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基于霍尔信号的无刷直流电机直接转矩控制系统设计

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佳木斯大学学报（自然科学版） 2023年第4期41卷 56-59页

作者：许晨宿州职业技术学院安徽宿州234000

针对传统无刷直流电机直接转矩控制系统的缺陷,设计出了直流电源电路、主电路、母线电流、电压采样电路、霍尔传感器位置检测电路等内容,完成了硬件系统的设计。详细阐述了总体设计方案、主程序模块、中断服务程序模块等内容,完成了软... 详细信息

针对传统无刷直流电机直接转矩控制系统的缺陷,设计出了直流电源电路、主电路、母线电流、电压采样电路、霍尔传感器位置检测电路等内容,完成了硬件系统的设计。详细阐述了总体设计方案、主程序模块、中断服务程序模块等内容,完成了软件系统的设计。同时进行了控制系统实验平台搭建及分析,证明了改进直接转矩控制系统的可行性。

关键词：无刷直流电机直接转矩控制系统霍尔信号转子位置

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基于霍尔信号的电动舵机舵偏角测算方法

军民两用技术与产品 2016年第8期 98-,120页

作者：张琳朱军伟刘振永中国空空导弹研究院洛阳471009

为了提高无刷直流型电动舵机系统可靠性、简化系统设计,本文提出了一种低成本舵偏角测算方法,分析了该基于霍尔信号的测算方法对舵偏角分辨率的影响,并将其应用于电动舵机系统进行了实验验证,实验数据证实算法的有效性和可行性,其工程... 详细信息

为了提高无刷直流型电动舵机系统可靠性、简化系统设计,本文提出了一种低成本舵偏角测算方法,分析了该基于霍尔信号的测算方法对舵偏角分辨率的影响,并将其应用于电动舵机系统进行了实验验证,实验数据证实算法的有效性和可行性,其工程应用有助于降低产品成本及系统复杂性.

关键词：电动舵机霍尔信号舵偏角

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基于高斯滤波和近似积分的电动车窗防夹算法

汽车工程 2017年第12期39卷 1464-1471页

作者：刘建国付恒饶政玉赵永浩武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室武汉430070 汽车零部件技术湖北省协同创新中心武汉430070 武汉东环车身系统有限公司武汉430056 吉利汽车研究院(宁波)有限公司宁波315000

在蓄电池电压波动或汽车行驶在颠簸路面和深坑路面等情况下,车窗电机产生的霍尔信号脉冲会受到干扰。针对这一干扰,提出了一种防夹算法,即首先通过高斯滤波滤除部分噪声,然后采用近似积分法对脉宽曲线进行积分,再将积分面积和阈值进行... 详细信息

在蓄电池电压波动或汽车行驶在颠簸路面和深坑路面等情况下,车窗电机产生的霍尔信号脉冲会受到干扰。针对这一干扰,提出了一种防夹算法,即首先通过高斯滤波滤除部分噪声,然后采用近似积分法对脉宽曲线进行积分,再将积分面积和阈值进行比较做出是否防夹的判断。利用d SPACE建立电动车窗的快速控制原型系统进行试验。结果表明,与基于卡尔曼滤波的防夹算法相比,所提出的积分算法具有较快的运算速度和较高的鲁棒性。

关键词：电动车窗防夹算法霍尔信号高斯滤波近似积分法

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客车电动车门防夹控制系统设计研究

制造业自动化 2011年第6期33卷 67-70页

作者：张霞荣祖兰长沙职业技术学院长沙410217

本文给出了客车电动车门传动系统模型,分析了电动车门检测夹物力算法,根据霍尔信号判断车门的位置和检测夹物力,设计了防夹控制系统的软硬件,并具有较好的效果。

关键词：防夹控制电动车门霍尔信号

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工业缝纫机控制系统设计

微特电机 2011年第7期39卷 63-66页

作者：刘登李辉孙永奎电子科技大学四川成都611731 西南交通大学四川成都610031

介绍了一套基于永磁同步电机的工业缝纫机控制系统的设计与实现,该系统特点是以霍尔信号对转子的位置和电机的速度进行估算,并在此基础上实现对永磁同步电机的正弦控制。硬件采用dsPIC33FJ16MC304和智能功率模块相搭配的主体结构,软件... 详细信息

介绍了一套基于永磁同步电机的工业缝纫机控制系统的设计与实现,该系统特点是以霍尔信号对转子的位置和电机的速度进行估算,并在此基础上实现对永磁同步电机的正弦控制。硬件采用dsPIC33FJ16MC304和智能功率模块相搭配的主体结构,软件以空间矢量算法和PID算法相结合的控制策略实现工业缝纫机的各种功能要求。实验表明:该系统成本低、性能好,可满足工业缝纫机功率密度高、速度范围大,动态性能好等技术指标。

