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常见直流无刷电机的控制方式 预览
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作者 姜浩 李英杰 李志涛 《电子世界》 2019年第8期124-125,共2页
近些年来直流无刷电机(BLDC)在工业公共、自动化以及航空航天等领域的发展十分迅速,电机性能逐渐满足人们不同层次的要求。在电机转动过程对转子位置的获取尤为重要,本文对三相直流无刷电机控制方式中的六步换相、反电动势过零检测以及F... 近些年来直流无刷电机(BLDC)在工业公共、自动化以及航空航天等领域的发展十分迅速,电机性能逐渐满足人们不同层次的要求。在电机转动过程对转子位置的获取尤为重要,本文对三相直流无刷电机控制方式中的六步换相、反电动势过零检测以及FOC(Filed Oriented Control)磁场定向控制进行分析。1.引言几十年来,借助着永磁新材料的诞生、新的控制技术的出现、电力电子技术的改进以及现代制造工艺的提升,直流无刷电机获得了突破性发展,具有结构简单,运行效率高,无励磁损耗、调速性能好以及维护方便等诸多优点。应用场合不同,对伺服电动机的控制性能要求也不尽相同,在实际的应用中,伺服电动机有各种不同的控制形式。 展开更多
关键词 直流无刷电机 控制方式 电力电子技术 伺服电动机 磁场定向控制 BLDC 航空航天 电机性能
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基于双ESO无电流传感器的永磁同步电机驱动系统磁场定向控制 预览
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作者 滕青芳 崔宏伟 田杰 《测试科学与仪器:英文版》 CAS CSCD 2019年第2期126-133,共8页
针对无任何相电流传感器的三相永磁同步电机(PMSM)驱动系统,提出了一种新颖的基于双扩张状态观测器(ESO)无电流传感器的磁场定向控制(FOC)策略。一般需要两个相电流传感器以进行电流反馈实现高精度控制,为此创建了两个ESO来替代实际电... 针对无任何相电流传感器的三相永磁同步电机(PMSM)驱动系统,提出了一种新颖的基于双扩张状态观测器(ESO)无电流传感器的磁场定向控制(FOC)策略。一般需要两个相电流传感器以进行电流反馈实现高精度控制,为此创建了两个ESO来替代实际电流传感器。第一个ESO用于提供q轴定子电流基准值;考虑到定子电阻和电感变化,第二个ESO用于估计实时d轴和q轴定子电流。所创建的双ESO能够快速和精确地估计实际定子三相电流,所设计的基于双ESO无电流传感器的FOC策略能够使PMSM驱动系统具有良好的控制性能和较强的鲁棒性。仿真实验验证了所提方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 PMSM驱动系统 扩张状态观测器 无电流传感器 磁场定向控制
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牵引电机对拖直接转矩功率传动优化控制 预览
3
作者 毛永强 张加胜 +1 位作者 刘伟 张国程 《计算机仿真》 北大核心 2018年第11期232-235,374共5页
在异步电机功率传动系统控制研究中,传统控制大多采用V/f标量控制,导致功率传动系统中电机动态性能差,无法正确分析电机的动态性能。为了更好的提高牵引电动机转速与牵引发电机转矩的动态性能,进而提高功率传动能量的利用率,研究一种能... 在异步电机功率传动系统控制研究中,传统控制大多采用V/f标量控制,导致功率传动系统中电机动态性能差,无法正确分析电机的动态性能。为了更好的提高牵引电动机转速与牵引发电机转矩的动态性能,进而提高功率传动能量的利用率,研究一种能够满足功率传动系统动态性能的联合控制方案。仿真分析中,将直接转矩控制与磁场定向控制四种不同组合的联合控制方案分别应用于功率传动系统中牵引电动机与发电机。结果表明,磁场定向控制–直接转矩控制是一种目前适用于功率传动系统的最优联合控制方案。当采用上述方案时,电机转速和转矩响应速度快,控制精度高,能够实现功率传动系统的高动态性能控制。 展开更多
