AD629BNZ亚德诺ADI芯片渠道
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行 业：电子 电子有源器件 专用集成电路
发布时间：2021-07-16
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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。
在图1的建议估计器及所导出的公式中，误差信号Vds_error由 PI补偿器处理，以导出转子的转速，而转子的角度则通过对估计的速度进行积分而算得。其它常见方法用微分法计 算速度，但这会使系统易受噪声影响。Bon-Ho Bae的实验 研究表明，建议估计器能够为应用提供非常准确且可靠的 速度信息。但在零速和低速时，反电动势电压不够高，无 法用于所建议的矢量控制。因此，对于从零速度开始的无 缝操作，估计器利用恒定幅度和预定模式频率来控制电 流。这里，同步坐标系的角度通过对频率进行积分而导出 (初始启动方法)。
近年来，关于PMSM的无传感器速度和位置控制方法，研 究文献中提出多种解决方案。 针对PMSM驱动的无传感器 转子位置估计，已开发出三种基本技术：
基于反电动势(BEMF)估计的各种技术
基于状态观测器和扩展卡尔曼滤波器(EKF)的技术
基于实时电机建模的其他技术
反电动势技术
基于反电动势技术的位置估计根据电压和电流估计磁通量 和速度。在较低速度范围内，这种技术对定子电阻特别敏 感。由于机器的反电动势很小，并且开关设备的非线性特 征会产生系统噪声，因此很难得到关于机器终端的实际电 压信息。在中高速范围内，利用反电动势方法可以获得较 好的位置估计，但在低速范围内则不行。
反电动势电压的幅度与转子转速成比例，因此静止时无法 估计初始位置。所以，从未知转子位置启动可能伴随着暂 时反向旋转，或者可能导致启动故障。EKF能够对随机噪声 环境中的非线性系统执行状态估计，因而对于PMSM的速度 和转子位置估计，似乎是可行且具计算效率的候选方法。
基于空间显著性跟踪的技术利用磁显著性，适合零速工 作，可以估计初始转子位置，而不会受其它参数影响。针 对初始转子位置，主要有两种基本方法，分别基于脉冲信 号注入和正弦载波信号注入。
缓冲器曲线
移除10kΩ负载，代之以1kΩ电阻。记录幅度。现在移动引脚3和2.5V之间的1kΩ负载，使其与4.7kΩ电阻并联。记录输出幅度如何变化。你能预测新的输出幅度吗？
简单放大器配置
反相放大器：
图5所示为常规反相放大器配置，输出端有10 kΩ负载电阻。
Figure 5. Inverting amplifier configuration.
图5. 反相放大器配置
现在使用R2=4.7kΩ组装图5所示的反相放大器电路。组装新电路之前，请记住断开电源。根据需要切割和弯曲电阻引线，使其平放在电路板表面，并为每个连接使用短的跳线（如图1所示）。记住，试验板有很大的灵活性。例如，电阻R2的引线不一定要将运算放大器从引脚2桥接到引脚6；你可以使用中间节 点和跳线来绕过该器件。
重新连接电源并观察电流消耗，确保没有意外短路。现在将波形发生器调整为500 Hz正弦波，设置为2.1 V小值和2.9 V大值（0.8 V p-p，以2.5 V为中心），并再次在示波器上显示输入和输出。测量和记录此电路的电压增益，并与课堂上讨论的原理进行比较。导出输入/输出波形图，并将其包含在实验报告中。
图形实例如图6所示
Figure 6. Inverting amplifier plot.
图6. 反相放大器曲线
趁此机会说一下电路调试。在课堂中的某个时候，你可能无法让电路工作。这并不意外，没有人是的。但是，你不应简单地认为电路不工作必定意味着器件或实验仪器有故障。这基本上不是事实，99%的电路问题都是简单的接线或电源错误。即便是经验丰富的也会不时出错，因此，学会如何调试电问题是学习过程中非常重要的一部分。为你诊断错误不是助教的责任，如果你以这种方式依赖其他人，那么你就错过了实验的一个关键点，你将不大可能在以后的课程中取得成功。除非你的运算放大器冒烟，电阻上出现了棕色痕迹，或者电容发生爆炸，否则你的元器件很可能没问题。事实上，大多数器件在发生重大损伤之前都能容忍一定程度的滥用。当事情不妙时，好的办法就是断开电源并寻找一个简单的解释，而不要急着责怪器件或设备。在这方面，DMM可是一件十分有价值的调试工具。
输出饱和：
现在将图5中的反馈电阻R2从4.7kΩ更改为10kΩ。现在的增益是多少？将输入信号的幅度缓慢增加至2V，仍然以2.5V为中心，并将波形导出到实验室笔记本电脑中。任何运算放大器的输出电压终都会受电源电压的限制，而在很多情况下，由于电路中存在内部电压降，实际限制要远小于电源电压。根据你的以上测量结果量化AD8541的内部压降。如果你有时间，可尝试用OP97或OP27放大器替换AD8541，并比较它能产生的小和大输出电压。.
求和放大器电路：
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