無刷直流電機(jī)是隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和新型永磁材料的出現(xiàn)而迅速發(fā)展起來的一種新型機(jī)電一體化電機(jī).隨著無刷直流電機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,無位置傳感器控制方法的優(yōu)勢也越來越明顯,特別是"反電勢法"無刷直流電機(jī)控制方法已經(jīng)發(fā)展成為最實(shí)用的無位置傳感器控制方法.論文在介紹常用的無位置傳感器無刷直流電機(jī)控制方法的基礎(chǔ)上,詳細(xì)分析了"反電勢法"無刷直流電機(jī)控制原理.深入研究了三種反電勢過零檢測方法,設(shè)計(jì)了反電勢過零檢測電路,并對檢測電路移相產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子位置誤差進(jìn)行了分析,給出了補(bǔ)償方法.以變頻空調(diào)壓縮機(jī)用無刷直流電機(jī)為樣機(jī),設(shè)計(jì)了"反電勢法"無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的硬件電路,詳細(xì)介紹 電路各個(gè)組成部分,同時(shí)介紹了控制系統(tǒng)中采用的軟硬件抗干擾措施.論文介紹了"反電勢法"無刷直流電機(jī)控制常用的起動方法,深入討論了"三段式"起動技術(shù),對"三段式"起動技術(shù)中轉(zhuǎn)子預(yù)定位、外同步加速和外同步到自同步的切換進(jìn)行了詳細(xì)的分析,并對外同步加速過程中出現(xiàn)的超前換相和滯后換相現(xiàn)象進(jìn)行了深入的研究.提出了一種新的利用反電勢過零點(diǎn)實(shí)現(xiàn)電機(jī)最佳換相邏輯的方法,這種方法不但可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速,而且在電機(jī)起動過程中,使外同步到自同步的切換更加容易.實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了這種方法的正確性.
標(biāo)簽: 電勢 無刷 直流電機(jī)控制
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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傳統(tǒng)的直流電機(jī)一直在電機(jī)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(jī)械換向器和電刷導(dǎo)致電機(jī)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(jī)。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(jī)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(diǎn),從而使其極有希望代替?zhèn)鹘y(tǒng)的直流電機(jī)成為電機(jī)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(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。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(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(gè)部分工作: 首先,從電機(jī)本體和控制角度出發(fā),闡述了直流無刷電機(jī)在實(shí)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(xì)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(jī)的工作原理進(jìn)行了詳盡的分析,建立了三相無刷直流電動機(jī)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(jī)的控制系統(tǒng)仿真模型。仿真模型采樣的是電機(jī)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(jī)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(jì)了伺服系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)圖。以TI公司生產(chǎn)的TMS320LF2407數(shù)字信號處理器(DSP)作為整個(gè)控制電路的核心芯片,一臺40w的直流無刷電機(jī)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(jìn)行了總結(jié)。
標(biāo)簽: DSP 直流無刷電機(jī) 控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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本文對超聲波電機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究。全文主要內(nèi)容如下:系統(tǒng)介紹了超聲波電機(jī)的特點(diǎn)、研究歷史和主要應(yīng)用,概述了超聲波電機(jī)驅(qū)動控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀。在介紹壓電陶瓷逆壓電效應(yīng)與壓電振子諧振特性的基礎(chǔ)上,闡述了超聲波電機(jī)的運(yùn)行機(jī)理及調(diào)速原理。介紹了環(huán)狀行波型超聲波電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理。研制了基于DSP的超聲波電機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng),為超聲波電機(jī)控制技術(shù)的研究提供了一個(gè)通用實(shí)驗(yàn)平臺。通過光電編碼器檢測超聲波電機(jī)的速度,研制了利用速度反饋來進(jìn)行頻率調(diào)整的頻率跟蹤控制器,實(shí)現(xiàn)了采用頻率P調(diào)節(jié)的超聲波電機(jī)速度穩(wěn)定性控制。實(shí)現(xiàn)了大外徑(80mm)環(huán)狀行波型超聲波電機(jī)的高精度位置檢測。研制了基于DSP的超聲波電機(jī)位置控制系統(tǒng),完成了采用相位差P控制方案進(jìn)行精密定位控制的實(shí)驗(yàn)研究。
上傳時(shí)間: 2013-05-21