关键词 功率传动系统 直接转矩控制 磁场定向控制 联合控制
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基于固定开关频率的永磁同步电机预测电流控制 预览
4
作者 王芳楷 林振智 《电气传动》 北大核心 2018年第1期3-8,共6页
为了实现高性能永磁同步电机控制,提出了一种基于固定开关频率的永磁同步电机预测电流控制策略。通过磁场定向原理设计了基于d-q轴电流的成本函数和对应约束,采用离散化的电机数学模型和迭代算法对最优电压矢量进行求解,计算结果由空间... 为了实现高性能永磁同步电机控制,提出了一种基于固定开关频率的永磁同步电机预测电流控制策略。通过磁场定向原理设计了基于d-q轴电流的成本函数和对应约束,采用离散化的电机数学模型和迭代算法对最优电压矢量进行求解,计算结果由空间矢量调制生成固定开关频率的控制脉冲,实现电机驱动。新型控制方案和传统磁场定向控制方案的对比试验结果验证了新型控制方案的动态性能要明显优于传统控制策略。 展开更多
关键词 永磁同步电机 电机驱动系统 预测控制 磁场定向控制
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一种改进式FOC永磁同步电机控制策略 预览 被引量:1
5
作者 刘浩 谢源 何志明 《新型工业化》 2018年第7期7-11,16共6页
为了改善永磁同步电机(PMSM)的调速性能,本文提出了一种改进式磁场定向控制策略。该方法采用速度环直接输出qu的方式来提高系统运行的平稳性,并通过设定qi电流限幅值来防止电流超调量过大。仿真结果表明:相较于传统磁场定向控制(FOC),... 为了改善永磁同步电机(PMSM)的调速性能,本文提出了一种改进式磁场定向控制策略。该方法采用速度环直接输出qu的方式来提高系统运行的平稳性,并通过设定qi电流限幅值来防止电流超调量过大。仿真结果表明:相较于传统磁场定向控制(FOC),改进式FOC在实现系统对转速指令快速跟踪的同时,还可以减小转速超调量并缩短系统调节时间,动态控制性能更优。相较于恒压频比控制(V-F),改进式FOC具有di电流可控的效率优化和qi电流限幅作用。 展开更多
关键词 永磁同步电机 磁场定向控制 恒压频比 MATLAB
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PWAM控制的Quasi-Z源电机驱动系统 预览
6
作者 李艺 梁伟华 +1 位作者 郭明珠 葛宝明 《电源学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期89-97,共9页
针对传统的quasi-Z源电机驱动系统效率低、体积大等缺点,提出了一种新型的脉冲宽度幅值调制PWAM(pulse-width-amplitude-modulation)方法。与其他广泛应用于电机驱动系统中的PWM方法有很大不同,该调制方法中每个调制周期内只有一个桥臂... 针对传统的quasi-Z源电机驱动系统效率低、体积大等缺点,提出了一种新型的脉冲宽度幅值调制PWAM(pulse-width-amplitude-modulation)方法。与其他广泛应用于电机驱动系统中的PWM方法有很大不同,该调制方法中每个调制周期内只有一个桥臂的上下开关管进行PWM的开关动作。因此,整个逆变器的开关动作和开关损耗大大减少,电机驱动系统的效率也随之提高;与传统PWM方法相比,混合调制方法所需的电感、电容明显减小,这使得系统的体积减小,经济性更强。通过建立1kW的quasi-Z源逆变器仿真模型,其仿真结果验证了基于PWAM的磁场定向控制的永磁同步电机具有良好的运行结果。 展开更多
关键词 脉冲宽度幅值调制 quasi-Z源逆变器 磁场定向控制 电机驱动
