2019年第46卷第2期文章目次

  • 显示方式:
  • 简洁模式
  • 摘要模式
  • 1  永磁直线同步电机超短反馈滑模控制研究
    杨杰 袁胜利 高涛
    2019, 46(2):1-5.
    [摘要](15) [HTML](0) [PDF 650.04 K](40)
    摘要:
    永磁直线同步电机矢量控制的速度环常采用PI控制。传统PI控制器在速度追踪时存在起动过程超调大、受到负载扰动时调节时间长等不足之处。为提高伺服性能,滑模控制被应用到伺服系统中,但其缺点是存在抖振问题。因此,提出一种基于内分泌激素调节的滑模控制方法,可以有效降低速度的超调量,缩短受到外部扰动时的调节时间。在MATLAB中搭建了系统的仿真模型,仿真结果表明其对速度和推力的控制效果显著,优于传统的PI控制和常规的滑模控制。
    2  永磁同步电机最优滑模控制
    段方宾 谭光兴 冯楚楚 田军南
    2019, 46(2):6-9, 19.
    [摘要](24) [HTML](0) [PDF 630.59 K](46)
    摘要:
    为了减少永磁同步电机调速中的动态误差,提出了一种积分性能最优的滑模控制方法。该方法以滑模控制中的动态误差为性能指标,在此基础上建立最优切换函数,并采用最优控制理论对滑模控制器进行设计。用该方法设计的滑模控制系统,通过滑模面斜率的连续变化,能够加速系统状态变量到达滑模面的过程,极大地提高对参数摄动和外部干扰的鲁棒性。仿真结果表明,该时变滑模面控制方法使系统具有无超调、快速、稳定等优点,提高了系统的鲁棒性。
    3  船舶电力推进永磁容错电机模糊自适应PI控制
    白洪芬 朱凌宇
    2019, 46(2):10-14, 19.
    [摘要](12) [HTML](0) [PDF 701.53 K](43)
    摘要:
    永磁容错电机(FTPMM)综合了永磁同步电机和开关磁阻电机的优点,可作为电推船的推进电机。在研究船用FTPMM结构及数学模型的基础上,对电机采用模糊自适应PI控制。误差大时,增加误差控制作用的权重,提高系统响应速度;误差小时,增加误差变化量控制作用的权重,使系统尽快进入稳态。通过仿真对比分析了模糊自适应PI控制策略相较于普通PI控制的优越性,并验证了其在船舶电力推进系统中应用的可行性。
    4  无电压限幅环节的无传感器永磁同步电机矢量控制技术
    施铃丽 谢源 何志明
    2019, 46(2):15-19.
    [摘要](11) [HTML](0) [PDF 650.66 K](40)
    摘要:
    在电机高速弱磁或过载要求高的情况下,需要通过脉冲宽度调制(PWM)的过调制运行提高直流母线电压利用率。基于磁链观测的无传感器永磁同步电机矢量控制(磁场导向控制,FOC)技术具有算法简单、易实现等优点,但在过调制的情况下电压限幅环节会引起磁链观测及转子位置角估算误差。为提高PWM过调制情况下系统的控制性能,对传统的FOC控制框图进行了改进,省去了电压限幅环节并利用由占空比计算的实际电压对定子磁链进行估算。MATLAB仿真验证了改进方法的有效性。研究结果表明:该方法充分利用PWM调制自有的限幅特性,既能简化控制算法又能提高磁链观测精度,具有较好的技术经济性能。
    5  基于改进自抗扰控制的非对称六相双永磁同步电机串联系统控制
    霍思佳 崔昊杨 巨思远 秦伦明
    2019, 46(2):20-24, 31.
    [摘要](16) [HTML](0) [PDF 725.00 K](39)
    摘要:
    针对PI控制器存在的超调及跟踪速度慢的问题,以非对称六相永磁同步电机(PMSM)双电机串联系统为研究对象,采用自抗扰控制(ADRC)替代传统PI控制进行速度补偿,提高系统的抗干扰能力。基于传统自抗扰模块多参数整定的复杂性,引入遗传算法对其参数寻优,以最小超调量为优化判据通过交叉迭代的方式改进ADRC调节器。搭建基于改进ADRC的非对称六相双PMSM串联系统,并进行仿真。结果表明:与传统PI控制相比较,所用方法具备快速调节性能和精确的跟踪效果,同时可以削弱谐波电流的影响和转矩脉动,验证了所提控制策略的实用性。
    6  Z源NPC三电平变换器恒功率并网控制策略研究
    程启明 沈磊 程尹曼 魏霖 王玉娇
    2019, 46(2):25-31.
    [摘要](11) [HTML](0) [PDF 926.89 K](40)
    摘要:
    Z源中点钳位式(NPC)三电平变换器把逆变和升压两种环节结合在一起,结构简单、工作效率高,但是针对这种结构输出的无功功率研究较少。提出了一种Z源NPC三电平变换器的恒功率并网控制策略。首先对这种变换器的结构及原理进行分析;再把恒功率控制引入到这种变换器的并网控制中,并采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)实现了变换器的并网控制。MATLAB/Simulink软件仿真结果证明了这种变换器能够提高电压升压比。该控制策略可使变换器输出的有功功率、无功功率稳定于设定值,且并网电流谐波较低。
    7  考虑测量噪声的朗道自适应惯量辨识方法
    李嘉诚 全力 左月飞 朱孝勇
    2019, 46(2):32-39.
    [摘要](11) [HTML](0) [PDF 1.05 M](43)
    摘要:
    传统朗道自适应惯量辨识方法只有一个自适应系数可以调节,难以同时兼顾辨识速度和辨识精度,导致速度自适应控制系统在测量噪声较大的情况下容易不稳定。为解决这一问题,提出了一种考虑测量噪声的朗道自适应惯量辨识方法。该方法采用相同的低通滤波器对速度和电磁转矩同时进行滤波,保证了辨识模型与无滤波时的相同。在此基础上综合调节自适应系数和滤波器时间常数,在保证辨识速度的前提下减小辨识系统的噪声,提高辨识精度,从而提高了速度自适应控制系统的稳定性。仿真和试验验证了所提方法的正确性和有效性。
    8  基于STM32F429的全向运动平台的运动控制
    刘林 杨开明 汪伟 朱煜 钱宇阳 何佳宝
    2019, 46(2):40-45.
    [摘要](13) [HTML](0) [PDF 730.72 K](39)
    摘要:
    全向运动平台系统是可以实现人体在各个方位行走的2D运动平台。针对实现人体在全向运动平台稳定行走的运动控制,采用加入观测器的一阶控制算法对平台运动控制进行探究。先通过MATLAB软件进行算法的仿真,验证方法的可行性;再通过现场测试,验证控制算法的有效性。最终试验表明,加入观测器的一阶控制算法可对全向运动平台实现有效的运动控制。此运动控制策略的探究为全向运动平台的运动控制提供了一种可行的控制思路和方案。
    9  永磁同步电机新型单电阻电流重构技术研究
    陆佳琪 吴金富 陆彦如 张懿 魏海峰
    2019, 46(2):46-51.
    [摘要](13) [HTML](0) [PDF 802.69 K](44)
    摘要:
    针对永磁同步电机在单电阻电流采样时,低调制区域和扇区边界区域难以进行电流重构的问题,提出了一种新型单电阻电流重构技术。首先,对三相电流重构技术原理进行研究,定义无法重构的区域为非观测区,对非观测区电流重构盲区进行分析。其次,使用脉冲宽度调制移相法对非观测区的电流进行重构,发现仍有部分非观测区只可测得一相电流,从而无法完成电流重构。针对这一问题,设计电流观测器,通过单相电流来估算三相电流,且不需要电机与负载参数,实现简单。试验验证表明,所提新型单电阻电流重构技术具有可行性和实用价值。
    10  分数槽集中绕组表贴式永磁同步电机转子损耗
    刘福贵 杨凯 赵志刚 郭莹 刘佳 尹赛宁
    2019, 46(2):52-56, 71.
    [摘要](13) [HTML](0) [PDF 684.02 K](49)
    摘要:
    针对损耗模型很难准确地计算转子损耗且三维有限元方法占用大量时间的问题,基于二维运动瞬态有限元法,研究了1台36槽42极单层分数槽集中绕组永磁同步电机在恒转矩区和弱磁区以最大转矩运行时的转子损耗,并且研究了高速工况下永磁体轴向分段数量、槽口宽度以及气隙厚度对永磁体损耗的影响。研究发现,在整个转速区间永磁体损耗占转子总损耗的90%以上;转速低于1 500 r/min时,转子铁心磁滞损耗高于涡流损耗,高于1 500 r/min时涡流损耗明显高于磁滞损耗。永磁体分段能明显降低永磁体涡流损耗;负载工况下改变槽口宽度,永磁体涡流损耗几乎没有变化;增大气隙厚度虽然能降低永磁体损耗,但是效果并不明显;同时,更改槽口和气隙厚度会使电感发生变化,并进而影响电机的运行性能。
    11  移15°双十二相隐极同步整流发电机数学模型的研究
    侯少波 欧阳斌 苏武
    2019, 46(2):57-65, 94.
    [摘要](16) [HTML](0) [PDF 840.00 K](44)
    摘要:
    分别在abc坐标系和dq0坐标系下建立了移15°双十二相隐极同步整流发电机的基本数学方程,推导了电机电压、磁链、输出功率、电磁转矩和转子运动方程。在MATLAB/Simulink中建立了移15°双十二相隐极同步整流发电机的仿真模型。对两路输出进行了不平衡负载仿真和试验。仿真与试验结果相比基本一致,验证了移15°双十二相隐极同步整流发电机数学模型的正确性。这为双十二相同步整流发电机运行性能和励磁控制系统的研究奠定了基础。
