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基于自适应续流比的混合式步进电机转矩脉动抑制方法
1
作者 王焜 刘宝泉 +2 位作者 刘艺 张浩铭 刘俊 《陕西科技大学学报》 北大核心 2025年第1期142-151,202,共11页
混合式步进电机细分驱动存在较大的电流纹波,导致转矩脉动明显.通过分析H桥驱动电路的续流过程,提出一种基于自适应续流比的混合式步进电机转矩脉动抑制方法.该方法利用环型分配器产生的细分指令电流i ref与实际电流i相比较,以区分当前... 混合式步进电机细分驱动存在较大的电流纹波,导致转矩脉动明显.通过分析H桥驱动电路的续流过程,提出一种基于自适应续流比的混合式步进电机转矩脉动抑制方法.该方法利用环型分配器产生的细分指令电流i ref与实际电流i相比较,以区分当前时刻所需的续流模式.在快速续流模式下,实时监测电流指令与实际电流的差值Δi ref,通过自适应系数k动态调节续流时间,直至电机相电流快速下降至给定电流i ref后切换至缓慢续流模式.对续流时长与快速续流占总续流时间的比例自适应调节以适应不同工况下步进电机的平稳运行,有效降低了转矩脉动.最后,搭建MATLAB/Simulink仿真平台并进行实验验证,结果表明,与传统混合续流控制相比,所提方法能够有效减小步进电机的转矩脉动. 展开更多
关键词 混合式步进电机 自适应续流比 电流纹波 转矩脉动
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基于离散傅里叶变换的混合式步进电镀电机阻尼控制方法
2
作者 刘亚飞 《电镀与精饰》 北大核心 2025年第7期108-114,共7页
混合式步进电镀电机是一种主要应用于电镀领域的电机,由于电镀环境的特殊性,在外界环境干扰时,电机运行的波动会降低电机运行的平稳性,导致电镀过程中镀液的流动不稳定性,从而影响镀层的均匀性和一致性。为此,结合离散傅里叶变换算法和... 混合式步进电镀电机是一种主要应用于电镀领域的电机,由于电镀环境的特殊性,在外界环境干扰时,电机运行的波动会降低电机运行的平稳性,导致电镀过程中镀液的流动不稳定性,从而影响镀层的均匀性和一致性。为此,结合离散傅里叶变换算法和扩张状态观测器,研究混合式步进电镀电机阻尼控制方法。分别对A相绕组和B相绕组的自感和二者间的互感展开分析,推导出反应转矩和永磁转矩。从速度波动和输出轨迹两方面入手,对两相混合式步进电镀电机的阻尼进行控制。通过离散傅里叶变换算法对速度信号进行频谱分析,以识别并量化速度信号中的谐波成分,并对谐波分量进行优化,实现对速度波动的阻尼控制。利用扩张状态观测器识别并补偿在电镀过程中,由齿槽效应引起的非线性波动,实现对输出轨迹的阻尼控制。将这两种控制结果结合在一起,实现对混合式步进电镀电机整体的阻尼控制。在对比实验中,针对57BYG250B型号步进电镀电机,分别采用本方法和其它方法进行控制实验。实验结果显示,本方法不仅能够有效抑制速度波动,还能保持反电动势的平稳状态,这为步进电镀电机在要求高性能的应用场景中奠定了坚实的基础。 展开更多
关键词 两相混合式步进电镀电机 阻尼控制 扩张状态观测器 离散傅里叶变换算法 永磁转矩
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基于主动式阻尼的混合式步进电机转速振荡抑制控制 被引量：5
3
作者 施雨 武志涛 +1 位作者 苏晓英 佟文明 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期2459-2469,共11页
混合式步进电机因其特殊的机械结构导致自身阻尼极小,在实际运行过程中会发生振荡过大,甚至失步的问题。为提高混合式步进电机的控制品质,提出一种基于主动式阻尼的步进电机转速振荡抑制方法。首先,将电机模型转化至同步旋转dq坐标系,... 混合式步进电机因其特殊的机械结构导致自身阻尼极小,在实际运行过程中会发生振荡过大,甚至失步的问题。为提高混合式步进电机的控制品质,提出一种基于主动式阻尼的步进电机转速振荡抑制方法。首先,将电机模型转化至同步旋转dq坐标系,将电流i_d控制恒为额定电流,利用位置误差和速度误差调节电流i_q生成瞬时转矩,抑制电机运行时存在的振荡现象。其次,为实现电机闭环反馈控制,提出一种将同步频率提取滤波器(SFF)与三阶锁相环(PLL~3rd)相结合的无传感器控制方法。SFF可以滤除反电动势信号中的高次谐波,PLL~3rd能消除转速变化过程中的稳态误差。实验证明,该方法有效抑制了步进电机运行过程中的振荡现象,提升了电机的运行品质。 展开更多
关键词 混合式步进电机 双闭环控制 主动式阻尼控制 锁相环 同步频率提取滤波器
