2019年第46卷第3期文章目次

  • 显示方式:
  • 简洁模式
  • 摘要模式
  • 1  大惯量负载多电机驱动系统协调控制方法综述
    杨春雨 孟凡仪 许一鸣 黄新利
    2019, 46(3):1-7.
    [摘要](17) [HTML](0) [PDF 945.07 K](82)
    摘要:
    大惯量负载往往采用多个电机协同驱动,整体系统的稳态和动态性能都与多电机驱动系统的协调控制密切相关。根据国内外多电机驱动系统协调控制的研究成果,综述相关控制结构和控制算法。通过对比分析,说明各种控制方法的优缺点和适用场合。最后,根据目前的工业需求,展望了多电机驱动系统协调控制的研究方向和发展趋势。
    2  轨迹跟踪伺服系统的鲁棒复合控制
    滕召海 郑子超 程国扬
    2019, 46(3):8-14, 20.
    [摘要](16) [HTML](0) [PDF 810.75 K](47)
    摘要:
    针对控制输入饱和受限且带有未知扰动的电机伺服系统,提出一种实现曲线轨迹准确跟踪的鲁棒复合控制方案。该方案引入一个参考信号生成器和一个扩展状态观测器,其中参考信号生成器可根据目标轨迹信号构造出对应的状态量,扩展状态观测器用于对系统的状态量和扰动进行估计, 采用反馈与前馈相结合构成最终的控制律。利用Lyapunov理论对闭环系统的稳定性进行了严格分析。在MATLAB中进行了仿真研究,随后在一个DSP控制的永磁直线电机二维伺服平台进行了试验验证。结果表明:所提的控制方案能在轨迹跟踪任务中取得优越的瞬态性能和稳态准确性,而且对目标轨迹和扰动的幅值差异具有较好的鲁棒性。
    3  基于高功率因数控制的永磁同步电机无电解电容驱动系统控制策略
    黄凯 向峰昊 尹泉 罗慧
    2019, 46(3):15-20.
    [摘要](32) [HTML](0) [PDF 772.30 K](43)
    摘要:
    永磁同步电机无电解电容驱动系统因其成本与寿命的优势,在白色家电领域逐步得到广泛的应用。然而,由于使用小容量的薄膜电容取代大容量的电解电容,母线电压会以两倍工频波动,在母线电压处于波谷时,逆变器输出电压容易饱和,导致控制性能恶化,网侧电流畸变。因此,提出了一种基于高功率因数控制的转矩控制环和电压矢量修正策略,能够有效提升网侧功率因数,抑制网侧电流谐波并符合IEC 6100032标准。该算法的有效性通过仿真得以验证。
    4  基于混合终端滑模观测器的永磁同步电机位置和速度估计方法
    钱弼违 鞠金涛
    2019, 46(3):21-26.
    [摘要](17) [HTML](0) [PDF 734.12 K](42)
    摘要:
    传统滑模观测器受固有抖振特性影响,且有低通滤波器带来的反电动势观测幅值削弱和观测相位偏移,从而导致永磁同步电机(PMSM)控制精度降低。为解决该问题,提出了一种基于二阶混合终端滑模观测器的PMSM位置和速度估计方法。基于线性滑模与混合终端滑模的二阶滑模切换面,设计合理的滑模控制律,有效抑制传统滑模方法的固有抖振特性,并且能够避免使用低通滤波器所带来的反电动势观测幅值削弱和相位偏移问题,有效提高转子位置和转速的估计精度。在此基础上,进一步分析了该滑模观测器对于电机定子电阻和电感参数摄动的鲁棒性。试验结果证明了所提混合终端滑模观测器的有效性、实用性和优越性。
    5  基于交替联合迭代的关节电机滑模控制参数整定方法
    于海波 李洁 肖丽
    2019, 46(3):27-33.
    [摘要](12) [HTML](0) [PDF 856.02 K](47)
    摘要:
    机器人关节电机的控制器参数整定是实现系统良好控制性能的前提。提出了一种基于交替联合迭代的关节电机滑模控制器参数整定方法。设计了永磁同步关节电机的电磁参数,并设计了PID电流环控制器和滑模速度环控制器结合的滑模PID控制器。利用工程整定方法初步整定滑模速度环控制器的参数;增设冗余PID速度环控制器,对其参数进行整定,以冗余PID速度环控制器和滑模速度环控制器作用于系统时的输出转速为迭代变量,交替选择速度环控制器参数进行联合迭代,完成滑模速度环控制器参数的整定。利用MATLAB/Simulink软件对系统进行仿真,证明方法具有较高的整定效率,可使关节电机控制系统获得良好的控制性能。
    6  双定子盘式永磁同步电机控制策略
    宋建国 苗世亮
    2019, 46(3):34-40, 63.