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基于磁场定向的PMSM电机级联PI控制器设计 预览
7
作者 杨平 《沙洲职业工学院学报》 2017年第1期1-6,共6页
介绍了PMSM同步电机磁场定向控制FOC(Field Oriented Control)的基本原理,建立了PMSM同步电机磁场定向多级联PI控制数学模型。为加强控制模型的抗干扰能力,系统在速度控制环、电流控制环和角度控制环前端分别引入带零点消除PI调节模... 介绍了PMSM同步电机磁场定向控制FOC(Field Oriented Control)的基本原理,建立了PMSM同步电机磁场定向多级联PI控制数学模型。为加强控制模型的抗干扰能力,系统在速度控制环、电流控制环和角度控制环前端分别引入带零点消除PI调节模块。同时为加强控制系统的稳定性和控制精度,通过单独控制电机电流的磁通(d轴)和转矩(q轴)分量控制实现磁场定向控制、磁极位置估算和速度跟踪。利用NXP公司强大的MCAT在线调试、仿真功能,对其电流、速度和磁极位置估算进行测试与仿真,验证磁场定向多级联PI控制数学模型的正确性。测试、仿真结果表明,该数学模型较好地反映了PMSM同步电机运行特性,在0V到电机额定电压全电压范围内,PMSM电机速度响应、跟踪,电流特性,磁极估算等,均有较好的控制效果,验证了控制模型的有效性。 展开更多
关键词 磁场定向控制 多级联PI控制 离散变换 在线仿真
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基于永磁无刷电机磁场定向控制的平台伺服控制设计
8
作者 唐百胜 蒋鸿翔 +1 位作者 朱娜 王媛媛 《导航与控制》 2017年第5期76-80,共5页
介绍了基于永磁无刷电机(Brushless DC Motor,BLDC)和磁场定向控制(FOC)的平台伺服控制系统方案。阐述了一种基于FOC的伺服控制设计方法,描述了嵌入式系统的硬件与软件实现。通过实测对比了BLDC采用FOC方法与三相六拍法时伺服控制系统... 介绍了基于永磁无刷电机(Brushless DC Motor,BLDC)和磁场定向控制(FOC)的平台伺服控制系统方案。阐述了一种基于FOC的伺服控制设计方法,描述了嵌入式系统的硬件与软件实现。通过实测对比了BLDC采用FOC方法与三相六拍法时伺服控制系统的转速波动情况,结果显示采用FOC显著提高了基于BLDC的伺服控制系统性能。 展开更多
关键词 平台伺服系统 永磁无刷电机 磁场定向控制 伺服控制设计
融合小波分解和模糊推理的异步电机转矩控制方案 预览
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作者 王越 《微特电机》 北大核心 2017年第5期65-68,74共5页
针对磁场定向控制(FOC)架构的异步电机中转矩的精确控制问题,提出一种融合小波分解和模糊推理的转矩控制方案。首先,以电机速度差信号作为控制器输入,利用2层离散小波变换将其分解为细节分量和近似分量。然后,利用模糊推理技术,根据... 针对磁场定向控制(FOC)架构的异步电机中转矩的精确控制问题,提出一种融合小波分解和模糊推理的转矩控制方案。首先,以电机速度差信号作为控制器输入,利用2层离散小波变换将其分解为细节分量和近似分量。然后,利用模糊推理技术,根据速度差和速度差变化量获得各分量对应的增益系数,以此降低环境噪声干扰。最后,将各信号分量与相应的增益进行相乘并求和,获得转矩控制信号并输入到FOC中,以此来控制电机转速。仿真和实验结果表明,该方案对环境噪声和负载变化具有鲁棒性,能够精确且稳定地控制电机转速。 展开更多
关键词 异步电机 磁场定向控制 转矩控制 小波分解 模糊推理
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基于终端滑模的永磁同步电机磁场定向控制 预览 被引量:1
10
作者 侯勇 陈少东 +1 位作者 毛润华 马兴智 《天津科技大学学报》 北大核心 2017年第4期67-70,共4页
