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  • 时序控制

    2021-07-14 00:55:43
    要使计算机有条不紊地工作,对各种操作信号的产生时间...中文名时序控制外文名sequential control学科计算机科学定义对操作信号施加时间上的控制方式同步、异步、联合目的使系统有条不紊工作时序控制控制介绍编辑语...

    要使计算机有条不紊地工作,对各种操作信号的产生时间、稳定时间、撤销时间及相互之间的关系都有严格的要求。对操作信号施加时间上的控制,称为时序控制。只有严格的时序控制,才能保证各功能部件组合有机的计算机系统。

    中文名

    时序控制

    外文名

    sequential control

    学    科

    计算机科学定    义

    对操作信号施加时间上的控制

    方    式

    同步、异步、联合

    目    的

    使系统有条不紊工作

    时序控制控制介绍

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    语音

    要使计算机有条不紊地工作,对各种操作信号的产生时间、稳定时间、撤销时间及相互之间的关系都有严格的要求。对操作信号施加时间上的控制,称为时序控制。只有严格的时序控制,才能保证各功能部件组合有机的计算机系统。[1]

    计算机的时间控制称为时序。指令系统中每条指令的操作均由一个微操作序列完成,这些微操作是在微操作控制信号控制下执行的。即指令的执行过程是按时间顺序进行的,也即计算机的工作过程都是按时间顺序进行的。时序系统的功能是为指令的执行提供各种操作定时信号。

    时序控制时序控制方式

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    时序控制方式为同步控制方式、异步控制方式和同异步联合控制方式3类。

    同步控制方式

    同步控制方式又称固定时序控制方式或无应答控制方式。任何指令的执行或指令中每个微操作的执行都受事先安排好的时序信号的控制,每个时序信号的结束就意味着一个微操作或一条指令已经完成、随即开始执行后续的微操作或自动转向下一条指令的执行。

    在同步控制方式中,每个周期状态中产生统一数目的节拍电位及时标工作脉冲。不同的指令,微操作序列和操作时间也不一样。对同步控制方式要以最复杂指令的实现需要作为基准,进行控制时序设计。

    同步控制方式设计简单,操作控制容易实现。但大多数指令实现时,会有较多空闲节拍和空闲工作脉冲,形成较大数量的时间浪费,影响和降低指令执行的速度。

    异步控制方式

    异步控制方式又称可变时序控制方式或应答控制方式。执行一条指令需要多少节拍,不作统一规定,而是根据每条指令的具体情况而定,需要多少时标信号,控制器就产生多少时标信号。这种控制方式的特点是:每一条指令执行完毕后都必须向控制时序部件发回一个回答信号.控制器收到回答信号后,才开始下一条指令的执行。

    这种控制方式的优点是每条指令都可以在最短的、必需的节拍时间内执行完毕。指令的运行效率高;缺点是由于各指令功能不一样.微操作步序列长、短、繁、简不—致,节拍个数不同。控制器需根据情况加以控制,故控制线路比较复杂。

    异步工作方式在计算机中得到了广泛的应用。例如,CPU对内存的读写操作,I/o设备与内存的数据交换等一般都采用异步工作方式以保证执行时的高速度。

    在单总线结构的计算机中,通过总线进行数据交换,一般采用主从关系,异步工作方式。占用总线控制权的设备称为主设备,与主设备进行数据交换的设备称为从设备,这种以主设备为参考点,向从设备发比信息或接收从设备送来的信息的工作关系,称为主从关系。异步工作方式一般采用两条定时控制线来实现。人们把这两条控制线称为“请求”线和“回答”线。当系统中两个部件A和B进行数据交换时,若A发出“请求”信号,则必须有B的“回答”信号进行应答,这次操作才是有效的。否则无效。

    同异步联合控制方式

    现代计算机系统中一般采用的方式是同步控制和异步控制相结合的方式,即联合按制方式。对不同指令的各个微操作实行大部分统一、小部分区别对待的方法。一般的设计思想是在功能部件内部采用同步控制方式,而在功能部件之间采用异步控制方式,并且在硬件实现允许的情况下,尽可能多地采用异步控制方式。

    例如,在一般微型机中,CPU内部基本时序节扣关系采用同步控制方式,按多数指令的需要设置节拍数目与顺序,但对某些指令的控制要求可能不够用,这时采取插入节拍、延长节柏或延长周期时间的方式,使之满足各指令的需要。这些控制时序均体现了基本同步控制、局部异步协调控制的思想。再例如,当CPU要访问存储器时,在发送读/写命令后。存储器进入异步工作方式,当存储器访问完毕以后,会向CPU发回一个信号,表示解除对同步时序的冻结,机器又按同步时序运行(或发出一个WAIT信号冻结,不发信号时解除冻结)。[2]

    时序控制时序控制器

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    时序控制器主要由电源控制电路、电源变换电路、机械式拨码定时电路、数字式触发器等六个单元电路组成。时序控制器的电源控制电路根据机械式拨码(秒)定时电路和机械式拨码(分)定时电路输出的控制信号,输出0~99秒内任意时间的电能或0~99分内任意时间的电能,你可以把供电和停电时间互换,电源变换电路把220v交流电源变成12v直流电源,作为另五个单元电路的工作电源。时序控制器的机械式拨码定时电路输出两种控制信号。