    [摘要](11) [HTML](0) [PDF 838.38 K](46)
    摘要:
    对一种具有双定子的盘式永磁同步电机进行了讨论、分析与试验验证。双定子电机因其具有的高转矩密度、控制灵活等特点受到了越来越多的关注,然而在实际应用中,如何进行双定子的能量分配以使系统效率最优也成为了一个难点。因此,提出一种基于MAP图的转矩分配策略,并在以TMS320F28335为主控芯片的试验平台上对电机进行了试验验证。试验结果表明所提出的控制分配策略能有效地保证双定子电机系统高效运行。
    7  基于三电平逆变器的内置式永磁同步电机矢量控制研究
    张伯泽 宗剑 钱平
    2019, 46(3):41-45.
    [摘要](8) [HTML](0) [PDF 663.48 K](44)
    摘要:
    三电平逆变器输出电压波形比两电平逆变器增加一个台阶,其谐波含量低、波形质量好,有利于实现输出电压的正弦化,且单个开关管承受的电压应力小,适合向高压大容量方向发展。内置式永磁同步电机(IPMSM)为三相正弦波输入控制,用三电平逆变器来驱动IPMSM,有利于减少IPMSM的转矩脉动,实现高性能的调速控制。对基于三电平逆变器的IPMSM矢量控制技术进行了研究,建立了系统仿真模型。仿真结果表明:该系统的三电平逆变器输出电压波形正确,IPMSM的转速能准确跟踪参考转速,电机动态、稳态性能良好。
    8  考虑磁场饱和的双定子永磁同步发电机的磁路模型
    陈哲 王爱元
    2019, 46(3):46-49.
    [摘要](11) [HTML](0) [PDF 582.37 K](41)
    摘要:
    双定子永磁同步发电机(DSPMSG)包括内外两个定子和中间的转子,一般的电磁场计算软件计算比较困难。建立DSPMSG的磁路计算模型,利用铁磁材料的磁化特性曲线考虑磁场饱和,并同时考虑内、外两套绕组电枢反应对永磁磁场的影响,可对电机的性能参数进行计算,便于设计变量的及时快速调整。通过对1台3.3 kW样机的磁路计算和有限元计算的比较,证明了该模型的有效性和实用性。
    9  背绕式有槽永磁同步电机的电磁场解析模型
    霍晓康
    2019, 46(3):50-57.
    [摘要](9) [HTML](0) [PDF 900.67 K](36)
    摘要:
    以1台5 kW背绕式高速永磁同步电机为研究对象,建立其电磁场解析模型。将电磁场求解域划分为气隙子域、永磁体子域、槽口子域和槽子域,求解相应的拉普拉斯方程或泊松方程,解析模型计及电枢反应场、永磁场和定子开槽的影响。计算了该电机的气隙磁密、绕组磁链、绕组反电动势、齿槽转矩和电磁转矩,并将结果与二维有限元法计算结果和试验数据比较,比较结果说明了解析模型的准确性。最后以槽口开度为变量,研究其对气隙磁密分布和齿槽转矩的影响。
    10  基于有限元法的无刷交流励磁机空载特性分析及额定励磁电流计算
    姚维康 徐余法 黄厚佳 闫鑫洋
    2019, 46(3):58-63.
    [摘要](15) [HTML](0) [PDF 779.16 K](35)
    摘要:
    针对无刷交流励磁机铁心结构的复杂性和铁磁材料饱和特性的影响,采用非线性有限元法,利用有限元软件Maxwell,建立无刷交流励磁机的二维模型,对空载特性及额定励磁电流进行研究分析。以1台28 kW无刷交流励磁机为例,对电机气隙磁场仿真分析并求取空载特性。计算所得的基波电势与实测结果相符,为此类电机电磁场的设计提供理论依据。在此基础上通过场路耦合的方法,用外电路来模拟额定负载工况,计算出额定工况下的励磁电流。该方法具有实用性,可为一般的交流励磁机励磁电流计算提供参考。
    11  基于预处理BP神经网络的开关磁阻电机建模
    孙利宏 赵永生 李存贺 柳健 范云生
    2019, 46(3):64-70.
