海洋臺站自動觀測系統(tǒng)是一套應(yīng)用于海濱觀測的儀器設(shè)備，負(fù)責(zé)對氣象、水文參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測。諸多的參數(shù)通過相應(yīng)的傳感器進(jìn)行測量，海洋臺站自動觀測系統(tǒng)對測量的信息進(jìn)行匯總，再將其通過有線或無線的通訊方式傳輸?shù)礁骷壓Ｑ蟓h(huán)境監(jiān)測預(yù)報(bào)中心，供天氣預(yù)報(bào)和海洋預(yù)報(bào)使用。 本文以我國“海洋臺站自動觀測系統(tǒng)政府采購計(jì)劃”為背景，重點(diǎn)設(shè)計(jì)了低成本、低功耗、高性能、高可靠性的新型海洋臺站自動觀測系統(tǒng)。本課題主要研究基于arm7+uClinux海洋臺站自動觀測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)。根據(jù)實(shí)際的需要，分析海洋臺站自動觀測系統(tǒng)的整體要求，對傳感器進(jìn)行選型，進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，完成整個(gè)系統(tǒng)的搭建。為了降低系統(tǒng)功耗，CPU所采用的是Samsung公司推出的無內(nèi)存管理單元的處理器S3C44BO，設(shè)計(jì)了8MFLASH、64MSDRAM、液晶、USB以及鍵盤等相關(guān)電路。同時(shí)，為了減少驅(qū)動開發(fā)所帶來的不便，使用TL16C554A對串口電路進(jìn)行了擴(kuò)展，便于數(shù)據(jù)處理，也使得系統(tǒng)具有更好的可擴(kuò)展性。軟件方面設(shè)計(jì)主要涉及了BootLoader引導(dǎo)裝載程序的建立，選用uClinux操作系統(tǒng)，并對其內(nèi)核進(jìn)行配置和裁剪，添加源代碼中沒有的驅(qū)動程序。為了縮短研發(fā)周期和降低開發(fā)難度，選用MiniGUI作為圖形用戶界面系統(tǒng)，深入分析了MiniGUI的結(jié)構(gòu)、原理，并將其移植到uClinux系統(tǒng)中。本系統(tǒng)采用的是MiniGUI－Threads多線程模式，主線程協(xié)調(diào)各個(gè)線程進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理。為了使系統(tǒng)操作變得直觀、簡單，對用戶界面進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)，使用復(fù)用I/O的方法解決多串口通訊容易造成的數(shù)據(jù)阻塞問題。此外，為了更好的將臺站所測得的信息量發(fā)送給海洋環(huán)境監(jiān)測預(yù)報(bào)中心，需要完善通訊協(xié)議以便于數(shù)據(jù)交換。 最后，根據(jù)本系統(tǒng)實(shí)際研究開發(fā)結(jié)果，總結(jié)分析了系統(tǒng)的特點(diǎn)，并對下一步設(shè)計(jì)工作進(jìn)行了展望。
上傳時(shí)間： 2013-07-12
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目前國內(nèi)井下水泵電機(jī)多數(shù)采用傳統(tǒng)的人工進(jìn)行控制，即人工加繼電器進(jìn)行控制的方法。這種方法控制線路復(fù)雜，設(shè)備運(yùn)行的自動化程度低，可靠性差，工人勞動強(qiáng)度大，應(yīng)急能力差等缺點(diǎn)。針對當(dāng)前國家對煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)要求的不斷提高和企業(yè)自身發(fā)展所遇到的實(shí)際問題，研制了基于ARM的煤礦井下水泵電機(jī)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，不僅可以完成水位檢測、軸溫檢測、流量檢測、水泵起動、停止及其過程控制，而且還可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸、處理等工作。它具有以下特點(diǎn)：水位實(shí)時(shí)在線檢測與顯示；水泵啟動與停止控制；多臺水泵實(shí)時(shí)“輪班工作制”；根據(jù)涌水量大小和用電“避峰就谷”原則，控制投入運(yùn)行的水泵臺數(shù)；與監(jiān)控中心聯(lián)網(wǎng)，實(shí)行集中控制。 