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隨著大功率開關(guān)器件、集成電路及高性能的磁性材料的進步，采用電子換相原理工作的無刷直流電機得到了長足的發(fā)展。無刷直流電動機既具有交流電動機的結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠維護方便等一系列優(yōu)點，又具備直流電動機的運行效率高、無勵磁損耗及調(diào)速性能好等諸多優(yōu)點，在當今國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域的應(yīng)用同益普及。 普通無刷直流電機存在著轉(zhuǎn)子位置傳感器，當電機尺寸較小時轉(zhuǎn)子位置傳感器難于安裝并且維修困難，另外傳統(tǒng)的霍爾元件溫度特性不好，導(dǎo)致系統(tǒng)可靠性變差，所以在一些小型，輕載啟動條件下，無位置傳感器無刷直流電機就成為理想選擇，并具有廣闊的發(fā)展前景。 同時隨著微處理器技術(shù)的發(fā)展，微處理器越來越多的用在控制系統(tǒng)中。許多復(fù)雜但有效的算法越來越多的用于電機控制當中。但是在無位置傳感器無刷直流電機，應(yīng)用時往往需要精確的速度控制，尤其在高速運行場合，對信號反饋控制靈敏度的要求更為嚴格，并且算法也比較復(fù)雜。傳統(tǒng)的微處理器如 5l、96系列在實現(xiàn)對其的控制時，由于本身指令功能不強，乘除法所用周期過多，外圍電路數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速度慢，資源相對較少，使其不能很好的完成對無位置傳感器無刷直流電機的控制。美國TI公司專門為電機的數(shù)字化控制設(shè)計的16位定點DSP控制器 TMS320X240集DSP的信號高速處理能力及適用于電機控制的優(yōu)化的外圍電路于一體，可以為高性能，復(fù)雜傳動控制提供可靠高效的信號處理與控制硬件。本論文所研究的無位置傳感器無刷直流電機DSP控制系統(tǒng)即為滿足這一需要而設(shè)計的。 本論文首先對無刷直流電動機及其無位置傳感器控制的基本原理以及DSP芯片 TMS320F240進行了必要的介紹，并且對基于反電勢檢測法的DSP實現(xiàn)作了詳細的分析，包括對反電勢檢測及其相位實時修正方法，電機換流的實現(xiàn)，速度、電流雙閉環(huán)控制算法，電機的啟動分析，正反轉(zhuǎn)控制，速度的調(diào)節(jié)，制動、保護等都做了——詳細論述。本論文還對控制系統(tǒng)的控制及功率部分硬件作了詳細的分析。最后本論文對軟件的具體實現(xiàn)作了具體的闡述。 根據(jù)本論文所述的設(shè)計方案設(shè)計的無刷電機無位置傳感器DSP控制系統(tǒng)，可以獲得良好的速度控制性能。而且，DSP技術(shù)不僅使系統(tǒng)獲得了高精度，高可靠性，還簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，增加了系統(tǒng)的可靠性。具有控制靈活，智能水平高，參數(shù)易改等優(yōu)點。
標簽：
DSP
無刷直流電機
無位置傳感器
上傳時間：
2013-05-28
上傳用戶：Alibabgu
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該文主要研究超聲波電機的傳動機理、數(shù)學(xué)模型、結(jié)構(gòu)設(shè)計、驅(qū)動系統(tǒng)和精密伺服系統(tǒng)的理論和實踐,為超聲波電機的進一步研究和產(chǎn)業(yè)化奠定基礎(chǔ).該文主要內(nèi)容和研究成果如下:系統(tǒng)地總結(jié)了國內(nèi)外超聲波電機的研究歷史、發(fā)展現(xiàn)狀和主要應(yīng)用,研究了超聲波電機的運行機理.研制了超聲波電機專用、高抗干擾能力,高可靠性、兩相正交、正弦超聲波驅(qū)動電源,分別探討了使用串聯(lián)電感和并聯(lián)電感實施負載阻抗匹配時,電機性能所受到的影響.研制了利用電機定子上壓電陶瓷的孤極反饋來進行頻率調(diào)整的新型頻率跟蹤控制器,實現(xiàn)了超聲波電機速度的穩(wěn)定性控制. 實現(xiàn)了超聲波電機高精度位置檢測,研制了基于DSP的超聲波電機精密伺服控制系統(tǒng),完成了采用驅(qū)動頻率/相位的P、PI和自適應(yīng)控制方案進行精密定位控制的理論探討和實驗研究,井進行了模糊控制的理論探討.在理論研究的基礎(chǔ)上,成功地研制了環(huán)形超聲波電機及其精密定位控制系統(tǒng).單元電機最大轉(zhuǎn)矩1N. m,控制精度2.16′.
