AD565JD亚德诺ADI芯片渠道-集成电路
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行 业：电子 电子有源器件 专用集成电路
发布时间：2021-07-09
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要对无传感器IPMSM驱动实施EKF技术，双轴坐标系的选 择至关重要。佳选择是采用转子上安装的d轴和q轴旋转 坐标系。但估计器的输入矢量(电流和电压)取决于转子位 置，所以这种方案与IPMSM无传感器速度控制不兼容。实 施过程中可观察到，转子初始位置的估计误差可能会将误 差引入EFK相对于实际系统的处理过程中，从而引起严重 后果。
对于这种情况，Boussak建议在转子坐标系中调准IPMSM 控制。速度和位置仅利用定子电压和电流测量结果来估 计。基于EKF的观测器所使用的电机模型含有安装于定子 框架上的固定坐标系α-β ，因此立于转子位置。导出 IPMSM在固定坐标系中的非线性动态模型，以完成估计器 公式：
为使IPMSM的扭矩电流比大，d轴基准电流id设置为0。 q轴基准电流iq从速度调整器的速度误差获得，如图3所示。电流调整器的输出提供旋转坐标系的基准电压。在图 3所示的框图中，用于去耦控制的正馈项ed和eq由下式给出：
Equation 11
Equation 12
正如Boussak所述，两个补偿机制(电流控制和电压命令)对 于确保稳定和优控制十分重要，有助于增强矢量控制和 弱磁控制。
EKF以其简单、佳、易控制和稳定可靠，成为应用广泛 的非线性系统跟踪和估计方法之一。为实现对凸极IPMSM 的无传感器控制，可以利用EKF估计速度和转子位置。电机 的线路电压和负载扭矩均为系统矢量输入变量。速度和转 子位置是需要估计的两个幅度，二者与电机电流一起构成 状态矢量。电机电流将是构成输出矢量的可观测幅度。
运算放大器用作比较器
比较器的使用方式不同，在以后的部分中我们会看到它的实际应用。在这里，我们将以常见配置使用比较器，生成具有可变脉冲宽度的方波。首先断开电源并组装电路。在反相输入VREF上使用固定的2.5 V输出作为直流电源。
同样，在同相输入端配置波形发生器CA-V：500 Hz频率、2 V小值和3 V大值的三角波（以2.5 V为中心）。重新连接电源后，导出输入和输出波形。
图形实例如图11所示。
Figure 11. Op amp comparator plot.
图11. 运放比较器曲线
现在通过（正移位）或减小（负移位）小值和大值来缓慢移动三角波的中心，并观察输出发生的情况。你能予以解释吗？
对正弦波和锯齿波输入波形重复上述步骤，并在实验报告中记录你的观察结果。
问题：
压摆率：如何测量和计算单位增益缓冲器配置的压摆率？将其与OP97数据手册中列出的值进行比较。
求和电路：使用叠加导出图8电路的预期传递特性。根据VIN0, VIN1, VIN2和VIN3求出输出电压。将理想关系的预测与你的数据进行比较。
将运算放大器插入试验板，然后添加导线和电容，如图1所示。为避免以后出现问题，可能需要在试验板上贴一个小标签，指示哪些电源轨对应5 V、2.5 V和地。导线应利用颜色加以区分：红色为5 V，黑色为2.5 V，绿色为GND。这有助于保持连接的有序性。
接下来，在ADALM1000板和试验板上的端子之间建立5V电源和GND连接。使用跳线为电源轨供电。注意，电源GND端子将是电路接地基准。有了电源连接之后，可能需要使用DMM直接探测IC引脚，确保引脚7为5 V且引脚4为0 V（地）。
注意，使用电压表测量电压之前，必须将ADALM1000插入USB端口。
单位增益放大器（电压跟随器）：
个运算放大器电路很简单（如图2所示）。这称为单位增益缓冲器，有时也称为电压跟随器，它由转换函数VOUT = VIN。 乍一看，它似乎是一个无用的器件，但正如我们稍后将展示的那样，其有用之处在于高输入电阻和低输出电阻。
Figure 2. Unity-gain follower.
图2. 单位增益跟随器
使用试验板和ADALM1000电源，构建图2所示的电路。请注意，此处未明确显示电源连接。任何实际电路中都会进行这些连接（如上一步中所做的那样），因此从这里开始，原理图中没必要显示它们。使用跳线将输入和输出连接到波形发生器输出CA-V和示波器输入CB-H。
通道A电压发生器设置为1.0V小值和4.0V大值（3Vp-p，以2.5V为中心），使用500Hz正弦波。配置示波器，使输入信号迹线显示为CA-V，输出信号迹线显示为CB-V。导出所产生的两个波形图，并将其包含在实验报告中，注意波形参数（峰值和频率的基波时间周期）。你的波形应当确认其为单位增益或电压跟 随器电路的说明。
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