    [摘要](11) [HTML](0) [PDF 895.62 K](49)
    摘要:
    针对开关磁阻电机(SRM)强耦合、强非线性、难以精确解析建模的问题,提出一种基于数据预处理的反向传播(BP)神经网络建模方法。首先通过传统直流脉冲法测量一个电周期内SRM静态电磁特性,获取建模样本数据;其次充分利用电机先验知识,通过可以初步反映SRM非线性特性的磁链和转矩解析表达式对实测样本数据进行预处理并作为BP神经网络新的输入,降低神经网络拟合误差。与传统BP神经网络建模的对比结果显示,引入预处理方法可以有效减少BP神经网络节点数量,增强神经网络泛化能力,提高神经网络建模精度。
    12  模块化永磁直线游标电机等效磁网络及漏磁分析
    陈瑶 陈洪伟
    2019, 46(3):71-75, 108.
    [摘要](15) [HTML](0) [PDF 1.08 M](43)
    摘要:
    在模块化永磁直线游标电机的初始设计及优化设计中,使用有限元方法(FEM)计算漏磁系数时需要耗费大量的建模和计算时间。针对这一问题,建立该种电机的等效磁网络模型,在建模期间,考虑气隙中的边缘效应,并计算永磁体组与定子齿在不同相对位置时的等效磁导,得到该种电机在一个周期内不同相对位置时的漏磁磁导和漏磁系数的数学解析表达式。采用FEM验证了该数学解析表达式的准确性。研究结果为模块化永磁直线游标电机的设计提供了理论依据。
    13  电动车开关磁阻电机驱动和保护控制策略研究
    邵雨楠 蔡骏 向程 刘泽远 李远禄
    2019, 46(3):76-82, 94.
    [摘要](15) [HTML](0) [PDF 931.36 K](41)
    摘要:
    传统开关磁阻电机(SRM)起动时采用电流斩波控制(CCC),中高速阶段采用角度位置控制(APC)对转速进行调节。但在电动车领域的SRM驱动控制中,通常采用基于脉宽调制(PWM)控制的方式来实现电机的开环调速。在传统SRM控制方式的基础上,提出了一种动态斩波的起动方式以及一种PWM控制与APC控制相结合的中高速运行的综合控制策略,可确保电机在不同负载下平稳起动、瞬间提速和稳定运行。与此同时,对控制器保护环节中最为关键的过流保护和堵转保护进行了设计,提升了整个驱动系统的可靠性。为了验证所提驱动控制策略和保护方法的可行性,在以STM32F103处理器为控制核心的控制器和1台12/8结构电动车SRM上进行了系统的试验。试验结果表明在该控制算法下,电机能够快速起动和稳定运行,且能检测到故障并及时保护,证明了该算法的正确性。
    14  电动汽车驱动电机三维CFD热分析与温升测试研究
    刘雄 熊飞 朱林培 刘剑 杨博智
    2019, 46(3):83-89, 108.
    [摘要](24) [HTML](0) [PDF 942.45 K](49)
    摘要:
    针对电动汽车驱动电机在整车极限工况下的温升问题,采用流固共轭传热数值计算方法对永磁同步电机的散热性能进行了仿真计算,得到了不同工况下电机定转子的温度分布规律。利用滑环模块解决了转子温升测试的难题,将不同整车工况下电机的温升测试数据和计算流体动力学(CFD)仿真结果对比,验证了仿真计算模型及方法的准确性,为整车在各种行驶路况下准确获取电机内永磁体工作温度提供了理论支持。
    15  用于电机生产线的低成本远程调试系统的开发与应用
    聂佳 琚长江 陈淑芳
    2019, 46(3):90-94.
    [摘要](9) [HTML](0) [PDF 731.14 K](47)
    摘要:
    智能制造的发展使得我国制造业对自动化和信息化产生了迫切的需求。为工业现场建立使用便捷、初始投入及维护成本低廉的远程调试系统是制造商对生产设备智能化维护的现实需求。开发了一套低成本远程调试系统,在设备出现故障后可快速搭建一条从工业现场到运维中心的专用通路进行远程调试。该系统可广泛应用在电机生产线的远程维护中。对系统的基础构架进行了介绍,详细描述了系统核心设备的开发要点,并举例说明了系统的实际应用方案。
    16  数据采集系统在新能源汽车电机数字化车间中的应用
    邢晨 琚长江 阎阅 王磊
    2019, 46(3):95-101.
