電動推桿

  擴展卡爾曼濾波(EKF)法通過建立電機的數學模型,周期性地檢測外加電壓?不導通相反電動勢和負載電流等變量,利用特定算法得到電機轉子的位置以及速度的估計值;通過比較估計值與設定值的差值后經PD調節,達到控制電機的目的,參考文獻[13]研究通過端電壓檢測,在得到反電動勢的基礎上,用卡爾曼算法在線遞擦出轉子位置,從而確定定子繞組換流時刻?文中給出了無刷直流電機卡爾曼遞錐公式和以美國德州儀器公司TMs320F240為核心設計的軟硬件框圖?它可以在線實時估計出轉子的位置及速度,取得令人滿意的效果?參考文獻[14)介紹利用美國 ANALOG DEVICES公司的ADsP330DsP電機控制器來實現的擴展卡爾曼濾波無刷直流電動機無位置傳感器的控制方法,該算法只需要一個4電阻分壓網絡,并由此可以得到電機的位置?速度和轉矩的信息,該算法的優越性能遠遠超過經典反電動勢過零無傳感器方法?該算法雷要大約500DsP指令和在大約13gs執行時間?利用DsP的快速計算能力實現了卡爾曼濾波的算法,保證了位置檢測的快速和準確在幸用率大提高,同時降低了噪聲?所提出無傳感器算法可應用在家用電器，汽車和工業控制。

G(θ)函數法

  G(θ)函數法又稱為速度無關位置函數法,是從一個全新的概念提出的轉子位置檢測方法,在轉子轉速接零到高速時它都能夠對轉子位置進行檢測,給出換相時刻。

  具體原理簡介如下:為了便于說明,對電機作如下假設:

  1)電機運行于額定條件,因而可以忽略繞組電流的磁飽和現象；

  2)因為漏感很小,可以忽略不計;

3)忽略鐵損耗。

  由三相無刷電機電壓方程可以推導得出A和B相之間線電壓的表達式J(6)是A和B相的位置關聯磁鏈函數

  定義一個新的位置函數

  該位置函數表示為,試()一化)4

  為消除式中與速度相關的量a以得到與速度無關的位置函數G(a)函數表達式,可用兩個線電壓H位置函數表達式相除即可得到

  該信號在每個換向點具有高靈敏植式式模式模式模式植式性?且與轉速無關?圖13.6給出無刷電機在應用速度無關位置函數法時的函數?G函數和換相信號圖形?圖中6個模式對應于無刷電機一個換相周期的6個狀態?

由圖13.6可以看出,G(θ)函數的峰值點就是對應換相時刻?G(θ)函數與速度無關,且包含連續的位置信號?由于電機以任何速度運行時該函數的表達形式都是一樣的,所以在電機的暫態和穩態都能得到一個精確的換相脈沖在利用DSP對電機控制過程中,通過G(θ)設置門檻值確定換相時刻?門檻值由相電流上升時間與期望超前角度決定。