本文所設(shè)計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控中心、監(jiān)控終端和遠(yuǎn)程訪問三部分組成，分別介紹了監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)、電機(jī)保護(hù)算法設(shè)計(jì)、系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和監(jiān)控系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)。 監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)主要針對監(jiān)控終端的硬件設(shè)計(jì)，它采用S3C440X作為監(jiān)控終端的處理芯片。根據(jù)監(jiān)測的主要參數(shù)如水泵電機(jī)電流、電壓、水泵開停狀態(tài)、電機(jī)溫度、井底水倉水位、水泵出口流量的實(shí)際特點(diǎn)，通過ARM芯片的快速處理運(yùn)算能力，實(shí)時(shí)計(jì)算出水泵的三相有功功率和無功功率、功率因數(shù)等參量，井底水倉的水位和水泵出水口的流量、水泵的三相電壓和電流準(zhǔn)確值。把處理運(yùn)算的結(jié)果通過以太網(wǎng)傳到監(jiān)控中心進(jìn)行存儲、顯示和打印，同時(shí)監(jiān)控中心根據(jù)傳上來的結(jié)果進(jìn)行判斷，然后根據(jù)判斷的情況確定是否需要給監(jiān)控終端發(fā)送控制命令。 電機(jī)保護(hù)算法設(shè)計(jì)方面，主要針對系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的特點(diǎn)，對相電流、相電壓進(jìn)行交流信號采樣。對采樣后的數(shù)據(jù)運(yùn)用快速傅立葉變換（FFT）進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，獲得了高精度的測量。 系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)主要針對系統(tǒng)兩層通訊網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)。監(jiān)控中心軟件采用基于Basic的可視化的程序設(shè)計(jì)語言Visual Basic6．0進(jìn)行開發(fā)。客戶端利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使用B/S模式遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的傳輸，以便可以查詢實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)資源共享。
標(biāo)簽： ARM 煤礦井下 水泵電機(jī) 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-06-25
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目前，國內(nèi)礦井的排水系統(tǒng)多采用傳統(tǒng)的人工監(jiān)測、繼電器控制的方法。傳統(tǒng)方法設(shè)備運(yùn)行的自動化程度低、可靠性較差、工人勞動強(qiáng)度大、應(yīng)急能力不足，存在一定的安全隱患，不適應(yīng)數(shù)字化礦井發(fā)展的需要。本課題設(shè)計(jì)的自動排水系統(tǒng)采用嵌入式微控制器作為就地控制系統(tǒng)與上位機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控相結(jié)合的方式，提高了工作的可靠性和穩(wěn)定性，具有運(yùn)行成本低、調(diào)試方便等特點(diǎn)。 本文首先根據(jù)某礦井下排水的實(shí)際情況，對各種排水形式和相關(guān)設(shè)備進(jìn)行了分析和比較，選擇其中一種典型的排水系統(tǒng)形式作為模型。根據(jù)井下排水系統(tǒng)的運(yùn)行原理展開研究和論證，制定了井下水位監(jiān)控和水泵啟動方案。在綜合自動控制的相關(guān)理論和傳感器應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)上分析了排水系統(tǒng)中需要監(jiān)控的、能夠反映排水系統(tǒng)工作特征的關(guān)鍵參數(shù)，并提出了這些參數(shù)的監(jiān)測方法和這些方法的可行性。 全面分析了目前常用的微處理器和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，詳細(xì)研究了ARM和μC/OS-Ⅱ的性能和特點(diǎn)，充分利用ARM微處理器高性能、低功耗、低成本的優(yōu)勢，以及μC/OS-Ⅱ可移植性好、開發(fā)成本低的優(yōu)點(diǎn)。