一、一种具有故障诊断功能的直接转矩控制系统（论文文献综述）
李慧臣[1]（2021）在《永磁同步电机驱动系统故障诊断与容错控制研究》文中指出永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）驱动系统具有工作效率高、转矩比大以及体积小等优点,广泛应用于航空航天、工业生产以及电动汽车等领域。在永磁同步电机驱动系统运行过程中,不可避免的会出现各种故障,无论发生电机本体故障还是逆变器故障,都会引起系统的不稳定,对系统的正常运行造成影响。永磁同步电机驱动系统的故障诊断和容错控制是提高驱动系统稳定运行的有效手段。本文以三相永磁同步电机为研究对象,针对电机常见的匝间故障问题进行故障诊断和容错控制研究。首先,对永磁同步电机的基本结构以及工作原理进行分析,建立电机系统在abc坐标系下和dq坐标系下的数学模型,通过在A相引入短路支路的策略,建立A相匝间短路故障模型,对故障后的定子绕组电阻、电感参数进行分析计算,采用三次谐波作为表征电机匝间故障的特征量。其次,设计基于三次谐波的故障诊断策略。三次谐波存在于电机的反电动势中,为实现电机三次谐波的提取,通过线性自抗扰技术（Linear Active Disturbance Rejection Control,LADRC）中的线性扩张状态观测器（Linear Extended State Observer,LESO）来观测电机的反电动势,使用二阶广义积分算法（Second Order Generalized Integrator,SOGI）来实现电机中故障特征量的分离;通过两次滤波来消除故障特征量三次谐波中的噪音污染,设立合适的阈值来实现故障诊断;最后通过Simulink对故障诊断策略进行仿真实验,验证该策略的可行性。最后,设计故障电机容错控制策略。通过将故障相切除,使短路故障转化为开路故障,选用三相四桥臂容错拓扑结构对电机的故障问题进行容错控制。为了使电机在容错运行时磁动势依然能够形成矢量圆,设计用于容错电压空间矢量脉宽调制（Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM）的调节策略,并依据电机故障数学模型,设计基于零轴电压补偿的容错控制策略,采用线性自抗扰技术设计自抗扰控制器,抑制电机的转矩脉动。通过Simulink对容错策略进行仿真实验,验证该策略的可行性。
王玥[2]（2021）在《伺服系统位置传感器故障诊断与容错控制研究》文中指出伺服系统由于具有调速范围宽、控制可靠性高等优点,广泛应用于国防军工、智能机器人、机械车床等行业。永磁同步电机（Permanentmagnet synchronous motor,PMSM）是目前最具有市场前景的电机。在PMSM作为驱动电机的伺服系统中,转速的精确控制依赖精准的转子位置信息,但由于电机振动、内部器件松动等原因,位置传感器可能发生故障,严重时甚至引起伺服系统崩溃。本文针对永磁同步电机伺服系统的位置传感器故障问题,研究了故障诊断与容错控制方法,具体工作如下:首先,建立PMSM数学模型,搭建PMSM伺服系统三闭环仿真模型,并介绍伺服系统位置传感器的两种典型故障。完成PMSM伺服系统位置传感器的故障建模,模拟两种不同故障并进行仿真,结果表明,位置传感器故障会影响伺服系统定子电流的解耦,引起电机转矩振荡。PMSM伺服系统的故障模型为伺服系统位置传感器故障检测与容错控制方法奠定了基础。其次,针对经典滑模观测器存在的抖振问题,采用二阶超扭滑模观测器估计转子位置与转速,并且将系统检测值与观测器观测值生成的残差作为故障诊断的判断依据。通过Simulink仿真软件,验证文中所提的故障诊断方法,仿真结果表明,基于二阶超扭滑模观测器的故障诊断方法可有效、快速检测故障,判断故障类型,且与传统滑模观测器相比,二阶超扭滑模观测器位置观测精度更高,抖振抑制效果更好。然后,针对位置传感器故障的PMSM伺服系统向无位置传感器控制切换时存在的冲击问题,提出基于权函数切换控制的容错控制方法。考虑外界扰动及固定阈值带来的故障误检问题,引入时间分析法,通过故障时间与故障诊断时间比较进行二次检测,在一定程度上减少误检。同时根据权函数特性设计改进型权函数切换策略,使系统过渡至基于二阶超扭滑模观测器的无位置传感器控制系统。通过仿真验证所提容错控制算法,仿真结果表明,与直接切换方式相比,改进型权函数切换策略对电流与转矩冲击更小,并且在检测到位置传感器故障后,系统可以迅速完成平稳过渡,实现位置传感器故障的PMSM伺服系统容错控制。最后,在PMSM伺服系统半实物实验平台验证本文所提PMSM伺服系统位置传感器的故障诊断与容错控制方法。实验结果表明,所提方法可完成PMSM伺服系统位置传感器的故障诊断与容错控制,实现了 PMSM伺服系统位置传感器故障后的稳定运行,证明了所提故障诊断与容错控制方法的有效性和可行性。
谢铖铖[3]（2021）在《永磁同步电机驱动系统传动故障分析与容错控制》文中指出随着永磁同步电机及控制理论的不断发展,永磁同步电机驱动系统被广泛应用于航空航天、电力系统、交通运输等多个领域,其中的电气部分与机械部分之间存在多变量耦合关系。故而当永磁同步电机驱动系统在完成特定目标时,往往由于系统中的故障而产生不良工况,对于系统的安全运行具有极大的危害。因此,本文对永磁同步电机驱动系统在传动过程中存在的一些故障进行机理分析,提出相应的故障诊断方法和研究容错控制策略,以此来提高系统的可靠性和稳定性。首先,本文对永磁同步电机的工作原理进行分析并建立其dq旋转坐标系下的数学模型,介绍了 PMSM的矢量控制策略和SVPWM调制技术,以id=0的控制方式搭建PMSM矢量控制的仿真模型并验证了该控制系统的可行性。其次,基于LabVIEWFPGA的快速开发流程,研究和搭建了相应的算法模块,设计了一套PMSM矢量控制系统,其中包括cRIO-9045控制器、数据采集卡和相应的硬件电路,软件设计部分包括了电流采样、坐标变换、死区时间设计以及基于LabVIEW的上位机界面设计,通过实验及结果分析验证了该系统的有效性。然后,设计并搭建了永磁电机驱动系统实验平台,包括PMSM以及传动转轴、负载圆盘、联轴器、轴承等相关机械部件,针对系统在传动过程中负载侧的不平衡和不对中故障,运用经典力学知识进行故障机理分析,利用实验平台分别模拟这两种故障,通过NI数据采集系统采集振动信号并进行相应的信号处理,得到信号的时域、频域和轴心轨迹图,分析其变化规律和故障特征信息,验证了故障诊断的有效性。由于驱动系统中的PMSM有非线性,强耦合,参数时变的特性以及实验平台中故障和外部机械零部件磨损、不稳定等因素对系统的影响,在经典自抗扰控制器（ADRC）的基础上,将简化的线性自抗扰控制（LADRC）应用到矢量控制速度环中。实验结果表明,在正常情况、不平衡故障和不对中故障下,相比于传统PI控制,线性自抗扰控制均具有更好的控制效果。最后,考虑在系统外部存在较严重的不平衡故障下,可能会加重扩张状态观测器（ESO）的估计负担,使系统性能下降。针对这一问题,提出一种基于故障模型补偿自抗扰容错控制策略,首先对负载侧的不平衡故障进行动力学建模,得到故障的部分模型信息,并将其加入到LESO的设计中,补偿掉部分不确定性,从而减轻ESO的估计负担,提高控制器的性能。实验结果表明,相比于线性自抗扰控制,该控制策略具有更好的稳态效果,进一步提高了系统的鲁棒性。
