基于PSO—WNN的无刷直流电机转子位置检测方法
基于绕组电感的无刷直流电机转子位置检测方法研究的开题报告
基于绕组电感的无刷直流电机转子位置检测方法研究的开题报告一、选题背景和研究意义无刷直流电机（BLDC）在各个领域都有着广泛的应用，例如汽车、飞机、机器人等。
对于BLDC的转子位置精确检测是其控制的基础。
目前，BLDC的转子位置检测方法有许多种，其中有一种是基于绕组电感的方法。
该方法通过检测绕组电感值的变化来反推转子位置。
该方法因为技术比较成熟，并且准确性高，因此得到了广泛的应用。
然而，每一种方法都会有其局限性和缺点，因此需要不断的进行改进和研究，以便更好地应用于实际生产中。
本文针对基于绕组电感的BLDC转子位置检测方法进行了研究，旨在提出一种能够更好地解决其局限性和缺点的新方法。
二、研究内容和目标在本研究中，将首先对基于绕组电感的BLDC转子位置检测方法进行深入的研究，分析其存在的缺点和局限性。
针对这些问题，提出一种新的基于绕组电感的BLDC转子位置检测方法，该方法通过优化绕组电感检测电路和算法，提高了检测精度和实时性，并且具有更好的抗干扰能力和适应性。
本研究的目标是开发出一种新的、可靠的基于绕组电感的BLDC转子位置检测方法，该方法具有高精度、实时性、抗干扰能力和适应性，满足BLDC在实际生产中对转子位置检测的要求。
三、研究方法和步骤1.研究BLDC转子位置检测方法的理论基础和实现原理，深入分析其局限性和缺点；2.根据BLDC的实际应用需求，提出一种新的基于绕组电感的BLDC 转子位置检测方法，并设计相应的检测电路；3.通过实验验证新方法的检测精度、实时性、抗干扰能力和适应性；4.根据实验结果，进一步改进和优化新方法，提高其性能和应用范围。
四、预期成果和意义通过本研究，预期能够开发出一种新的、可靠的基于绕组电感的BLDC转子位置检测方法，该方法具有高精度、实时性、抗干扰能力和适应性，在BLDC的实际应用中能够更好地满足对转子位置检测的要求。
此外，本研究还有利于提高BLDC在各个领域的应用效果，促进相关产业的发展。
脉冲注入法的无刷直流电机转子位置
基于脉冲注入法实现的无刷直流电机转子位置检测摘要：本文提出了一种采用脉冲注入来检测无刷直流电机在静止状态时转子位置的方法。
基于方法依次向定子绕组注入一系列的脉冲，通过脉冲电流的变化对转子位置进行估算。
实验结果表明：该方法不但具有较高的位置检测准确性，同时对电机的参数依赖性低，可以省去电机内部的检测元件，又可以应用到其它电机。
关键词：无刷直流电机转子位置脉冲注入识别AbstractThis paper presents a method to detect the rotor position of Permanent Magnet motors at standstill by using a suitable sequence of voltage pulses. Based on this method， a suitable sequence of voltage pulses is applied to the stator windings. We can estimate the magnets position by the current variation of the pulses. The obtained results show that this method is not only efficient but also need bit of motor parameters，it can omit motor internal examination parts and may be used on other type of motors.Key words: BLDCM Rotor position Pulses injection Recognition引言近年来，由于无位置传感器无刷直流电机(BLDCM)具有调速特性好、无换向火花、无无线电干扰、效率高、寿命长、运行可靠、维护简便等优点，其应用越来越广泛。
无刷无感电机定位算法
无刷无感电机定位算法
无刷无感电机定位算法是一种用于精确控制无刷无感电机的位置和速度的技术。
这种算法通常基于反馈控制原理，通过比较实际位置和目标位置之间的差异，计算出控制信号，以调整电机的运行状态，使其逐渐接近目标位置。
