永磁同步电机全速范围无位置传感器控制及FPGA实现

发布时间：2021-06-16 15:14

　　针对高可靠性和对计算速度要求较高场合,提出一种采用现场可编程逻辑门阵列（FPGA）实现的永磁同步电机（PMSM）全速范围无位置传感器控制策略,包括电流闭环预定位、恒电流变频（I/F）启动、平滑切换策略和龙伯格状态观测器。电流闭环预定位在定位阶段可以限制电流幅值,并采用I/F启动将PMSM拖动至一定转速后平滑切换至龙伯格状态观测器闭环控制,所述龙伯格状态观测器建立在估计直交轴坐标系的扩展反电动势模型上。所提策略全部采用Verilog硬件描述语言进行编程,并采用状态机思想,降低FPGA逻辑单元消耗。实验结果表明,在全转速范围内所提策略在额定负载启动、速度阶跃、突加突减负载等情况下,具有良好的动、静态性能。 

【文章来源】：电机与控制学报. 2020,24(07)北大核心EICSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

本文所使用坐标系

本文所提全速范围无位置传感器控制原理框图

矢量控制算法实现需要根据转子位置θe来实时计算Sin与Cos值。在传统的微控制器中通常使用查表或泰勒级数展开的方式实现，这样得到的结果精度受限制于表格的大小以及泰勒展开的阶数[15]。为了提高Sin和Cos计算精度，本系统采用旋转模式CORDIC算法来实时计算Sin和Cos值。CORDIC算法实现主要由数据寄存器、移位寄存器、累加器、计数器、查找表等五部分构成，如图4所示。图4 CORDIC算法实现

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3233304