    时序控制器通常应用在机床加工行业中,可用于各种需要自动化控制的传统机床,用户根据自己的实际情况来设定程序时间(哪个程序完了之后下来哪个程序开始之行),开启后,时序控制器设置自动控制机床的运行程序,减轻了人的运作量,可大大提高运作效率。

    时序控制一种应用软件

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    时序控制是一款理财购物类软件,支持Android 1.6。

    在我们的日常生活中,有很多地方需要使用定时器。例如,你自己煮咖啡或茶,它需要一个固定的时间,但你真的没有时间看它在整个过程中。你应该怎么做呢?您可以提醒秒表。但随着秒表,也有可能在开始有偏差。如果你犯了一个准备时间,让时间本身。该方法可避免的问题。定时控制是一个应用程序,可以帮助你的时间与准备时间。您设定的时间结束后,应用程序可以调用您的关注与环吨或振动。你可以设置你喜欢的,使用振动或最大限度地附和量。在手机屏幕上的时间,可能会变成黑色。您可以设置“屏幕上保持”当然,应用程序将仍然计时,如果屏幕变成黑色。其它功能将在下面详细地表达。

    参考资料

    1.

    张钧良.计算机组成原理.北京:清华大学出版社,2003

    2.

    蒋璞.计算机组成原理.北京:2011,国防科技大学出版社

    展开全文
  • 传统的下垂控制可以使电力电子接口具有同步发电机的外特性,如Pf、QV曲线,但无法为电网提供阻尼和惯性,本文阐述如何通过拓展控制环节,使传统下垂控制实现对阻尼和惯性的模拟,演化为虚拟同步控制。1.利用电力...

    中国储能网讯:传统的下垂控制可以使电力电子接口具有同步发电机的外特性,如Pf、QV曲线,但无法为电网提供阻尼和惯性,本文阐述如何通过拓展控制环节,使传统下垂控制实现对阻尼和惯性的模拟,演化为虚拟同步机控制。

    1.利用电力电子接口模拟同步机下垂特性。为了使电力电子接口对电网进行电压和频率支撑,国内外学者提出将电力电子装置接口工作在具有同步发电机下垂特性曲线特性下,采用下垂控制对电力电子接口进行调制。

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    下垂特性曲线

    2. 下垂控制可以实现同步机外特性,但是无法模拟阻尼和惯性。这一方法虽然使得电力电子接口具有同步发电机的一些外特性,如变换器工作在Pf、QV曲线上,但是由于缺乏旋转器件依旧不能为电网提供阻尼和惯性。

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    下垂控制示意图

    3. 什么是阻尼和惯性。

    阻尼就是阻止扰动,平息振荡,而负阻尼恰恰相反。打个比方:在荡秋千的时候,当我们把秋千荡起来就撒手,这个秋千就会在地球引力和机械摩擦阻力下逐步停止摇摆,这个阻力就相当于电力系统的阻尼。当我们在不断的荡秋千的过程中,我们给秋千的动力相对于阻力来说,就是一种负阻尼。正是由于我们的动力(负阻尼)较少了秋千的阻力(正阻尼)而使秋千荡起来。

    稳定运行的电力系统,必须存在一定大小的阻尼。这样,当电力系统受到一个扰动的时候,电力系统会逐步稳定下来。如果阻尼大,稳定就快,如果阻尼小,稳定就慢,如果是零阻尼,这个扰动所引起的振荡就不会停息。这里的扰动和稳定主要是针对电力系统的有功而言。

    对于电力系统来说,惯性表现为系统阻碍频率ω突变的能力,从而使同步发电机有足够的时间调节有功功率Pe,重建有功功率平衡。

    电力系统的“惯性”二字,主要来自于发输变过程中的“发”,发电机是具有惯性的。以水电站为例,当接受调度指令,开始发电,就要打开闸门,河水冲击涡轮、带动原动机叶片、原动机带动自身转轴上的飞轮旋转,那么惯性就来了,当原动机需要停止发电,即关闭闸门、水流停止冲击涡轮、原动机逐渐停止转动,惯性也来了,它都是一个需要逐渐变化的过程。这是从物理性质上来理解,那么从电力系统上来理解的话,最后就是各个构成部分的时间延迟造成的所谓惯性,比如,原动机接受调度指令的延迟、调速器输出调速信号的延迟,等等。

    4. 虚拟同步机让变换器具有同步发电机的阻尼和惯性的特性。为了模拟同步发电机的阻尼和惯性环节,虚拟同步发电机技术应运而生,通过新能源发电装置电力电子变换器直流侧配置储能器件,模拟实现同步机机械方程,让变换器具有同步发电机的阻尼和惯性的特性。

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    同步发电机示意图

    5. 建立虚拟同步机数学模型。根据同步发电机写出机械方程。式中J是同步发电机的转动惯量,ω是机械角速度,Tm是同步发电机的机械转矩、Te是同步发电机电磁转矩、Td是同步发电机的阻尼转矩。

    具体来说:

    J是转动惯量,就是惯性系数,其数值和同步发电机尺寸和额定功率有关。可以利用惯性时间常数来定义转动惯量

    Sn是同步发电机的额定容量,H就是惯性时间常数,指的是同步发电机在额定转矩情况下从空载启动到最后达到额定转速所花的时间,不同一次能源机组的同步发电机的惯性时间一般是不一样,如水电机组H一般为1~3s,而火电机组H一般为7~8s。

