多關(guān)節(jié)機器人在工業(yè)上已經(jīng)得到了非常廣泛的應用，并且以后會用在越來越多的其他領(lǐng)域。多軸控制系統(tǒng)作為多關(guān)節(jié)機器人的核心，發(fā)展也十分迅速。傳統(tǒng)的多軸控制器體積比較龐大，擴展性不好。在工業(yè)4.0的時代，多軸控制系統(tǒng)也越來越智能，同時體積也在逐步減小，并且能夠聯(lián)網(wǎng)。EtherCAT現(xiàn)場總線是一種新興工業(yè)實時以太網(wǎng)總線，經(jīng)過多年的技術(shù)發(fā)展，在通訊速度，拓撲結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域已經(jīng)具有非常獨特的優(yōu)勢。本課題的工作主要是將EtherCAT現(xiàn)場總線技術(shù)應用在多軸控制系統(tǒng)中，利用其技術(shù)優(yōu)勢，進一步提高多軸控制器的擴展性和靈活性，使控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化。 本研究首先分析了多軸控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢，介紹了EtherCAT現(xiàn)場總線技術(shù)，在此基礎(chǔ)上，確立了多軸控制系統(tǒng)的開發(fā)架構(gòu)以及開發(fā)方法。然后，課題設(shè)計完成了基于ET1100的通訊板。在此通訊板的基礎(chǔ)上，使用STM32單片機作為EtherCAT應用層控制芯片，設(shè)計并完成了數(shù)字輸入輸出部分和模擬輸入輸出部分的軟硬件。同時，為了達到工業(yè)現(xiàn)場的要求，設(shè)計著重考慮了安裝的便利性，熱插拔功能以及抗干擾性。接著，課題以實驗室雕刻機為控制對象，以PC機作為EtherCAT主站，在主站上的TwinCAT軟件中設(shè)計實現(xiàn)了雕刻機的正逆運動學算法，并設(shè)計實現(xiàn)人機界面。同時，課題使用ADS通訊接口與C＃高級語言進行通訊，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的交互。為了更加方便實現(xiàn)人機交互，課題也基于.NET架構(gòu)設(shè)計了人機界面，這樣方便Windows平臺對多軸系統(tǒng)的直接或者遠程控制。最后，在雕刻機平臺上對設(shè)計的多軸控制系統(tǒng)進行調(diào)試和實驗，同時對多軸之間的同步性能進行測試，完成了雕刻機的單軸運動，點動運動，多軸聯(lián)動以及示教運動，并且多軸之間的實時性在微秒級。
標簽： ethercat 總線 人機交互 計算機技術(shù)
上傳時間： 2022-05-29
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本文所研究的課題為電磁感應加熱控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。文章介紹了電磁感應加熱的工作原理，系統(tǒng)預設(shè)功能要求及具體實現(xiàn)方案，分析了系統(tǒng)硬件電路和控制軟件設(shè)計的整個過程，最終研制出一款功能完備、人機交互友好、工作穩(wěn)定、性能優(yōu)良的電磁感應加熱系統(tǒng)。 該系統(tǒng)硬件電路部分主要包括主工作電路，IGBT驅(qū)動電路，同步電路和功率整定電路，鍋具檢測電路，電源電路，各種保護電路及主控制電路。保護電路具體包括上電延時保護IGBT，整流橋輸出過壓保護，IGBT集電極過壓保護，市電過壓、欠壓保護，負荷電流過大保護，IGBT過溫保護，鍋底過溫保護。主控制電路采用三星單片機作為主控芯片，通過調(diào)節(jié)PWM信號占空比控制輸出功率。系統(tǒng)主要實現(xiàn)了功率控制、定時/預約、無鍋檢測、暫停、異常報警（無鍋報警、市電過壓/欠壓報警、負荷電流過大報警、IGBT溫度傳感器失效報警、IGBT溫度過高報警、鍋底溫度傳感器失效報警、鍋底溫度過高報警）等功能，設(shè)置了6個按鍵可供用戶操控，配置的液晶顯示屏可以實時顯示系統(tǒng)當前狀態(tài)信息。 