選用以ARM7TDMI-S為CPU的LPC2220芯片作為就地控制系統(tǒng)，選用μc/OS-Ⅱ?yàn)閷?shí)時(shí)操作系統(tǒng)。并根據(jù)排水系統(tǒng)工作方案和要求設(shè)計(jì)了系統(tǒng)和接口硬件電路，完成了系統(tǒng)運(yùn)行程序代碼的編寫。 應(yīng)煤礦信息化發(fā)展趨勢的要求，選用LabVIEW作為上位機(jī)監(jiān)控軟件，以串行通訊協(xié)議與井下就地控制系統(tǒng)組成遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。從而實(shí)現(xiàn)工作人員能夠在地面監(jiān)控室輕松了解到井下水倉水位、各排水設(shè)備工作狀態(tài)等信息，實(shí)現(xiàn)了排水系統(tǒng)運(yùn)行的“避峰就谷”和水泵房的無人化值守。此項(xiàng)研究對礦井的安全生產(chǎn)、節(jié)能降耗和數(shù)字化建設(shè)等工作具有一定參考價(jià)值。
標(biāo)簽： ARM 自動 排水 監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-06-04
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電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)是集節(jié)能、環(huán)保、安全為一體的前沿技術(shù)，是未來車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展方向。本文研究了電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的構(gòu)成和工作原理，自主研發(fā)設(shè)計(jì)了一套電動助力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，并進(jìn)行實(shí)車試驗(yàn)。 控制系統(tǒng)中采用了基于ARM7TDMI—S內(nèi)核的高性能芯片LPC2131芯片(EasyARM2131開發(fā)板)進(jìn)行控制器設(shè)計(jì)，分析和選擇了系統(tǒng)的控制策略，完成了控制器的硬件和軟件設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的控制策略中采用了折線改進(jìn)型助力曲線助力方式和模糊與數(shù)字PID相結(jié)合的控制方法，并進(jìn)行相關(guān)補(bǔ)償控制的分析；硬件設(shè)計(jì)過程中采用了抗干擾技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，完成了信號采集和處理電路、電機(jī)驅(qū)動電路、電源電路以及故障診斷等電路設(shè)計(jì)；軟件設(shè)計(jì)采用了結(jié)構(gòu)化的沒計(jì)思想，完成了包括控制系統(tǒng)主程序、A/D采集子程序、車速和發(fā)動機(jī)信號的采集子程序、電機(jī)PWM控制驅(qū)動子程序以及故障診斷和信息顯示子程序的設(shè)計(jì)，并在扭矩信號處理程序中應(yīng)用容錯(cuò)技術(shù)進(jìn)行了軟件冗余優(yōu)化設(shè)計(jì)。 本文對自主開發(fā)設(shè)計(jì)的EPS控制系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)車試驗(yàn)和結(jié)果分析，試驗(yàn)結(jié)果表明，本文所設(shè)計(jì)的基于ARM的汽車電動助力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)在轉(zhuǎn)向輕便性、穩(wěn)定性和可靠性等方面性能良好，完全滿足設(shè)計(jì)要求。
標(biāo)簽： ARM 汽車 控制系統(tǒng) 電動助力轉(zhuǎn)向
上傳時(shí)間： 2013-07-21