无刷无感电机定位算法的实现通常包括以下几个步骤：
目标位置设定：根据实际需求设定电机的目标位置。
这可以通过外部输入或者预设程序来实现。
位置检测：通过位置传感器检测电机的实际位置。
常用的位置传感器包括光电编码器、霍尔传感器等。
误差计算：将实际位置与目标位置进行比较，计算出位置误差。
控制算法：根据误差信号，通过控制算法计算出控制信号。
常用的控制算法包括比例-积分-微分（PID）控制器、模糊控制器等。
驱动电机：将控制信号输入到电机驱动器中，调整电机的输入电压或电流，以实现电机的精确控制。
无刷无感电机定位算法具有高精度、快速响应、低能耗等优点，因此在自动化设备、
机器人、精密仪器等领域得到了广泛应用。
同时，随着传感器技术、控制算法和电机技术的不断发展，无刷无感电机定位算法的性能和精度也在不断提高，为工业自动化和智能制造的发展提供了重要的技术支持。
无刷直流电动机转子退磁故障的检测方法
第 ２期
电 机 与 控 制 学 报
Ｅ ＬＥＣＴＲ Ｉ Ｍ Ａ ＣＨ Ｉ ＥＳ Ａ Ｎ Ｄ ＣＯ ＮＴＲ ０Ｌ Ｃ Ｎ
Ｖｏ．１ Ｎｏ ２ １ ６ ． Ｆ ｂ． ２ ２ ｅ ０１
２１ ０ ２年 ２月
无 刷 直 流 电 动 机 转 子 退 磁 故 障 的 检 测 方 法
赵 向阳 ， 葛 文 韬
（ 京航 空航天大学 自动化科学与 电气 工程 学院 ， 北 北京 １０９ ） ０ １ １
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
摘
要 ： 了研 究无 刷 直流 电动机 的转 子 退 故 障 ， 于 Ａ ｓｆ Ｍａｗ ｌ软 件 平 台， 置 转子 退 磁 故 为 基 ｎｏｔ ｘ ｅ ／ ｌ 设
障 ， 立 求解 电机反 电动势 的有 限元模 型 ； 于 Ａ ｓｆ Ｓｍ ｌ ｅ 软件 平 台， 立无 刷 直 流 电动机 系 建 基 ｎｏｔ ｉ ｐｏ ｒ ／ ｒ 建 统 的仿 真模 型 。在 电机 稳 态运行 下 ， 对定 子 电流进 行傅 里 叶分析 ， 究 并建 立基 于定 子 电流监 测转 研
Ａｂ ｔ ａｃ Ｉ ｒ ｅ ｏ ｓｕ ｙ ｔ ｅ ｇ ｔｚ ｔｏ ａ ｌ ｏ ｒ ｈ ｅ ｓ ＤＣ ｍｏ ｏ ｓ ｒ ｔ：ｎ ｏ ｄ ｒｔ ｔ ｄ ｈｅ ｄ ｍａ ｎｅｉａｉｎ ｆ ｕ ｔ ｎ ｂ ｕｓ ｌ ｓ ｔｒ．ｔ ｅ ｅ ｅ ｔｏ—ｍｏ ｉｅ—ｆ ｒ ｅ ｈ ｌｃ ｒ ｔｖ ｏｃ
Ｄｅ ｅ ｔｏ ｆ ｒ ｔ ｒ ｄ ｍ ａ ｎｅ ｉ ａ ｉ ｎ ｆ ｕ ｔｏ ｕ ｈ ｅ ｓ ＤＣ ｏ ｏ ｔ ｃｉ ｎ ｏ ｏ ｏ ｅ ｇ ｔｚ ｔｏ ａ ｌ ｎ ｂｒ ｓ ｌ ｓ ｍ ｔｒ
Ｚ ＨＡＯ ａ ｇ ｙ ｎｇ， ＧＥ Ｗ ｅ ｔ ｏ Ｘｉｎ — ａ ｎ—ａ
小波神经网络的无刷直流电机转子位置检测方法
小波神经网络的无刷直流电机转子位置检测方法刘扬;张振海【摘要】The accuracy of position detection and commutation is very critical for the operation of the brushless direct currentmotor(BLDCM ) .Aimed at BLDCM rotor position detection ,the relationship between motor back electromotive force zero crossing point and motor commutation point as well as the relationship between line back electromotive force and line voltage was derived based on analysis of back electromotive force zero crossing detection principle ,so the relationship between line voltage and motor point was established .However ,because of the motor parameters variation during operation and non-linear characteristics of the system ,it is