    同步发电机电磁转矩Te可以通过同步发电机输出的有功功率除以机械角速度得到

    同步发电机的阻尼转矩Td的定义为,除了励磁绕组外,凸极同步电机的转子上还安装有阻尼绕组。若同步机并联在电网上,转子转速微小震荡时,阻尼绕组中感应电流所产生的电磁转矩会起到抑制转子转速震荡的作用。D为同步发电机阻尼系数,阻尼系数的存在,使得具有抑制系统功率震荡的能力,ω0是电网同步角速度。

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    VSG机械方程数学模型

    6. 构成VSG控制思路。根据下垂控制思路,在有功方程后加入机械方程,建立控制中的阻尼和惯性体系,构成VSG控制思路。

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    VSG控制示意图

    7. 得到VSG的整体控制框图。通过下垂控制的有功方程、无功方程中加入机械方程的改进,就可以从控制部分模拟同步机的阻尼和惯性,实现下垂外特性的同时,实现虚拟同步机控制。

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    VSG整体控制框图

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  • 本文讨论的内容有以下几个方面:掌握永磁同步电机的成熟控制方法和开发内容后如何转型。永磁同步电机初始角设置的问题。永磁同步电机控制的建模问题讨论,如模型仿真慢、联合仿真问题、PI控制问题等。无位置传感器...

    本文讨论的内容有以下几个方面:掌握永磁同步电机的成熟控制方法和开发内容后如何转型。

    永磁同步电机初始角设置的问题。

    永磁同步电机控制的建模问题讨论,如模型仿真慢、联合仿真问题、PI控制问题等。

    无位置传感器永磁同步电机控制方法和问题的讨论。

    采用旋转高频注入法的PMSM无位置传感器simulink模型的问题讨论。

    第一个问题“掌握永磁同步电机的成熟控制方法和开发内容后如何转型”讨论如下:

    1.songwanjie

    这几年做得永磁同步电机控制开发的事情:

    (1)仿真:连续simulink+线性电机模型仿真,离散模型+线性电机+线性电机模型,q格式离散模型+线性电机模型,simplorer+ansoft+无位置开环和闭环q格式仿真,模拟实际电机的线性电机模型建立,matlabgui+simulink仿真。都是无位置开环切闭环模式,各种仿真变着花样玩,ekf,hfi,pll,atan,磁连观测,扩展反电视等各种无位置仿真。仿真和实际跑板子其实只要电流采样底层做得好,过调制出得来都可以和仿真对的上。

    (2)电机参数识别,通过变频器激励与响应实现,其余的表示不靠谱,可以在电机启动前10s内辨识出来。没啥用。

    (3) 控制性能优化,6次谐波自适应陷波滤波,sogi等手段。

    (4) 压缩机驱动自动力矩补偿。

    (5) svpwm简单快速实现与单电阻采样结合研究。

    (6) 各种各样电机调试与性能测试,我调试的电机型号应该有上千款了,仅限于10w-20kw永磁同步电机,都快调试吐了,测试电机单体性能,带变频器运行极限测试。

    现在不知道方向,也不知道怎么走?走mpc?无电解?

    2.相由心生

    我觉得楼主可以去做做汽车驱动电机驱动找找存在感。

    3.陈四川

    和楼主经历有些相似,说说我认为的出路吧:

    (1)如果真的喜欢做技术,可以在工作中找些技术的挑战,给自己一些新鲜感。

    (2)不要一直做电机控制的底层,没有太大出路,而且很容易被替代(因为老板看不到你的牛逼之处),应该往上做应用和行业,只有对行业应用理解更深了,才能指导电机控制。

    (3)换行业,把自己积累的知识,在一个新的领域里面发挥作用,比如从家电换到变频或者车辆驱动。

    第二个问题“永磁同步电机初始角设置的问题”讨论如下:

    1.梦君箫城

    我们知道对于永磁同步电机初始角设置:与转子旋转同步的激励使永磁体产生的磁通是最大的,则使永磁体磁化方向d轴旋转一个初始角度,使d轴指向A+与A-的中心线。

    那么问题是初始角是一个定值吗?初始角与电机转矩有什么关系?

    1.敦敦

    是d轴与A相轴线重合,可以通过计算空载反电势时A相磁链最大来确定D轴。

    2.梦君箫城

    这也是好办法,但问题是,假设初始角应该是30度,那么我们现在把它设为37.5度或是其他接近30度左右,以降低模型在确定Thet角下的额定转矩,那么这个电机额定转矩工作状态下稳定吗???这样说吧!假设设计的永磁同步电机初始角应该设为30,但是初始角设为30度时电机的转矩过大,而电机的Thet角(功率角)一般在10—20度,那么在确定Theta角的情况下,能否改变一下初始角以降低转矩??

    3.bldc菜鸟

    电机控制的调试里除却方波驱动,基本都会有一个类似于超前角的变量,该变量非常重要,直接影响速度,效率和抖动性。改变该角可以降低输出转矩,但可能会带来其他问题。

    4.梦君箫城

    就是说假设初始角应该是30,也可以设置为其他接近与30度,如37.5度,在实际运行中会出现一些问题,但请问,可以稳定运行吗??能否输出额定转矩吗??

    5.254339861

    一个最简单的方法就是初始角设置0,仿真A相反电势,看A相反电势过零点的位置换算成角度就是初始角了。

    6.梦君箫城

    果然是好方法,不过我的疑问是:假设按照你的方法初始角确定了,那么还能不能改变一下初始角?或者说初始角对每一个永磁同步电机来说就是一个确定值不能修改???