梁修天[4]（2021）在《分布式驱动电动汽车纵横向运动协调控制关键技术研究与实现》文中研究说明随着环境和能源的严苛要求,电动汽车已成为当前和未来很长一段时期汽车产业发展的趋势,正加速向电动化、智能化、轻量化方向发展。与目前集中式驱动的电动汽车不同,分布式驱动电动汽车具有传动高效、结构紧凑、各轮驱动与制动力矩独立可控等特点,动力输出更加平稳高效,被认为是未来低碳社会与智慧城市的主要交通工具之一。分布式驱动电动汽车取消了差速器等传动系统的机械连接,由四个独立的轮毂电机直接驱动,这对提升汽车稳定性的可控范围起到重要作用,在提高汽车的行驶稳定性和改善操纵性方面具有重要意义。在分布式驱动电动汽车的操纵稳定性控制方面,转向、驱动和制动之间的相互耦合以及轮毂电机的故障问题是必须要考虑的。本文以分布式驱动电动汽车为研究对象,为改善其操纵性和行驶稳定性,针对分布式驱动系统、制动系统和主动前轮转向系统的协调控制进行研究。在汽车操纵稳定性控制研究现状分析的基础上,总结现阶段的研究不足,完成如下相关工作:（1）完成分布式驱动电动汽车动力学建模与验证,建立能反映汽车操纵稳定性的“汽车-轮胎”七自由度模型。利用神经网络驾驶员模型在标准双移线道路下进行常规和极限两种工况下的驾驶员在环仿真,验证分布式驱动电动汽车动力学模型的合理性和可用性。（2）完成了基于相平面稳定性判别方法的协调控制策略设计,提高了分布式驱动电动汽车在复杂驾驶条件下的操纵稳定性。通过正交仿真建立动态稳定边界数学表达关系,解决了静态边界鲁棒性差的问题。根据划分的动态稳定边界设计了基于主动前轮转向与直接横摆力矩的协调控制策略,在经典稳定域、扩展域和非域之间协调主动前轮转向和直接横摆力矩的控制权重。针对非域内执行系统之间的强耦合现象,设计了逆系统解耦控制器,消除了两种执行方式的强耦合作用。另外为了提高电机底层控制的精度,设计了电机转矩自抗扰控制器,以提高转矩控制的鲁棒性,解决了外界扰动和电机稳态误差造成的转矩执行精度差的问题。（3）设计了转矩矢量和电子稳定协调控制策略,提高分布式驱动电动汽车复杂工况下操纵稳定性的同时,减小了纵向速度损失。根据相平面临界点和轮胎侧偏角约束设计动态包络边界,进行了数学表达,并对汽车状态的坐标和包络边界的距离进行了量化。将四个轮毂电机执行误差视为外界扰动,利用鲁棒∞动态输出反馈控制器设计轮毂电机转矩矢量控制系统,增强了转矩控制的执行精度和鲁棒性;采用改进蚁群算法自整定PID参数控制方法设计电子稳定控制器,兼顾全局搜索速度和局部搜索精度。设计了基于无迹卡尔曼滤波算法的状态观测器,克服了传统扩展卡尔曼滤波算法线性化过程中求解雅可比矩阵困难的问题。（4）基于功能安全技术设计了一种考虑轮毂电机故障行为的操纵稳定性控制策略。通过建立包含电机故障的整车动力学模型,发现前轴单侧电机增益故障产生的转角突变和附加横摆力矩会导致汽车稳定性变差和严重跑偏,并且简单地驱动转矩截断控制无法使其快速回到理想状态。在动力学分析的基础上,设计了线控转向控制系统,通过变截距滑模控制算法提高切换状态下线控转向系统的转角跟踪性能,减小系统的切换抖振现象。设计自适应故障诊断观测器实时诊断驱动系统的电机故障,然后通过模型预测控制算法对车轮驱动转矩重新分配实现纵向和侧向的状态跟踪。（5）基于NI-PXI实时系统搭建轮毂电机硬件在环平台,基于NI Compact RIO虚拟控制原型搭建分布式驱动实车平台。分别对主动前轮转向与直接横摆力矩协调控制器、转矩矢量与电子稳定协调控制器和考虑电机增益故障的协调控制器进行试验。试验结果表明,主动前轮转向与直接横摆力矩协调控制能在不同的行驶条件下同时提高汽车的操纵性和稳定性;转矩矢量与电子稳定协调控制能在稳定性控制的同时降低纵向车速的损失;考虑电机增益故障的协调控制器保证了电机发生故障后汽车的稳定性,并能恢复转向性能以跟踪期望路线。
罗兆荣[5]（2021）在《智能变频电动执行机构的研究与设计》文中研究说明电动执行机构在电厂、石化、市政、核电、冶金、水利和煤化工等行业的过程控制中应用广泛,并发挥着举足轻重的作用。电动执行机构是工业控制系统中的重要执行单元,是将电能转换为机械位移或旋转角度的部件,工作过程为:接受来自远程或就地的控制指令（开关量、模拟量或数字量）,通过对指令的解析,按照指令驱动电动机从而带动机械部件实现位移或角度变化,以达到工业控制系统对电动执行机构操作或自动调节的目的。随着自动化、信息化、可靠性技术的发展,用户对电动执行机构的的智能性、节能性、可靠性和安全性等要求越来越高。因此,开发智能变频电动执行机构对抢占国内高端市场具有重要意义。本文结合电动执行机构机械部分的特点,设计完成了一种智能变频电动执行机构。系统阀门电动机使用SPWM调制技术的变频器驱动,主控制器由意法半导体32位ARM进行总体调度。系统采用变频驱动技术,实现阀门的缓开缓闭以避免锤击效应。采用在线检测技术对转矩、行程进行实时检测,实现阀门的精确控制和保护。采用故障诊断技术,对运行过程进行故障诊断和预警。采用SPI总线接口加总线板模式,实现多种总线通讯。应用静态FLASH堆栈技术,实现在线程序重载（IAP）。系统使用多圈绝对位置编码器对电动执行机构行程进行在线检测,通过ns级主循环和阀位自适应控制方法,实现高转速时的精确位置控制和断电阀位不丢失。采用拉压传感器进行阀门转矩的全行程精密测量,通过OLED显示转矩百分比。设计了 SPI软硬件通讯接口,可实现ModBus、Hart、ProfiBus、FF等多种现场总线通信。设计大数据存储模型,将电动执行机构生命周期数据记录于板载RAM。通过Bootloader程序和用户应用程序,实现远程在线程序重载。系统还设置了重力传感器、USB接口、以太网接口等智能化接口,满足物联网需求。系统硬件、软件设计完成后,进行了功能模块测试;通过基本性能、EMC试验和长期稳定性试验,验证了系统的整机功能和性能。
马源[6]（2021）在《基于矢量控制的七相感应电机断相故障诊断及容错控制策略研究》文中研究指明近年来由于现代工业需求的日益增长,在新能源汽车、船舶电力推进系统、高速牵引轨道交通等电气化行业内,为了获得更大的功率与转矩,一种相对于三相电机及其驱动系统而言,拥有更高自由度、高可靠性、低压大功率等优势的动力驱动系统——多相感应电机及其驱动系统开始被广泛关注和研发。本文将以七相感应电机作为研究对象,针对其断相故障诊断和容错控制策略进行研究,文章的主要内容如下:首先,本文介绍了多相电机驱动系统在现代化工业领域应用中的研究优势,对于多相感应电机断相故障检测与容错控制研究做了详细介绍,阐述了该方向的研究对于多相电机运用环境的必要性和重要性。其次,以绕组函数作为切入点对多相感应电机时间和空间谐波磁动势分布进行剖析,阐述多相感应电机多平面运行之间的关系和本质,并且通过拓展三相感应电机Clarke坐标变换矩阵推导出多相Clarke坐标变换矩阵,得到多相电机在同步旋转坐标系下的数学模型,从而实现多个平面的解耦控制。介绍多相电机基于转子磁场定向的矢量解耦控制的原理与结构,为后续的研究验证夯实了数学基础和控制策略基础。再次,为保证电机可靠运行的同时降低故障所造成的损失,以七相感应电机为研究对象,对其断相故障诊断策略进行研究。通过分析七相电机断相后各平面电流之间的关系,以实现故障后快速检测为目的,提出了一种基于基波与谐波平面电流比例关系变换的故障诊断法,为接下来进入容错控制环节与系统维修工作提供信息。对基于dSPACE的多相电机驱动实验平台进行简要介绍,并且在驱动实验平台上对诊断方法的可行性、正确性与快速性进行了实验验证。最后,针对由于运行环境恶劣或特殊而导致断相故障等问题,以保持故障前后磁动势不变为控制目的,考虑对故障后的剩余相电流进行重新计算与构建,提出一种基于正负序电流矢量解耦变换的容错控制策略。通过电机的多平面特性实现对谐波平面电流参考值的控制,实现故障后电机的无扰运行,提高电机控制系统的运行稳定性和安全性,并且通过实验验证了该容错策略的可靠性和有效性。
柴娜[7]（2021）在《伺服电机系统传动链典型故障诊断技术研究》文中研究指明伺服电机系统传动链广泛应用于风力发电、数控机床、重型机械等领域,但实际场合中由其故障带来的设备不能正常运转的现象屡见不鲜。近年来,“智能制造工程”的推进对设备的可靠性及安全性提出了更高要求,可以说电机系统传动链健康监测及故障辨识能力已成为下一代高档伺服驱动器的显着标志之一。因此,故障诊断与健康维护技术也迎来了新的发展契机。基于电机驱动系统的诊断方法,利用电机驱动器自身作为智能传感器,通过驱动系统获得的电流、电机转速、辨识得到的机械参数等信号作为故障载体,实现对电机系统传动链运行状态的监测及诊断,是该领域最新的研究热点。该方法无需额外安装传感器,可以有效降低成本;同时,基于电机驱动系统的诊断方法属于无介入式的故障诊断方法,不会损害设备,更不会影响其可靠性及使用寿命。本论文针对电机系统传动链三大典型故障——传动齿轮、电机轴承、电机安装不对中进行系统性研究,旨在充分挖掘基于电机驱动系统的诊断方法潜力。从稳态下最优故障载体选取、故障特征提取优化、不依赖于健康数据的故障判断等关键技术入手,改善基于电机驱动系统诊断方法的性能;并将诊断算法扩展到位域下,实现暂态条件下的电机系统传动链故障诊断,进一步提升其工业应用价值。