势、新需求和新技术特征的分析,本文从飞行器新技术特征、信息化环境、无人系统自主性、高可靠可重构容错系统、飞控系统评估与确认五个方面研究和分析了飞行器控... 当前,飞行器控制的发展面临前所未有的机遇与挑战.基于对飞行器的发展趋势、新需求和新技术特征的分析,本文从飞行器新技术特征、信息化环境、无人系统自主性、高可靠可重构容错系统、飞控系统评估与确认五个方面研究和分析了飞行器控制面临的机遇与挑战.为了达到利用机遇和赢得挑战的目标,作者建议加强如下五个方面的研究:加强面向飞行器新技术特征的飞行器控制概念、理论与方法研究;加强面向信息化环境的控制、计算与通讯一体化,以及控制、决策与管理一体化的研究;加强面向不确定性的无人系统高级别自主性的研究;加强面向高可靠、高安全性的可重构容错飞控系统的研究;加强面向高效、高可信度的飞控系统评估与确认方法的研究. 展开更多

关键词 飞行控制 飞行器新特征 信息化 容错系统 自主能力

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城轨交通用直线感应电机模糊PI矢量控制 被引量：4

9

作者 王立强 卢琴芬 +1 位作者 叶云岳 雷美珍 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期734-738,共5页

本文将模糊控制的快速性与PI调节的静态无差相结合,提出一种基于矢量控制的模糊逻辑与PI结合的复合型控制器,同时设计了推力补偿器对动态纵向边端效应引起的推力的衰减进行了补偿.通过与PI调节的矢量控制系统的数值仿真结果的对比,验证... 本文将模糊控制的快速性与PI调节的静态无差相结合,提出一种基于矢量控制的模糊逻辑与PI结合的复合型控制器,同时设计了推力补偿器对动态纵向边端效应引起的推力的衰减进行了补偿.通过与PI调节的矢量控制系统的数值仿真结果的对比,验证了该复合模糊PI调节器对矢量控制下直线感应电机(LIM)动态性能的改善. 展开更多

关键词 矢量控制 磁场定向控制 模糊控制 直线感应电机 边端效应补偿

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容错技术与仪表的发展 被引量：2

10

作者 蒙建波 吴银成 杨俊永 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第z3期221-223,共3页

对容错技术与仪表的发展进行了探讨。首先 ,从工业生产过程的安全经济运行与控制需要出发 ,介绍了过程控制中容错的基本思想。针对过程控制和现场总线技术的发展进程 ,尝试提出了容错仪表控制装置的概念及现代仪表技术发展中应遵循的若... 对容错技术与仪表的发展进行了探讨。首先 ,从工业生产过程的安全经济运行与控制需要出发 ,介绍了过程控制中容错的基本思想。针对过程控制和现场总线技术的发展进程 ,尝试提出了容错仪表控制装置的概念及现代仪表技术发展中应遵循的若干原则。 展开更多

关键词 容错技术 仪表控制装置 过程控制 变结构系统 现场总线技术

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容错技术及其在过程控制中的应用 被引量：5

11

作者 蒙建波 罗辞勇 张学通 《重庆大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 2000年第3期125-130,共6页

对过程控制中的容错技术进行了研究。从化工、电力、冶金等工业生产过程的安全经济运行与控制需要出发 ,结合过程控制技术的发展现状 ,介绍了容错过程控制的基本思想。在对近年来容错技术在过程控制系统中的应用研究情况进行回顾与评价... 对过程控制中的容错技术进行了研究。从化工、电力、冶金等工业生产过程的安全经济运行与控制需要出发 ,结合过程控制技术的发展现状 ,介绍了容错过程控制的基本思想。在对近年来容错技术在过程控制系统中的应用研究情况进行回顾与评价的基础上 ,综述性地提出了今后的若干研究发展方向。 展开更多