    7.254339861

    只要你模型d轴与A相轴线重合就可以了,建模的人为对齐就不用设置初始角了。

    8.梦君箫城

    旋转转子使d轴指向A+与A-的中心线,就找到了初始角!但是对模型的初始角修改一下之后,在同样Thet角下,转矩下降好多!现在问题是在在修改初始角之后输出转矩能够稳定吗?这个输出转矩应该是与负载大小有关!

    9.kxllost

    初始角就是为了给个参考点,这时候仿真出来的A相(假定)空载反电势初始相位有个值,然后加载电流或电压的时候才能确定加载的内功率角或功率角,一般给定的初始角是为了使得A相(假定)空载反电势初始相位为0,这时候的内功率角或功率角就一目了然了。

    10.梦君箫城

    谢谢你的回复!你的意思是设定的初始角只是个参考点,使空载A相(假设)反电势初始相位为0,那么假设模型初始角应该是30度,但是现在修改为了37.5度,那么模型在同一功率角下输出转矩能够稳定吗?还是说转矩的输出只与负载有关??

    11.kxllost

    如果按你的意思修改初始相位角的话,你在加载的时候的角度(电压的攻角或电流的内攻角)就不是实际的攻角或内攻角了,应该在减去你模型仿真得到的A相的初始相位角,这时候输出的转矩是稳定的,但是转矩的大小与A相反电势为0的时候输出的转矩大小不同;如果你用外电路仿真模型或者在motionsetup里设定了负载大小以后,输出的转矩或其它参数与这个初始相位角就没关系了,所以得看你的仿真工况是什么了。

    12.梦君箫城

    你说的对,修改后的初始角与原来A相反电势为0对应的初始角,他们对应的输出转矩一定会变化的,且修改后的初始角中设定的功率角不是真正的模型功率角;至于设定负载我还没尝试过,不过我觉得你说的应该是对的。

    其实我刚开始主要是对修改初始角后模型输出转矩稳定性有疑问,按照你的说法现在转矩应该是稳定的!那么对于一个永磁同步电机模型,峰值转矩可以达到,但是要求的额定转矩却过大,当修改模型之后达到要求的额定转矩时,峰值转矩却达不到,敢问你觉得应该从方面修改模型??或是我修改模型的思路有问题??? 谢谢的你回复。

    13.zerolunke

    我不是很理解LZ想表达什么,对于PMSM来说,定义好了初始位置角使得A相和d轴

    重合后,电机才能进行精确的矢量控制,如果初始位置角有误差,则clarke/park变换后的dq分量就不再是严格的励磁分量和力矩分量了,这会影响FOC的控制效果,把dq(假)向dq(真)投影就能看出来。

    14.LSG8059

    实际上要对电机的物理过程有个了解才好说明这个数学模型,看气隙主磁通的变化:

    (1)随着负载的变化,磁力线将由空载的径向逐渐变斜(就像拉马车,空车时候车夫基本直立就可以拉动,可是重载时候,身子必须前倾才可),所以初始角要跟着变化才能在单位电流产生最大的转矩。

    (2)有几个累计误差存在,施加电压产生电流(功率因数角),安匝数产生磁通(滞后角)。

    (3)所以很多场合是采用标定的方法来决定初始角玖很有意义了,用实验的方法在不同的负载段,改变初始角测取有限的数据,再用曲线拟合就可以了。

    第三个问题“永磁同步电机控制的建模问题讨论,如模型仿真慢、联合仿真问题、PI控制问题等”讨论如下:

    1.dayeway

    楼主,我想问一个最最基础的问题,在普通pi控制中加入模糊控制以后,matlab仿真极慢,但是同样的模糊算法换到另一个更简单的二阶系统中,仿真速度也很快,感觉应该不是模糊算法的问题吧,ode45 ode23还有固定步长的仿真试了都很慢。

    2.songwanjie

    我使用固定步长,编译成EXE,用m文件调用exe,可能比较快一些,但是要提前再mdl中输出紫己想要的变量。

    3.stevenforest

    刚接触无刷直流电机,在RM模块中发现与永磁同步电机参数计算规律不是很一致,能否请大神解答一下。

    (1)在永磁同步电机中输入额定转速后是固定的,结果清单中额定转速与输入一致,但在无刷直流电机中,输入的额定转速貌似对结果并没什么作用,额定转速和转矩是随其他参数变化的,circuit里也并没有开关管的换向时间设置,无刷直流电机也是同步电机,为什么额定转速不能由输入控制?

    (2)在无刷直流电机输出清单里并未找到空载反电动势参数(不过曲线里是有的),难道无刷直流电机设计思路和反电动势的重要性与永磁同步不同吗,RM反电动势的计算过程是怎样的?

