永磁同步電機(jī)全速范圍無位置傳感器控制及FPGA實(shí)現(xiàn)
發(fā)布時(shí)間:2021-06-16 15:14
針對(duì)高可靠性和對(duì)計(jì)算速度要求較高場(chǎng)合,提出一種采用現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門陣列(FPGA)實(shí)現(xiàn)的永磁同步電機(jī)(PMSM)全速范圍無位置傳感器控制策略,包括電流閉環(huán)預(yù)定位、恒電流變頻(I/F)啟動(dòng)、平滑切換策略和龍伯格狀態(tài)觀測(cè)器。電流閉環(huán)預(yù)定位在定位階段可以限制電流幅值,并采用I/F啟動(dòng)將PMSM拖動(dòng)至一定轉(zhuǎn)速后平滑切換至龍伯格狀態(tài)觀測(cè)器閉環(huán)控制,所述龍伯格狀態(tài)觀測(cè)器建立在估計(jì)直交軸坐標(biāo)系的擴(kuò)展反電動(dòng)勢(shì)模型上。所提策略全部采用Verilog硬件描述語言進(jìn)行編程,并采用狀態(tài)機(jī)思想,降低FPGA邏輯單元消耗。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在全轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)所提策略在額定負(fù)載啟動(dòng)、速度階躍、突加突減負(fù)載等情況下,具有良好的動(dòng)、靜態(tài)性能。
【文章來源】:電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2020,24(07)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】:9 頁
【部分圖文】:
本文所使用坐標(biāo)系
本文所提全速范圍無位置傳感器控制原理框圖
矢量控制算法實(shí)現(xiàn)需要根據(jù)轉(zhuǎn)子位置θe來實(shí)時(shí)計(jì)算Sin與Cos值。在傳統(tǒng)的微控制器中通常使用查表或泰勒級(jí)數(shù)展開的方式實(shí)現(xiàn),這樣得到的結(jié)果精度受限制于表格的大小以及泰勒展開的階數(shù)[15]。為了提高Sin和Cos計(jì)算精度,本系統(tǒng)采用旋轉(zhuǎn)模式CORDIC算法來實(shí)時(shí)計(jì)算Sin和Cos值。CORDIC算法實(shí)現(xiàn)主要由數(shù)據(jù)寄存器、移位寄存器、累加器、計(jì)數(shù)器、查找表等五部分構(gòu)成,如圖4所示。圖4 CORDIC算法實(shí)現(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]內(nèi)置式永磁同步電機(jī)低速無位置傳感器控制[J]. 魯家棟,劉景林. 電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2018(03)
[2]基于FPGA技術(shù)的三電平自然采樣SPWM全數(shù)字化理論研究與實(shí)現(xiàn)[J]. 劉健,張?zhí)?曾華,唐偉,管增倫. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2017(05)
[3]考慮飽和效應(yīng)的永磁同步電機(jī)全程無位置傳感器控制[J]. 吳春,齊蓉,李兵強(qiáng),馬冬麒. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(02)
[4]永磁同步電機(jī)全速范圍無速度傳感器控制[J]. 胡慶波,孫春媛. 電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2016(09)
[5]永磁同步電機(jī)無傳感器控制及其啟動(dòng)策略[J]. 張耀中,黃進(jìn),康敏. 電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2015(10)
[6]永磁同步電機(jī)速度控制器的全數(shù)字化集成[J]. 李洪文,鄧永停,王建立. 光學(xué)精密工程. 2015(04)
[7]CORDIC算法在基于FPGA的旋變解碼和PMSM矢量控制中的應(yīng)用[J]. 楊運(yùn),唐曉春,鄧世剛. 微電機(jī). 2013(07)
[8]基于FPGA的三電平風(fēng)電變流器三維空間矢量調(diào)制算法[J]. 高寧,羅悅?cè)A,王勇,蔡旭. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2013(05)
[9]FPGA在多軸步進(jìn)電機(jī)控制器中的應(yīng)用[J]. 王邦繼,劉慶想,周磊,李相強(qiáng),張健穹. 電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2012(03)
[10]基于矢量控制的高性能交流電機(jī)速度伺服控制器的FPGA實(shí)現(xiàn)[J]. 周兆勇,李鐵才,高橋敏男. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2004(05)
本文編號(hào):3233304
【文章來源】:電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2020,24(07)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】:9 頁
【部分圖文】:
本文所使用坐標(biāo)系
本文所提全速范圍無位置傳感器控制原理框圖
矢量控制算法實(shí)現(xiàn)需要根據(jù)轉(zhuǎn)子位置θe來實(shí)時(shí)計(jì)算Sin與Cos值。在傳統(tǒng)的微控制器中通常使用查表或泰勒級(jí)數(shù)展開的方式實(shí)現(xiàn),這樣得到的結(jié)果精度受限制于表格的大小以及泰勒展開的階數(shù)[15]。為了提高Sin和Cos計(jì)算精度,本系統(tǒng)采用旋轉(zhuǎn)模式CORDIC算法來實(shí)時(shí)計(jì)算Sin和Cos值。CORDIC算法實(shí)現(xiàn)主要由數(shù)據(jù)寄存器、移位寄存器、累加器、計(jì)數(shù)器、查找表等五部分構(gòu)成,如圖4所示。圖4 CORDIC算法實(shí)現(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]內(nèi)置式永磁同步電機(jī)低速無位置傳感器控制[J]. 魯家棟,劉景林. 電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2018(03)
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[3]考慮飽和效應(yīng)的永磁同步電機(jī)全程無位置傳感器控制[J]. 吳春,齊蓉,李兵強(qiáng),馬冬麒. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(02)
[4]永磁同步電機(jī)全速范圍無速度傳感器控制[J]. 胡慶波,孫春媛. 電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2016(09)
[5]永磁同步電機(jī)無傳感器控制及其啟動(dòng)策略[J]. 張耀中,黃進(jìn),康敏. 電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2015(10)
[6]永磁同步電機(jī)速度控制器的全數(shù)字化集成[J]. 李洪文,鄧永停,王建立. 光學(xué)精密工程. 2015(04)
[7]CORDIC算法在基于FPGA的旋變解碼和PMSM矢量控制中的應(yīng)用[J]. 楊運(yùn),唐曉春,鄧世剛. 微電機(jī). 2013(07)
[8]基于FPGA的三電平風(fēng)電變流器三維空間矢量調(diào)制算法[J]. 高寧,羅悅?cè)A,王勇,蔡旭. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2013(05)
[9]FPGA在多軸步進(jìn)電機(jī)控制器中的應(yīng)用[J]. 王邦繼,劉慶想,周磊,李相強(qiáng),張健穹. 電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2012(03)
[10]基于矢量控制的高性能交流電機(jī)速度伺服控制器的FPGA實(shí)現(xiàn)[J]. 周兆勇,李鐵才,高橋敏男. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2004(05)
本文編號(hào):3233304
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