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動力傳動中的直線往復(fù)運(yùn)動往往是通過旋轉(zhuǎn)運(yùn)動在傳動裝置的作用下實(shí)現(xiàn)的。因此,頻繁的高速和低速的傳遞運(yùn)動裝置的較好選擇是直線開關(guān)磁阻電機(jī)(LSRM)。但是,這種電機(jī)很少得到運(yùn)用,這是因?yàn)長SRM的數(shù)學(xué)模型很難準(zhǔn)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(jī)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(jī)以其簡單結(jié)實(shí)的電機(jī)結(jié)構(gòu)、優(yōu)越的性能和經(jīng)濟(jì)指標(biāo),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(jī)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(jìn)的控制策略簡化機(jī)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(jī)的理論、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)仿真進(jìn)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(jī)的數(shù)學(xué)模型,并在此基礎(chǔ)上結(jié)合具體參數(shù)進(jìn)行電機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),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(jìn)行系統(tǒng)的動態(tài)特性分析,給出仿真結(jié)果;對系統(tǒng)進(jìn)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(jìn)軟開關(guān)技術(shù),用來降低電機(jī)的損耗和脈動。采用TMS320VC33進(jìn)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(jī)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(diǎn),設(shè)計(jì)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(jī)的結(jié)構(gòu)和開關(guān)磁阻電機(jī)的原理和控制方式結(jié)合起來,對直線開關(guān)磁阻電機(jī)進(jìn)行深入的分析,并在動態(tài)特性上進(jìn)行較多的理論和仿真分析,在保持開關(guān)磁阻電機(jī)固有的優(yōu)點(diǎn)上,進(jìn)一步簡化電機(jī)的結(jié)構(gòu),使之能在一些特殊場合使用,以提高整個(gè)傳動系統(tǒng)的效率。 研究結(jié)果表明,直線開關(guān)磁阻電機(jī)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(jī)的研究和推廣運(yùn)用是很有前途的。
標(biāo)簽: 直線 開關(guān)磁阻電機(jī) 控制
上傳時(shí)間: 2013-06-20
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傳統(tǒng)的電梯門機(jī)采用的是直流或交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)來實(shí)現(xiàn)。前者調(diào)速性能好,但由于存在換向器、電磁火花和干擾,可靠性差;后者雖然電機(jī)結(jié)構(gòu)相對簡單,但控制復(fù)雜,性能差。兩者都需要通過一些復(fù)雜的傳動機(jī)構(gòu)將電機(jī)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動以實(shí)現(xiàn)電梯門的開/關(guān)。 本文設(shè)計(jì)了一種采用扁平型直線感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動的電梯門機(jī)及其微機(jī)控制系統(tǒng),提出了一種適用于該系統(tǒng)的恒壓調(diào)頻(CVVF)控制方式并設(shè)計(jì)了開/關(guān)門運(yùn)行曲線;另外,通過Maxwell2D有限元軟件分析了電機(jī)的磁場和起動推力特性。論文中給出了樣機(jī)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,其性能已達(dá)到預(yù)定的要求。
標(biāo)簽: 直線電機(jī) 電梯門 控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-06-15
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步進(jìn)電機(jī)伺服電機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)控制程序.pdf
標(biāo)簽: 步進(jìn)電機(jī)控制
上傳時(shí)間: 2013-07-05
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電路設(shè)計(jì)與制板PROTEL99入門與提高_(dá)E7894
上傳時(shí)間: 2013-06-30
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直線電動機(jī)直接驅(qū)動運(yùn)動設(shè)備,省略了機(jī)械轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu),完全消除機(jī)械傳動元件的速度和加速度的物理極限,具有長行程、低慣量、高精度、快響應(yīng)和高速度等特征,是先進(jìn)加工中心的標(biāo)志。90年代中期以后,直線驅(qū)動技術(shù)在超精密定位領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用,吸引了越來越多的研究機(jī)構(gòu)和人員投入到這一領(lǐng)域中來。 永磁直線同步電機(jī)與普通的直線異步電機(jī)相比,具有效率高、輸出力矩大、體積小、易于控制等優(yōu)點(diǎn),極大地提高了進(jìn)給系統(tǒng)的快速響應(yīng)性和運(yùn)動精度,成為新一代超精密機(jī)床中最具有代表的技術(shù)。永磁直線同步電機(jī)伺服控制系統(tǒng)將是當(dāng)前和今后直線電機(jī)發(fā)展應(yīng)用的一個(gè)方向。 