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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。
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,**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。
我们首先将讨论一个反激式转换器拓扑,因为就元器件 数目而言,它是简单的电路。反激式电路使用少的 开关;本例中,仅在初级端使用了一个开关,并在次级 端使用了一个整流二极管。简单反激式电路通常用于输 出功率相对较低的应用中,但它确实具有高输出纹波电 流和低交越频率,因为存在右半平面(RHP)零点。结 果,反激式电路需要具备较大输出纹波电流额定值的大 输出电容。图1显示采用光耦合器的方式,分流调节器 在其中用作隔离式输出电压Vo的反馈电压误差放大 器。分流调节器用作标准时,可提供精度典型值为 2%的基准电压。输出电压经过分压,然后由内部误差 放大器将其与分流调节器的基准电压进行比较,比较结果输出至光耦合器的LED电路。光耦合器LED由输出电 压和串联电阻偏置,所需的电流量根据光耦合器电流传 输(CTR)特性确定,相关说明可参见数据手册
电路是一个带有四个输入的基本反相放大器,称为求和放大器。图7的配置与你在教科书中看到的略有不同,因为ADALM1000只提供单个正电源电压。放大器的同相(+)输入连接到2.5 V,即电源电压的一半,而不是接地。这就改变了求和放大器方程式。输入电阻上出现的输入电压现在是相对于2.5 V (即所谓共模电平)进行测量。它们应减去2.5V,因此0VIN变为-2.5V,+3.3VIN变为+0.8V。输出电压也应相对于+2.5V电平来测量。为使常规方程式正确,输出电压也将减去2.5 V共模电平。另一种思路是考虑所有输入均为2.5 V(或悬空)的情况。任何输入电阻中都没有电流流动(其两端的电压为0 V),因此反馈电阻中也没有电流流过(其电压为0 V)。输出电压将为2.5 V。
此电路使用四个数字输出PIO 0、PIO 1、PIO 2和PIO 3作为输入电压 源。每个数字输出具有接近0 V的低输出电压或接近3.3 V的高输 出电压。使用叠加(并校正2.5 V共模电平),我们可以VOUT是VPIO0, VPIO1, VPIO2和VPIO3的线性和,其中每个都有自己特的增益或比例系数(由1 kΩ反馈电阻除以各自电阻所得的比值设定)。
PIO 0值高,输出变化小(低有效位),PIO 3值低,输出变化大(高有效位)。请注意,PIO 3电阻由两个4.7 kΩ电阻并联而成。
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