文摘

为了解决汽车自动化控制中的应用问题,汽车自动化控制系统提出了基于传感器技术。传感器技术已广泛应用于自动化领域。因此,当传感器技术学习,我们也应该研究它的具体应用过程中电动机自动化控制。简要介绍了传感器技术在机电自动化控制,讨论了这一技术在各个领域的应用,并分析了传感器技术的发展趋势在未来机电自动化控制。实验数据表明,在电动机起动阶段,无传感器SRM使用观察者可以快速识别给定的速度,迅速接近给定的速度在0.05秒内,使汽车跑得更快,达到一种稳定状态。传感器技术的应用大大提高了机械制造的质量和生产效率。

1。介绍

传感器技术的第一个属于一个智能技术。传感器技术能及时感知各种外部环境的变化,可以及时发送计算机的感知情况。这个过程是非常快速和及时的。因此,计算机可以及时收集传感器发送的信号,因此,处理数据,然后问题其他指令1]。这个过程是一个机电自动控制过程,也有聪明的趋势发展。一般来说,传感器只有感应的功能。然而,随着科学技术的不断发展,传感器不仅可以接收信号也发送信号来传输信号。在过去,机电自动化控制过程中,由于不完美的传感器技术的发展,数据传输错误经常发生,使后续工作非常不准确的。然而,传感器技术的使用可以抵制这个问题,因为第一传感器传输信息的功能。因此,传感器可以传输过程中避免错误(2]。例如,在自动焊接机的相关人员,电弧传感器的合理应用可以促进机器的正确采集信息,也可以将物理传感器所感觉到的信息转换成特定的电力,这可以大大提高机器人的工作效率。通过外部传感器技术的应用,可以及时监控和收集外部环境信息,和机器的工作环境也可以确定在一定程度上(3]。传感器技术的应用可以提供更可靠的信息操作的机器,以确保机器的正确操作。另一方面,由于内部传感器技术的不断应用,机器可以通过传感器技术来控制。此外,传感器技术也可以方便及时监测机器的操作。它不仅能及时传送机系统在操作过程中产生的有价值的信息,也确保机器能够及时检测到外部环境的变化,以便采取相应的保护措施(4]。在加工的过程中,传感器技术不仅可以促进机械的振动也精确测量与动态特性的组件,它可以极大地提高相应产品的质量。它也可以及时反馈异常情况在机械方面的系统操作控制系统,解决异常情况造成的不利影响。在实际生产过程中,我们应该以产品需求为主要目的,深入调整控制方式,它可以大大提高加工的安全。因此,感应连接技术的应用不仅能保证安全的加工技术也减少消极的负面影响,以防条件(5]。首先,应用在生产现场,传感器技术可以促进新的和精确测量机床的位置和相应的运行速度,还可以掌握其他因素的变形或振动,这可以大大提高加工的精度,还可以及时减少人工工作量,为了充分发挥传感器技术在机械加工中的应用。在实际应用过程中,员工也可以进一步监控处理过程,以确保没有错误处理过程的正确过程。此外,加工精度的最终应用程序描述也是一个重要的应用传感器技术(6]。为加工加工精度控制是一个非常重要的内容。通过使用扫描传感器,工件轮廓测量的相关工作可以尽快解决。与此同时,它可以使获得的数据非常准确。第三个应用程序是汽车自动化控制中的应用。目前,自动化的汽车正在开发以有序的方式。传感器技术是最重要的技术在电子控制系统。一般来说,传感器将被安装在车辆的控制系统和发动机控制系统(7]。目前,传感器技术已被许多行业重视。传感器控制技术的合理应用办公设备和工厂生产线不仅能显著提高生产效果也加速企业的发展。传感器产生巨大影响机电自动控制系统的操作,所以为了更好地发挥传感器技术的影响。机电自动化控制系统的相关人员必须及时检查和维护机电自动化系统根据具体情况,以提高自动化系统级别(8]。因此,加强传感器技术的应用和研究可以非常有用的机械自动控制。