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基于ESMO-DPLL的混合式步进电机主动式阻尼控制 被引量：1
4
作者 施雨 武志涛 佟文明 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第18期5657-5667,共11页
针对混合式步进电机阻尼系数较小引起的振荡以及失步问题,提出一种主动式阻尼闭环控制方法提高步进电机的控制品质。首先,该方法基于同步旋转dq坐标系下的电机模型,将电流id控制恒为额定电流,利用转速误差调节电流iq生成瞬时转矩,改善... 针对混合式步进电机阻尼系数较小引起的振荡以及失步问题,提出一种主动式阻尼闭环控制方法提高步进电机的控制品质。首先,该方法基于同步旋转dq坐标系下的电机模型,将电流id控制恒为额定电流,利用转速误差调节电流iq生成瞬时转矩,改善电机运行时存在的振荡现象。其次,为实现转速闭环,提出一种扩展滑模反电动势观测器(ESMO)与双锁相环(DPLL)相结合的无传感器控制方法,ESMO改善了传统滑模观测器的抖振问题,DPLL能消除加减速过程中的稳态误差。最后,通过实验验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 混合式步进电机 闭环控制 主动式阻尼控制 锁相环 滑模观测器
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混合式步进电机空间矢量PWM逆变器死区补偿策略 被引量：1
5
作者 何坚 林毅鑫 +1 位作者 范贤光 许英杰 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第3期106-110,共5页
针对步进电机传统开环控制运行效果欠佳的问题,结合矢量控制算法对两相混合式步进电机进行控制,通过逆变器产生正弦波电流对电机进行驱动。由于步进电机气隙磁场畸变和PWM逆变器的死区效应,使步进电机的运行电流掺杂大量谐波,低速工作... 针对步进电机传统开环控制运行效果欠佳的问题,结合矢量控制算法对两相混合式步进电机进行控制,通过逆变器产生正弦波电流对电机进行驱动。由于步进电机气隙磁场畸变和PWM逆变器的死区效应,使步进电机的运行电流掺杂大量谐波,低速工作时尤为严重。为了改善电机低速运行性能、抑制谐波干扰,结合混合式步进电机矢量控制的电流环进行优化,通过自适应线性神经网络(ADALINE)算法将谐波进行提取与抑制,然后进行电流方向判断,对逆变器的输出进行补偿。实验证明,所提出的补偿策略能够有效抑制两相PWM逆变器的电流谐波,改善波形、降低电机低速运行的转矩脉动。 展开更多
关键词 混合式步进电机 自适应线性神经网 死区效应 谐波抑制
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混合式步进电动机结构参数智能协同优化 被引量：1
6
作者 裘信国 杨昆 +1 位作者 孟彬 姜伟 《液压与气动》 北大核心 2021年第9期24-30,共7页
为了探究混合式步进电动机关键结构参数对其静态转矩的影响规律,找寻最优设计方案,提出一种基于正交试验、反向传播(Back Propagation,BP)神经网络和遗传算法的智能协同优化方法。通过对电机的磁路分析与ANSYS Maxwell-3D有限元仿真,讨... 为了探究混合式步进电动机关键结构参数对其静态转矩的影响规律,找寻最优设计方案,提出一种基于正交试验、反向传播(Back Propagation,BP)神经网络和遗传算法的智能协同优化方法。通过对电机的磁路分析与ANSYS Maxwell-3D有限元仿真,讨论了电机结构和运行参数对输出转矩的影响,并据此对电机的气隙g、齿宽比bt/t、齿高ht和转子壁厚hr进行协同优化,采用电机的最大静转矩Tm作为优化目标,运用智能协同优化方法得到最优解,并对优化结果进行有限元验证。结果表明:优化结果与仿真结果相近,最大静态转矩相对误差为4.8%,最优结构参数为:g=0.1 mm,bt/t=0.37,ht=0.84 mm,hr=2.5 mm。 展开更多
关键词 混合式步进电动机 有限元 正交试验 BP神经网络 遗传算法
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混合式步进电机细分控制方法优化策略研究与仿真 被引量：6
7
作者 林鑫 余世明 朱建江 《机电工程》 CAS 2012年第2期196-199,共4页