具体研究内容包括:针对基于电机电流特征分析法（Motor Current Signature Analysis,MCSA）的齿轮局部式故障诊断中故障特征提取这一难点,本论文提出了基于人工蜂群算法的双重参数优化共振稀疏分解（Resonance-Based Sparse Signal Decomposition,RSSD）方法。在建立电机、齿轮一体化机电系统模型的基础上,分析了齿轮局部式故障对电机相电流的影响。针对故障特征分量受电流基波、啮合频率等相关分量的复合调制存在于不同频带范围内这一问题,提出了相电流共振稀疏分解方法来提取故障特征。与此同时,为了避免人为选取RSSD参数的影响,提出了基于人工蜂群算法（Artificial Bee Colony,ABC）的双重参数优化方法,进一步改善MCSA齿轮局部式故障诊断的效果,扩大算法有效的适用范围。在实验室搭建典型的断齿故障诊断平台,验证了算法的有效性。为了提高较为微弱的电机本体轴承局部式故障的诊断效果,开展故障载体选取、故障特征提取、驱动算法预处理方案的研究。从故障载体的角度出发,建模分析MCSA及电机转速特征分析法（Motor Speed Signature Analysis,MSSA）轴承局部式故障诊断的机理。在此基础上,采用谱峭度方法提取轴承局部式故障带来的高频冲击分量,并在实验室搭建的轴承裂纹诊断平台上对二者进行综合对比。实验结果与理论分析一致,即MSSA性能优于MCSA,故选取MSSA进行后续研究。提出了基于集合经验模态分解算法（Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD）的自适应信号重构方法,对传统谱峭度算法进行了改进,实现了转速降噪,进一步改善MSSA轴承局部式故障诊断的性能。最后,针对电流采样误差等其它故障带来的周期性转速脉动分量降低了MSSA信噪比这一问题,提出了结合驱动算法的预降噪方案,利用改进的驱动算法实现了对噪声分量的主动抑制。针对安装不对中故障往往发生在初始安装环节、无健康数据参照这一问题,提出了基于MSSA的电机初始安装不对中检测方法。首先建模分析平行不对中、角度不对中故障对电机转速信号的影响。在此基础上,采用模型系数辨识方法提取转速信号中由不对中故障带来的周期性脉动分量,避免了由非同步采样引起的FFT结果不准确问题。接着,分析安装不对中故障特征分量随电机转速变化的规律,将该变化规律与故障分量占比等指标相结合,实现了基于MSSA的不依赖于健康数据的初始安装不对中故障检测及类型判断。最后,通过仿真与实验,验证了初始安装不对中故障诊断技术的有效性。针对暂态过程中故障特征分量失去重复性导致常规诊断算法失效的问题,在位域下对三种典型故障的诊断算法进行了研究,并按算法复杂性展开。首先分析了暂态下常规方案失效的机理,并利用故障特征始终是角度周期性函数这一特点,研究位域重采样算法以恢复故障特征的周期性。在此基础上,针对暂态齿轮故障诊断,开展位域运动误差信号同步平均方案的研究;结合转速阶比谱分析,诊断安装不对中故障;并对谱峭度算法进行改进,提出阶谱峭度方法,实现了暂态下的轴承故障诊断。在各故障诊断平台上进行暂态过程实验测试,验证了所提方案的有效性,成功实现了暂态运行条件下的故障特征提取。
那少聃[8]（2020）在《基于自抗扰控制的感应电机EPS系统转矩控制研究》文中进行了进一步梳理电动助力转向（Electric Power Steering,EPS）系统因符合低碳化、轻量化、智能化的汽车发展方向,具有操纵稳定性好、易于模块化设计和安装、支持个性化助力模式等优势,成为现今应用最广泛的转向系统。本文以配备感应电机的EPS系统为研究对象,以实现时变负载下精确的转矩控制,及轻便灵活、操纵感好的转向控制为目标,对感应电机和EPS系统的控制策略开展研究。EPS系统作为力矩伺服系统,要求能够快速准确地响应驾驶员对转向盘的操纵转矩,而感应电机的特殊结构使其无法像直流电机那样,通过简单算法就能实现高性能的转矩控制。因此,本文以定子磁场定向（Stator Field Orientation,SFO）矢量控制为基础,在考虑电机运行效率的同时,就参数辨识、定子磁链观测以及两轴电流调节等方面进行了详细论述,并设计了 EPS系统的基本助力、回正及补偿等控制策略。感应电机矢量控制中,需要利用电机参数对磁链进行估计。本文通过矢量变换得到定子磁场定向的数学模型;考虑定子磁场定向不涉及转子侧时变参数的特点,采用常规离线参数辨识方法,并根据特殊工况（堵转、空载）下,不同参数的离线辨识原理,分析了参数辨识系统的误差引入项;重点分析了因功率开关元件死区时间造成电流畸变而引起的误差,设计了补偿方案并确定了补偿系数,进而由所搭建的感应电机离线参数辨识实验系统得到所选电机的参数范围。为了进一步得到准确的电机参数,文中采用了基于混沌序列的粒子群算法对实验所得参数进行优化,并定义了电流检测值与系统计算值之间的适应度函数;仿真验证了参数优化模型,并得到最终辨识结果。通过电机运行状态实验,对比优化前后辨识结果,从而验证经优化模型辨识得到的电机参数更接近实际值。SFO控制中存在定子磁链和转矩电流的耦合问题,文中针对EPS系统随机负载情况下,常规定子电流解耦补偿算法的不足,提出了基于自抗扰控制器（Active Disturbance Rejection Control,ADRC）的定子磁链闭环解耦控制策略;针对系统扰动变化较大时,线性扩张状态观测器（Linear Extended State Observer,LESO）的观测误差,文中提出了采用并联型扩张观测器对原始观测器的观测误差进行观测并补偿,从而得到改进型ADRC定子磁链解耦控制方案,并通过仿真验证其抗干扰性能、响应性能均优于常规方案。通过对常见磁链观测器的积分饱和及直流偏置情况进行量化分析,考虑EPS系统中电机运行效率优化时需要变磁链控制,文中提出了在传统阈值固定双积分磁链观测器中加入ADRC环节,实现动态磁链的无偏差、无饱和观测。根据EPS系统的工作特点,分析讨论了感应电机效率优化的必要性;采用损耗模型法,建立了与负载转矩和转速有关的定子磁链幅值给定模型;通过整合模型中所涉及的电机参数,并采用带遗忘因子的递推最小二乘法进行估计,避免了对时变参数的在线辨识。文中根据d轴电流稳定性的要求,设计了 ADRC电流调节器;根据q轴电流响应特性的要求,设计了模糊自适应PID电流调节器,并对两轴电流调节器的性能进行了仿真验证。为了实现EPS系统转向轻便灵活,操纵感好,要求有合理的静、动态控制策略。文中分析了汽车转向过程中,系统的转矩特性及扭杆状态,提出了以传感器测量转矩代替转向盘转矩,建立新型助力特性曲线;针对机械回正不足的问题,建立了以转向盘角度和角速度为参考值的回正控制算法;提出了基于TD的转向盘角速度估计方案,并通过仿真对比其抗干扰性能优于传统微分算法。针对负载突变引起的转向性能下降,提出了基于ESO的负载转矩估计方案,并建立了突变负载的转矩补偿控制算法。为了验证本文所提出的感应电机及转向系统的控制算法,设计了感应电机EPS系统的控制器,并根据转向性能测试需求搭建了 EPS系统测试台,验证了 EPS控制器的基本助力控制、回正控制和补偿控制算法。
罗群泰[9]（2020）在《基于永磁同步电机的EPS关键技术的研究》文中研究表明汽车转向系统已经从最初的机械式转向、液压助力转向发展到电动助力转向。随着电子控制技术在汽车领域的广泛使用,以及汽车节能减排的发展,EPS已经成为转向技术的发展方向和研究重点。本文通过对永磁同步电机的管柱式电动助力转向系统的关键技术的研究,为公司开发基于永磁同步电机的电动助力转向器新产品提供理论和技术支持。本文的主要研究内容如下:1)建立CEPS系统的动力学模型,通过对模型的分析提出CEPS系统的匹配和优化的设计方案;2)研究永磁同步电机控制策略,采用矢量控制方法,通过电机模型描述和坐标变换,对永磁同步电机励磁方向和励磁方向垂直方向的解耦,实现电机电磁转矩的控制。在EPS用的永磁同步电机电流环的矢量控制中本文提出了PID控制参数模糊自整定的控制方法对电机目标电流进行跟随控制;3)根据EPS控制系统的功能和需求,研究了EPS系统的控制策略包括:助力控制策略、回正控制策略和阻尼控制策略以及系统的惯量补偿和摩擦补偿控制等;4)根据EPS的工作状况设计EPS系统的失效保护方案,提高了系统的可靠性;5)设计CEPS系统控制器的硬件电路,本文采用了软件解码的方式对电机转子位置传感器旋转变压器的信号进行解码,不仅具有很高的可靠性同时降低了控制器的成本。将新设计的控制器结合本文提出的控制策略进行了实车验证,实验表明课题开发的控制器满足了EPS的使用要求,为公司今后开发EPS产品奠定了一定的基础。