2。方法

2.1。一般

一般来说,传感器由转换电路,转换元件,敏感的元素,等等,如图1。

其中,转换电路是一个电路,传感器的输出转换成电路,可以传输和处理电力。转换元素指的是一种元素,将敏感元件检测到的信息转换成一个电路或电参数。敏感元件是指一种元素可以敏感地感知和检测信息和响应(根据指定的关系9]。只在实践中,一些传感器由敏感元件和转换元件,而另一些则合并成一个。最简单的一个必须由传感元件,它可以转换时的输出功率检测信息,如热电偶。根据工作原理,有许多类型的传感器,包括电阻、电容、电感、压电、大厅,和光电。分类是根据检测到的物理量,包括位移、距离、速度、温度、力、力矩、压力、加速度,和其他类型的传感器。第二种分类方法直观地显示了传感器的目的,由客户和最关心的人是很容易的选择;传感器分为接近传感器、电感传感器、电容式传感器、光电式接近传感器、温度传感器、磁传感器、光纤传感器、光电编码器,等。顾名思义,接近传感器检测手段检测到对象的距离没有接触它并发送开关信号的形式的具体结果。通常有电感、电容、光电、大厅,和其他传感器(10]。电感式传感器主要用于检测对象用金属属性。它的特点是可重复性高、定位精度高、操作频率高,安装方便,适用于各种环境,可以广泛应用于工业生产11]。它主要由LC高频振荡,信号处理、放大和开关电路,如图2。

电容式传感器主要用于检测金属物体,绝缘液体或粉末对象;其主要工作原理是使用电容器的极板表面检测,而外部材料是绝缘介质电容器的两个电极之间。如果绝缘介质发生变化,电容量也将改变(12]。不管什么对象,只要它接受或使电容传感器,传感器的介电常数会改变,使其输出相应的开关信号。图3是一个传感器的示意图。

光电式接近传感器主要用于光电信号转换成电信号。光电设备,其核心敏感元件是利用光电效应的工作原理(13]。传感器技术指的是一种新型的智能技术。这种技术的原理在于外部环境的“感知”。通过收购信息传输到电脑,我们可以在此基础上做出相应的动作。机电自动化控制,传感器技术的功能主要是收集信息,获取和处理测量nonelectric信号,然后把它转换成电信号,最后提供相应的支持系统操作。

开关磁阻电动机(SRM)是广泛应用于航空航天、电动汽车、等领域由于其结构简单、强大的容错,许多控制模式,适用于高温、高速环境(14]。转子位置必须测量在SRM的控制和操作。现有的位置传感器,如光电位置传感器和磁敏感位置传感器有问题。其准确性很容易被外部环境干扰。当运动阶段的数量增加,使用的组件的数量也将增加,使该系统电路更加复杂,增加系统的容量。他们不适合应用在飞机和其他场合体积有严格要求的。与此同时,太多的传感器降低系统的可靠性。因此,无传感器转子位置估计基于电机的电气参数已成为一个研究热点。目前,各种无传感器技术已经被提出,每一种都有其对应的速度应用程序限制范围,可分为两类:低速启动和媒介高速开始。有相电流波形法、脉冲注入法,无位置传感器技术和调制和解调方法在启动和低速操作,和主要方法进行了阶段注入脉冲法和nonconducted阶段注入脉冲法。 During medium- and high-speed operation, the interval of conducting phase current in an electrical cycle is large, and the interval of nonconducting phase detecting injection pulse is small. Therefore, observer method, flux linkage current method, neural network method, etc., are mainly used [15]。此外,还有额外的电容和电感线圈检测方法。因为安装附加组件降低了系统的可靠性,这两个方法很少使用。开关磁阻电机的额定参数原型研究摘要如表所示1。

每种类型的无传感器有其应用限制速度。为了覆盖整个速度范围,必须结合两个或两个以上的技术来估计转子位置通过观察者的方法。效果很好。然而,转子位置角的跟踪精度在电动机起动阶段低,这很容易使绕组打开或关闭不及时,导致转矩波动(16]。针对这个缺点,本文结合滑动模型观察者与相电流梯度法(SMO),添加位置误差校正模块在传统的SMO中,并设置阈值。电机启动和低速运行时,错误检测到SMO方法超过阈值,和相电流梯度法用于检测转子位置。中高速电动机运行时错误检测到SMO小于阈值的方法。SMO算法用于检测转子位置,它扩展了速度滑模观测器方法的应用范围,确保准确估计转子位置可以实现在开始阶段,避免了大的转矩脉动,实现转子位置的估计在全速范围内。

2.2。基于滑模观测器的转子位置检测原理

的原理图基于滑模观测器的转子位置检测方法如图4。系统中,速度的差异通过给定的速度之间的差异ω和速度检测到SMO转化为给定的控制量通过速度调节器组成的PI控制和模糊控制。暂时分析它与参考当前的(17]。参考电流与实际电流的区别是用来控制电源转换器的开关。实际相电压和相电流从电动机操作可以获得观察电动机的相绕组磁链在通量观察者。磁链的观测值和转子位置角可以通过SRM模型。实际值之间的差异和相电流的观测值设置为SMO的输入,其输出是估计电机转速和转子位置角。