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隨著生物工程及醫(yī)學(xué)影像學(xué)的發(fā)展，磁共振成像在醫(yī)學(xué)診斷學(xué)方面發(fā)揮著越來越重要的角色。磁場的均勻性是大型醫(yī)療設(shè)備——核磁共振(MRI)成像的理論基礎(chǔ)，是評價(jià)該設(shè)備的一個(gè)重要的技術(shù)參數(shù)，磁場的均勻性分析也是電磁場理論分析的一個(gè)重要方向。良好、穩(wěn)定的磁場均勻性對核磁共振圖像的信噪比(SNR)的提高有重要的意義，同時(shí)也是飽和壓脂序列實(shí)現(xiàn)的唯一條件。 該課題的主要內(nèi)容是在介紹磁共振成像原理與磁共振超導(dǎo)磁體的超導(dǎo)勻場線圈的形狀及位置的基礎(chǔ)上，分析各個(gè)線圈中電流的大小與空間某點(diǎn)磁場強(qiáng)度的關(guān)系。同時(shí)借鑒磁共振成像原理，設(shè)計(jì)輔助測量水膜，對空間某一特定半徑的球體腔內(nèi)各點(diǎn)的磁場強(qiáng)度進(jìn)行自動化測量。在當(dāng)前使用的被動式勻場的基礎(chǔ)上，利用分析軟件，對線圈的選擇及電流的大小進(jìn)行計(jì)算與優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明效果良好，磁場均勻度有很大的改善。 采用的主要方法是利用磁共振成像原理及傅里葉轉(zhuǎn)化技術(shù)去設(shè)計(jì)一種精確、方便、快捷的勻場方法。通過計(jì)算機(jī)模擬及有限元分析的方法進(jìn)行計(jì)算、優(yōu)化，最終得到理想的磁場均勻度。 良好的磁場均勻性是磁共振成像的基礎(chǔ)，是飽和壓脂序列(FATSAT)、平面回波成像(EPI)、彌散成像、頻譜分析等一系列近幾年新出現(xiàn)的先進(jìn)序列實(shí)現(xiàn)的前提條件。從而為臨床醫(yī)學(xué)提供了一種先進(jìn)的檢查手段，為疾病診治的及時(shí)性、準(zhǔn)確性、可靠性及病灶確切位置的判斷都提供了基礎(chǔ)。 該文所介紹的磁場均勻性測量、分析方法以及在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的勻場計(jì)算分析軟件已在多臺磁共振安裝調(diào)試過程中得到應(yīng)用，達(dá)到了預(yù)期的目的，能夠滿足現(xiàn)場調(diào)試的要求。該方法對于今后超導(dǎo)磁體磁共振的磁場均勻性調(diào)試，及在醫(yī)學(xué)影像學(xué)方面的發(fā)展有很好的應(yīng)用價(jià)值。該項(xiàng)技術(shù)在該領(lǐng)域的推廣必然會提高磁場均勻性的精度，推動醫(yī)學(xué)影像學(xué)及臨床診斷學(xué)的發(fā)展。并能帶來良好的社會效益及經(jīng)濟(jì)效益，具有關(guān)闊的應(yīng)用前景。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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該文著重研究了稀土永磁(REPM)無刷直流電動機(jī)(BLDCM)的高性能控制技術(shù).在全面分析了稀土永磁無刷直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理、運(yùn)行方式以及外部特性的基礎(chǔ)上,通過系統(tǒng)建模和數(shù)字仿真分析,分別針對航空低壓直流(LVDC)和高壓直流(HVDC)兩種電動機(jī)構(gòu)用永磁無刷電動機(jī),在小范圍轉(zhuǎn)速連續(xù)調(diào)節(jié)下的閉環(huán)穩(wěn)速控制技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)理論研究,提出了利用轉(zhuǎn)子位置傳感器信號間接測量電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)穩(wěn)速控制的策略.同時(shí)就兩套無刷直流電動機(jī)控制器的硬件電路和軟件程序問題進(jìn)行了重點(diǎn)工程設(shè)計(jì),采用了高性能的AT89C2051和AT89C51單片機(jī)作為微處理器,用數(shù)字軟件技術(shù)對電機(jī)進(jìn)行調(diào)速和轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制,使電機(jī)在一定范圍內(nèi)能夠進(jìn)行精確調(diào)速和速度穩(wěn)定控制.通過優(yōu)化設(shè)計(jì)、軟硬件結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了控制器小型化,提高了控制器可靠性,減小了體積與重量.永磁無刷直流電動機(jī)控制器樣機(jī)的測試結(jié)果表明:電機(jī)轉(zhuǎn)速可在要求范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié),在幾乎三倍的額定轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi),電機(jī)轉(zhuǎn)速在設(shè)定值下可保持高于指標(biāo)精度的穩(wěn)定工作,控制器之間通用性強(qiáng)、散熱可靠.