关键词 容错 过程控制 人工智能 变结构系统 现场总线

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云南白秧坪东矿区控矿断裂带构造岩的方解石组构 被引量：5

12

作者 余凤鸣 何龙清 陈开旭 《中国地质》 CAS CSCD 2007年第6期1130-1140,共11页

断裂带构造岩的方解石组构综合分析,可以推断构造活动的应力场方位,利用e双晶的C—T(C—压应力轴,T—张应力轴)图解推断古应力的方位,已为众多的地质学家在实践中引用。云南白秧坪东矿区推覆构造的华昌山断裂带和水磨房断裂带,是矿区的... 断裂带构造岩的方解石组构综合分析,可以推断构造活动的应力场方位,利用e双晶的C—T(C—压应力轴,T—张应力轴)图解推断古应力的方位,已为众多的地质学家在实践中引用。云南白秧坪东矿区推覆构造的华昌山断裂带和水磨房断裂带,是矿区的主要控矿构造,其构造岩的方解石及e双晶极点组构均显示点极密加环带的型式,大部分发育近岩组坐标c轴的光轴极密,代表光轴方向的压力导致沿岩组坐标ab面滑动;在C—T应力系统中,显示华昌山、水磨房断裂带晚期较强烈活动的应力场方位,主压应力方向为SE-NW向,主张应力方向为NE-SW向,断层以左旋运动为主;华昌山断裂带SE盘往NW方向逆冲,水磨房断裂带则由NW往SE方向反冲,与野外宏观构造分析吻合。 展开更多

关键词 白秧坪东矿区 控矿断裂带 方解石组构 C—T图 应力场方位

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基于HIL的永磁同步电机矢量控制系统的开发 被引量：15

13

作者 赵钢 朱奥辞 张世忠 《电测与仪表》 北大核心 2019年第21期117-121,152,共6页

采用基于V流程的模式进行电机控制系统的开发,对永磁同步电机矢量控制进行了研究,通过在Simulink上搭建永磁同步电机矢量控制算法模型,并且实现自动生成代码下载到DSP中,然后在Typhoon HIL电力电子半实物仿真平台上搭建逆变器、永磁同... 采用基于V流程的模式进行电机控制系统的开发,对永磁同步电机矢量控制进行了研究,通过在Simulink上搭建永磁同步电机矢量控制算法模型,并且实现自动生成代码下载到DSP中,然后在Typhoon HIL电力电子半实物仿真平台上搭建逆变器、永磁同步电机模型,连接DSP对PMSM矢量控制算法进行测试,完成永磁同步电机控制器的开发。 展开更多

关键词 永磁同步电机 矢量控制 自动生成代码 硬件在环测试

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基于功率仿真软件的半实物电动机实验平台设计 被引量：1

14

作者 胡堃 许哲铭 丁磊 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2023年第12期58-62,111,共6页

为解决现有电动机驱动系统实验平台效率低、复杂控制算法实现难度大的问题,基于功率仿真(PSIM)软件构建一种自动生成数字信号处理器(DSP)程序代码的电动机驱动系统教学实验平台,实现电动机控制理论学习和实验验证的有效统一。该平台主... 为解决现有电动机驱动系统实验平台效率低、复杂控制算法实现难度大的问题,基于功率仿真(PSIM)软件构建一种自动生成数字信号处理器(DSP)程序代码的电动机驱动系统教学实验平台,实现电动机控制理论学习和实验验证的有效统一。该平台主要由基于PSIM软件的控制平台和基于DSP的电动机控制硬件系统构成。以磁场定向控制(FOC)算法为实例,阐述了半实物永磁同步电动机教学实验平台的构成和工作流程,并验证了该平台的有效性。 展开更多

关键词 功率仿真软件 数字信号处理器 代码自动生成 磁场定向控制

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基于Galois域的PLC离散分布控制系统容错配置设计

15

作者 易灵芝 王根平 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2005年第9期20-23,共4页