针对混合式步进电机闭环控制系统的固有缺点、数学参考模型的失真、电机磁滞损耗和涡流损耗的问题,结合混合式步进电机结构原理、步进电机细分控制原理、最优控制思想和自适应控制思想,分别将最优性能指标、直接电流反馈以及有限时间参... 针对混合式步进电机闭环控制系统的固有缺点、数学参考模型的失真、电机磁滞损耗和涡流损耗的问题,结合混合式步进电机结构原理、步进电机细分控制原理、最优控制思想和自适应控制思想,分别将最优性能指标、直接电流反馈以及有限时间参考模型修正方法引入到步进电机受控系统中。在三相混合式步进电机的数学模型基础上,分别采用普通细分控制方法和基于优化思想的细分控制方法进行了Simulink仿真。研究结果表明,采用基于优化思想的细分控制方法,可以较好地提高电机的控制性能。 展开更多
关键词 混合式步进电机 HAMILTON函数 有限时间参考模型修正 直接电流反馈 最优性能指标
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基于IHF-PLL^(3)rd的混合式步进电机主动式阻尼控制 被引量：1
8
作者 施雨 武志涛 佟文明 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第18期7298-7307,共10页
混合式步进电机本身阻尼极小,在实际运行过程中经常会发生振荡过大、甚至失步的问题。为提高步进电机的控制品质,提出一种基于三阶锁相环(third-orderphaselocked loop,PLL^(3)rd)-积分谐波滤波器(integral harmonic filter,IHF)的步进... 混合式步进电机本身阻尼极小,在实际运行过程中经常会发生振荡过大、甚至失步的问题。为提高步进电机的控制品质,提出一种基于三阶锁相环(third-orderphaselocked loop,PLL^(3)rd)-积分谐波滤波器(integral harmonic filter,IHF)的步进电机主动式阻尼控制方法。首先,主动式阻尼控制是利用同步d-q坐标系调节定子电流,其中控制id恒定为额定电流,调节iq生成瞬时转矩以抑制振荡。其次,为实现转速闭环达到增加电机阻尼的目的,提出一种PLL^(3)rd与IHF相结合的转速观测方法。其中,PLL^(3)rd可消除电机加减速过程中的稳态误差,而IHF可以有效滤除电机反电势中的高次谐波分量,该方法解决了传统微步控制中只减小了振荡幅度但是没有改变控制系统阻尼大小的问题。最后,通过实验验证所提方案的有效性。 展开更多
关键词 混合式步进电机 主动式阻尼控制 三阶锁相环 积分谐波滤波器
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步进电机速度控制技术研究 被引量：21
9
作者 蔡娜 秦刚 +1 位作者 张和铭 张河斌 《电子测量技术》 北大核心 2021年第15期84-88,共5页
为解决步进电机控制精度和速度曲线的实时实现问题,对其速度控制方法进行研究。以两相混合式步进电机工作原理和数学模型为基础,在Simulink中构建了其开环控制系统模型,设计了一种可实时实现的抛物线形速度给定曲线算法,并与典型的梯形... 为解决步进电机控制精度和速度曲线的实时实现问题,对其速度控制方法进行研究。以两相混合式步进电机工作原理和数学模型为基础,在Simulink中构建了其开环控制系统模型,设计了一种可实时实现的抛物线形速度给定曲线算法,并与典型的梯形、指数型速度给定曲线算法进行了仿真比较。仿真结果表明,在单位控制周期内,抛物线型加减速曲线的最大无失步转动角度为990°,较其余两种算法至少提高了22%;驱动步进电机无失步转动360°的最小控制周期达到了42 ms,较指数型提高了22.2%。论证了该加减速算法响应速度更快,控制精度更高,降低了失步、过冲现象的发生率,避免了机械柔性冲击,延长系统寿命。 展开更多
关键词 两相混合式步进电机 开环控制系统 抛物线型加减速
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两相步进电机控制策略及系统构建 被引量：2
10
作者 郑重 《兵工自动化》 2011年第6期65-67,共3页
为满足电脑绣花机控制系统中两相混合式步进电机低速时运行平稳及定位精确的控制性能要求,提出步进电机两相驱动方案及其恒力矩均匀细分相电流控制策略。以高性能微处理器PIC16F877为核心,结合DAC0832转换器芯片及双极性驱动器NJM3777,... 为满足电脑绣花机控制系统中两相混合式步进电机低速时运行平稳及定位精确的控制性能要求,提出步进电机两相驱动方案及其恒力矩均匀细分相电流控制策略。以高性能微处理器PIC16F877为核心,结合DAC0832转换器芯片及双极性驱动器NJM3777,构建步进电机细分驱动控制系统。比较结果表明,该方法步进电机步矩分辨率较高,低速时运行平稳,转矩脉动小,系统运行噪音低。 展开更多
关键词 电脑绣花机 混合式步进电机 恒力矩 细分驱动 恒流斩波
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