    4.254339861

    两种控制方式不一样的所有输出量不一样。

    永磁同步是电流源控制模式,电流源频率定了,当然转速也定了,所有你看的永磁同步设置多少转速计算出来也是多少转速。

    无刷电机是电压源控制模式,而且计算出来都是开环的。性能由空载转速,电阻,电感决定你的电机转速和功率,所有不是你设置多少转速计算出来多少转,这种情况是你的空载转速,电阻,电感设计不合理,导致到不了你要的额定转速。对于无刷电机反电势就是空载转速,所有没有这个输出量。

    5.stevenforest

    原来是这样如果额定转速是由空载转速和其他参数决定的那么在RM里它这个空载转速是根据什么计算的?而且我改变绕组匝数,转速随之改变了,反电动势却好像在保持不变,不知它是什么设计思路,觉得与永磁同步电机不一致谢谢大神们的解答。

    6.mawentao

    没用RM实际设计过无刷直流的,但考虑到直流无刷一般都是表贴式的,估计rm算出的性能精度也不差(齿槽转矩之类的精度就不知道了)。

    RM中也有关于开关时间的设置,就是在CIRCUIT里有个叫什么angle的参数,那个可以控制触发角和弱磁控制之类的。生成的2d外电路中开关出发脉冲是个位置函数,基本就是经典理论的电路实现了。

    之所以说跟实际不符合是因为实际无刷电机跟常规有刷或感应输入电压自己就会转不同,直流无刷需要控制电路控制,输入电压指的是输入控制器的电压,跟电机的实际输入电压是不同的,通过PWM控制开关器件导通和关断,来控制电机实际输入的电流,进而控制转矩。比如我想在1000RPM得到2NM的转矩和1000rpm得到10NM的转矩输入电机的电流和电压是不同的,控制器是通过控制开关导通与关断(高频的)来控制电压进而控制电流进而控制转矩,不知道我这么说有没有误导你。

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    7.517246585

    电动汽车上,弱磁控制一般不用PI调节,听说直接用标定的方法去做,求教大神该怎么标定啊?

    8.开关磁阻

    弱磁曲线簇查表法,表格很重要,一般都是几万个点。

    9.相伴一生

    这个表格应该是根据母线电压和转速做出来的。如果在控制上,每个载波都需要去查表,这个对处理器的FLASh容量和处理速度要求要比较高吧?

    10.机灵木瓜

    几万个点不至于,一般价格没那么细,都是插值的。

    11.小北斗

    实际基本都是标定,更好用。

    12.晨会

    我们在推算PARK,CLARKE变换,以及SVPWM的时候,都是认为电机ABC三相绕组在空间相隔120°,如果这时候极对数不是1,那ABC三相绕组在空间还是相隔120°吗,如果不是120°的话,那之前个各种变换还有效吗?

    13.stevenforest

    有效,120°是电流在时间上经过的角度。

    14.晨会

    回复31 stevenforest“有效,120°是电流在时间上经过的角度”。可不可以这么理解,变换后相位相差90°的a,b 与变换前相位相差120°的abc。两种供电方式产生的磁场是相同的还有,这样的话,park变换中的角度应该是电角度而不是机械角度?

    15.晨会

    120°可以理解为相位差吗,这样的话park变换中的角度是否应该为电角度而不是机械角度。

    因为我之前看一些文献,讲park变换的theta角是转子测量的角度,但是我在matlab做仿真的时候,直接用机械角theta输入到park变换模块,总是出错,只有乘上极对数的时候才能得到理想的结果。

    16.欧阳庆

    在任何时候将3相绕组在空间的排列都是以电角度来说的,电角度=极对数x机械角度。

    17.喜鹊王子

    id=0的控制。

    (1)仿真出来的电机转速和角度怎么一直为负?稳定了一段时间后,系统开始不稳定,不知是何原因?

    (2)如何仿真三相短路,加入fault模块后,将其A,B,C分别于电机A,B,C相连后,仿真结果与不加时完全一样?

    18.khl303041

    只了解第一个问题:估计是你模型当中的电角度少加了一个pi/2。

    19.maza

    应该是要在电机给出的电角度基础上减去一个PI/2,好像是因为matlab定义的坐标轴和我们使用的DQ坐标轴不一样引起的。

    第四个问题“无位置传感器永磁同步电机控制方法和问题的讨论”的讨论如下:

    1.绿皮青蛙

    我120度控制一个电机,要求转速1800到6500调速,但是我强制拖动到了4000转了,都一点反电动势都没有,我就晓得2个方法,一种是在管子开的时候测端电压,另外一种是管子关的时候测反电动势,这两种方法其实本质上都是反电动势法,但是现在一点反电动势都没有。怎么确定位置呢?怎么做呢。有没有什么可行的可以做成产品的方法啊。并且难度不是很大的。

    2.gyc198215

    呵呵。其实现在来说应该是两种基础上发展而来。1.基于反电动势方法,但是因为低速与计算都与电机参数有关,所以不能在低速与0速应用。2.电机凸极效应,不涉及电机参数,加上电机基本都具有凸极效应,所以在很多电机上,在低速与高速都能应用。但是在高速时,因为要外加激励信号,且这个信号基本比电机运行频率要高,所以高速时没有办法。另外这种方法有电机的电磁声也限制应用。我见过一个产生做的非常好,低速与0速都运行,但是有电磁声。

    3.绿皮青蛙

    回复39 gyc198215 “呵呵。其实现在来说应该是两种基础上发展而来。1.基于反电动势方法,但是因为低速与计算都与电机参数有关,所以不能在低速与0速应用。2.电机凸极效应,不涉及电机参数,加上电机基本都具有凸极效应,所以在很多电机上,在低速与高速都能应用。但是在高速时,因为要外加激励信号,且这个信号基本比电机运行频率要高,所以高速时没有办法。另外这种方法有电机的电磁声也限制应用。

    我见过一个产生做的非常好,低速与0速都运行,但是有电磁声”。嘿嘿,我当时做120度双环控制的时候就是看你的帖子了解的。我想问一个东西。高频电压注入法是不是就是利用突极效应?反电动势法是不是只有端电压法和直接采AD这两个方法?

