基于FOC矢量控制的AGV小车无刷电机控制器设计

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作者 杨立宏 袁夫全 代允 《现代信息科技》 2025年第20期12-16,共5页

自动引导运输车(AGV)在智能化工厂仓储运输中发挥着至关重要的作用,可大幅降低人力成本、提高运输效率。无刷电机具有高效节能、可靠稳定等特点,已逐渐应用于AGV小车的驱动系统。文章设计了一种基于矢量控制(FOC)与PID控制算法的无刷电... 自动引导运输车(AGV)在智能化工厂仓储运输中发挥着至关重要的作用,可大幅降低人力成本、提高运输效率。无刷电机具有高效节能、可靠稳定等特点,已逐渐应用于AGV小车的驱动系统。文章设计了一种基于矢量控制(FOC)与PID控制算法的无刷电机控制器,通过霍尔传感器获取无刷电机转子位置信息,基于矢量控制(FOC)算法使电机在高效率下运行,并借助PID调节实现电机速度与电流的双闭环控制。经编程实际测试,验证了该控制方案的可行性,可有效提升AGV小车的运输效率与运行稳定性。 展开更多

关键词 无刷电机 矢量控制foc PID控制算法 双闭环

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基于CORDIC算法实现FOC控制的硬件加速器设计

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作者 张操 关忠旭 +2 位作者 包呼日查 李林男 石刚 《汽车实用技术》 2025年第19期50-57,共8页

Cortex-M架构围绕低功耗、实时控制的概念而设计,其优势在于能够通过非常轻量级的软件层来紧密耦合地控制I/O和外围设备。然而这种架构对于处理大量数据的任务并不理想,由于电机控制算法的复杂性增加,对本地数据分析的计算性能要求也在... Cortex-M架构围绕低功耗、实时控制的概念而设计,其优势在于能够通过非常轻量级的软件层来紧密耦合地控制I/O和外围设备。然而这种架构对于处理大量数据的任务并不理想,由于电机控制算法的复杂性增加,对本地数据分析的计算性能要求也在增长,这对Cortex-M架构的微控制单元(MCU)带来了一些挑战。为解决这一问题,文章设计出一款新型硬件加速器,利用CORDIC算法的简单高效性实现高精度的三角函数运算,并用硬件化模块实现磁场定向控制(FOC)的整个控制流程,完成一次FOC运算过程的最大延时为264.5 ns。这大幅减少了信号处理算法的运行时间和能量消耗,新加速器模块将为用户提供更精确、更复杂的运行算法,同时保持能源效率。 展开更多

关键词 foc控制 硬件加速器 CORDIC算法 电机控制

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一种基于FOC与PID算法的无刷电机的驱动设计与实现 被引量：4

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作者 吴丽红 冯琢成 +3 位作者 李东凯 张慧洁 陈应松 禹玮 《科技创新与应用》 2021年第8期127-129,共3页

RoboMaster全国大学生机器人大赛是国内最大的机器人擂台赛事,其中快速突击、即打即走的战术是获得好成绩的前提。然而该项战术对机器人的电机响应速度及电机驱动器要求非常高,无刷电机是机器人的最佳选择,但是与之相匹配的无刷电机驱... RoboMaster全国大学生机器人大赛是国内最大的机器人擂台赛事,其中快速突击、即打即走的战术是获得好成绩的前提。然而该项战术对机器人的电机响应速度及电机驱动器要求非常高,无刷电机是机器人的最佳选择,但是与之相匹配的无刷电机驱动器无论从硬件设计还是软件设计上都存在较高难度。文章提出了一种改良的无刷电机硬件控制电路,并利用FOC算法和PID位置闭环控制算法提高无刷电机的功率密度并加强安全性和可靠性,有极高的市场价值。 展开更多

关键词 无刷电机 STM32 桥式驱动 foc算法 PID算法

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基于滑膜观测的FOC无刷电机控制系统设计 被引量：5

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作者 许为龙 徐宏宇 《机电工程技术》 2024年第1期159-162,211,共5页

