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缓冲示例:
运算放大器的高输入电阻(零输入电流)意味着发生器上的负载非常小;也就是说,没有从源电路汲取电流,因此任何内部电阻(戴维宁等效值)上都没有电压降。所以,在这种配置中,运算放大器的作用类似于缓冲器,屏蔽信号源免受系统其他部分带来的负载效应。从负载电路的角度看,缓冲器将非理想电压源转换成近乎理想的电压源。图3给出了一个简单的电路,我们可以用它来演示单位增益缓冲器的这个特性。这里,缓冲器插在分压器电路和某一负载电阻(10 kΩ电阻)之间。
Figure 3. Buffer example.
图3. 缓冲器示例
断开电源并将电阻添加到电路中,如图3所示(注意这里没有更改运算放大器连接,我们只是相对于图2翻转了运算放大器符号以较好地安排导线)。
重新连接电源,并将波形发生器设置为500 Hz正弦波、0.5 V小值和4.5 V大值(4 V p-p,以2.5 V为中心)。同时观察 VIN CA-V 和 VOUT CB-H, 并在实验报告中记录幅度。使用示波器输入CB-H还能测量运算放大器引脚3上的信号幅度。
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。为实现对凸较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。
断开电源后,修改反相放大器电路,如图7所示。重新连接电源,然后使用数字输出控件填写以下两个表格。在个表格中,记录每个数字输出的低电压和高电压。在高阻模式下使用CB-H示波器输入来完成此任务。在*二个表格中,记录PIO 0、PIO 1、PIO 2、PIO 3的所有16种1和0组合的输出电压。你还应确 认,当所有四位悬空或处于高阻(X)状态时,输出电压确实为2.5 V。
表1. 低电压和高电压
数字引脚 低电压 高电压
PIO 0
PIO 1
PIO 2
PIO 3
表2. 输出电压
数字位 输出电压
P3, P2, P1, P0
0000
0001
0010
0011
0100
使用电阻值计算每个输入组合的预期输出电压,并与测量值进行比较。
同相放大器:
同相放大器配置如图8所示。与单位增益缓冲器一样,此电路具有(通常)较好的高输入电阻特性,因此它可用于缓冲增益大于1的非理想信号源。
Figure 8. Noninverting amplifier with gain.
图8. 具有增益的同相放大器
ADI公司近推出ADSP-CM40x系列混合信号嵌入式控制 器,不仅大幅提升了处理器性能,而且降低了价格,使得 以前采用性能受限的处理器和微控制器的电机控制应用也 能享用DSP水平的性能。借助这种处理性能,电机系统设 计人员可以利用较的算法实现较强的系统功能和较高 精度,判定转轴位置和速度,这样系统就*位置和 速度传感器。
用于加速算法处理的闪存,二者均有利于减少片外器件并 降低系统整体成本。这些处理器提供性能与片内集成度的 佳融合,使得设计人员能够实现许多系统级设计目标, 例如:实时处理更多数据,延时较短,将处理任务集中于 单个处理器进行,以及较灵活地优化系统接口和控制能力。
如今,新技术正在推动电机系统能力实现范式转换,设计 拓扑结构与处理器特性平衡则可实现较高的整体系统性能 和效率。高性能处理器/DSP支持运用现代控制理论完 成系统建模,从而确保所有实时电机系统都能实现* 佳电源和控制效率。无传感器矢量控制的广泛应用势在必 行,必将加速**提高工业设备能效和性能的进程。
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