標簽：
超聲波
電機
伺服控制
上傳時間：
2013-07-15
上傳用戶：tianjinfan
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從雙饋電機的基本工作原理出發(fā),分析雙饋電機調(diào)速的特點,引入矢量控制技術(shù),進行坐標變換,得出雙饋電機同步坐標系上的數(shù)學(xué)模型.用MATLAB的S函數(shù)建立雙饋電機仿真模型,對雙饋電機起動性能進行分析.對雙饋電機的調(diào)速性能進行了詳細討論,得知雙饋電機要完全進行調(diào)速必須實現(xiàn)MT軸轉(zhuǎn)子電壓矢量的完全解耦.為此我們確定雙饋電機調(diào)速時的矢量控制策略即轉(zhuǎn)子電流定向的矢量控制.在進行定子磁場定向后,保持轉(zhuǎn)子電流與定子磁鏈相垂直,進行轉(zhuǎn)子電流定向.雙饋電機轉(zhuǎn)子電流定向矢量控制調(diào)速系統(tǒng)完全分為兩個通道,解除了雙饋電機的內(nèi)部耦合,實現(xiàn)電機的勵磁電流與轉(zhuǎn)距電流的分別控制,使雙饋電機的調(diào)速性能優(yōu)異.試驗證明調(diào)速系統(tǒng)具有變頻器功率小、功率因數(shù)高、動態(tài)性能好、調(diào)速范圍廣等優(yōu)點,適用于風機、泵類負載的調(diào)速,有良好的工業(yè)應(yīng)用前景.
標簽：
雙饋
仿真
電機
上傳時間：
2013-07-02
上傳用戶：lunshaomo
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數(shù)字控制技術(shù)在開關(guān)電源中的應(yīng)用正變得越來越廣泛，開關(guān)電源的數(shù)字控制器包含三個主要的功能模塊：模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字補償器和數(shù)字脈寬調(diào)制器。本論文總結(jié)和比較了當今國際上高頻開關(guān)電源數(shù)字控制器各個模塊的先進技術(shù)和發(fā)展方向。 數(shù)字電源要在高頻開關(guān)電源應(yīng)用領(lǐng)域中實用化、市場化，在技術(shù)上仍然存在許多的難關(guān)需要攻克。其中模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)字脈寬調(diào)制器的分辨率問題給系統(tǒng)帶來了極限環(huán)振蕩的隱患，采樣時滯現(xiàn)象增加了實現(xiàn)電源的電壓調(diào)節(jié)快速動態(tài)響應(yīng)特性的難度，同時數(shù)字補償器必須在一個開關(guān)周期內(nèi)完成若干次乘法和加法運算以便及時更新占空比信息，從而對數(shù)字控制器的運算速度提出了非常高的要求。本文集中研究和討論解決這些技術(shù)難點的途徑，利用matlab中的SISOTOOL塊，通過直接數(shù)字設(shè)計提出了2P2Z的數(shù)字補償算法。按照高頻開關(guān)電源的設(shè)計步驟，本文對主要元器件進行了參數(shù)的計算以及選型，并利用matlab中的SIMULINK模塊對電路的穩(wěn)態(tài)瞬態(tài)性能進行仿真研究。 為了對理論分析和仿真研究進行驗證，本文設(shè)計實現(xiàn)了一款基于DSPic30F2020高性能數(shù)字信號處理器并采用2P2Z控制算法的高頻全橋拓撲大功率通信一次電源整流模塊。實驗結(jié)果表明，該數(shù)字電源方案穩(wěn)定可靠，性能參數(shù)優(yōu)異，能夠滿足應(yīng)用的需要。
標簽：
DSPic
通信電源
模塊
上傳時間：
2013-04-24
上傳用戶：林魚2016