標(biāo)簽： 電動 機(jī)構(gòu) 無刷直流電動機(jī) 控制
上傳時(shí)間： 2013-07-03
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玻璃是一種重要的建筑和裝飾材料,被廣泛應(yīng)用于樓房搭建、汽車生產(chǎn)、家具制造等各個(gè)領(lǐng)域,而玻璃切割是形成玻璃成品的一個(gè)重要工序.目前,國產(chǎn)的切割系統(tǒng)在精度、速度、可靠性方面與國外同類產(chǎn)品相比都還要有一定的差距,因此國內(nèi)玻璃切割廠家的切割設(shè)備大多依賴于進(jìn)口.同時(shí),隨著以計(jì)算機(jī)技術(shù)為代表的信息技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)集成制造(CIM)被逐漸應(yīng)用于制造行業(yè),企業(yè)的生產(chǎn)模式從生產(chǎn)過程的單一自動化到產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造、經(jīng)營管理等全過程的綜合自動化.參考國外切割系統(tǒng)的一些先進(jìn)技術(shù)并遵循CIM中信息自動化的基本思想,該文針對開發(fā)一套基于PC管理和CNC控制的自動玻璃切割系統(tǒng)展開論述.論文首先簡述了數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢和CIM的思想,在此基礎(chǔ)上分析了系統(tǒng)的上位機(jī)管理軟件的功能以及下位機(jī)硬件配置,并形成系統(tǒng)總體框架.接著就軟件實(shí)現(xiàn)的幾個(gè)主要部分——系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理、任意形狀產(chǎn)品圖形信息的導(dǎo)入、產(chǎn)品排樣優(yōu)化以及上位機(jī)與下位機(jī)通信接口的實(shí)現(xiàn)分別作了詳細(xì)的論述.而對下位機(jī)部分則主要介紹其電控系統(tǒng)設(shè)備的組成、強(qiáng)弱電控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、控制過程中數(shù)據(jù)的相互傳遞等,并就系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)PC機(jī)、CNC及PLC三者如何相互配合實(shí)現(xiàn)回原點(diǎn)動作、手動操作、自動切割等關(guān)鍵過程作了完整的解釋.同時(shí),該文就玻璃切割系統(tǒng)的核心技術(shù)——型材的優(yōu)化問題作了專門的研究,分別提出了一種基于直觀啟發(fā)式思維的實(shí)用算法和基于降維數(shù)學(xué)模型的近似算法,并對幾種典型的現(xiàn)代化算法在本優(yōu)化問題中的應(yīng)用前景作了簡要介紹.最后,該文簡要介紹了系統(tǒng)調(diào)試過程,以及投入運(yùn)行的主要操作界面及操作流程,并提出了一些針對系統(tǒng)改進(jìn)和擴(kuò)展的建議和方案.