在永磁同步电机磁场定向控制策略中,常采用传统的PI调节器实现转速环和电流环的控制,存在着抗干扰能力弱、鲁棒性差等问题.针对此问题,将终端滑模控制方法应用于永磁同步电机的磁场定向矢量控制,结合终端滑模理论和永磁同步电机的... 在永磁同步电机磁场定向控制策略中,常采用传统的PI调节器实现转速环和电流环的控制,存在着抗干扰能力弱、鲁棒性差等问题.针对此问题,将终端滑模控制方法应用于永磁同步电机的磁场定向矢量控制,结合终端滑模理论和永磁同步电机的数学模型,提出一种速度环和iq环联合控制方法.该方法既提高了系统控制性能,又减少了控制器的数量.通过仿真实验验证了该控制策略的有效性. 展开更多
关键词 永磁同步电机 磁场定向控制 终端滑模
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直驱永磁风电机组在微电网下的自适应多模式功率控制 预览
11
作者 金国文 苏华莺 《电机与控制应用》 北大核心 2017年第3期102-109,共8页
当风电机组并入微电网后,要求风机能够工作在最大功率点跟踪和固定功率点跟踪两种模式,并适时切换。针对这个问题,提出了一种新型的直驱永磁风电机组在微电网下的自适应多模式功率控制策略。该控制策略结合磁场定向控制应用于永磁同步... 当风电机组并入微电网后,要求风机能够工作在最大功率点跟踪和固定功率点跟踪两种模式,并适时切换。针对这个问题,提出了一种新型的直驱永磁风电机组在微电网下的自适应多模式功率控制策略。该控制策略结合磁场定向控制应用于永磁同步发电机和两电平全功率背靠背变流器构成的发电系统中。该控制策略的控制目的是使风电机组根据不同工况运行在最大功率点跟踪模式或跟踪性能增强型的非最大功率点跟踪模式。新型控制与传统变步长爬山搜索算法相比,速度更快、鲁棒性更强,当环境和功率需求变化时,能迅速切换到非最大功率点跟踪模式,且具有快速的动态响应和精确的稳态响应。最后,基于小功率永磁直驱风电机组试验平台开展了试验研究,对新型控制策略的控制性能进行了试验验证。 展开更多
关键词 微电网 永磁同步发电机 直驱 最大功率点跟踪 磁场定向控制
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大连快轨3号线车辆牵引系统设计
12
作者 孟德有 杨建宇 俞彦军 《铁道机车与动车》 2017年第3期12-14,共3页
简要介绍了大连快轨3号线轻轨牵引系统的构成,对所用主要设备的开关元器件选择、主电路型式、牵引逆变器的驱动方式、牵引系统的容积功率以及控制策略进行了分析和设计。
关键词 牵引系统 IGBT驱动 磁场定向控制
基于动态磁链修正的感应电机转矩响应方法 预览
13
作者 李冰 钟利军 +1 位作者 王刚 田小建 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2017年第2期85-89,共5页
为提升高速感应电机驱动系统的动态转矩响应能力,提出一种基于动态磁链修正的感应电机快速转矩响应方法。建立高速感应电机磁场定向控制(FOC)系统数学模型,并分析逆变器最大输出电压与电机磁链之间的矢量关系;对电机转矩变化率进行详... 为提升高速感应电机驱动系统的动态转矩响应能力,提出一种基于动态磁链修正的感应电机快速转矩响应方法。建立高速感应电机磁场定向控制(FOC)系统数学模型,并分析逆变器最大输出电压与电机磁链之间的矢量关系;对电机转矩变化率进行详细推导,得出动态转矩最大输出点为逆变器的有效矢量之一的固有特性;然后,打破传统FOC方法中圆形磁链的约束,引入动态磁链修正环节以实现FOC系统过调制操作,动态过程中定子磁链由圆形变化为旋转六边形。最后,25 kW样机实验结果表明,动态磁链修正机制的引入对于提升感应电机FOC系统转矩响应具有可行性和有效性。 展开更多
关键词 感应电机 磁场定向控制 快速转矩响应 动态磁链修正
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基于无传感器FOC控制的电子水泵研究与实现 预览 被引量:1