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該文主要研究了以TI公司的16位定點TMS320F240型DSP為控制核心的全數(shù)字交流變頻調(diào)速系統(tǒng)硬件、軟件的設(shè)計理論和設(shè)計方法.該系統(tǒng)主要由主電路、系統(tǒng)保護電路、控制回路和采樣回路組成.主電路部分包括整流、濾波、逆變器(IPM)、IPM驅(qū)動電路等;系統(tǒng)保護電路包括過壓欠壓保護、限流啟動、IPM故障保護、過流保護等;控制回路包括DSP最小系統(tǒng)電路、與PC機通訊接口電路、仿真接口電路、PWM信號發(fā)生電路、A/D、D/A轉(zhuǎn)換電路等;采樣電路包括電流采樣、電壓采樣、轉(zhuǎn)速采樣.在軟件方面,考慮到SVPWM相對于SPWM具有較高的直流電壓利用率,以及更適合于數(shù)字控制系統(tǒng),該文在研究SVPWM控制原理的基礎(chǔ)上,編制了基于SVPWM的開環(huán)控制程序.該文最后給出了試驗結(jié)果,開環(huán)運行試驗結(jié)果表明,該系統(tǒng)可以在0-50Hz范圍內(nèi)平滑調(diào)速,在10Hz以上具有較強的帶負載能力,以及抗干擾能力.
標簽：
DSP
PWM
變頻調(diào)速系統(tǒng)
上傳時間：
2013-05-21
上傳用戶：fyerd
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直流電動機具有運動效率高和調(diào)速性能好等諸多優(yōu)點,但傳統(tǒng)的直流電動機均采用電刷,以機械方法進行換向,因而存在致命弱點,再加上制造成本高及維修困難等缺點,從而限制了它的應(yīng)用范圍.近年來隨著永磁材料、現(xiàn)代電力電子技術(shù)、計算機技術(shù)和現(xiàn)代控制理論的迅猛發(fā)展而成熟起來的永磁無刷直流電動機(Brushless Direct Current Motor-BIDCM)具有體積小、重量輕、效率高、噪音低且可靠性高的特點,因而得到了廣泛的應(yīng)用.該文研究的對象是由兩套三相無刷直流電動機組成的六相無刷直流電動機,每套繞組三相對稱,兩套繞組對應(yīng)相之間相差30°電角度.重點研究六相無刷直流電機的轉(zhuǎn)矩特性和系統(tǒng)的可靠性.在分析無刷直流電動機電磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生原理的基礎(chǔ)上,闡述了三相無刷直流電動機轉(zhuǎn)矩脈動的原因,在此基礎(chǔ)上提出六相無刷直流電動機.分析結(jié)果表明,六相無刷直流電動機的轉(zhuǎn)矩特性優(yōu)于三相無刷直流電機,并且系統(tǒng)的可靠性也較高.該文對無刷直流電動機的工作原理進行了詳盡的分析,建立了三相和六相無刷直流電動機的數(shù)學(xué)模型.并利用MATLAB/SIMULINK軟件建立了三相和六相無刷直流電動機的系統(tǒng)仿真模型.該系統(tǒng)仿真模型采用雙閉環(huán)控制,內(nèi)環(huán)為電流環(huán)(采用滯環(huán)調(diào)節(jié)),外環(huán)為速度環(huán)(采用PI調(diào)節(jié)).對所得的仿真結(jié)果進行分析,表明與理論分析相吻合,證明了六相無刷直流電動機仿真模型的正確性.對兩套繞組可能出現(xiàn)的故障進行仿真分析,結(jié)果表明六相無刷直流電動機具有較強的容錯能力.由此得出結(jié)論,該文提出的六相無刷直流電動機方案是可行的.由于繞組在電機的結(jié)構(gòu)中占有相當重要的位置,該文利用槽號相位表,設(shè)計了三相和六相無刷直流電動機的繞組.對槽號的分配,線圈的連接作了詳細地說明.該文還對三相和六相無刷直流電動機定子繞組的磁勢進行了諧波分析,分析結(jié)果表明了六相無刷直流電動機定子繞組的磁勢高次諧波含量要少于三相無刷直流電動機.