根据开关磁阻电机的基本原理,其状态方程(1)是

状态方程(2滑模观测器的) 在哪里和收益和切换吗是一个象征性的函数。

当大,其他条款可以忽略。重写的速度方程,方程(2),

3所示。结果与讨论

验证了提出的转矩脉动抑制策略通过建立MATLAB / Simulink仿真平台(18]。电动机采用三相12/8极SRM的额定电压514 V,额定功率为18.5千瓦。电动机的开度角设置为2,关闭角32°,给定转速1000 r / min,负载转矩为4.6 n·M。首先,SMO方法用于模拟了无位置传感器。开始时,电流斩波极限是60。开始后,采用余弦扭矩分布函数控制模式。前后的扭矩比较结果的应用观察者如图5。可以看出,在电动机起动阶段,无传感器SRM使用观察者可以快速识别给定的速度,迅速接近给定的速度在0.05秒内,使汽车跑得更快,达到一种稳定状态。

当转子位置估计误差校正模块添加、电动机的定子和转子的位置开始重叠边缘检测得到的跳P3脉冲从低层次到高层次,和速度。电机的电感的计算方法是通过建立一个精确的电感模型P2脉冲检测。可以看出从开关磁阻电动机的工作原理,电感变化小与当前当定子和转子开始重叠,这大约是考虑电感在定子和转子的位置开始重叠,即。的电感 ,是一个恒定值,电感的电感阈值略大于当定子和转子重叠,但不能太大,因为P2脉冲消除多个零交叉的意义目前的梯度将丢失如果太大。因此,应正确选择电感阈值,LP作为0.008 H。仿真步长设置为这个年代,以阶段为例,获得实际的电机的相电流,相电流和电流梯度由低通滤波器过滤,P1脉冲信号,并获得相电感,滤波电感,P2脉冲信号,P3脉冲信号(19]。仿真结果表明,P3脉冲可以检测当前斜率和获得的突然改变电动机的定子和转子的位置开始重叠。然而,这种方法也有一定的局限性。当当前的高阶谐波时,很难完全消除谐波的影响后过滤。同时,过滤信号小振幅和相位的变化与原始信号;也就是说,很难有良好的过滤效果和小失真。此外,认为速度是不变P3脉冲跳之前,也有一定的误差。使用相电流梯度方法和滑模观测器方法,相电动机的转子位置角和它们之间的误差比较。在电动机起动过程中,误差小于2°时,转子位置估计误差校正模块被切断,观察者获得的转子位置角是用来确定各相绕组的功率管的开关。转子位置估计误差校正模块可以消除造成的转矩脉动大的观察者电动机起动时估计误差。 After the motor enters the stable operation stage, the large torque ripple will lead to the change of the electromagnetic characteristics of the motor, which is not conducive to the estimation of the rotor position. In the simulation, it can be seen that the control mode of cosine torque distribution function has large torque fluctuations. When the torque distribution mechanism is improved and the current loop and torque loop control are adopted (the allowable current error is set to 0.3 A, and the allowable torque error threshold is 0.5 n·m), the motor speed, torque, phase torque, and phase current after the motor runs stably are obtained [20.]。从仿真分析可以看出,通过添加转子位置估计误差校正模块,相电流梯度之间的灵活切换方法和滑模观测器估计方法实现,确保转子位置估计精度的电动机起动阶段,有效抑制转矩波动引起的转子位置角的估计精度较低的起始阶段。

4所示。结论

随着科学技术的快速发展,作为一个重要环节,传感器的发展是非常广泛的,特别是在机电领域的自动控制。因此,我们应该高度重视传感器技术的发展,促进更快的信息交换,更好地服务于人类的生产和生活。介绍了电动机的应用基于传感器技术的自动化控制系统。机械制造业是工业生产中最重要的。机电自动控制使机械制造业摆脱人工控制,特别是传感器的应用,从而大大提高了机械制造的质量和生产效率。传感器技术的角色控制、监控和反馈过程中机械制造业,促进机械制造精度的提高。这种技术尤其适合需要四象限运行的场合。此外,这种方法不需要任何额外的硬件。虽然控制算法包括平方根和余弦计算,从而增加总体数量的计算,这是接受现有的数字信号处理器和微控制器。因此,很容易意识到,修改和适用于其他类型的开关磁阻电机。 These characteristics make this method very practical, reliable, and low cost and can be accepted by many low-cost variable speed applications. The experimental results fully verify the position sensorless scheme proposed in this paper and prove its advantages.

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。