上傳時(shí)間： 2013-06-17
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開關(guān)磁阻電機(jī)(SwitchedReluctanceMotor，SRM)具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、效率高和成本較低等優(yōu)點(diǎn)，在很多領(lǐng)域都顯示出強(qiáng)大的競爭力，但是位置傳感器的存在不僅削弱了SRM結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)勢，而且降低了系統(tǒng)高速運(yùn)行的可靠性，增加了成本，探索實(shí)用的無位置傳感器檢測轉(zhuǎn)子位置的方案成為開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)(SwitchedReluctanceMotorDrive，SRD)研究的熱點(diǎn)。SRM高度非線性的電磁特性決定了在精確的數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)無位置傳感器控制十分困難，而人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)為解決這個(gè)問題提供了新的思路。徑向基函數(shù)(RadialBasisFunction，RBF)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種映射能力極強(qiáng)的前向型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，具有收斂速度快、全局逼近能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。本文提出一種利用自適應(yīng)RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對SRM進(jìn)行控制的新方法，所采用的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以電機(jī)繞組的相電流、磁鏈作為輸入，轉(zhuǎn)子位置作為輸出，通過離線和在線相結(jié)合的方法對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，建立SRM電流、磁鏈與轉(zhuǎn)子位置之間的非線性映射，從而實(shí)現(xiàn)SRM的無位置傳感器控制。 常規(guī)的PID控制以其結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、易于工程實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)至今仍被廣泛采用。在系統(tǒng)模型參數(shù)變化不大的情況下，PID控制效果良好，但當(dāng)被控對象具有高度非線性和不確定性時(shí)，僅靠PID調(diào)節(jié)效果不好。對于SRM，它的電磁關(guān)系高度非線性，固定參數(shù)的PID調(diào)節(jié)器無法得到很理想的控制性能指標(biāo)。論文提出了一種基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在線辨識的SRM單神經(jīng)元PID自適應(yīng)控制新方法。該方法針對開關(guān)磁阻電機(jī)的非線性，利用具有自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力的單神經(jīng)元來構(gòu)成開關(guān)磁阻電機(jī)的單神經(jīng)元自適應(yīng)控制器，不但結(jié)構(gòu)簡單，而且能適應(yīng)環(huán)境變化，具有較強(qiáng)的魯棒性。同時(shí)構(gòu)造了一個(gè)RBF網(wǎng)絡(luò)對系統(tǒng)進(jìn)行在線辨識，建立其在線參考模型，由單神經(jīng)元控制器完成控制器參數(shù)的自學(xué)習(xí)，從而實(shí)現(xiàn)控制器參數(shù)的在線調(diào)整，能取得更好的控制效果。 仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，自適應(yīng)RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)的準(zhǔn)確換相，從而實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的無位置傳感器控制；基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在線辨識的單神經(jīng)元自適應(yīng)控制能夠達(dá)到在線辨識在線控制的目的，控制精度高，動態(tài)特性好，具有較好的自適應(yīng)性和魯棒性。
標(biāo)簽： RBF PID 控制 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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永磁同步電機(jī)(PMSM)是一種性能優(yōu)越、應(yīng)用前景廣闊的電機(jī)。永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)是以永磁同步電機(jī)為控制對象，采用變壓變頻技術(shù)對電機(jī)進(jìn)行調(diào)速的控制系統(tǒng)。因其具有能耗低、可靠性高、控制精確等優(yōu)點(diǎn)，在許多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。然而，轉(zhuǎn)子無阻尼繞組的PMSM的采用變頻技術(shù)開環(huán)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)不太穩(wěn)定，電機(jī)效率有所下降，轉(zhuǎn)子溫升高，易造成釹鐵硼永磁體退磁，危及電機(jī)安全運(yùn)行，有時(shí)甚至還會出現(xiàn)失步現(xiàn)象，系統(tǒng)無法運(yùn)行。