標簽：
六相
無刷直流電動機
上傳時間：
2013-07-13
上傳用戶：
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永磁無刷直流電動機是一種先進的集電力電子變換器與永磁電機本體于一體的機電一體化系統(tǒng),它既具備交流電動機結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維護方便的一系列優(yōu)點,又具備直流電動機運行效率高、無勵磁損耗以及調(diào)速性能好的諸多特點.正是由于這些原因,自上世紀末起,逐漸形成永磁無刷直流電機的研究熱潮.在此背景下,本文以此為課題,對永磁無刷直流電機系統(tǒng)進行了一些理論分析和實踐應(yīng)用.本文首先在綜合國內(nèi)外有關(guān)文獻的基礎(chǔ)上,分析了永磁無刷直流電機的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀和趨勢,提出了目前存在的一些問題.介紹了永磁無刷直流電機的結(jié)構(gòu)和運行原理,推導(dǎo)出永磁無刷直流電機的數(shù)學(xué)模型.針對永磁無刷直流電機的轉(zhuǎn)矩脈動,本文詳細分析了各種調(diào)制斬波方式對注入電機電流以及轉(zhuǎn)矩脈動的影響,比較分析各種斬波方式下系統(tǒng)運行情況,提出一種有利于減少轉(zhuǎn)矩波動的斬波方式.同時,本文還提出了一種回饋制動的方式,進一步提升系統(tǒng)性能,節(jié)約能源.在大型永磁電機磁極設(shè)計中,通常采用多塊磁鋼來組成勵磁磁極.考慮到磁鋼本體的分散性和加工誤差,本文從工程實際應(yīng)用出發(fā),提出了一種磁鋼優(yōu)化配置方法,保證每個磁極中各段磁鋼產(chǎn)生的合成磁密幅值接近相等且通量均衡,從電機本體設(shè)計角度上提高系統(tǒng)性能.本文在理論分析基礎(chǔ)上,以單片機和功率智能模塊為硬件平臺,實現(xiàn)了一套多相永磁無刷直流電機系統(tǒng).針對理論分析,進行了各種方案的比較分析,經(jīng)過試驗結(jié)果和仿真分析結(jié)果,進一步支持了論證了理論分析正確性和實用性.同時,對于實際應(yīng)用中的一些問題,本文也做了一些工作,提出一些分析和改進.