魏晋源[10]（2020）在《基于电信号的风电机组叶轮系统故障特性分析》文中指出面对全球工业化蓬勃发展带来的化石能源危机与环境污染问题,风能在全球能源结构改革中得到了迅猛发展,但风电机组长期运行于交变工况和恶劣环境中故障频发,如今第一代风机已过质保期,风电运维市场的规模也在迅速扩大。叶轮系统作为故障高发区,出现早期故障如不及时排除会引发更加严重的继发性故障,但由于叶轮本身位于高空,难以对其进行详细的故障排查,同时,传统的故障信号采集方法又存在成本高、精度低、安装改造困难等局限性,所以,迫切需要提出一种便捷、可靠、非侵入式的方法来分析故障。从而提高风机早期故障监测能力,有效延长风机寿命,降低发电成本。所以,本文针对风电机组叶轮系统故障的电信号分析开展了一系列研究。首先,对风机各系统工作原理及特性进行分析,在此基础上结合GH Bladed与MATLABSimulink仿真平台各自优势建立了 2MW双馈风力发电机组联合系统仿真模型,着重建立了叶轮系统优化模型,考虑了故障情况下异常振动与叶片气动特性变化和叶轮所受气动力之间的复杂关系,并在风速建模中考虑了多方向湍流扰动因子以及塔影效应和风剪切效应,提高了模型的仿真效果。然后,针对叶轮系统常见各故障进行机理分析,并推导了叶轮系统故障与发电乜机定、转子电流以及功率等电信号之间的关系,证明电信号特征可以作为叶轮系统故障辨识的依据,在此基础上通过搭建的风机模型进行故障模拟及故障电气特性分析。在故障模拟中,提出一种计及叶片刚度因素的切片法故障模拟方法,提高了叶轮系统各故障的辨识度。最后,针对叶轮故障信号的非线性、非平稳性及耦合性使故障特征频率处于强背景噪声下难以提取的问题,提出了一种基于希尔伯特变换和变分模态分解相关性分析的风机叶轮系统故障的电信号特征提取方法（CA-VMD）,通过分解、选取、重构原始信号提取出了电信号中的故障特征频率,提高了原始信号的信噪比。在此过程中,为了提高重构信号质量,提出了一种基于瞬时频率导数变化的自适应VMD分解最优K参数选取方法（AII-K）。通过理论分析和实验验证,对风电机组叶轮系统各故障进行基于电信号的故障特性分析,规范和完善了叶轮系统故障体系。着重解决了风电机组故障研究中单一平台建模模型精度不高造成的故障类别辨识度不高、叶轮故障模拟有效性差、风电机组的早期故障信号微弱难提取以及电信号分析风机叶轮系统故障特性等关键问题。
二、一种具有故障诊断功能的直接转矩控制系统（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一种具有故障诊断功能的直接转矩控制系统（论文提纲范文）
（1）永磁同步电机驱动系统故障诊断与容错控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究意义 |
| 1.2 永磁同步电机驱动系统的结构及故障类型 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 永磁同步电机故障诊断研究现状 |
| 1.3.2 永磁同步电机容错控制研究现状 |
| 1.4 研究内容及章节安排 |
| 第2章 永磁同步电机的数学模型 |
| 2.1 PMSM正常运行下的数学模型 |
| 2.1.1 abc坐标系下的PMSM数学模型 |
| 2.1.2 dq坐标系下的数学模型 |
| 2.2 PMSM驱动系统匝间短路故障 |
| 2.3 永磁同步电机匝间故障特征量分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 永磁同步电机匝间短路故障诊断 |
| 3.1 线性自抗扰控制技术 |
| 3.2 永磁同步电机匝间短路故障特征估计 |
| 3.2.1 基于LESO的 PMSM反电势提取 |
| 3.2.2 基于SOGI算法的故障特征量分离 |
| 3.3 永磁同步电机匝间短路诊断算法仿真实验 |
| 3.3.1 PMSM故障情况下的仿真模型 |
| 3.3.2 仿真结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 永磁同步电机匝间短路故障容错控制 |
| 4.1 永磁同步电机矢量控制技术 |
| 4.2 针对永磁同步电机匝间短路容错控制 |
| 4.2.1 永磁同步电机匝间短路容错拓扑结构 |
| 4.2.2 容错电压空间矢量脉宽控制 |
| 4.2.3 基于零轴电压补偿容错控制的实现 |
| 4.2.4 转矩脉动抑制策略的实现 |
| 4.3 永磁同步电机匝间短路故障容错控制仿真实验 |
| 4.3.1 仿真模型的建立 |
| 4.3.2 仿真结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读硕士学位期间研究成果 |
（2）伺服系统位置传感器故障诊断与容错控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 伺服系统介绍 |
| 1.3 故障诊断与容错控制方法研究现状 |
| 1.3.1 故障诊断方法 |
| 1.3.2 容错控制方法 |
| 1.4 论文的研究内容与章节安排 |
| 2 PMSM数学模型及位置传感器典型故障分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 PMSM结构及数学模型 |
| 2.3 PMSM矢量控制策略 |
| 2.3.1 矢量控制技术 |
| 2.3.2 SVPWM基本原理 |
| 2.3.3 系统建模与仿真分析 |
| 2.4 位置传感器典型故障 |
| 2.4.1 位置传感器故障建模 |
| 2.4.2 位置传感器故障对伺服系统的影响 |
| 2.4.3 位置传感器故障仿真与结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于二阶滑模观测器的位置传感器故障诊断 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 传统滑模观测器设计 |
| 3.2.1 传统滑模观测器的设计 |
| 3.2.2 传统滑模观测器的建模与仿真 |
| 3.3 二阶超扭曲滑模观测器设计 |
| 3.3.1 二阶滑模的定义 |
| 3.3.2 超扭曲算法 |
| 3.3.3 二阶超扭曲滑模观测器的设计 |
| 3.3.4 二阶超扭曲滑模观测器的建模与仿真 |
| 3.4 基于模型的位置传感器故障诊断 |
| 3.4.1 位置传感器故障诊断方法设计 |
| 3.4.2 故障类型的判断 |
| 3.4.3 仿真验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 伺服系统位置传感器故障的容错控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于时间分析法的二次故障诊断 |
| 4.2.1 时间分析法设计 |
| 4.2.2 时间分析方法的建模仿真 |
| 4.3 位置传感器故障容错控制策略 |
| 4.4 基于权函数的平滑切换控制 |
| 4.4.1 基于简单权函数的切换控制策略 |
| 4.4.2 基于改进型权函数的切换控制策略 |
| 4.5 仿真验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 PMSM伺服系统实验验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 位置传感器故障诊断与容错系统 |
| 5.2.1 位置传感器故障诊断与容错系统硬件介绍 |
| 5.2.2 位置传感器故障诊断与容错系统软件介绍 |
| 5.3 位置传感器故障诊断与容错实验验证 |