PMSM控制系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行控制都是建立在閉環(huán)控制基礎(chǔ)之上的，因此如何獲取轉(zhuǎn)子位置和速度信號是整個(gè)系統(tǒng)中相當(dāng)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。當(dāng)前，在大多數(shù)調(diào)速驅(qū)動系統(tǒng)中，最常用的方法是在轉(zhuǎn)子軸上安裝位置傳感器。但這些傳感器增加了系統(tǒng)的成本，降低了系統(tǒng)的可靠性和耐用性。因此，在一些特殊及控制精度要求不很高的場合，無傳感器控制將會得到廣泛的應(yīng)用。它通過測量電動機(jī)的電流、電壓等可測量的物理量，通過特定的觀測器策略估算轉(zhuǎn)子位置，提取永磁轉(zhuǎn)子的位置和速度信息，完成閉環(huán)控制。本文以無位置傳感器PMSM控制系統(tǒng)作為研究對象，介紹了永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)及其數(shù)學(xué)模型，詳細(xì)地闡述了空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)技術(shù)的理論基礎(chǔ)及其波形的產(chǎn)生機(jī)制，并對閉環(huán)控制策略進(jìn)行了研究。鑒于數(shù)字信號處理器(DSP)TMS320LF2407控制芯片出色的性能和豐富的外設(shè)資源，使用該芯片設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，通過對整個(gè)控制系統(tǒng)的試驗(yàn)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了永磁同步電機(jī)的無位置傳感器控制。 本文借助于MATLAB建立了永磁同步電機(jī)的仿真數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)空間矢量脈寬調(diào)制的工作原理，構(gòu)建了永磁同步電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的仿真模型。系統(tǒng)采用αβ定子靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，依據(jù)滑模變結(jié)構(gòu)控制原理，對永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置角θe和轉(zhuǎn)速ωe進(jìn)行實(shí)時(shí)在線估算，不斷修正估算位置^θe，控制定子旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子磁場垂直并保持與轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的閉環(huán)調(diào)速運(yùn)行。理論分析和仿真結(jié)果表明，所提出的永磁同步電機(jī)無傳感器控制方法具有較強(qiáng)的魯棒性和令人滿意的性能。
標(biāo)簽： 滑模觀測器 永磁同步電機(jī) 無位置傳感器 控制
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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無刷直流電機(jī)具有輸出轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速性能好、運(yùn)行可靠等一系列優(yōu)點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景，其傳統(tǒng)的理論分析及設(shè)計(jì)方法已經(jīng)比較成熟。它的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用，在很大程度上有賴于對其控制策略的研究。本文主要研究了無刷直流電機(jī)的速度控制問題。 無刷直流電機(jī)是一種多變量和非線性的控制系統(tǒng)，傳統(tǒng)的控制方法很難滿足對它的精確控制。近代模糊控制理論在無刷直流電機(jī)的控制中得到了廣泛的應(yīng)用，提高了控制系統(tǒng)的性能。但是，在模糊控制器控制規(guī)則優(yōu)化和參數(shù)在線調(diào)整方面還存在著許多不足。針對這些問題，本文提出了一種使用遺傳算法優(yōu)化的模糊控制器，并且應(yīng)用到無刷直流電機(jī)的控制中。系統(tǒng)采用雙閉環(huán)控制，內(nèi)環(huán)采用電流負(fù)反饋對電機(jī)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行調(diào)節(jié)；外環(huán)應(yīng)用模糊控制器進(jìn)行速度控制，通過遺傳算法離線優(yōu)化模糊控制規(guī)則和在線調(diào)節(jié)模糊控制器的參數(shù)以提高系統(tǒng)的動態(tài)性能。同時(shí)本文使用Matlab和電機(jī)仿真軟件VisSim對無刷直流電機(jī)的速度控制進(jìn)行了軟件仿真。 數(shù)字信號處理器(DSP)是一種高速的信號處理芯片，近幾年在電機(jī)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本文以TI公司的TMS320LF2407控制器為基礎(chǔ)，介紹了DSP在無刷直流電機(jī)控制中常用的應(yīng)用技術(shù)。同時(shí)為了降低系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，提高控制系統(tǒng)的可靠性以及軟件開發(fā)的快速性，本文將嵌入式操作系統(tǒng)移植到DSP中，并在該操作平臺上開發(fā)出高效的控制算法。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，通過遺傳算法優(yōu)化的模糊控制器對無刷直流電機(jī)模型的不確定性和負(fù)載變化具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和魯棒性，而且控制系統(tǒng)具有較好的動態(tài)性能。
標(biāo)簽： 模糊遺傳算法 無刷直流電機(jī) 速度控制
上傳時(shí)間： 2013-06-12
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