针对目前全驱动型机器人的高工作精度以及高稳定性需求,设计全驱动型机器人关节驱动控制系统。基于无刷电机数学模型,电机驱动方案采用矢量电机控制算法FOC,电机角速度位置采用有感、无感相结合获取,即在启动以及低速转动下采用位置传感... 针对目前全驱动型机器人的高工作精度以及高稳定性需求,设计全驱动型机器人关节驱动控制系统。基于无刷电机数学模型,电机驱动方案采用矢量电机控制算法FOC,电机角速度位置采用有感、无感相结合获取,即在启动以及低速转动下采用位置传感器,在中高速转动下切换使用滑模观测器。观测器对电机反电动势观测值进行运算处理,获得电机位置和速度。在MATLAB/Simulink搭建控制模型,验证算法可行性。仿真结果表明:在负载情况下,中低转速下,控制精度低,低成本位置传感器足以满足控制需求;在中高转速下,位置获取方法切换为滑模观测器,此时无位置传感器控制,无需使用高精度位置传感器,根据电机运行的电流观测到的位置,足以满足中高转速需求。且观测器监测内部运行状态,无视外界影响,大大提高控制系统的响应性与稳定性。 展开更多

关键词 全驱动型机器人 无刷电机 电机控制算法 矢量控制(foc) 滑模观测器 无位置传感器控制

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面向压缩机控制的MCU芯片设计及其应用

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作者 韩大强 彭析竹 +2 位作者 黄勇 蒲显城 余世泉 《工业控制计算机》 2025年第10期132-134,共3页

随着能源效率和控制精度要求的提升,电机控制系统的优化变得尤为重要。提出了一种面向压缩机控制的MCU芯片设计及其应用,提出了两项创新点,旨在提高系统的能效比、稳定性和精确度。首先,针对传统MCU算力和内存限制,提出了一种硬件化的FO... 随着能源效率和控制精度要求的提升,电机控制系统的优化变得尤为重要。提出了一种面向压缩机控制的MCU芯片设计及其应用,提出了两项创新点,旨在提高系统的能效比、稳定性和精确度。首先,针对传统MCU算力和内存限制,提出了一种硬件化的FOC算法坐标变换方案,通过分析CORDIC算法的数学模型,设计了专用的硬件架构,以减少了CPU的计算负担,显著提升了系统的处理能力和效率;其次,针对传统三电阻电流采样方案的复杂性和成本问题,提出了一种优化的两相电流采样电路设计,同时在芯片内部了集成运放和比较器,并能实现自动换向,简化了系统板级电路设计并降低了成本。实验结果表明,与传统控制系统相比,集成实时CORDIC算法的MCU芯片在动态响应时间上缩短了30%以上。此外,BOM成本分析显示,优化设计可降低约3%的成本。该研究为压缩机控制系统的设计提供了新的思路,并为MCU芯片在电机控制领域的应用奠定了基础。 展开更多

关键词 MCU芯片 压缩机控制 foc算法 电流采样 CORDIC

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基于DSC和IPM的永磁伺服电机驱动器设计 被引量：4

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作者 毛潭 金磊 +1 位作者 邢庆辉 张从鹏 《微电机》 2015年第6期69-71,76,共4页

采用智能功率模块FSAM20SH60A和数字信号控制器STM32F407VGT6,设计了交流永磁同步电机数字驱动器;开发了功率驱动模块、主控模块及接口电路等硬件;基于开发的硬件系统,实现了交流永磁同步电机的磁场定向的矢量控制算法,完成了驱动器软... 采用智能功率模块FSAM20SH60A和数字信号控制器STM32F407VGT6,设计了交流永磁同步电机数字驱动器;开发了功率驱动模块、主控模块及接口电路等硬件;基于开发的硬件系统,实现了交流永磁同步电机的磁场定向的矢量控制算法,完成了驱动器软硬件调试。实验结果表明:驱动器实现了永磁伺服电机的速度控制,速度控制误差小于1%,可以满足多数工业场合的应用。 展开更多

关键词 CORTEX-M4 IPM 嵌入式系统 数字驱动器 foc算法

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基于RBF神经网络的永磁同步伺服电机控制系统 被引量：16

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作者 朱卫云 付东翔 葛懂林 《电子科技》 2016年第1期161-164,168,共5页