    4.buxk007

    永磁同步电机无位置传感器控制,如果客户接反了UVW相序,有方法辨识吗

    5.Acoary_123123

    我个人感觉这个貌似识别不了,电机正反方向运行时磁路会有一定的差异,但差异很小,区分不开。

    第五个问题“采用旋转高频注入法的PMSM无位置传感器simulink模型的问题讨论”的讨论如下:

    1.nemiwei

    该模型基于matlab2011a,在别人的基础上改的,电机性能很勉强。注入频率为500Hz,给定转速1000rpm,采样频率为100KHz。由于信号处理相关专业薄弱,以致滤波器设计总不能满足要求,以致于外差后的误差不能有效提取,锁相环不起作用,根本不能观测初始角度,其它更免谈。

    一楼中的附件有很多细节上的错误。现在提取信号还行,采用数字锁相环很勉强,采用隆贝格观测调不出结果,郁闷当中......

    126487482_2_2018030610292135

    126487482_3_20180306102921394

    图中0.1s处加载5N阻力矩。

    把附件RHFJ_of_PMSM.rar改得差不多了,采用数字锁相环的结果见附件,存在滞后的相位。不知为什么采用隆贝格观测器无法实现,观测不到干扰力矩。我方法错了?很希望同行指正!

    126487482_4_20180306102921597

    初始位置也能检测。实际应用还得用隆贝格观测,无相位滞后啊!采用积分滑模试试?

    126487482_5_20180306102921785

    126487482_6_20180306102922128

    2.nemiwei

    高频注入的方法很多。其中,旋转电压注入见一楼附件模型,不过模型中有很多不当之处。现在基本上可以在零速下检测初始角度,见附件。只是隆贝格观测伤透了我的matlab,,,。能改好,基本上就会了,共勉、互勉!!!。不过工程中,我得先使用成熟的滑模观测技术,利用高速运行下的反电动势,马上就上。

    126487482_7_20180306102922410

    3.xiaoxiao201005

    回复44 nemiwei“高频注入的方法很多。其中,旋转电压注入见一楼附件模型,不过模型中有很多不当之处。现在基本上可以在零速下检测初始角度,见附件。只是隆贝格观测伤透了我的matlab,,,。能改好,基本上就会了,共勉、互勉!!!。不过工程中,我得先使用成熟的滑模观测技术,利用高速运行下的反电动势,马上就上”。在实际产品中,有高频电压和基波电压两种,它们的幅值和频率都不一样例如:载波15khz,调制波(u=sin314t),高频波(u=0.1sin6280t),调制波(u=sin314t)这种知道怎么实现,如果是叠加的(u=sin314t+0.1sin6280t)两个幅值和频率都不一样,用处理器怎么实现呢?

    4.nemiwei

    旋转高频注入的仿真基本上是实现了,闭环效果不好,不好意思拿出来.采用隆贝格观测结果与14楼差不多,角度检测在15楼的基础上补偿固定的角度,该角度是由分离混频信号时滤波器造成的.当然速度曲线也存在滞后,同时需要补偿,速度存在波动,使因为还存在其它频率成分。

    后续工程实践中要在信号滤波和角度估计下功夫。

    5.nemiwei

    截至此,我的旋转高频注入的位置检测第一阶段完毕,直接上图.请同行指正,交流!!!高频注入的性能可对比即知。

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  • 一个阶段的学习结束了,整理了之前的过程中的学习成果,已经过了工作的年纪,在这里稍微出一下自己做的一套永磁同步电机的教程,从基础的矢量控制,到应用性较强的MTPA、弱磁控制等,最后深入到无速度传感器的控制,...

    原文:https://blog.csdn.net/sy243772901/article/details/92832182

    一个阶段的学习结束了,整理了之前的过程中的学习成果,已经过了工作的年纪,在这里稍微出一下自己做的一套永磁同步电机的教程,从基础的矢量控制,到应用性较强的MTPA、弱磁控制等,最后深入到无速度传感器的控制,搜集了三种无速度的方法,足够大家从基础到深入整个过程的学习。

    相信学过电机控制的同学深有体会,电机控制是一个先难后易的专业类别。为了解决电机控制入门难的问题,我将自己从一知半解到现在的学习记录整理成如下七个部分学习教程。每个部分以相对应功能的Simulink仿真模型为核心,尽可能详细对过程中很小的但容易卡住的问题进行解释,作辅助理解文档方便大家进行学习。每个部分资料全都基于一个电机参数,是一个系统的学习教程,我有信心大家拿到这份教程,认真学习,一定能够走进电机控制的大门,并且掌握它。