| 5.3.1 位置传感器正常工作实验验证 |
| 5.3.2 位置传感器卡死故障实验验证 |
| 5.3.3 位置传感器偏移故障实验验证 |
| 5.3.4 位置传感器故障容错实验验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及成果 |
| 致谢 |
（3）永磁同步电机驱动系统传动故障分析与容错控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 永磁同步电机控制策略的研究现状 |
| 1.2.2 故障诊断技术的研究现状 |
| 1.2.3 容错控制的研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 永磁同步电机的数学模型和矢量控制 |
| 2.1 永磁同步电机的数学模型 |
| 2.1.1 坐标变换 |
| 2.1.2 同步旋转坐标系下的数学模型 |
| 2.2 永磁同步电机的矢量控制策略 |
| 2.2.1 矢量控制方法 |
| 2.2.2 SVPWM调制技术 |
| 2.3 永磁同步电机矢量控制系统及仿真 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于cRIO的永磁同步电机控制系统设计 |
| 3.1 控制系统的硬件设计 |
| 3.1.1 NI cRIO控制器 |
| 3.1.2 数据采集和输出模块 |
| 3.1.3 功率板硬件设计 |
| 3.2 控制系统的软件设计 |
| 3.2.1 前期所需安装的软件 |
| 3.2.2 控制系统的下位机(FPGA端)设计 |
| 3.2.3 控制系统的上位机(RT端)设计 |
| 3.3 控制系统实验验证与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 永磁同步电机驱动系统传动故障诊断 |
| 4.1 实验平台搭建及介绍 |
| 4.1.1 永磁同步电机驱动系统故障诊断实验平台 |
| 4.1.2 故障信号采集系统 |
| 4.2 驱动系统不平衡故障诊断实验 |
| 4.2.1 不平衡故障机理分析 |
| 4.2.2 不平衡故障诊断实验 |
| 4.3 驱动系统不对中故障诊断实验 |
| 4.3.1 不对中故障机理分析 |
| 4.3.2 不对中故障诊断实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 永磁同步电机驱动系统自抗扰控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 自抗扰控制器原理 |
| 5.2.1 跟踪微分器 |
| 5.2.2 扩张状态观测器 |
| 5.2.3 非线性状态误差反馈控制律 |
| 5.3 线性自抗扰控制 |
| 5.4 永磁同步电机自抗扰控制器设计 |
| 5.5 自抗扰控制实验及结果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 永磁同步电机驱动系统自抗扰容错控制 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于故障模型补偿的自抗扰容错控制设计 |
| 6.2.1 不平衡故障的动力学建模 |
| 6.2.2 故障模型补偿自抗扰容错控制器设计 |
| 6.3 实验及结果分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（4）分布式驱动电动汽车纵横向运动协调控制关键技术研究与实现（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景与意义 |
| 1.1.1 传统汽车对环境的影响 |
| 1.1.2 分布式驱动电动汽车发展前景 |
| 1.2 汽车操纵稳定性控制研究现状 |
| 1.3 分布式驱动电动汽车协调控制研究现状 |
| 1.3.1 主动前轮转向与直接横摆力矩协调控制现状 |
| 1.3.2 转矩矢量与电子稳定协调控制现状 |
| 1.3.3 考虑功能安全的协调控制现状 |
| 1.4 课题来源和研究内容 |
| 1.4.1 课题来源 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第二章 分布式驱动电动汽车动力学建模与验证 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 汽车模型建立 |
| 2.2.1 坐标系定义 |
| 2.2.2 模型架构 |
| 2.3 整车动力学模型 |
| 2.3.1 车身动力学模型 |
| 2.3.2 车轮转动动力学模型 |
| 2.3.3 车轮转速模型 |
| 2.3.4 轮胎模型 |
| 2.4 轮毂电机模型 |
| 2.5 神经网络驾驶员模型 |
| 2.5.1 侧向驾驶员模型 |
| 2.5.2 纵向驾驶员模型 |
| 2.6 主动前轮转向模型 |
| 2.7 汽车模型验证 |
| 2.7.1 主动前轮转向模型验证 |
| 2.7.2 整车动力学模型验证 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 基于相平面法的主动前轮转向与直接横摆力矩协调控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 协调控制策略设计 |
| 3.2.1 汽车参考模型 |
| 3.2.2 动态稳定性边界设计方法 |
| 3.2.3 相平面动态稳定性边界设计 |
| 3.2.4 协调控制策略 |
| 3.3 扩展域内的控制器设计 |
| 3.4 非域内的控制器设计 |
| 3.4.1 系统可逆性分析 |
| 3.4.2 逆系统解耦控制器设计 |
| 3.5 底层转矩分配 |
| 3.6 驱动转矩自抗扰控制器设计 |
| 3.6.1 电机响应特性分析 |
| 3.6.2 电机转矩自抗扰控制器 |
| 3.7 仿真计算及结果分析 |
| 3.7.1 轮毂电机特性验证 |
| 3.7.2 非线性三步法控制器仿真分析 |
| 3.7.3 解耦控制器仿真分析 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 基于改进状态观测器的TVC与 ESC协调控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 参考模型搭建 |
| 4.2.1 模型搭建平台 |
| 4.2.2 非线性参考模型 |
| 4.3 整车状态观测器 |
| 4.3.1 非线性观测模型 |
| 4.3.2 无迹卡尔曼滤波观测器 |
| 4.4 转矩矢量与电子稳定协调控制器设计 |
| 4.4.1 上层控制器 |
| 4.4.2 中层控制器 |
| 4.4.3 下层控制器 |
| 4.5 仿真计算及结果分析 |
| 4.6 协调控制策略对比分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 考虑驱动电机故障的功能安全协调控制系统设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 电机故障动力学分析 |
| 5.2.1 驱动电机故障整车建模 |
| 5.2.2 前轮故障分析 |
| 5.3 线控转向控制器设计 |
| 5.4 功能安全协调控制系统设计 |
| 5.4.1 自适应故障诊断观测器 |
| 5.4.2 速度补偿控制 |
| 5.4.3 横向稳定性控制 |
| 5.5 仿真计算及结果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 硬件在环试验与实车试验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 硬件在环平台搭建和试验 |
| 6.2.1 轮毂电机硬件在环平台搭建 |
| 6.2.2 主动前轮转向与直接横摆力矩协调HIL试验 |
| 6.3 实车平台搭建和试验 |
| 6.3.1 实车平台搭建 |