more difficult to obtain accurate rotor position through the line voltage directly .So the adaptive wavelet neural network model was proposed using line voltage as input and the rotor electrical angle as output ,and genetic algorithm was also adopted to optimize wavelet neural netw ork structure .Finally simulation and experiment show that the method has high precision to identify the rotor position ,and controls the motor commutator effectively with strong adaptability .%位置检测与换相准确与否，对无刷直流电机的运行有非常关键的影响。
无位置传感器无刷直流电机转子位置检测综述
无位置传感器无刷直流电机转子位置检测综述作者：刘筠来源：《中国科技博览》2016年第24期[摘 ;要]本文重点围绕无刷直流电动机的转子位置检测来进行讨论，着重介绍了目前应用和研究较多的几种常规方法的基本原理、实现途径、应用场合以及优缺点等，并对它们作了综合分析和比较。
[关键词]无刷直流电动机;无位置传感器;转子位置中图分类号：TM33 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2016）24-0304-010 引言传统的位置检测方法是采用电子或机电式的位置传感器来获得所需的转子位置信号。
如磁敏式的霍尔位置传感器、光电编码器、旋转变压器等。
由于传感器的引入，增加了电气连接线数目，使得整个系统的可靠性降低，也增加了电机制造的工艺要求和成本。
所以用观测电量的方法替代位置传感器的作用是一个必然趋势，如何对电势或电流进行采样，通过控制线路进行适当处理，使电机按正常的逻辑运行，都是目前课题的研究任务。
1 反电势法1.1 直接反电势过零法由于定子绕组的反电动势随转子位置的改变而变化，利用在定子绕组中感应出的反电动势，可以得到转子的位置。
这种方法一般需要在电机的三相端电压进行检测或者计算出反电动势，从而得到转子的位置信号。
该方法在120°运行的方波直流电动机中最为常用，因为在这种类型的无刷直流电动机中，任何瞬间3个绕组中只有2个导通，未导通相绕组的端电压即为反电动势信号。
针对这一特点，可以利用未导通相的端电压来检测转子的位置。
其中一种方法是将检测到的反电动势信号的过零点直接移相30°，对逆变器的6个功率管进行控制，称为直接反电动势法。
此种方法虽然比较简单，但有两个主要缺点：1）反电势幅值与转速有关，所以在低速和电机启动时，反电势幅值很低或者为零，很难通过检测反电势幅值额得到正确的换相信号，所以仅在稳定运行时准确度较高。
2）由于此方法在原理上做了近似处理，忽略了无刷直流电机的电枢反应，而实际反电势的过零点与合成的气隙磁场产生的感应电势的过零点并不重合，所以得到的换相信号存在一定误差。
无刷直流电机的无位置传感器控制
无位置传感器控制技术是无刷直流电机研究的热点之一，国内外相关研究已经取得阶段性成果。
在无刷直流电机工作过程中，各相绕组轮流交替导通，绕组表现为断续通电。
在绕组不通电时，由于绕组线圈的蓄能释放，会产生感应电动势，该感应电动势的波形在绕组两端有可能被检测出来。
利用感应电动势的一些特点，可有取代转子上的位置传感器功能，来得到需要的换相信息。
由此，就出现了无位置传感器的无刷直流电动机。
尽管无位置传感器控制方式使得转子位置检测的精确度有所降低，但由于取消了位置传感器，电机的结构更加简单，安装更加方便，成本降低，可靠性进一步提高，在对体积和可靠性有要求的领域以及不适合安装位置传感器的场合，无位置传感器无刷直流电机应用广泛。
无位置传感器控制方式下的无刷直流电机具有可靠性高、抗干扰能力强等优点，同时在一定程度上克服了位置传感器安装不准确引起的换相转矩波动。
无位置传感器技术是从控制的硬件和软件两方面着手，以增加控制的复杂性换取电机结构复杂性的降低。