关键词：永磁同步电机工业缝纫机霍尔信号空间矢量控制

集成电机推进器用无刷直流电机换相转矩脉动抑制策略研究

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集成电机推进器用无刷直流电机换相转矩脉动抑制策略研究

作者：江晓明哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

小型水下海洋运载器的推进系统是电力推进系统,其推力器一般采用集成电机推进器。因为无刷直流电机与同等尺寸的永磁同步电机相比效率高15%,而且其在结构和控制上简单,基于这些优点,集成电机推进器的推进电机通常采用无刷直流电机。但是... 详细信息

小型水下海洋运载器的推进系统是电力推进系统,其推力器一般采用集成电机推进器。因为无刷直流电机与同等尺寸的永磁同步电机相比效率高15%,而且其在结构和控制上简单,基于这些优点,集成电机推进器的推进电机通常采用无刷直流电机。但是,无刷直流电机在高速运行中产生很大噪声,严重干扰水下海洋运载器隐身性和水声通讯设备正常工作,因此水下海洋运载器的安全性降低。本文的具体内容就是对集成电机推进器用无刷直流电机换相转矩脉动抑制控制策略研究分析。首先在电机数学模型的建立之上,分析换相转矩存在波动的原因,且在MATLAB软件中进行系统仿真;为研究降低换相转矩脉动的控制策略,根据仿真的结果分析,本文采用的控制策略是重叠换相法。基于重叠换相法,提出新型的基于延迟霍尔信号特定角度来降低换相转矩脉动的控制算法。在延迟期间内,关断相反电动势下降,由于端电压恒定,关断相电流随延迟角度而增大,通过调节占空比大小,可使电磁转矩在此期间内维持不变;在换相期间,为了确保换相转矩的脉动率最小,可推导出霍尔信号延迟角度的准确数值;在此基础上,考虑电机电阻的影响,引入最大效率约束,得到最佳延迟角度。此方法不需要新增额外硬件,只需知道电机参数就可以得到最佳延迟角度,将霍尔信号延迟后可抑制换相转矩脉动。通过搭建仿真模型,结果验证上述方法能减小换相转矩的脉动率。但是,这种方法是基于霍尔传感器理想安装间隔为120°电角度,实际电机在安装霍尔传感器过程中不可避免的存在误差,导致霍尔传感器检测位置信号延迟或提前,影响电机稳定运行。接下来,本文提出一种新型的霍尔传感器安装误差补偿控制策略,同时能降低换相转矩的脉动率。该方法通过检测霍尔信号上升沿瞬间关断相电流大小,与相电流稳定值进行比较,判断换相霍尔信号延迟或提前;推导三相电流与霍尔传感器误差角度的关系式,在电机稳定运行一个电周期内,采样三相正向导通电流,获得霍尔传感器安装误差角度;推导最佳的换相点并进行补偿,实现换相转矩脉动最小且换相时间最短目的。最后,在研究室现有的电机平台上进行测试,实验结果验证提出的控制算法是具有效果且可行的。

关键词：集成电机推进器无刷直流电机换相转矩脉动重叠换相霍尔信号

同方学位论文库评论

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无刷直流电机模糊PI系统的建模及仿真

控制工程 2008年第S2期15卷 125-127,133页

作者：刘家兵李志红任艳锋兰州理工大学电气工程与信息工程学院甘肃兰州730050

针对无刷直流电机的传统PI控制策略存在的局限性,即PI控制器控制参数不能随环境变化而调整,不具有整体优化功能,给出了一种模糊PI控制建模方法。利用模糊集合的隶属度函数,模糊控制规则以及清晰化方法,基于Matlab/Simulink平台并结合电... 详细信息

针对无刷直流电机的传统PI控制策略存在的局限性,即PI控制器控制参数不能随环境变化而调整,不具有整体优化功能,给出了一种模糊PI控制建模方法。利用模糊集合的隶属度函数,模糊控制规则以及清晰化方法,基于Matlab/Simulink平台并结合电机转子位置信号,建立无刷直流电机模糊PI控制系统的仿真模型。仿真结果表明,模糊PI控制加快了系统响应时间、减小了超调,具有较强的鲁棒性和自适应能力,使系统获得了较好的控制性能,具有较好的应用价值。

关键词：无刷直流电机霍尔信号模糊控制仿真建模

基于K-means的汽车天窗防夹控制系统设计与研究

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基于K-means的汽车天窗防夹控制系统设计与研究

作者：杨贺大连理工大学

学位级别：硕士

随着汽车工业发展,全景天窗不再是豪华车型专属,正逐渐向中低端车型下沉。特别是近几年,越来越多的汽车配置了全景天窗。根据国标GB 11552的要求,电动窗应具备防夹功能。而当前全景天窗防夹控制策略仍沿用的是车门窗的防夹控制方法,但... 详细信息