14
作者 韩军良 冯长虹 周相青 《山东工业技术》 2017年第20期126-127,共2页
采用直流无刷电机作为驱动电机,设计了一款电子水泵。采用无位置传感器的磁场定向控制方案,应用滑模状态观测器来估算电机的转子位置角度,给出了硬件电路设计和软件算法设计。实验结果表明了所设计的电子水泵系统合理可行,具有较高... 采用直流无刷电机作为驱动电机,设计了一款电子水泵。采用无位置传感器的磁场定向控制方案,应用滑模状态观测器来估算电机的转子位置角度,给出了硬件电路设计和软件算法设计。实验结果表明了所设计的电子水泵系统合理可行,具有较高性价比。 展开更多
关键词 电子水泵 直流无刷电机 磁场定向控制 滑模状态观测器
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基于SPSO的PID参数自整定速度控制 预览
15
作者 孙波 魏勇 杨观赐 《微特电机》 北大核心 2017年第7期59-62,67共5页
为了提高感应电机磁场定向控制(FOC)系统中的速度控制器性能,提出一种基于简化粒子群优化(SPSO)算法的PID参数自整定方法,并应用到速度控制器中。在传统PSO算法中去掉了粒子速度参数,并融入了动态惯性权重,构建了一种SPSO算法。将PI... 为了提高感应电机磁场定向控制(FOC)系统中的速度控制器性能,提出一种基于简化粒子群优化(SPSO)算法的PID参数自整定方法,并应用到速度控制器中。在传统PSO算法中去掉了粒子速度参数,并融入了动态惯性权重,构建了一种SPSO算法。将PID控制器的3个参数编码为粒子位置,将电机速度的平方误差积分(ISE)作为适应度函数,通过SPSO算法获得最优的PID参数。根据最优参数构建FOC中的速度控制器,以实现电机的高效控制。仿真结果表明,提出的SPSO-PID控制器能够快速且稳定地控制电机速度到设定值,且对负载变化具有鲁棒性。 展开更多
关键词 感应电机 磁场定向控制 简化粒子群优化 动态惯性权重 PID参数自整定
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基于磁编码器的永磁同步电机驱动控制系统 预览
16
作者 吴捷 陈飞鸿 +1 位作者 王天雷 杨凯 《大电机技术》 2017年第3期18-22,31共6页
提出了一种基于改进型磁编码器的高性能控制系统,该系统具有较好的静态和动态特性,适用于对压铸机直驱泵控系统的永磁同步电机(PMSM)控制.本文主要讨论的是控制系统硬件和软件的设计与实现,并进行了基于零d轴电流矢量控制方法和经典... 提出了一种基于改进型磁编码器的高性能控制系统,该系统具有较好的静态和动态特性,适用于对压铸机直驱泵控系统的永磁同步电机(PMSM)控制.本文主要讨论的是控制系统硬件和软件的设计与实现,并进行了基于零d轴电流矢量控制方法和经典的PI控制策略软件设计.仿真与实验结果表明该系统具有良好的控制性能. 展开更多
关键词 PMSM驱动 磁场定向控制 磁编码器
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基于CMC芯片的交流伺服驱动器设计 预览
17
作者 彭瑞 汤前进 《数控机床市场》 2017年第3期71-73,共3页
介绍了永磁同步电动机的数学模型和磁场定向控制原理,在此基础上设计了以CMC+FPGA为控制核心的全数字交流永磁同步伺服系统,并给出了其硬件电路和软件程序流程。实验表明该控制系统具有良好的动静态性能,该控制系统已经应用于数控... 介绍了永磁同步电动机的数学模型和磁场定向控制原理,在此基础上设计了以CMC+FPGA为控制核心的全数字交流永磁同步伺服系统,并给出了其硬件电路和软件程序流程。实验表明该控制系统具有良好的动静态性能,该控制系统已经应用于数控机床中。 展开更多
关键词 永磁同步电动机 磁场定向控制 CMC芯片 伺服系统