該系統(tǒng)控制軟件設(shè)計部分，依據(jù)模塊化程序設(shè)計思想，把系統(tǒng)預設(shè)功能需求劃分為各個功能模塊，然后分別設(shè)計了各功能模塊的軟件，最終完成了系統(tǒng)控制軟件的設(shè)計。實現(xiàn)了系統(tǒng)的智能化，包括功率自動調(diào)節(jié)匹配，鍋具自動檢測，定時控制，預約時間到自動開機，異常自動保護報警，液晶屏實時顯示系統(tǒng)狀態(tài)信息。經(jīng)過反復對系統(tǒng)軟硬件聯(lián)調(diào)，測試系統(tǒng)性能，結(jié)果表明本控制系統(tǒng)運行安全、穩(wěn)定、可靠，達到了設(shè)計要求。
標簽： 電磁感應 液晶顯示 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2022-06-09
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CCD（Charge Coupled Device）是電荷耦合器件的縮寫，它是一種特殊的半導體器件，是一種新型的固體成像器件。它既具有光電轉(zhuǎn)換的功能，又具有信號電荷的存儲、轉(zhuǎn)移和讀出的功能。CCD應用技術(shù)是光、機、電和計算機相結(jié)合的高新技術(shù)。目前，CCD技術(shù)廣泛應用于視頻處理的前端，它通過光電轉(zhuǎn)換將光信號轉(zhuǎn)化為電信號，以便于后續(xù)電路的處理。本文從CCD出發(fā)，系統(tǒng)地介紹了CCD的發(fā)展、結(jié)構(gòu)、特點和分類，并以CV-A50/CV-A60相機為例，闡述CCD相機的控制時序，并介紹了調(diào)光的種類及各自的優(yōu)缺點。本文以AT mega16單片機為例，詳細地介紹了用AVR單片機控制調(diào)光的硬件和軟件的實現(xiàn)，為調(diào)光系統(tǒng)的設(shè)計提供了一種新的思路。目前，視頻技術(shù)已經(jīng)廣泛應用于監(jiān)控和測量領(lǐng)域，并在寧航、遙感、軍用設(shè)備、自動控制等方面有很多應用。民用的CCD相機，廣泛應用在各種需要監(jiān)視和圖像采集的環(huán)境中。例如：銀行監(jiān)視器的鏡頭，數(shù)碼相機鏡頭，數(shù)碼攝像機鏡頭，手機鏡頭等中都得到了廣泛的使用。視頻技術(shù)通常由采集，處理和分析三部分組成。作為圖像采集前端的CCD，承擔著將光信號轉(zhuǎn)變成電信號的任務(wù)，直接影響著后續(xù)的計算機圖像處理的效果，對整個系統(tǒng)的性能起著重要作用。快門時間是CCD的重要指標，影響著CCD的圖像質(zhì)量和速度。因此，合理的選擇快門時間是非常重要的。有些相機具有自動快門，能夠較好的控制曝光時間，有些可以通過跳線設(shè)置快門，根據(jù)觀察的結(jié)果進行設(shè)置。先進的快門控制是通過調(diào)光板實現(xiàn)的，通過對背景環(huán)境的預測，結(jié)合一定的算法，來合理的設(shè)置快門時間。一般來說，CCD相機可以內(nèi)部產(chǎn)生各種同步信號和控制時序，也可以通過外部控制來調(diào)節(jié)CCD的快門時間和相機的進光量，以達到幀速度和視頻質(zhì)量的較好匹配。目前，對CCD相機調(diào)光的控制可分為機械調(diào)光，液品調(diào)光和電子調(diào)光等方式 其中，電子調(diào)光是常用的方式。本設(shè)計基于AT megal6單片機控制，通過C語言編程，達到調(diào)光的目的。
標簽： ccd 電子快門控制技術(shù)
上傳時間： 2022-06-18