随着汽车工业发展,全景天窗不再是豪华车型专属,正逐渐向中低端车型下沉。特别是近几年,越来越多的汽车配置了全景天窗。根据国标GB 11552的要求,电动窗应具备防夹功能。而当前全景天窗防夹控制策略仍沿用的是车门窗的防夹控制方法,但全景天窗相较于车门窗,因要实现起翘功能,其机械结构更加复杂,因此运行过程中受到的机构阻力也不再像车门窗那样波动平缓,而是呈现出剧烈波动的态势,若仍沿用车门窗防夹控制策略,常常出现误防夹现象。针对全景天窗关闭过程机构阻力剧烈波动引起的误防夹问题,研究并优化防夹控制策略具有重要意义。本文对当前主流的防夹控制策略进行了对比分析,研究了其优缺点,又对当前防夹控制的自适应策略进行了研究。结合全景天窗防夹控制难点,设计了一种采用霍尔信号作为防夹判断依据,基于K-means聚类的防夹控制策略。又根据防夹功能失效原因,及K-means聚类和本防夹控制策略特点,设计了相应的防夹控制自适应功能。防夹控制策略首先对霍尔传感器采集到的车窗状态信息进行修复和电压补偿。经过修复后的数据可用于进行防夹判断,采用K-means聚类对未遇障碍物正常关闭情况的霍尔脉宽分析,获取其特征值,再以此为依据对比实际运行待测数据,进行夹紧力大小评估值计算,最后与设定阈值比较,判断是否触发防夹。然后根据防夹功能失效原因,设计防夹控制的自适应功能,对于运行阻力变化和信息漂移引起的防夹失效问题,分别通过K-means聚类算法不断重新计算匹配防夹参数和循环自学习功能不断匹配天窗位置信息进行解决。最后进行了MTALAB模型验证,验证了本防夹控制策略的可行性;又通过MATLAB建模将本防夹控制策略和传统防夹控制策略进行了对比,结果表明本策略在应对全景天窗防夹时具有一定优势。为天窗控制系统设计了硬件电路和软件系统,经过硬件软件调试后,搭建了天窗控制系统试验平台。根据国标GB 11552的要求选择防夹力测试仪并设计了防夹测试试验,试验结果表明,本防夹控制策略能够有效应对全景天窗防夹。对防夹控制的自适应功能进行测试,结果表明自适应功能能够解决运行阻力变化和位置信息漂移引起的防夹失效问题。

关键词：防夹策略 K-means聚类自适应霍尔信号汽车天窗

同方学位论文库评论

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速度被动型传动系统的加载转矩控制技术研究

速度被动型传动系统的加载转矩控制技术研究

作者：方蕾哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

转速被动型传动系统又称为速度被动式转矩伺服系统,它广泛应用于工业、农业、交通及国防领域,是用来测试旋转动力机械设备性能和参数的电动设备。速度被动式转矩伺服系统由被测电机和负载电机组成,用负载电机充当被测电机实际运行时的负... 详细信息

转速被动型传动系统又称为速度被动式转矩伺服系统,它广泛应用于工业、农业、交通及国防领域,是用来测试旋转动力机械设备性能和参数的电动设备。速度被动式转矩伺服系统由被测电机和负载电机组成,用负载电机充当被测电机实际运行时的负载,负载电机输出的转矩可控,去模拟设备真实的工况,以获得设备的运行性能。速度被动式转矩伺服系统性能的好坏直接决定着被测动力设备的性能的好坏,因此研究其系统的转矩控制策略有着重要的意义。本文以永磁无刷直流电机为平台,研究被动式转矩伺服系统的控制策略。详细论述了应用永磁无刷直流电机应用于被动式转矩伺服系统的优势。阐述了无刷直流电机的工作原理,不同于有刷直流电机,它以电子换相取代机械换相,省去了电刷和换向器。并对无刷直流电机进行了数学建模和仿真建模。当无刷直流电机充当负载电机应用于被动式转矩伺服系统中时,它为被动运行,转速由被测电机决定。因此,本文不仅对无刷直流电机主动运动时建立了模型,也对被动运行的无刷直流电机进行了建模。本文应用直接转矩控制对无刷直流电机进行控制。首先阐述了电压空间矢量的概念,以及电机的定子磁链和电磁转矩与电压空间矢量的关系。分析了直接转矩控制应用于无刷直流电机与其他类型电机的不同。摈弃了传统的直接转矩控制采用定子磁链估算的方式,省略了定子磁链估算环节,通过无刷直流电机的霍尔传感器判断磁状态,进行扇区的判断,以选择合适的电压矢量。简化了无刷直流电机的控制系统,仿真结果表明直接转矩控制具有快速的响应速度和良好的动态性能。本文对速度被动式转矩伺服系统进行了建模,并推导了动态转矩的加载模型。仿真结果表明直接转矩控制可以应用于电机的被动运行控制,并将其应用于速度被动式转矩伺服系统中,仿真结果表明系统具有良好的控制性能。通过转矩估算模型,系统可以快速准确的控制轴上的负载转矩,实现负载转矩的准确加载。最后,本文以TMS320F2812芯片为核心,针对无刷直流电机的直接转矩控制系统进行了硬件系统的设计。

关键词：速度被动式转矩伺服系统永磁无刷直流电机直接转矩控制定子磁链估算霍尔信号