| 6.3.2 实车平台控制结构 |
| 6.3.3 前轮转向与直接横摆力矩协调控制实车试验 |
| 6.3.4 TVC与 ESC协调控制实车试验 |
| 6.3.5 功能安全协调控制实车试验 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 全文总结和研究展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的学术活动及成果情况 |
（5）智能变频电动执行机构的研究与设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 系统研究背景及意义 |
| 1.2 国内外电动执行机构的技术状态 |
| 1.2.1 国内电动执行机构技术状态 |
| 1.2.2 国外电动执行机构技术状态 |
| 1.3 电动执行机构发展趋势 |
| 1.4 本文的主要内容 |
| 第2章 智能变频电动执行机构总体设计 |
| 2.1 电动执行机构结构及工作原理 |
| 2.2 系统总体要求 |
| 2.3 系统技术路线与设计原则 |
| 2.3.1 系统技术路线 |
| 2.3.2 系统功能设计原则 |
| 2.4 系统总体方案 |
| 2.4.1 主控制模块 |
| 2.4.2 变频和电源模块 |
| 2.4.3 传感器信号采集及处理模块 |
| 2.4.4 开关量反馈和输入模块 |
| 2.4.5 模拟量反馈和输入模块 |
| 2.4.6 人机接口模块 |
| 2.4.7 总线接口模块 |
| 2.4.8 数据存储及其他接口模块 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 智能变频电动执行机构的变频设计 |
| 3.1 阀门电动机特性及驱动需求 |
| 3.2 变频器控制模型与技术方案研究 |
| 3.2.1 变频器控制模型研究 |
| 3.2.2 变频器技术方案研究 |
| 3.3 变频器与系统控制器接口设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 智能变频电动执行机构的硬件设计 |
| 4.1 硬件总体要求及设计 |
| 4.1.1 硬件总体要求 |
| 4.1.2 硬件总体设计 |
| 4.2 主控制模块设计 |
| 4.3 电源接口设计 |
| 4.4 阀位在线检测模块设计 |
| 4.4.1 阀位精确控制方法 |
| 4.4.2 增量式绝对位置编码器结构及原理 |
| 4.4.3 阀位自适应控制 |
| 4.5 转矩在线检测模块设计 |
| 4.5.1 转矩传感器测量原理 |
| 4.5.2 电动执行机构转矩控制及阀门保护 |
| 4.6 开关量反馈和输入模块设计 |
| 4.6.1 开关量反馈部分 |
| 4.6.2 开关量输入部分 |
| 4.7 模拟量反馈和输入模块设计 |
| 4.7.1 模拟量反馈部分 |
| 4.7.2 模拟量输入部分 |
| 4.8 人机接口模块设计 |
| 4.8.1 就地按键输入部分电路 |
| 4.8.2 OLED显示屏控制部分电路 |
| 4.8.3 遥控器指令接收与发送部分电路 |
| 4.9 SPI总线通讯接口模块设计 |
| 4.9.1 SPI总线通讯接口数据交换过程及模型 |
| 4.9.2 Profibus总线模块硬件设计 |
| 4.9.3 SPI总线通讯接口设计 |
| 4.10 其他接口模块设计 |
| 4.10.1 调试参数及运行记录参数存储部分 |
| 4.10.2 对外接口与扩展接口部分 |
| 4.11 本章小结 |
| 第5章 智能变频电动执行机构的软件设计 |
| 5.1 软件总体要求及设计 |
| 5.1.1 软件总体要求 |
| 5.1.2 软件总体设计 |
| 5.2 软件详细要求及设计 |
| 5.2.1 显示部分软件 |
| 5.2.2 电源检测部分软件 |
| 5.2.3 主控制部分软件 |
| 5.3 故障诊断技术工作流程及应用 |
| 5.3.1 故障诊断工作流程 |
| 5.3.2 故障诊断方法及应用 |
| 5.4 SPI总线接口软件及设计 |
| 5.4.1 主控制器SPI总线接口软件设计 |
| 5.4.2 ProfiBus总线模块软件设计 |
| 5.5 程序重载原理及软件设计 |
| 5.5.1 程序重载原理 |
| 5.5.2 程序重载软件设计 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 智能变频电动执行机构的调试及验证 |
| 6.1 系统总体验证方案 |
| 6.2 系统功能模块调试 |
| 6.3 系统整机验证 |
| 6.3.1 基本性能 |
| 6.3.2 EMC试验 |
| 6.3.3 长期运行稳定性试验 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 本文总结 |
| 7.2 本文展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及科研项目 |
| 致谢 |
（6）基于矢量控制的七相感应电机断相故障诊断及容错控制策略研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 多相电机故障诊断发展及研究现状 |
| 1.3 多相电机容错控制策略发展及研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 七相感应电机数学模型及矢量解耦控制策略 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 多相定子绕组MMF推导 |
| 2.2.1 单相绕组MMF |
| 2.2.2 多相对称绕组合成MMF |
| 2.3 七相感应电机数学模型 |
| 2.3.1 自然坐标系下数学模型 |
| 2.3.2 同步旋转坐标系下的数学模型 |
| 2.4 基于转子磁场定向的七相感应电机矢量控制 |
| 2.4.1 矢量控制框图及解耦表达式 |
| 2.4.2 系统电流环和速度环设计 |
| 2.4.3 仿真验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于基波与谐波电流比例的断相故障诊断方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 七相驱动系统断相故障诊断 |
| 3.2.1 电机驱动系统断相运行特性 |
| 3.2.2 断相故障特征提取与诊断 |
| 3.3 基于dSPACE的七相感应电机驱动系统实验平台 |
| 3.3.1 实验平台软件部分 |
| 3.3.2 实验平台硬件部分 |
| 3.4 实验结果及分析 |
| 3.4.1 相关参数设置 |
| 3.4.2 实验波形及分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于正负序电流矢量解耦的断相故障容错控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 磁动势不变原则的故障电流计算 |
| 4.2.1 单相断相故障电流计算 |
| 4.2.2 两相断相故障电流计算 |
| 4.3 正负序电流矢量解耦容错控制 |
| 4.4 实验结果及分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 在学期间所取得的科研成果 |
（7）伺服电机系统传动链典型故障诊断技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 课题相关国内外研究现状 |
| 1.2.1 电机系统传动链典型故障类型及其机理研究 |
| 1.2.2 基于不同故障载体的电机系统传动链故障诊断 |
| 1.2.3 电机系统传动链故障特征提取方案的研究现状 |
| 1.2.4 电机系统传动链故障状态识别与诊断决策 |