    主要为目录如下:
    第一部分:(基础入门一)              PMSM双闭环矢量控制仿真实现及其调参详解
    第二部分:(基础入门二)              基于模糊PI调节器的PMSM双闭矢量控制
    第三部分:(进阶提升一)              三闭环位置控制详解
    第四部分:(进阶提升二)              MTPA控制专题详解
    第五部分:(进阶提升三)              MTPA+弱磁 控制多方法实现详解专题
    第六部分:(提高:理论综合实验)模糊PI+MTPA+弱磁 控制多方法实现详解专题
    第七部分:(实践:芯片编程)       基于DSP28335的三闭环位置控制
            每个部分资料,详细介绍~其中第一部分:PMSM双闭环矢量控制仿真实现及其调参详解适合作为基础入门,对整个控制框架作一个基础的了解,对坐标变换、PI调节器、SVPWM模块等模块有一个基础的理解,此部分应深入的探究,对后续的每个部分理解都有直接帮助,是后面所有部分的基础。  第二部分:基于模糊PI调节器的PMSM双闭矢量控制是在基础双闭环矢量控制优化了控制器,优化传统PI性能,有助于大家深入理解控制器在系统中的作用。第三部分:  三闭环位置控制详解更改了控制目标,双闭环控制的速度,三闭环控制的位置,有助于大家学会如何通过手段实现目标的控制,后续无论实现转矩控制还是磁链控制都是同理。第四部分:MTPA控制专题详解是优化了系统效率,通过推导系统中电流和转矩的关系,选择最小的电流输出提升系统效率,有助于理解系统各物理量之间蕴涵的关系。第五部分:MTPA+弱磁 控制多方法实现详解专题是扩展了系统应用范围,将电机从额定转速应用范围,扩展到3~5倍转速范围应用,大大提升了系统的应用范围。第六部分:MTPA+弱磁 控制多方法实现详解专题就是将上述所有的过程结合起来进行一个综合应用,单个模块搭建相对容易,但是当多个功能共同实现时难度要大很多,这个部分有助于大家学会如何调试整个系统,统一调节管理各个模块之间协同工作,这是有实际意义的,基础掌握扎实后,做的最多的其实就是这个工作。第七部分:(实践:芯片编程)就是从理论到实际电机的实现过程了,将仿真中的模型,转化为代码在平台上跑出来,这是找工作或是学习理论的最终目标了。

    第一部分:PMSM 双闭环控制系统仿真实现与调参详解
    另外一些是对于初学者的,对于基础入门的FOC有点困难的同学,这部分由于之间给学弟补过课,所以写的比较的详细,有具体的调试过程和参数计算公式,以及一些我手写的推导过程,书籍推荐资料等。文档内公式和VISO图什么的都比较完全,可以直接复制粘贴到论文和演讲PPT中,对于做课程设计和毕设的同学而言是比较好的资料。


    第二部分:基于模糊PI调节器的PMSM双闭环控制实现与分析详解(双闭环SVPWM的优化)
    此部分是在基础的双闭环控制的基础上进行的深入研究,有可能对于一些同学或者学校来说,只是纯粹的双闭环还无法满足老师的要求,增加模糊PI调节器,这种自整定调节器,不仅能够有效解决双闭环控制中定PI参数调节器在高速和低速的不通用问题,还能提高理论的深度和广度,模糊PI调节器是一个非常值得深入研究的智能控制方式,有需要的同学或者只是想讨论的都可以加我。

    第三部分:矢量控制提升——三闭环位置控制详解
    此部分是对一种不同控制目标的控制策略——三闭环位置控制进行专题详解。

    文档具备以下内容:

    三闭环位置控制仿真搭建过程 + 三闭环位置控制仿真
    位置控制原理推导及其解释
    重点:位置环+转速环+电流环PI调节器设计与调试过程
    波形记录及其分析
    参考论文
    三闭环提升:加入前馈控制器仿真+搭建过程
    文档主要介绍了三闭环位置控制具体的实现过程,详细介绍了三闭环位置控制的基本原理及其与双闭环之间的不同之处。在公式推导与双闭环的基础上,详细介绍了三闭环位置控制在simulink内的搭建过程。本文档除了以上内容,最重要的是详细介绍了三个环也就是三个调节器的理论设计及其调试过程,我相信搭建过的同学知道,这是一个复杂的过程,需要一些调参的经验和时间,所以三环的每个环我都把理论设计和调参过程以单独的文档记录下来,以供同学们能够了解其中来由,而不是一个仿真。最终对三闭环也进行了一个提升,加入了前馈控制器。具体如下图

    第四部分:矢量控制提升——MTPA控制专题详解
    此部分是对基于id=0的双闭环矢量控制的一种优化提升的控制策略——MTPA控制的专题详解。

    文档具备以下内容:

    MTPA控制仿真搭建过程+MTPA+对比的id=0仿真
    MTPA公式推导+原理解释
    PI调节器设计与调节过程
    参考论文
    波形记录及其详细分析(对比分析MTPA效果)
    文档主要以双闭环为基础介绍了一种对于凸极性电机而言更加优越的控制策略——MTPA控制,详细的介绍了MTPA控制的基本原理和公式推导过程,在公式推导的基础上,以独立的文档讲解MTPA控制器在simulink内的搭建实现过程。另外关键的PI调节器的参数,也以一个专门的文档记录其理论设计过程,与根据波形现象调节参数的过程,可以有助于大家深入理解理论的同时,能够结合仿真模型的结果进行调参。最后波形的分析,着重分析MTPA与id=0的效果对比,从现象阐述为什么MTPA可以实现电流利用率提升的问题。