以采用120o电角度两两导通换相方式的三相桥式Y接无刷直流电机为例，讨论基于现代控制理论和智能算法的无刷直流电机无位置传感器控制方法。
转子位置间接检测法目前无刷直流电机中主要采用电磁式、光电式、磁敏式等多种形式的位置传感器，但位置传感器的存在限制了无刷直流电机在某些特定场合的应用，主要体现在：1、位置传感器可使电机系统的体积增大；2、位置传感器使电机与控制系统之间导线增多，使系统易受外界干扰影响；3、位置传感器在高温、高压和湿度较大等恶劣工况下运行时灵敏度变差，系统运行可靠性降低4、位置传感器对安装精度要求较高，机械安装偏差引起的换相不准确直接影响电机的运行性能。
无位置传感器控制技术越来越受到重视，并得到了迅速发展。
依据检测原理的不同，无刷直流电机无位置传感器控制方法主要包括反电势法、磁链法、电感法及人工智能法等。
反电势法反电势法（感应电动势过零点检测法）目前是技术最成熟、应用最广泛的一种位置检测方法。
无位置传感器无刷直流电机转子位置检测的研究
：
２ 电机的起动
由以上分析可以看出， 无刷直流 电机定子绕 组当中的反电动势只有在电机转动的时候才会产
生， 因而电机由静止状态起动 的过程当中， 不能用
≥ ≥一 Ｂ 。脚 。 ； Ｉ
一
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内稳 定运行 。
收稿 日期 ：０ ６０ —８ ２０ —９２
桥式主电路见图 ２ １ 。
作者简介： 伟（９１ ） 男， 刘 １８一 ， 山东诸城人， 北京科技大学机械工程学院硕士研究生。
一
３ — ６
维普资讯
无位置传感器无刷直流电机转子位置检测的研究
中图分 类号： Ｍ３１２ Ｔ ０．
文献标识 码 ： Ａ
文章编号 ：６１ ５４２０ ）６ ０ ６ ４ １７— ４ （０６０－ ３— ２ ０ ０
无位置传感器无刷直流电机研究的问题是如 何检测转子的位置 。反 电势法是近年来研究较多
１ 反 电势法位置检测 原理
本设计系统 的电机是三相 ， 采用的导通方式
：
Ａ， 极对数 ｐ ， ＝５ 额定转矩 ０ ０ ． ． ５ｎ ｍ。在本实验 中， 采用 Ｅ Ａ模块 的 Ｐ ｖ ＷＭ１６ — 六路 Ｐ ＷＭ 波来
控制六个 ＭＯ Ｆ Ｔ管 的通断， ＳＥ 通过 Ｅ Ａ模块的 ｖ 通用定时器 Ｔ 来确定每个状态的保持时间。通 ２
图 ２ 星形连接三相桥式主电路
刘 伟 ， 长松 ， 晓敏 王 周
（ 京科技 大学 机械工程 学院。 北 北京 １ ０ ８ ） ０ ０ ３
摘
要： 介绍 了一种电机 的具体起动方 法， 出 了一种位置检 测 电路 的设计 方案及其 仿真 和实验 结果 。 并给
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９ ４
武 汉 工 程 大 学 学 报
第３ ２卷
］昙 ＋ ］ 一 ］ 匡］ 昙 ＋ 匡
＝ ＬＲ ＋ Ｌ ＋ （ ３
１ ２
—
Ｒ ＋
（） ４
图 １ 小 波 神 经 网络 拓 扑 图
Ｆｉ Ｔｈｅ ｃ ｇ．１ ｏｎｓ ｒ ｔｏ ｆｗ ａ ｅ ｅ Ｎ ｔｕｃ ｉｎ ｏ ｖ ｌ ｔＮ
１ 位 置检 测 分 析
电的滑动接触机构 ，因而消除 了故 障产 生的主要 根
源． 因此 ， 近年来 Ｂ Ｄ Ｍ 被越来越 广泛地 应用到 各 Ｌ Ｃ 种 驱动装置和伺 服系 统 中 ， 以其 优越 的性 能 被广 泛
应用 于各个领域． 但是 由于位置传感 器的存在 ， 电 当
机 的工 作环境较为恶 劣时 ， 使得 电机的可靠性 降低 ，
０ 引 言
无刷 直流 电动机 （ Ｌ Ｃ 由于 利用 了 电子 换 Ｂ Ｄ Ｍ） 向器取代 了机 械电刷 和机 械 换 向 ， 具有 直 流 电动机 优 秀的线性机械特 性 ， 如运行效率 高 、 调速性 能好 等
诸 多优点 ， 同时相 对直 流 电机 而言无 刷 电机 革除 了
技术 ， 它通过 粒子 间 的相 互 作 用 ， 对解 空 间 进 行 智
能 搜索 ， 而发现 最优 解＿ 。粒子 群算 法本 质 上 属 从 １． 。 于 随机 寻优 过程 ， 不存 在 局部 收敛 问题 ； 因此 将 二
者 结合起 来 ， 立 了基 于 粒 子 群 算 法 的小 波 神 经 建
第３ 第 ｌ ２卷 期 ２１ ０ ０Biblioteka Ｏ 月 １ 武汉
工
程
大
学
学
报
Ｖｏ ． ２ Ｎｏ １ １３ ．