| 1.2.5 研究现状简析 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 基于电机电流的齿轮局部式故障诊断技术 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 MCSA齿轮故障诊断机理研究 |
| 2.2.1 齿轮传动系统建模 |
| 2.2.2 不同齿轮健康状态下的相电流特性分析 |
| 2.2.3 仿真验证 |
| 2.3 运行条件对齿轮故障诊断效果的影响分析 |
| 2.3.1 齿轮断齿故障诊断实验平台 |
| 2.3.2 不同运行条件下的故障诊断结果及分析 |
| 2.4 基于RSSD的齿轮故障诊断 |
| 2.4.1 信号的振荡属性 |
| 2.4.2 相电流共振稀疏分解算法 |
| 2.4.3 实验验证与分析 |
| 2.5 基于双重参数优化RSSD的齿轮故障诊断 |
| 2.5.1 TQWT参数分析 |
| 2.5.2 基于低共振分量峭度值的RSSD参数优化准则 |
| 2.5.3 实验验证与分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于电机转速的电机轴承局部式故障诊断技术 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 MCSA与 MSSA机理研究及对比分析 |
| 3.2.1 轴承局部式故障时电机系统轴矩特性建模 |
| 3.2.2 轴承局部式故障对相电流和电机转速信号的影响 |
| 3.2.3 仿真验证 |
| 3.3 基于谱峭度的轴承故障诊断及最优故障载体选取 |
| 3.3.1 轴承裂纹故障诊断实验平台 |
| 3.3.2 谱峭度算法 |
| 3.3.3 实验结果分析与最优信号选取 |
| 3.4 基于优化谱峭度算法的轴承故障诊断 |
| 3.4.1 基于EEMD自适应信号重构的故障特征增强 |
| 3.4.2 实验验证与分析 |
| 3.5 基于电机驱动算法预处理的轴承故障诊断 |
| 3.5.1 电流采样误差对故障诊断的影响 |
| 3.5.2 结合电机驱动算法的转速主动降噪 |
| 3.5.3 实验验证与分析 |
| 3.5.4 早期轴承局部式故障下算法性能 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于电机转速的初始安装不对中故障诊断技术 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 安装不对中故障诊断机理研究 |
| 4.2.1 平行不对中故障建模 |
| 4.2.2 角度不对中故障建模 |
| 4.2.3 仿真验证 |
| 4.3 基于转速模型系数辨识的安装不对中故障诊断 |
| 4.3.1 转速模型系数辨识方法 |
| 4.3.2 安装不对中实验平台 |
| 4.3.3 实验验证与分析 |
| 4.4 初始安装不对中故障诊断 |
| 4.4.1 基于多转速下不对中故障特征分量的检测方法 |
| 4.4.2 仿真验证 |
| 4.4.3 实验验证与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于位域法的电机系统传动链暂态下故障诊断技术 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 位域重采样方法 |
| 5.2.1 时频域法暂态失效原理分析 |
| 5.2.2 计算位域重采样算法 |
| 5.3 基于位域运动误差信号的暂态齿轮故障诊断 |
| 5.3.1 基于运动误差的齿轮故障诊断机理研究 |
| 5.3.2 位域运动误差同步平均法齿轮故障诊断 |
| 5.4 基于阶比谱分析的暂态不对中故障诊断 |
| 5.4.1 基于阶比谱分析的诊断方法 |
| 5.4.2 实验验证与分析 |
| 5.5 基于位域阶谱峭度分析的暂态轴承故障诊断 |
| 5.5.1 位域阶谱峭度算法 |
| 5.5.2 实验验证与分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（8）基于自抗扰控制的感应电机EPS系统转矩控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 课题选题背景 |
| 1.1.2 课题研究的意义 |
| 1.2 EPS系统研究现状 |
| 1.2.1 EPS系统发展现状 |
| 1.2.2 EPS系统控制策略研究现状 |
| 1.2.3 EPS助力电机类型及研究现状 |
| 1.3 感应电机控制研究现状 |
| 1.3.1 感应电机控制策略研究现状 |
| 1.3.2 感应电机磁链观测研究现状 |
| 1.3.3 感应电机电流控制研究现状 |
| 1.3.4 自抗扰控制策略在感应电机控制中的应用 |
| 1.4 主要的研究内容及技术路线 |
| 1.4.1 主要的研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 2 感应电机离线参数辨识算法研究 |
| 2.1 定子磁场定向矢量控制数学模型 |
| 2.2 感应电机离线参数辨识 |
| 2.2.1 特殊工况下离线参数辨识原理 |
| 2.2.2 离线参数辨识误差分析 |
| 2.2.3 离线参数辨识实验系统 |
| 2.3 基于混沌粒子群优化的参数优化 |
| 2.3.1 粒子群优化算法原理 |
| 2.3.2 基于混沌序列的粒子群初始化 |
| 2.3.3 静止坐标系下的适应度函数计算 |
| 2.3.4 参数辨识结果验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于I-ADRC的定子磁链闭环控制 |
| 3.1 定子电流解耦补偿控制 |
| 3.2 自抗扰控制器原理 |
| 3.3 基于ADRC的感应电机定子磁链闭环控制 |
| 3.3.1 常规ADRC的定子磁链控制 |
| 3.3.2 基于I-ADRC的定子磁链闭环控制 |
| 3.3.3 I-ADRC定子磁链闭环控制算法验证 |
| 3.4 改进型双积分定子磁链观测器 |
| 3.4.1 传统型电压模型定子磁链观测方法分析 |
| 3.4.2 带自适应控制器双积分定子磁链观测器 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 感应电机磁链决策与电流调节 |
| 4.1 EPS感应电机效率优化需求分析 |
| 4.2 效率优化的定子磁链决策 |
| 4.2.1 现有的磁链决策方案 |
| 4.2.2 基于损耗模型的定子磁链决策 |
| 4.2.3 基于最小二乘法的损耗模型参数在线估计 |
| 4.3 基于ADRC的d轴电流调节 |
| 4.4 基于模糊PI的q轴电流调节 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 EPS系统控制策略研究 |
| 5.1 新型助力特性曲线设计 |
| 5.1.1 理想助力特性曲线类型 |
| 5.1.2 基于扭杆状态的助力特性分析 |
| 5.1.3 新型助力曲线设计 |
| 5.2 EPS回正控制策略 |
| 5.2.1 EPS系统运动状态判断 |
| 5.2.2 基于TD的转向盘角速度估计 |
| 5.3 负载转矩补偿策略 |
| 5.3.1 基于ESO的负载转矩估计 |
| 5.3.2 突变负载转矩补偿算法 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 感应电机EPS控制器设计及试验验证 |
| 6.1 EPS控制器软件设计 |
| 6.1.1 助力功能的软件设计 |
| 6.1.2 故障处理机制设计 |
| 6.1.3 软件实现 |
| 6.2 EPS控制器硬件设计 |
| 6.2.1 供电电路与接口电路设计 |
| 6.2.2 信号采集电路设计 |
| 6.2.3 电机驱动电路设计 |
| 6.3 控制器样机及试验台搭建立 |
| 6.4 EPS控制器功能验证 |
| 6.4.1 基本助力功能验证 |
| 6.4.2 回正功能验证 |