    12  3 MW同步发电机阻尼绕组设计与超瞬态电抗性能验证
    周伟强
    2019, 46(2):66-71.
    [摘要](14) [HTML](0) [PDF 750.14 K](37)
    摘要:
    当一款发电机定转子主要尺寸定型后,转子的阻尼绕组性能是影响发电机超瞬态电抗的最主要因素。在不同的工况下,用户对发电机的超瞬态电抗的性能有不同的要求。通过阻尼绕组的调整基本可实现超瞬态电抗的调整。通过对1台3 MW无刷同步发电机转子阻尼绕组采用不同材质或不同的阻尼条数的设计方案,对超瞬态电抗值进行计算和分析,并通过低电压突然短路测试方式验证了不同方案对超瞬态电抗值的影响,以获得最佳的阻尼绕组设计方案。
    13  高过载永磁同步电动机设计研究
    初振奎 朱龙飞 韩雪岩
    2019, 46(2):72-76.
    [摘要](10) [HTML](0) [PDF 642.60 K](47)
    摘要:
    永磁同步电动机(PMSM)的过载能力受到铁心饱和、电枢反应的制约,常规设计PMSM无法满足一些高过载应用场合的需求。分析PMSM过载能力的影响因素,研究定子裂比和气隙长度等结构参数对其影响方式,进而分析得出相关结构参数对于PMSM过载能力的影响规律。设计了1台额定功率1 kW的高过载能力PMSM,有限元仿真结果显示该电机可达到5.26倍过载能力。
    14  基于dSPACE和三菱IPM的电机控制平台保护
    梁力波 王淑红 王伟 刘旭 许二威
    2019, 46(2):77-81.
    [摘要](9) [HTML](0) [PDF 703.61 K](45)
    摘要:
    电机控制中常见的控制芯片有DSP、ARM、单片机等。这些都需要根据设计的算法进行手工编程,开发周期较长。半实物仿真系统dSPACE针对这类问题提出了很好的解决方案,大大缩短了开发周期。从原理上介绍了电机控制的硬件保护和软件保护,并分析了智能功率模块IPM死区保护和dSPACE死区模块具体实现时产生的冲突。提出一种协调电路解决此问题。理论分析与制作的控制板试验结果表明,此方法可同时满足死区保护和硬件保护要求,实现IPM的正常工作。
    15  中型风力发电机成型线圈新型热压工艺研究
    熊剑 冉继强
    2019, 46(2):82-86.
    [摘要](6) [HTML](0) [PDF 738.45 K](40)
    摘要:
    描述了中型电机成型线圈热压工艺的必要性及优势,阐述了线圈热压工艺流程演变过程和不同类型线圈热压工艺的最优选取方式。通过一种新型热压成型工艺提升产品的工艺性和可靠性。推算热压机压力大小,并通过有限元分析获取在稳态热和静应力共同作用下直线边形变分布情况,了解热压机部分参数对线圈受力面尺寸的影响,为热压工艺参数的选取提供参考依据。
    16  无刷直流电机直接转矩控制系统的相电流检测及处理
    杨婷婷 张兰红 王韧纲
    2019, 46(2):87-94.
    [摘要](8) [HTML](0) [PDF 1021.35 K](43)
    摘要:
    无刷直流电机(BLDCM)直接转矩控制系统中,相电流的正确检测是实现转矩控制的前提。研究了BLDCM电磁转矩与相电流的关系,设计了相电流检测的硬件电路与软件算法。由霍尔电流传感器检测出相电流大小,经调理电路送入DSP的AD转换模块。针对AD转换带来的偏移和增益误差,采用最小二乘法及线性拟合函数进行数据校正;针对个别数据导致的偶然误差,提出了电流复合滤波方法;针对周期性干扰,在AD校正后加入了一阶滞后滤波。试验结果证明,所采用的相电流检测与处理方式降低了电流检测误差,实现了转矩的实时观测与直接控制,有效抑制了转矩脉动。
    17  基于MATLAB频谱分析的永磁电机噪声分析方法
    张玉柱
    2019, 46(2):95-100.
    [摘要](10) [HTML](0) [PDF 860.47 K](60)
    摘要:
    设计开发了一款200 kW新能源车用永磁同步磁阻电机。对样机进行测试,发现在转子转速2 600 r/min时,电机发出尖锐的电磁噪声。采用录音设备录制了电机运行噪声,并用MATLAB软件对噪声进行了频谱分析,通过对比电机相关零部件共振频率以及电机运行噪声频谱分析结果,分析了可能发生共振的零部件,并对该零件结构进行了优化设计。优化后电机运行时的电磁噪声下降到了合理范围,验证了基于频谱分析的电机噪声声源分析的可行性和准确性。