在机械制造业自动化领域,PLC分布控制系统的可靠性和容错性日益受到关注。在系统的容错性设计中,将每个可编程控制器作为一个控制结点,结点之间通过网络进行连接保持通信;通过增加一个冗余控制器,使系统能够自动侦查各结点的工作状况;... 在机械制造业自动化领域,PLC分布控制系统的可靠性和容错性日益受到关注。在系统的容错性设计中,将每个可编程控制器作为一个控制结点,结点之间通过网络进行连接保持通信;通过增加一个冗余控制器,使系统能够自动侦查各结点的工作状况;并且通过在Galois域运行相关算法使不能正常工作的结点的功能得到恢复,保证系统的正常运行,提高其可靠性。实验证明这种设计是有效可行的。 展开更多

关键词 离散分布控制系统 Galois域 可编程控制器(PLCs) 容错 冗余控制

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分布控制系统的容错配置设计

16

作者 王根平 《兵工自动化》 2004年第3期61-63,共3页

分布控制系统的容错配置设计是在Galois域增加冗余控制器。可编程控制器的扩充状态变量经网络送给冗余控制器。该控制器在设定时间产生奇偶校验码,通过布尔函数逻辑运算转换成Galois域函数运算,检验其输出是否满足奇偶校验条件以判断是... 分布控制系统的容错配置设计是在Galois域增加冗余控制器。可编程控制器的扩充状态变量经网络送给冗余控制器。该控制器在设定时间产生奇偶校验码,通过布尔函数逻辑运算转换成Galois域函数运算,检验其输出是否满足奇偶校验条件以判断是否存在故障。以物料抓送系统的冗余控制为例,对冗余结点的输出进行检测、用估计输出取代故障控制器的输出使其功能恢复,实现系统的自诊断。 展开更多

关键词 容错设计 分布控制系统 Galois域 可编程控制器

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五相永磁同步电机单相开路故障的容错矢量控制策略 被引量：26

17

作者 熊聪 许海平 +1 位作者 周鹏 关涛 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第23期7055-7064,共10页

提出一种容错矢量控制,实现了具有非正弦反电动势的表贴式五相永磁同步电机(permanent-magnet synchronous motor,PMSM)在发生一相开路故障后的无扰稳定运行。首先,基于保持故障后基波磁动势和永磁体基波磁链矢量在空间上圆形旋转的原则... 提出一种容错矢量控制,实现了具有非正弦反电动势的表贴式五相永磁同步电机(permanent-magnet synchronous motor,PMSM)在发生一相开路故障后的无扰稳定运行。首先,基于保持故障后基波磁动势和永磁体基波磁链矢量在空间上圆形旋转的原则,构造故障后电机的解耦数学模型。其次,采用谐波电流注入法减小由转子三次谐波磁场引起的二次和四次转矩脉动。再次,推导同步坐标系下令转矩脉动为零的电流参考值的一般表达式,并求得令电机绕组损耗最小的最优电流参考值。该方法可在线实时计算并且具有普适性,易于推广到具有任意三次谐波含量的五相PMSM的容错运行控制系统中。仿真和实验结果表明,所提方法可有效地降低故障后转矩脉动,并获得比传统容错矢量控制更小的电机绕组损耗。 展开更多

关键词 五相永磁同步电机 容错矢量控制 单相开路故障 非正弦反电动势 通用解析解

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基于Matlab/Simulink的PMSM磁场定向控制算法的设计与应用(英文) 被引量：3

18

作者 Pawel Stojaczyk Dawid Woroch +1 位作者 洪波 危银涛 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 2014年第2期166-171,共6页