| 6.4.3 负载突变下转矩补偿功能验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 交通学院研究生学位论文送审意见修改说明 |
| 交通学院研究生学位论文答辩意见修改说明 |
（9）基于永磁同步电机的EPS关键技术的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 EPS国内外发展现状 |
| 1.2.1 国外EPS系统产品发展状况 |
| 1.2.2 国内EPS系统产品发展状况 |
| 1.3 国内外EPS技术的研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 电动助力转向系统的设计与优化 |
| 2.1 转向系统模型 |
| 2.2 永磁同步电机的模型 |
| 2.3 EPS转向系统的优化 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 永磁同步电机控制策略的研究 |
| 3.1 永磁同步电机控制方案的选择 |
| 3.2 永磁同步电机矢量控制的基本原理 |
| 3.2.1 矢量控制的坐标系 |
| 3.2.2 矢量控制的坐标变换 |
| 3.3 永磁同步电机矢量控制的研究 |
| 3.3.1 永磁同步电机在三相静态坐标系ABC下的数学模型 |
| 3.3.2 永磁同步电机在两相旋转坐标系dq下的数学模型 |
| 3.3.3 永磁同步电机矢量控制器的设计 |
| 3.4 永磁同步电机的电流矢量控制策略研究 |
| 3.4.1 PID算法及其改进 |
| 3.4.2 PID参数的整定 |
| 3.4.3 模糊自整定PID电流环矢量控制策略 |
| 3.5 转子位置检测技术 |
| 3.5.1 旋转变压器的工作原理 |
| 3.5.2 旋转变压器信号解码 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 EPS系统控制策略的研究 |
| 4.1 助力控制 |
| 4.2 阻尼控制 |
| 4.3 回正控制 |
| 4.4 惯量补偿控制 |
| 4.5 摩擦补偿控制 |
| 4.6 转矩微分补偿控制 |
| 4.7 相位补偿控制 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 EPS系统故障安全策略的研究 |
| 5.1 故障诊断策略 |
| 5.1.1 扭矩/角度传感器的检测 |
| 5.1.2 电机的故障检测 |
| 5.1.3 控制系统电源线路检测 |
| 5.1.4 控制器故障检测 |
| 5.2 故障响应策略 |
| 5.3 故障码的管理 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 EPS控制器的设计和EPS系统试验 |
| 6.1 EPS控制器的设计 |
| 6.2 EPS系统实车试验 |
| 6.2.1 原地转向试验 |
| 6.2.2 低速回正试验 |
| 6.2.3 高速回正试验 |
| 6.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（10）基于电信号的风电机组叶轮系统故障特性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状及主要存在问题 |
| 1.2.1 国内外研究现状 |
| 1.2.2 主要存在问题 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 基于GH Bladed的风电机组建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 双馈风机的基本结构及运行原理 |
| 2.3 双馈风机建模 |
| 2.3.1 叶轮系统建模 |
| 2.3.2 塔架系统建模 |
| 2.3.3 传动系统建模 |
| 2.3.4 双馈风力发电机及控制建模 |
| 2.3.5 联合仿真系统 |
| 2.4 风速建模 |
| 2.4.1 组合风速模型 |
| 2.4.2 3D矩形风洞模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 叶轮系统故障机理及发电机特性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 叶轮系统典型故障 |
| 3.2.1 叶片结构特点 |
| 3.2.2 叶轮系统仅质量不平衡故障 |
| 3.2.3 叶轮系统仅气动不平衡故障 |
| 3.2.4 叶轮系统复合不平衡故障 |
| 3.3 叶轮系统故障机理分析 |
| 3.3.1 叶轮系统仅质量不平衡故障机理分析 |
| 3.3.2 叶轮系统仅气动不平衡故障机理分析 |
| 3.3.3 叶轮系统复合不平衡故障机理分析 |
| 3.4 叶轮系统故障发电机电信号分析 |
| 3.4.1 叶轮系统仅质量不平衡故障发电机特性分析 |
| 3.4.2 叶轮系统仅气动不平衡故障发电机特性分析 |
| 3.4.3 叶轮系统复合不平衡故障发电机特性分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于Hilbert和 CA-VMD的风机叶轮系统电信号故障特征提取 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 风电机组叶轮系统电信号特点 |
| 4.2.1 风电机组叶轮系统故障电信号特点 |
| 4.2.2 仿真分析 |
| 4.3 希尔伯特变换 |
| 4.3.1 基于希尔伯特变换的故障信号解调 |
| 4.3.2 仿真分析 |
| 4.4 变分模态分解及自适应最优K参数选取方法 |
| 4.4.1 变分模态分解原理 |
| 4.4.2 基于瞬时频率导数变化的自适应VMD分解最优K选取方法(AⅡ-K) |
| 4.4.3 AⅡ-K算法的优势 |
| 4.5 基于VMD分解相关性分析的叶轮系统故障电信号特征提取方法 |
| 4.5.1 相关性分析原理 |
| 4.5.2 基于VMD分解相关性分析的叶轮系统故障特征提取方法(CA-VMD) |
| 4.5.3 实例验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 基于电信号的叶轮系统故障仿真分析 |
| 5.1 基于切片法的故障模拟方法 |
| 5.2 叶轮系统故障电信号特性分析 |
| 5.2.1 实验环境及风机正常运行特性说明 |
| 5.2.2 叶轮系统仅质量不平衡故障电信号特性分析 |
| 5.2.3 叶轮系统仅气动不平衡故障电信号特性分析 |
| 5.2.4 叶轮系统复合不平衡故障电信号特性分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间主要研究成果 |
四、一种具有故障诊断功能的直接转矩控制系统（论文参考文献）
- [1]永磁同步电机驱动系统故障诊断与容错控制研究[D]. 李慧臣. 长春工业大学, 2021(01)
- [2]伺服系统位置传感器故障诊断与容错控制研究[D]. 王玥. 西安工业大学, 2021(02)
- [3]永磁同步电机驱动系统传动故障分析与容错控制[D]. 谢铖铖. 扬州大学, 2021
- [4]分布式驱动电动汽车纵横向运动协调控制关键技术研究与实现[D]. 梁修天. 合肥工业大学, 2021
- [5]智能变频电动执行机构的研究与设计[D]. 罗兆荣. 扬州大学, 2021(08)
- [6]基于矢量控制的七相感应电机断相故障诊断及容错控制策略研究[D]. 马源. 浙江大学, 2021(08)
- [7]伺服电机系统传动链典型故障诊断技术研究[D]. 柴娜. 哈尔滨工业大学, 2021
- [8]基于自抗扰控制的感应电机EPS系统转矩控制研究[D]. 那少聃. 东北林业大学, 2020(09)
- [9]基于永磁同步电机的EPS关键技术的研究[D]. 罗群泰. 北京工业大学, 2020(07)
- [10]基于电信号的风电机组叶轮系统故障特性分析[D]. 魏晋源. 西安理工大学, 2020(01)