    18  电动汽车轮毂电机技术的发展现状与发展趋势
    孔垂毅 代颖 罗建
    2019, 46(2):101-108, 113.
    [摘要](16) [HTML](0) [PDF 1.03 M](47)
    摘要:
    轮毂电机具有结构紧凑、传动效率高、控制和转向灵活等优点。由轮毂电机驱动的电动汽车是新能源汽车重要的发展方向。通过各种电机的对比,认为永磁同步电机效率高、功率密度高、可靠性好,是轮毂驱动电机一个较好的选择。总结了电动汽车轮毂电机国内外的应用概况,介绍了轮毂电机电磁设计优化、控制策略及散热方式和结构方面进行的研究和工作,最后探讨了我国电动汽车轮毂电机研究中存在的问题,展望了轮毂电机未来的发展方向。
    19  低压电动车开关磁阻电机隔离驱动技术
    蔡骏 向程 刘泽远 邵雨楠 吴少龙
    2019, 46(2):109-113.
    [摘要](19) [HTML](0) [PDF 728.66 K](46)
    摘要:
    在传统的低压电动车开关磁阻电机(SRM)驱动系统的设计中,优先考虑的问题是系统的体积和成本。通常在MOSFET驱动电路、相电流和母线电压采样电路设计中直接忽略了数字地和功率地的隔离问题,使得整个驱动系统的可靠性大打折扣。在保持传统的非隔离驱动系统中驱动电路和电阻采样电路的基础上,提出采用高速光耦实现PWM控制信号与MOSFET驱动信号的隔离,采用线性光耦实现相电流和母线电压采样信号与控制器AD采样信号之间的隔离。该方式可以在尽量不增加系统体积和成本的情况下,实现数字地和功率地隔离,从而进一步提升低压电动车SRM驱动系统的可靠性,具有广阔的应用前景。
    20  新能源汽车用永磁电机转子结构分析
    陈丽香 潘敬涛 孙宁
    2019, 46(2):114-119.
    [摘要](16) [HTML](0) [PDF 761.43 K](51)
    摘要:
    针对新能源汽车用永磁电机,通过有限元法分析了V型、V一型、双弧型、U一型4种不同转子结构电机的交直轴电感、电磁转矩、磁阻转矩等性能,分析了不同转子结构的弱磁扩速能力及影响弱磁扩速能力的因素,仿真给出了不同转子结构的效率云图。通过综合分析,得出不同转子结构的特点,总结了不同转子结构所适用的新能源汽车用驱动电机的类型。
    21  教与学优化算法在风力机变桨自抗扰控制中的应用
    田黄田 谢源 施铃丽 刘浩
    2019, 46(2):120-125.
    [摘要](9) [HTML](0) [PDF 863.40 K](44)
    摘要:
    随着风力机的发展越来越智能化,除了要求风力机的运行可靠性,还要求其有稳定的输出功率。为了使风力机变桨控制器在运行过程中具有优良的动态品质,提出了一种自抗扰控制(ADRC)的变桨距控制方案,但ADRC也存在参数多、整定难度大这一明显缺点。为此,将教与学算法应用到ADRC的整定过程中,实现了参数的自动整定。仿真结果验证了通过教与学算法自动整定ADRC参数的可行性,与传统PID控制器相比,整定后的ADRC能较好地满足风力机变桨距控制要求,有效维持了风力机输出功率的稳定性。

    当期目录


    文章目录

    过刊浏览

    年份

    刊期

    《电机与控制应用》
  • 月刊,1959年创刊
    • 主管单位:上海市经济和信息化委员会
    • 主办单位:上海电器科学研究所(集团)有限公司
    • 刊号:ISSN 1673-6540
    •           CN 31-1959/TM
    • 地址:上海市武宁路505号
    • 邮编:200063
    • 电话:021-62574990-574/462(编辑部)
                021-62574990-745(广告部)
    • 电子邮箱:eec@seari.com.cn (编辑部)
                       emca@seari.com.cn(广告部)
    • 网址:http://www.motor-abc.cn/djykzyy/home
    • 邮发代号:4-199
    • 国内定价:12元/册
    • 影响因子:0.488(《中国科技期刊引证报告(核心版)自然科学卷》)
    您是第位访问者
    沪ICP备16038578号-3
    版权所有©2020《电机与控制应用》
    技术支持:北京勤云科技发展有限公司

    沪公网安备 31010702006048号