随着微处理器的快速发展，永磁同步电动机（PMSM）驱动系统广泛应用于需要高精度控制的工业领域。为了克服设计PMSM系统的复杂和费时的局限性，提出一种PMSM速度控制的磁场定向控制算法（FOC）。该算法在HATLAB／Simulink中实现，利用... 随着微处理器的快速发展，永磁同步电动机（PMSM）驱动系统广泛应用于需要高精度控制的工业领域。为了克服设计PMSM系统的复杂和费时的局限性，提出一种PMSM速度控制的磁场定向控制算法（FOC）。该算法在HATLAB／Simulink中实现，利用其中的标准模块，利用Matlab的自动代码生成工具，可在DSP微处理器中实现。采用了STM32F4微控制器。为处理电流反馈信号，引入主动式电流读取误差补偿器。利用由3个双向5-A Hall传感器执行的模数转换器，使信号精度达10mA、10Bit。在0～2000r／min范围内，试验了带传感器的PMSM。对期望速度的阶跃响应实验表明：整个系统的动态性能和稳态性能良好。 展开更多

关键词 永磁同步电机(PMSM) 磁场定向控制(foc) Matlab SIMULINK 电流读取误差补偿器 自动代码生成

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定子错位型混合励磁轴向磁通切换电机容错控制策略研究 被引量：2

19

作者 徐妲 梁义文 +2 位作者 李强 李念 蒋雪峰 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第6期1960-1970,共11页

定子错位型混合励磁轴向磁通切换(twisted-stator hybrid axial field flux-switching,TS-HAFFS)电机,具有轴向尺寸短、转矩密度大、调节范围宽、容错能力强等优点,适用于电动汽车驱动系统。为提高电驱动在系统故障状态下的运行性能,基... 定子错位型混合励磁轴向磁通切换(twisted-stator hybrid axial field flux-switching,TS-HAFFS)电机,具有轴向尺寸短、转矩密度大、调节范围宽、容错能力强等优点,适用于电动汽车驱动系统。为提高电驱动在系统故障状态下的运行性能,基于一台三相6/10极TS-HAFFS电机,提出一种基于恒定磁动势法的励磁绕组容错控制策略,并分别对电枢绕组容错策略和励磁绕组容错策略下TS-HAFFS电机控制系统进行仿真研究与实验验证。仿真与实验结果表明,单相绕组开路故障时2种方法均可维持电机转速、转矩基本不变,保证系统带故障运行的稳定性。相比于电枢绕组容错策略,采用励磁绕组容错控制的TS-HAFFS电机容错控制系统具有更广泛的应用场景和更好的系统性能,适用于电动汽车调速控制。 展开更多

关键词 定子错位 混合励磁 轴向磁通切换 开路故障 容错控制

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面向对象的火电机组旁路控制算法设计与应用 被引量：2

20

作者 万文军 陈世和 +1 位作者 陈咏康 胡康涛 《中国电力》 CSCD 北大核心 2015年第10期43-47,共5页

通过对目前旁路控制系统控制设计模式与应用情况的分析,指出了传统面向过程的顺序程序设计模式使得机组旁路全程控制功能实现过程趋于复杂,系统缺乏必要的容错能力。在旁路全程控制系统的设计过程中引入面向对象编程技术,并以旁路启动... 通过对目前旁路控制系统控制设计模式与应用情况的分析,指出了传统面向过程的顺序程序设计模式使得机组旁路全程控制功能实现过程趋于复杂,系统缺乏必要的容错能力。在旁路全程控制系统的设计过程中引入面向对象编程技术,并以旁路启动过程为例,对旁路系统全程控制进行抽象分析。依据所定义的旁路压力与阀门开度两个重要属性,对旁路进行了对象区域的划分,设计了各个对象所拥有的可重载的操作方法。最后,采用控制系统SAMA图表述了所设计的控制策略,并在某1 000 MW机组DCS控制系统进行组态,实现了旁路全程控制功能。旁路实际运行过程表明,采用面向对象技术设计的旁路全程控制系统简单、实用,控制系统具备较强的容错性和健壮性。 展开更多

关键词 面向对象 旁路 启动 控制策略 容错

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