標簽：
多相
無刷
直流電機控制
上傳時間：
2013-08-04
上傳用戶：ca05991270
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傳統(tǒng)的直流電機一直在電機驅(qū)動系統(tǒng)中占據(jù)主導(dǎo)地位，但由于其本身固有的機械換向器和電刷導(dǎo)致電機容量有限、噪音大和可靠性不高，因而迫使人們探索低噪音、高效率并且大容量的驅(qū)動電機。隨著電力電子技術(shù)和微控制技術(shù)的迅猛發(fā)展而成熟起來的直流無刷電機具有體積小、重量輕、效率高、噪音低、容量大且可靠性高的特點，從而使其極有希望代替?zhèn)鹘y(tǒng)的直流電機成為電機驅(qū)動系統(tǒng)的主流。 模糊控制器具有魯棒性好、抗干擾能力強的優(yōu)點。論文提出了基于轉(zhuǎn)速環(huán)模糊邏輯控制理論的直流無刷電機的控制系統(tǒng)設(shè)計方案，保證了伺服控制系統(tǒng)具有優(yōu)良的靜動態(tài)特性，因而滿足更多應(yīng)用場合的需要。 論文具體包括以下幾個部分工作： 首先，從電機本體和控制角度出發(fā)，闡述了直流無刷電機在實際應(yīng)用中需要解決的關(guān)鍵性問題：電磁轉(zhuǎn)矩脈動。詳細分析了電磁轉(zhuǎn)矩脈動產(chǎn)生的各種原因，特別是分析了相電流換向所產(chǎn)生的紋波轉(zhuǎn)矩脈動。 其次，本文對無刷直流電動機的工作原理進行了詳盡的分析，建立了三相無刷直流電動機的數(shù)學(xué)模型。并利用MATLAB/SIMULINK軟件建立了三相無刷直流電動機的控制系統(tǒng)仿真模型。仿真模型采樣的是電機控制系統(tǒng)中常用的雙環(huán)系統(tǒng)(轉(zhuǎn)速—電流雙閉環(huán)控制)。為了提高系統(tǒng)的靜動態(tài)特性，轉(zhuǎn)速外環(huán)采用模糊PI調(diào)節(jié)器，電流內(nèi)環(huán)采用PI調(diào)節(jié)器。轉(zhuǎn)子位置通過直流無刷電機感應(yīng)電勢檢測，仿真結(jié)果表明了該仿真模型控制系統(tǒng)與理論分析完全吻合，從而證明了模型的有效性。 然后，初步設(shè)計了伺服系統(tǒng)的實驗圖。以TI公司生產(chǎn)的TMS320LF2407數(shù)字信號處理器(DSP)作為整個控制電路的核心芯片，一臺40w的直流無刷電機作為被控對象，完成了伺服系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制。 最后，對未來的工作給予了展望，并對全文的內(nèi)容進行了總結(jié)。
標簽：
DSP
直流無刷電機
控制系統(tǒng)
上傳時間：
2013-04-24
上傳用戶：Shaikh
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動力傳動中的直線往復(fù)運動往往是通過旋轉(zhuǎn)運動在傳動裝置的作用下實現(xiàn)的。因此，頻繁的高速和低速的傳遞運動裝置的較好選擇是直線開關(guān)磁阻電機(LSRM)。但是，這種電機很少得到運用，這是因為LSRM的數(shù)學(xué)模型很難準確建立，它的固有的牽引力脈動(類似于旋轉(zhuǎn)開關(guān)磁阻電機的轉(zhuǎn)矩脈動)也很難克服，因而控制起來比較困難。隨著電力電子技術(shù)和數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，直線開關(guān)磁阻電機以其簡單結(jié)實的電機結(jié)構(gòu)、優(yōu)越的性能和經(jīng)濟指標，近年來受到學(xué)術(shù)界的極大關(guān)注，不少大學(xué)和研究機構(gòu)都開展了研究工作，取得了一定的成就。本文在“通過先進的控制策略簡化機械裝置”的指導(dǎo)思想下，結(jié)合目前國際學(xué)術(shù)界的最新研究成果，對直線開關(guān)磁阻電機的理論、結(jié)構(gòu)設(shè)計和系統(tǒng)仿真進行了一系列的研究。 