本文以直線電機(jī)理論為依據(jù),以現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備及新的實(shí)驗(yàn)方法為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了永磁直線同步電動機(jī)控制系統(tǒng),分析了永磁直線同步電機(jī)控制系統(tǒng)中存在的難點(diǎn),并對直線電動機(jī)控制系統(tǒng)的控制性能進(jìn)行了初步的實(shí)驗(yàn)研究。 首先,介紹了永磁直線同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理、相關(guān)控制策略,對直線電機(jī)控制難點(diǎn)進(jìn)行了探討。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了永磁直線同步電機(jī)的控制系統(tǒng)的總體方案。 然后針對永磁直線同步電機(jī)控制系統(tǒng)的主要難點(diǎn),分為位置檢測技術(shù),硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)和軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)三個(gè)方面對控制系統(tǒng)進(jìn)行分析。根據(jù)永磁直線同步電機(jī)的特點(diǎn),提出一種簡易的初始位置檢測方法,并設(shè)計(jì)了檢測電路。該方法基于線性霍爾元件,基本上不增加控制系統(tǒng)成本,安裝簡便,效果良好。在普通的三相逆變電路的直流側(cè)添加DC/DC電力電子電路。這樣的做的好處是根據(jù)系統(tǒng)需求輸出直流電壓,減少諧波。由于傳統(tǒng)的基于前后臺工作機(jī)制的電機(jī)控制軟件存在響應(yīng)不及時(shí)、不穩(wěn)定等弊病,提出了基于嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)機(jī)制上編寫電機(jī)控制軟件。 最后基于樣機(jī)和控制器做了相應(yīng)試驗(yàn),分析了試驗(yàn)結(jié)果,并提出了存在的問題和下一步的工作展望。
標(biāo)簽: 直線 同步電機(jī) 控制技術(shù)
上傳時(shí)間: 2013-06-20
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以“混合式步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)”和“電動座椅控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)”作為實(shí)際應(yīng)用背景,分析了兩種不同種類電動機(jī)的原理特性和控制方法,闡述了這兩個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)過程,研究了單片機(jī)在這兩個(gè)系統(tǒng)中的應(yīng)用,進(jìn)一步挖掘了單片機(jī)在電機(jī)運(yùn)動控制領(lǐng)域中的應(yīng)用潛力。 文中分兩個(gè)部分分別對這兩個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了介紹。在混合式步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)部分,介紹了步進(jìn)電動機(jī)的運(yùn)行特性和控制方法,建立了仿真模型并對步進(jìn)電動機(jī)各主要的運(yùn)行特性進(jìn)行了仿真研究,著重?cái)⑹隽瞬竭M(jìn)電動機(jī)多步距角控制、斬波恒流控制和升降頻控制等控制功能,以及上位機(jī)控制軟件的實(shí)現(xiàn)過程。電動座椅控制系統(tǒng)部分,首先闡述了無刷直流電動機(jī)的運(yùn)行特性,建立了仿真模型并對先進(jìn)PID控制方法在無刷直流電動機(jī)中的應(yīng)用進(jìn)行了仿真研究,著重闡述了位置記憶功能的實(shí)現(xiàn)過程。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)合理可行,圓滿的完成了既定的開發(fā)任務(wù),實(shí)現(xiàn)了所有的預(yù)定功能,且運(yùn)行性能良好。混合式步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)可以通過上位機(jī)和控制面板分別控制,可以驅(qū)動不同種類的步進(jìn)電動機(jī)且具備多種控制功能。電動座椅控制系統(tǒng)將無刷直流電動機(jī)應(yīng)用到了電動座椅領(lǐng)域,且實(shí)現(xiàn)了電動座椅的智能化。這些也正是本文的創(chuàng)新之處。另外,結(jié)構(gòu)化的硬件設(shè)計(jì)方法及模塊化的軟件設(shè)計(jì)法使得系統(tǒng)具有較好的通用性和可擴(kuò)展性。
標(biāo)簽: 單片機(jī) 電機(jī) 運(yùn)動控制
上傳時(shí)間: 2013-05-26
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本文通過對永磁同步電機(jī)進(jìn)行了建模,提出了永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。分析了永磁同步電機(jī)矢量控制的原理和特點(diǎn),選取了采用基于id=0轉(zhuǎn)子磁場定向的方案,確立了基于矢量控制PMSM三閉環(huán)調(diào)節(jié)的伺服控制系統(tǒng)的實(shí)施方案。給出了伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及伺服控制中的一些控制策略,并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,表明該方案是切實(shí)可行的。在此基礎(chǔ)上,確立了以MC56F8357為核心的永磁同步電機(jī)伺服驅(qū)動控制器的硬件系統(tǒng),搭建了相應(yīng)的試驗(yàn)平臺。在Codewarrior集成開發(fā)環(huán)境下完成了整個(gè)伺服控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì),并在PCMaster的基礎(chǔ)上完成了伺服控制系統(tǒng)上位機(jī)控制界面的設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)及使用證明,所研制的試驗(yàn)軟硬件平臺能很好地完成永磁同步電機(jī)位置伺服控制功能,能夠完全滿足高性能伺服控制系統(tǒng)的基本要求。
標(biāo)簽: 永磁同步電機(jī) 伺服控制 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間: 2013-08-02
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