针对永磁同步电机控制系统,建立其磁场定向控制数学模型。运用增量式数字PID的方法实现对PMSM的传统PID控制策略。在此基础上,借助RBF神经网络的学习能力,进行PID控制器参数的自适应整定,进一步改善PID控制器的性能。同时,为提高RBF网... 针对永磁同步电机控制系统,建立其磁场定向控制数学模型。运用增量式数字PID的方法实现对PMSM的传统PID控制策略。在此基础上,借助RBF神经网络的学习能力,进行PID控制器参数的自适应整定,进一步改善PID控制器的性能。同时,为提高RBF网络性能,采用粒子群算法对网络进行优化。仿真表明,与传统PID控制比较,基于RBF的PID控制系统能提高PID控制器的性能,改善了PMSM控制系统的收敛速度和跟踪精度。 展开更多

关键词 PMSM foc PID控制器 RBF网络 PSO算法

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基于TD-SCDMA无线定位虚拟线阵四阶累量修正MUSIC算法的研究

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作者 张毅 罗元 黄帮明 《信号处理》 CSCD 北大核心 2007年第6期951-954,共4页

无线定位的圆-角定位技术中,DOA估计极其重要。本文针对基于TD-SCDMA智能天线预处理后的虚拟均匀线阵MUSIC算法带来的阵列孔径小,抗阵元误差扰动性差的不足,研究了基于模式空间虚拟均匀线阵四阶累量的MUSIC算法,由于虚拟线阵四阶累量MU... 无线定位的圆-角定位技术中,DOA估计极其重要。本文针对基于TD-SCDMA智能天线预处理后的虚拟均匀线阵MUSIC算法带来的阵列孔径小,抗阵元误差扰动性差的不足,研究了基于模式空间虚拟均匀线阵四阶累量的MUSIC算法,由于虚拟线阵四阶累量MUSIC算法的应用范围局限于独立的信号源的DOA估计,不能用于相关信号源DOA估计,因而提出了基于模式空间虚拟均匀线阵四阶累量的修正MUSIC(FOC-MMUSIC)算法,有效地拓展了阵元孔径,改善了系统抗阵元误差扰动和算法对相关信号源DOA的估计性能。 展开更多

关键词 时分同步码分多址 多重信号分类算法 虚拟均匀线阵 四阶累量的修正MUSIC算法

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永磁同步交流伺服系统在小型天气雷达中的应用 被引量：2

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作者 陈松 佘勇 +1 位作者 姚振东 张福贵 《成都信息工程学院学报》 2014年第2期150-153,共4页

为实现小型天气雷达对伺服系统的要求,提出基于永磁同步交流伺服系统的驱动天气雷达扫描的设计方案,并完成系统的软硬件设计。该系统的硬件以DSP2812为主控中心,软件采用FOC矢量控制算法驱动电机,能够完成多种扫描方式。实验表明,该系... 为实现小型天气雷达对伺服系统的要求,提出基于永磁同步交流伺服系统的驱动天气雷达扫描的设计方案,并完成系统的软硬件设计。该系统的硬件以DSP2812为主控中心,软件采用FOC矢量控制算法驱动电机,能够完成多种扫描方式。实验表明,该系统具有工作稳定迅速、效率高等特点,达到了设计要求。 展开更多

关键词 天气雷达 永磁同步交流伺服 小型化 foc控制算法 DSP2812

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基于泰芯TX8M2260的矢量变频器 被引量：1

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作者 南余好 周崇熙 俞建定 《电子技术应用》 2024年第10期88-92,共5页

针对传统矢量变频器成本高、结构复杂等问题,设计了一种基于TX8M2260微控制器的矢量变频器设计方案,该方案充分利用了TX8M2260的高性能低功耗特性以及其特有的硬件加速单元(MDU),并且采用了一种结构紧凑、成本效益高且高度集成化的硬件... 针对传统矢量变频器成本高、结构复杂等问题,设计了一种基于TX8M2260微控制器的矢量变频器设计方案,该方案充分利用了TX8M2260的高性能低功耗特性以及其特有的硬件加速单元(MDU),并且采用了一种结构紧凑、成本效益高且高度集成化的硬件架构。通过对基于FOC理论的控制算法的实施和对硬件设计的优化,提出的矢量变频器在TX8M2260平台上进行了实现和实验验证。实验结果表明,所设计的矢量变频器成功实现了要求的各项功能,并具有良好的动态性能和稳定性,这进一步证实了这种矢量变频方案的方便有效。 展开更多

