摘要：针对无刷直流电机在负载突变工况中易出现电流异常、转速失调状态,电机不能自动化调节控制这一问题,设计了基于STM32单片机的无刷直流电机自动化控制系统。系统由三电阻电流采样电路采集电机运行电流信号,由单片机STM32进行对比分析,若该电流大于金属-氧化物半导体场效应晶体管的阈值,自动中断脉宽调制信号输出;使用霍尔转子位置检测电路采集电机转子位置数据,计算转子位置、转速数据,与期望转速比较后,若电机转速处于非理想状态,采用模糊自适应分数阶PID控制器自动调节无刷直流电机转速。实验验证,所设计系统在负载突变工况下表现出色,相电流保持正弦波状态,未出现突变问题;且可快速、自动调节电机转速,以达到期望转速,电机转矩波动也被控制在合理范围内。

摘要：针对无刷直流电机转速伺服系统高性能非线性鲁棒控制,提出一种新型的多滑模反步高阶滑模非线性控制方法.在控制律设计的每一步都引入二阶滑模Super-Twisting算法,无需计算变量导数,消除了滑模抖振,并在第1级子系统虚拟控制律设计中提出一种改进的二阶滑模Super-Twisting算法.与传统双闭环PI控制相比,能够令系统的动静态性能更好,转矩脉动更小,鲁棒性更强;与标准Super-Twisting算法相比,进一步提高了系统对阶跃负载扰动的抑制能力.最后通过仿真分析表明了所提出方法的有效性.

摘要：为了获得较为精简的模糊控制规则集合和改善控制性能,提出了一种基于进化多目标优化算法的模糊控制器优化设计方法,并应用于无刷直流电机直接转矩控制系统。该控制系统采用模糊控制器作为转速环的调节器,内环则为转矩控制环,并且采用了无磁链滞环的控制结构。同时提出了一种改进的多目标克隆选择算法,可针对模糊控制器的结构和参数进行优化,并选取典型的控制性能指标,以及模糊控制器自身的精简度作为优化目标。为了提高算法的搜索效率和利用偏好信息,有针对性地提出了种群多样性保持策略和偏好策略。实验结果表明这种优化设计方法可获得良好的动态响应性能和较强的自适应性,同时所得到的Pareto优化解具有较好的分布特性。

摘要：无刷直流电机具有非线性、强耦合的特点,在电机控制领域被广泛研究。根据传统软件控制器运行速度慢、精度低、抗干扰能力差等问题,提出了一种基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)的无刷直流电动机模糊自适应PI控制系统。该系统以FPGA为主控芯片,用Verilog HDL硬件描述语言对控制器内各个功能模块进行设计,实现整个系统的全硬件化,充分发挥了FPGA执行速度快、抗干扰能力强、灵活度高、拓展性强的特点。系统采用转速、电流双闭环控制。转速环采用模糊自适应PI控制算法,改善了传统PID响应速度慢、超调大等缺陷。通过仿真与实验对比分析,该系统响应速度快、超调小、稳态精度高、运行稳定。

摘要：基于无刷直流电机(BLDCM)模型和汽车电动助力转向(EPS)动力学模型,构建了BLDCM控制仿真模型和EPS性能仿真模型;设计了以ARM7LPC2131为控制器内核和以MC33034P120为驱动模块的EPS控制器硬件;分析了EPS的助力、回正和阻尼控制对控制器硬件的要求,给出了EPS控制软件的主程序和A/D、速度信号采集与中断服务子程序流程;最后将BLDCM助力式EPS及其控制系统装车进行原地转向试验和蛇形试验,试验结果表明,所设计的EPS控制器与整车匹配良好,性能稳定。

摘要：由于电机的设计制造工艺等问题,反电动势波形往往不是理想的120°平顶宽度梯形波。同时,无刷直流电机无位置传感器控制通常采用反电动势法——通过检测不导通相的反电动势过零点,再延迟30°电角度来得到换相时刻。但该方法需要重构有一定误差的电机中性点和导致相反电动势过零点检测延迟的深度滤波电路。通过改进相电动势法原理,定性分析电动势波形和傅里叶级数推导证明,提出适用于任意平顶宽度梯形波的转子位置辨识策略。实验表明该方法可以精确得到转子位置,确定未导通相的换相时刻,有一定理论和工程应用价值。

摘要：本文介绍一种在工程上常作的假设条件下，直接解算无刷直流电机齿槽力矩、换向力矩以及负载力矩脉动曲线的方法，并考虑了斜槽的影响。计算结果同非线性有限元分析，以及实验结果进行了比较，都获得很好的结果。其计算精度高，而计算量比有限元法小得多，很容易在计算机上实现。适用于优化设计。

摘要：传统滑模状态观测器(SMO)性能依赖于准确的电机数学模型,电机定子电阻及电感参数偏差会对观测结果造成一定影响。针对这一问题,分析了电阻与电感偏差值对观测结果的影响形式;基于Lyapunov稳定性理论,设计了新型自适应SMO,实现了无刷直流电机(BLDCM)线反电势观测及定子电阻和电感参数的同时在线辨识。最后,通过仿真与实验验证了理论的正确性,证明了所提方法能够在一定程度上消除参数偏差对观测器的影响,较为迅速准确地辨识出定子电阻与电感值。

摘要：为提高无刷直流电机(brushless DC motor,BLDCM)转矩观测结果的准确性,定量分析了传统的反电势滑模观测器(sliding-mode observer,SMO)及相应的转矩观测结果受定子电感参数偏差的影响程度。分析表明,电感参数偏差会在定子电流变化时引起反电势和转矩观测误差。为消除这一影响,利用李雅普诺夫(Lyapunov)稳定性理论,设计了定子电感自适应辨识率,在线辨识得到电感参数,实时调整SMO的系数矩阵和输入矩阵,构成了新型的自适应滑模观测器,提高了观测精度。最后利用RT-LAB实时控制器进行实验,验证了理论分析的正确性。实验结果表明,所提方法能有效辨识出BLDCM的定子电感值,并正确观测出电机转矩。

摘要：针对无刷直流电机直接转矩控制系统中,电机输出转矩估计或观测存在需检测电机状态信号难以精确地检测、观测或计算等不可避免的难题,提出一种利用电机线电流和转速两个易检测信号进行电机输出转矩估计的方法。该方法首先基于拉丁超立方抽样方法确定建模数据,确保离散数据的可靠性;然后通过核函数将建模数据中的自变量变换到特征空间,将自变量与因变量之间的非线性关系在特征空间中线性地展开;最后在特征空间中利用偏最小二乘回归方法建立电机输出转矩的估计模型。通过对转矩估计精度和控制系统性能进行分析及实验验证,证明了所提转矩估计方法能准确地估计电机输出转矩,确保电机直接转矩控制系统的性能,该方法具有较强的实用性。