本文從最基本的理論公式推導(dǎo)出直線開關(guān)磁阻電機的數(shù)學(xué)模型，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合具體參數(shù)進行電機的結(jié)構(gòu)設(shè)計，分析了各參數(shù)的靜態(tài)特性，推導(dǎo)出動態(tài)方程和傳遞函數(shù)，建立了非線性動態(tài)模型，利用該模型進行系統(tǒng)的動態(tài)特性分析，給出仿真結(jié)果；對系統(tǒng)進行優(yōu)化，提出了一種簡單可行的參數(shù)選擇方法。仿真結(jié)果表明，其動態(tài)響應(yīng)性能明顯提高。在分析常用功率變換器的基礎(chǔ)上，引進軟開關(guān)技術(shù)，用來降低電機的損耗和脈動。采用TMS320VC33進行數(shù)據(jù)處理，給出了與DSP相連接的相關(guān)檢測電路。 為了降低和消除開關(guān)磁阻電機的脈動和噪聲，本文利用滑模變結(jié)構(gòu)控制具有快速響應(yīng)和對外部變化不靈敏等優(yōu)點，設(shè)計了LSRM滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)。仿真結(jié)果表明，其效果明顯。 本文研究的目的在于把直線電機的結(jié)構(gòu)和開關(guān)磁阻電機的原理和控制方式結(jié)合起來，對直線開關(guān)磁阻電機進行深入的分析，并在動態(tài)特性上進行較多的理論和仿真分析，在保持開關(guān)磁阻電機固有的優(yōu)點上，進一步簡化電機的結(jié)構(gòu)，使之能在一些特殊場合使用，以提高整個傳動系統(tǒng)的效率。 研究結(jié)果表明，直線開關(guān)磁阻電機的結(jié)構(gòu)十分簡單，控制策略相對成熟，因而直線開關(guān)磁阻電機的研究和推廣運用是很有前途的。
標簽：
直線
開關(guān)磁阻電機
控制
上傳時間：
2013-06-20
上傳用戶：lo25643
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作為數(shù)控機床、機器人等的重要組成部分，隨著加工制造、汽車等行業(yè)的發(fā)展，永磁交流伺服系統(tǒng)成為國內(nèi)外研究和應(yīng)用的一個重要領(lǐng)域。同時隨著功率電子器件和微處理器的進步，伺服系統(tǒng)也逐步向全數(shù)字化方向發(fā)展，全數(shù)字化系統(tǒng)具有可靠性高、實現(xiàn)新控制策略容易、功能豐富等優(yōu)點。 本文論述了永磁同步電機空間矢量脈寬調(diào)制控制的最新發(fā)展，分析了從基礎(chǔ)理論到最新的控制算法的有關(guān)永磁同步電機空間矢量控制的許多問題。在對永磁同步電動機(PMSM)的數(shù)學(xué)模型和控制理論進行全面、深入研究的基礎(chǔ)上，本文在PMSM 的電壓空間矢量的弱磁控制方面做了大量的理論和實驗研究，提出一種基于空間矢量PWM (SVPWM)的PMSM 定子磁鏈弱磁控制定方法，在電機轉(zhuǎn)速達到基本轉(zhuǎn)速之前采用最大轉(zhuǎn)矩/電流策略控制，超過基本轉(zhuǎn)速之后采用弱磁擴速的電流控制策略，使電機具有更大的調(diào)速空間，該策略可實現(xiàn)電壓矢量近似連續(xù)調(diào)節(jié)，有效減小了PMSM 的轉(zhuǎn)矩脈動，提高了系統(tǒng)的性能，仿真結(jié)果證明了這一結(jié)論。 在上述工作的基礎(chǔ)上，研制開發(fā)了一套基于TMS320LF2407A 的高性能全數(shù)字永磁交流調(diào)速系統(tǒng)。該系統(tǒng)以空間矢量PWM 控制為核心。
標簽：
永磁同步電動機
調(diào)速控制
上傳時間：
2013-06-08
上傳用戶：bjgaofei