关键词 矢量变频器 TX8M2260 硬件加速单元 foc控制算法

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无位置传感器BLDC电机的启动方法与控制研究 被引量：5

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作者 尹建兵 霍佳丽 陈琳 《机床与液压》 北大核心 2023年第9期118-123,共6页

传统的无位置传感器控制通过电机的反电动势来检测电机位置,可以有效降低硬件成本和占用面积,但存在启动困难和启动反向转动等问题。基于此,提出一种施加脉冲电流并检测绕组电感变化量的方法来确定初始转子位置,并配合FOC算法控制BLDC... 传统的无位置传感器控制通过电机的反电动势来检测电机位置,可以有效降低硬件成本和占用面积,但存在启动困难和启动反向转动等问题。基于此,提出一种施加脉冲电流并检测绕组电感变化量的方法来确定初始转子位置,并配合FOC算法控制BLDC电机平稳高效运行。分析控制超前角优化和电机的抗负载扰动性能,进一步提高整个系统的运行效率和抗干扰能力。最后搭建实验样机对其进行实验验证,实验结果表明该样机能够在无位置传感器的前提下实现无反向转动且高效可靠的启动,同时在FOC闭环控制下实现高效运作。 展开更多

关键词 无位置传感器 BLDC电机 foc算法 超前角 抗负载扰动

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基于链式纵联技术的馈线自动化研究及应用 被引量：4

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作者 舒伟 李坤 +1 位作者 杨靖 杨根甜 《供用电》 2016年第6期18-22,共5页

针对云南电网瑞丽供电局城市配电网络快速定位、隔离故障区段并恢复非故障区段供电的运行特征,提出了一种新型链式纵联馈线自动化的技术。该技术是以光纤以太网为通信载体,根据线路拓扑信息实现多播自动分组,当故障发生后通过组内保护... 针对云南电网瑞丽供电局城市配电网络快速定位、隔离故障区段并恢复非故障区段供电的运行特征,提出了一种新型链式纵联馈线自动化的技术。该技术是以光纤以太网为通信载体,根据线路拓扑信息实现多播自动分组,当故障发生后通过组内保护动作信息的链式交互与闭锁,完成故障的定位和隔离,扩展了传统纵联保护应用。同时,研究链式纵联信息交换的交互流程以及局部拓扑模型与分布式环境下的分布式拓扑计算方法。最后研究了链式纵联馈线自动化定值参数的统一生成与维护难的问题,为要求停电时间极短的城市配电网,提供了较高的供电可靠性。基于以上技术研制出的馈线自动化(FA)系统,故障上游不停电,故障下游短时停电,实现了故障快速准确定位、隔离和自适应恢复供电的技术目标。该技术研究对云南瑞丽的配电自动化实用化运行水平的提高具有较大的理论研究和实用价值。 展开更多

关键词 链式纵联技术 配电网 光纤通信 拓扑计算 自适应供电

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基于机器视觉的自动识别追踪系统 被引量：1

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作者 蔡亲立 房明 《科学技术创新》 2024年第16期199-204,共6页

设计一种低成本、高精度的基于机器视觉的自动识别追踪系统,应用于具有多个摄像头传感器的机器人、自动驾驶车等,以实现对目标的自动识别、指示及实时追踪,通过控制二维云台执行机构完成指示和跟踪检验任务,并为扩展实现其他任务提供平... 设计一种低成本、高精度的基于机器视觉的自动识别追踪系统,应用于具有多个摄像头传感器的机器人、自动驾驶车等,以实现对目标的自动识别、指示及实时追踪,通过控制二维云台执行机构完成指示和跟踪检验任务,并为扩展实现其他任务提供平台。经测试,系统具有较强的稳定性和准确性,满足设计要求,而且性价比高,为相关技术研究和控制系统开发提供参考解决方案。 展开更多

关键词 电机控制 特征识别 foc算法 二维云台

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