    第五部分:MTPA+弱磁 控制多方法实现详解专题
    此部分将MTPA和弱磁控制结合,在基础MTPA控制的基础上,实现了直接计算法(公式法)和变交轴电压单电流调节器弱磁控制方法,从基础的超前角弱磁——公式法——变交轴电压单电流调节器法逐步深入,且在实现弱磁的基础上,持续优化系统的动态性能,其中变交轴单电流调节器法动态性能最为优越。

    第六部分:基于模糊PI调节器的永磁同步电机MTPA+弱磁控制实现与分析详解
    此部分相当于时上面双闭环控制、MTPA、弱磁控制和模糊PI的综合设计。如果只是单个实现一个功能其实是相对简单的,如果想要将这些东西全结合在一起,需要同学们具备比较深厚的基础,如果老师上来就让你做这个,可能就无从下手,所以我也在此把这些内容整合在了一起,我做出来了之后也是非常值得庆祝了一番,对此方面有兴趣的可以找我探讨。

    第七部分:基于DSP28335的三闭环位置控制程序
    第二部分是一个基于DSP28335的位置控制三闭环控制程序,且已在实际平台上验证了可行性。程序内部注释较多,CLAKR变换模块、PARK变换模块、SVPWM模块、转速调节器PI、位置调节器PI和电流环PI调节器,都有独立的算法模块。即使芯片不是DSP28335,里面的算法都是源码,移植起来比较方便。

     
    上述内容主要针对有感控制进行解释,下面内容主要针对无感控制。
    永磁同步电机矢量控制到无速度传感器控制学习教程(PMSM)(二)
    基础控制策略学习完成后,接下来就是深入到无速度传感器的控制,在此搜集了三种无速度的方法,分为滑模法、模型参考自适应法、脉振高频注入法,此三种方法涵盖了永磁同步电机高速区和低速区的无感控制策略,足够大家从基础到深入对无感控制整个过程的学习。

    主要为以下顺序:
    第八部分:简略的双闭环矢量到无速度传感器控制教程
    第九部分:无速度传感器控制——模型参考自适应控制实现与详解
    第十部分:无位置传感器控制——滑模观测器无位置控制详解
    第十一部分:无速度传感器控制——脉振高频注入(低速)
    教程详细介绍如下,

    第八部分:简略的双闭环矢量到无速度传感器控制教程
    这个部分的教程呢其实对有一定基础的同学较为适合,解释和辅助文档较少,但是仿真较多,参考论文较多。每个部分仿真都是我验证过的,如果有需要基础知识框架的同学以这个文档进行学习,需要对电机控制世界有个宏观体会,这个其实也是较为方便,不需要入手那么多复杂的。

    总的来说,仿真的分为两类,

    第一类,id=0矢量控制,基于矢量控制的MTPA,基于矢量控制的弱磁控制,基于矢量控制的三闭环控制。
    第二类,无速度传感器,滑膜控制,模型参考自适应控制,高频注入控制。
     
    第九部分:无速度传感器控制——模型参考自适应控制实现与分享详解
    在基础的控制理论得到夯实之后,可以试着进军无速度控制领域,对于无速度控制,模型参考自适应是一个非常好的入门方法,可以让你对如何实现无速度传感器控制的概念有一个基本的了解,所以我做了一个模型参考自适应详解供大家打基础。需要深入探究无速度控制的同学建议以此方法入门,然后深入了解其他方法,进军低速域高速域。基于数学模型的注入法,基于现代控制理论的各种观测器法都是解决无速度问题的深层次控制理论,希望大家加油,我也在往这方面努力。

    最近准备把之前未整理出来的专题补上。拿到资料的同志们对我提出了非常宝贵的建议,大家都会想要从初始开始到结果,系统且完整的掌握知识,因此对自己的资料进行了一些偏向性的更改,对原理推导过程以及仿真搭建过程更详细的阐述。资料还在逐步的扩展中,还请大家多加支持,多加指正,我还会继续更新,感谢大家!!!

    第十部分:无位置传感器控制——滑模观测器无位置控制详解
    此部分是对一种基础的无位置传感器控制方法——滑模观测器(SMO)专题进行讲解。

    文档内具备以下内容:

    滑模观测器仿真搭建过程+SMO仿真
    滑模观测器公式原理推导解释(手写)
    滑模参数与双闭环PI参数设计与调节过程
    参考论文
    电机基本参数说明
    波形记录及其简要分析
    文档内较为详细的介绍了滑模观测器的数学原理,以及滑模观测器模块的仿真搭建过程,这个过程以一个文档的形式单独记录下来。另外关键的PI调节器与滑模观测器的参数,也以一个专门的文档记录其理论设计过程,与根据波形现象调节参数的过程,可以有助于大家深入理解理论的同时,能够结合仿真模型的结果进行调参,深入的理解整个系统各个物理量之间的内在联系。另外,将滑模观测器封装为mask模块,可以在换个电机时,外部更改即可。

    第十一部分:低速无速度传感器控制——脉振高频注入
    脉振高频电压注入法是指在估计的同步旋转坐标系的直轴上(也就是d轴)注入高频正弦电压,所以注入信号在静止坐标系中是一个脉振的高频电压信号。注入后,对交轴高频电流进行调制解调,得到转子位置和速度信息。

     

     

     
     


     

     
     

     

     

     

     
     
    ————————————————
    版权声明:本文为CSDN博主「沉沙、motor一下」的原创文章,遵循CC 4.0 BY-SA版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。
    原文链接:https://blog.csdn.net/sy243772901/article/details/92832182

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