    [摘要](12) [HTML](0) [PDF 934.54 K](65)
    摘要:
    数据采集系统对于电机智能制造数字化车间的实施是至关重要的环节。针对新能源汽车电机数字化车间,以组态软件为核心处理层,通过工业以太网络采集生产设备参数、生产人员信息、物料信息、质量数据等关键生产参数,构建出车间生产现场综合数据的交换。基于该数据采集系统,可为智能制造上层管理系统提供数据支撑,进而实现新能源汽车电机的智能制造。
    17  基于粒子群优化算法的永磁电机热网络参数识别
    师蔚 阳喜成
    2019, 46(3):102-108.
    [摘要](13) [HTML](0) [PDF 834.76 K](41)
    摘要:
    监测永磁电机的永磁体温度对于保证电机的使用寿命至关重要,因为过高的温度会产生永磁体不可逆失磁现象。提出了一种基于粒子群优化算法的永磁电机热网络参数识别方法,实现用热网络监测永磁体的温度。该方法首先建立永磁电机的热网络模型,利用粒子群优化算法结合电机温升试验所得温度数据对热网络模型的主要热力参数进行识别;然后利用该热网络模型进行在线温度识别,识别过程能够快速收敛,具备良好的辨识精度;最后,通过对比仿真识别温度和电机温升试验数据,验证了该方法的准确性。
    18  基于CCFHTLS算法的异步电动机转子故障检测
    林志芳
    2019, 46(3):109-114.
    [摘要](9) [HTML](0) [PDF 750.47 K](42)
    摘要:
    定子电流经低通滤波器处理后产生高斯有色噪声,限制了异步电机转子故障检测算法的辨识精度。针对该问题,提出一种抑制高斯有色噪声的异步电机故障检测技术。首先对采集到的定子电流进行预处理,利用逆同步旋转变换剔除基波,避免了直接检测时基波对故障辨识精度的影响。然后利用互相关函数(CCF)处理技术对高斯有色噪声的抑制作用,提出基于CCFHTLS算法的电机转子故障诊断技术。针对异步电机转子断条和偏心故障的识别进行试验,结果表明CCFHTLS算法可以有效抑制高斯有色噪声,并保留故障有用信息,显著地提高了故障检测的分辨率。
    19  火电辅机变频器低压穿越直流电压补偿及其控制
    邬海涣 孟思思 赖锦木 陈碧琰 黄致远
    2019, 46(3):115-120, 126.
    [摘要](19) [HTML](0) [PDF 862.28 K](44)
    摘要:
    针对火电辅机变频器因厂用电压跌落而触发闭锁,造成发电机组停机的问题,设计了基于变频器直流母线电压补偿的辅助穿越装置。辅机变频器采用直接转矩控制,低压穿越装置主电路采用三重交错并联升压变换器结构,在电压跌落期间维持变频器直流母线电压稳定,同时减小输出电流高频纹波。考虑到并联模块参数差异造成的均流问题,提出在传统电压电流双闭环控制的电压外环加入均流环的解决方法,消除环流,使开关管电流应力更为均衡。由于控制系统具有非线性、强耦合的特点,传统PI控制器存在局限性,所以利用模糊控制算法优化PI控制器参数整定,改善其性能。最后用仿真验证了所提方法的有效性。
    20  300 MVA脉冲发电机组滑差方式起动过程研究
    陈晨 彭建飞 王海兵
    2019, 46(3):121-126.
    [摘要](3) [HTML](0) [PDF 763.98 K](47)
    摘要:
    介绍了300 MVA脉冲发电机组的滑差装置。对机组采取滑差方式的起动过程进行了分析和等效建模。根据机组实际起动过程电气波形,利用非线性规划模型,建立了滑差装置液体电阻等效仿真模型,并代入机组参数对起动过程进行仿真,仿真结果和实际波形吻合,验证了模型的正确性。在此基础上,为了使机组的转速达到额定转速,提出在滑差装置液体电阻低位时并入两级固体金属电阻后短接的方案,给出了两级固体金属电阻的阻值等理论参数,并通过仿真验证了方案的可行性。建立的仿真模型可以作为研究不同参数、不同控制策略下的机组起动过程动态特性的重要工具。

    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