Ｊ Ｗ ｕ ａ Ｉ ｓ． ． ｈ ｎ ｎｔ
Ｔｅ ｈ ｃ．
Ｊ ｎ ２ １ ａ． ００
文 章 编 号 ：６ ４—２６ （０ ｏ Ｏ 一 ０３— ４ １７ ８ ９ ２ １ ） ｌ ０ ９ ０
（） （一１＋寺Ｔ （） Ｒ 最＋ 忌一 正 ） ［ 是－ ｉ ） （
ａ 首 先 随 机 产 生 ［ ， ］ 间 上 均 匀 分 布 的 ． 一１ １ 区 随机数作 为权 值 叫 硼 的初始 值 ． ｂ 计 算 隐含层 第 ｉ 节点 的 输人 ｎ ｔ， 且求 ． 个 ｅ 并 出最 大值 ｎ ｔ 和最 小值 ｎ ｔ ． ｅ… ｅ
收 稿 日 ： ０ ９ ０— ６ 期 ２ ０ —１ ０ 基 金 项 目 ： 建 工 程 学 院 基 金 （ Ｙ Ｚ ８ ８ 福 Ｃ —０９）
作 者 简 介 ： 海燕 （ ９０一 ， ， 南衡 山 人 ， 士 研 究 生 ． 究 方 向 ： 能系 统 与 模 式 识别 ． 杨 １８ ）女 湖 博 研 智
２ ２ 网络 参数 初始 化 ．
网络参 数初 始值 选 择 的好 坏 对 于 网络 训 练 很 重 要 ， 始值 选择 的好 ， 敛 速度 快 ， 之 ， 收 敛 初 收 反 则
速 度慢 ， 练 时 间 长 ， 至导 致 无 法 收敛 ． 训 甚 网络 参
数 初始 值选 择的 步骤如 下 ：
出的一种前馈神经 络 ， 其思想是用小波元代替神 经
元， 通过仿射变换建立起小波变换与 网络系数之 间的
连接 ， 并应用于 函数逼 近 ， 小波 神经 网络 具有 优 良的 函数逼近能力 ， 收敛快 ， 全局 收敛性等优点ｒ ７ ＿ ． 粒 子群算 法 （ Ｓ 是 基 于 群 智 能 的全 局 优 化 Ｐ Ｏ）
转 子位 置 可 以通 过 以相 磁 通 和 相 电 流 来 决 定 ， 合 小 波 函 数 多 尺 度 多 分 辨 率 的 优 点 以 及 神 经 网 络 的 非 线 性 结
求 解 特 点 ， 过 构 建 小 波 神 经 网络 模 型 ， 采 用 粒 子 群 算 法 来 训 练 网 络 参 数 而 得 出转 角 位 置 ． 真 结 果 表 明 该 通 并 仿 模 型 能有 效 地 控 制 电机 换 相 ． 关 键 词 ： 刷 直 流 电机 ； 子群 算 法 ； 波 神 经 网络 无 粒 小 中 图分 类号 ： Ｍ３ １２ Ｔ ０ ． 文 献标 识 码 ： Ａ ｄｉ１． ９ ９ ｊｉ ｎ １ ７ —８ ９ ２ １． １０ ７ ｏ：０ ３ ６ ／． ｓ ． ６４２ ６ ． ０ ０ ０ ． ２ ｓ
影 响电机的运行性能． 因此 ， 无位置传感 器控制成 为
无刷直 流电机研究 的一 个重 要 内容． 针对 其位 置 检
ｄ
测， 国内外 学者 出了许 多方法 ， 然而这些 方法各有 其
优点及局 限性 ］ ． 小波神经网络（ ＼ 址在小波 分解 的基础 上提 ｗ＼
湖 ’ ＪＪ（ Ｌ ｆ ＋ ） 苣 Ｌｆ １ Ｌ ］㈩ ＿
ｎ ＝ 叫３ ｅ ＝∑ ， ｔ＝ ２
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（） １ ｏ
ｄｔ
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其 多输入单 输 出结 构 的网络输 出方程 为
根据 反 电势 一
， （） 式 ５ 以偏 微 分 方
０ 一∑训 （∑叫ｚ＋ ｉ （ ） （ ｂｎ １ ）） １
式 （ １ 中 伽 １） 是隐 含层第 ｉ 节点 到输人 层 第 个 个
基 于 Ｐ Ｏ— Ｓ ＷＮＮ 的无 刷 直流 电机转子位置检测方法
杨海燕 ， 华 兰宝
（．福 建 工程 学院计 算机 与信 息科 学 系 ， 建 福 州 ３ ０ １ ； １ 福 ５ ０ ４ ２ ．深 圳 市赛为 智 能股份有 限公 司，深 圳 ５ ８ ０ ） １ ０ ０
摘 要 ： 过 分 析 无 刷 直 流 电机 间接 位 置 检 测 原 理 ， 出 了 一 种 新 的 方 法 来 检 测 转 子 位 置 ． 方 法 首 先 推 导 出 通 提 该
节点 之 间的权值 ； 是输 入层 第 个 节 点 的输 入 ；
△ 一 ＋ △ （ ） ６
ｂ 是 隐含层 第 ｉ 节点 的平 移系 数 ； 是 隐 含层第 个 ａ
ｉ 个节 点 的伸缩 系数 ；（・） 隐层 激励 函数 （ 波 声 是 小 函数 ） 是 第 ｉ 隐层 节点 到输 出 的权值 ． ； 个