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磁场定向控制在三相永磁同步微型风扇电机中的应用研究 预览
18
作者 王毅杰 路林吉 《微型电脑应用》 2016年第9期60-63,共4页
制冷业在国家节能减排的目标下,传统的微型风扇电机大多使用单相异步结构,存在执行效率低,噪音和力矩脉动大等诸多缺点。故近年来人们开始使用三相永磁同步电机和梯形波驱动方式来替代单相异步电机。在使用了三相交流永磁同步电机作... 制冷业在国家节能减排的目标下,传统的微型风扇电机大多使用单相异步结构,存在执行效率低,噪音和力矩脉动大等诸多缺点。故近年来人们开始使用三相永磁同步电机和梯形波驱动方式来替代单相异步电机。在使用了三相交流永磁同步电机作为微型风扇电机后,效率、力矩脉动和转速等诸多方面都有了大幅度的提高,但其梯形波控制方式过于简单,使三相电机在360°周期内根据传感器反馈信号以6拍形式实现自然换相,产生梯形波电流信号,从而近似地模拟电机的正弦特性。这种控制方式使得相电流在换相中变化过大,并有零电流状态,使电机仍存在较大的力矩脉动,并且在效率等方面仍存在改善空间。此课题是研究和分析使用磁场定向控制替代梯形波控制方式,在相同被控对象和负载的情况下,可显著提高电机效率并改善转矩脉动。 展开更多
关键词 磁场定向控制 空间向量PWM 微型三相永磁同步电机 PID 磁场等效变换
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开关磁通电机矢量控制技术研究 预览
19
作者 田国华 《中国机械》 2016年第3期28-29,共2页
目前永磁电机主要采用永磁体安装在转子的结构,随着控制理论、永磁材料和电力电子技术的发展,基于磁场定向控制(fluxorientation control FOC)、直接转矩控制(direct torque control DTC) 等先进控制算法的转子表面贴装式永磁( s... 目前永磁电机主要采用永磁体安装在转子的结构,随着控制理论、永磁材料和电力电子技术的发展,基于磁场定向控制(fluxorientation control FOC)、直接转矩控制(direct torque control DTC) 等先进控制算法的转子表面贴装式永磁( surface mounted permanent magnet SPM)电机以其优良的控制性能、高功率密度和高效率,越来越多地用于各种高性能伺服系统及其他领域. 展开更多
关键词 永磁电机 矢量控制技术 surface 磁通 开关 电力电子技术 磁场定向控制 直接转矩控制
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改进Terminal滑模永磁直线同步电机控制策略研究 预览
20
作者 程帆 余海涛 +1 位作者 李忠坤 徐鸣飞 《电机与控制应用》 北大核心 2016年第8期31-35,共5页
永磁直线同步电机(PMLSM)作为一种高阶非线性系统,需要通过优化的控制算法来实现伺服系统的高精度和快速响应。非线性控制理论对于非线性系统有较好的控制性能,其中Terminal滑模控制相比较于传统滑模控制,具有收敛精度高的特点,... 永磁直线同步电机(PMLSM)作为一种高阶非线性系统,需要通过优化的控制算法来实现伺服系统的高精度和快速响应。非线性控制理论对于非线性系统有较好的控制性能,其中Terminal滑模控制相比较于传统滑模控制,具有收敛精度高的特点,并保留了滑模控制的鲁棒性。分析了PMLSM的数学模型,设计了基于非奇异Terminal位置滑模控制和一个一阶速度滑模面,通过二者的组合实现速度限幅和位置的精确响应。通过MATLAB/Simulink的仿真,结果表明,该方法下的PMLSM的改进Terminal滑模控制具有较高的控制精度和较快的响应速度,在存在外部扰动的情况下也具有较好的鲁棒性。 展开更多
关键词 永磁直线同步电机 磁场定向控制 矢量控制 非奇异Terminal滑模控制
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