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【摘要】數(shù)字化技術(shù)隨著低成本、高性能控制芯片的出現(xiàn)而快速發(fā)展，同時也推動著開關(guān)電源向數(shù)字控制發(fā)展。文章利用一款新型數(shù)字信號控制器（DSC）ADP32，完成了基于DSC的數(shù)字電源應用研究，本文提供了DC/DC変換器的完整數(shù)字控制解決方案，數(shù)字PID樸償技米，精確時序的同步整流技術(shù)，以及PWM控制信號的產(chǎn)生等，最后用一臺200w樣機驗證了數(shù)字控制的系統(tǒng)性能。【關(guān)鍵詞】數(shù)字信號控制器；同步整流；PID控制；數(shù)字拉制1引言隨著半導體行業(yè)的快速發(fā)展，低成本、高性能的DSC控制器不斷出現(xiàn)，基于DSC控制的數(shù)字電源越來越備受關(guān)注，目前“綠色能源”、“能源之心”等概念的提出，數(shù)字控制的模塊電源具有高效率、高功率密度等諸多優(yōu)點，逐漸成為電源技術(shù)的研究熱點.數(shù)字電源（digital powerspply）是一種以數(shù)字信號處理器（DSP）或微控制器（MCU）為核心，將數(shù)字電源驅(qū)動器、PWM控制器等作為控制對象，能實現(xiàn)控制、管理、監(jiān)測功能的電源產(chǎn)品。具有可以在一個標準化的硬件平臺上，通過更新軟件滿足不同的需求".ADP32是一款集實時處理（DSP）與控制（MCU）外設(shè)功能與一體的數(shù)字信號控制器，不但可以簡化電路設(shè)計，還能快速有效實現(xiàn)各種復雜的控制算法。2數(shù)字電源系統(tǒng)設(shè)計2.1數(shù)字電源硬件框圖主功率回路是雙管正激DCDC變換器，其控制方式為脈沖寬度調(diào)制（PWM），主要由功率管Q1/Q2、續(xù)流二極管D1/D2、高頻變壓器、輸出同步整流器、LC濾波器組成。
標簽： 數(shù)字電源
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光伏發(fā)電的研究是當今國內(nèi)外研究的一個熱點，因為它的實現(xiàn)及應用為目前人類面臨的許多問題如：能源危機、環(huán)境污染等提供了解決途徑。光伏發(fā)電有著非常廣泛的應用前景，在人類越來越重視可持續(xù)發(fā)展的今天，太陽能擁有其他能源所沒有的各種優(yōu)點如：幾乎足取之不盡用之不渴的，清潔無污染等，這使它受到人們越來越多的關(guān)注，成為最有希望替代傳統(tǒng)能源的新能源之本文實現(xiàn)了一種通過單片機控制開關(guān)電源使光伏電池給苗電池充電的設(shè)計方案。軟件上，對現(xiàn)有的常用最大功率點跟蹤（MPPT）算法進行了研究和分析，并選用電導增量法對最大功幸點跟蹤，實現(xiàn)了系統(tǒng)工作的高效率。硬件上，系統(tǒng)使用單片機通過PWM控制同步整流電路，并運用閉環(huán)控制，精確采樣電壓值和電流值形成反饋。同時，軟件和硬件都對系統(tǒng)進行了保護，實現(xiàn)了系統(tǒng)工作的安全性和可靠性。通過實驗測試，給出了系統(tǒng)實際使用結(jié)果，并對系統(tǒng)進行了功率損耗分析，由結(jié)果可知，系統(tǒng)工作正常，達到了預期的性能.
標簽： 最大功率跟蹤 mppt 脈寬調(diào)制
上傳時間： 2022-06-19
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本書中，系統(tǒng)地介紹了現(xiàn)代電力電子變換裝置及其PWM控制策略，具有內(nèi)容系統(tǒng)全面、范例豐富詳盡、原理深入淺出、理論與實際緊密結(jié)合等特點。第1～9章主要關(guān)注脈寬調(diào)制技術(shù)；第10～16章主要關(guān)注電流控制技術(shù)。其中，第1章和第2章講述兩種基本的PWM控制策略；第3章介紹PWM控制中的三相逆變器的過調(diào)制問題；第4～6章是對不同PWM控制方法的詳細介紹；第7章介紹了PWM控制中的電磁干擾問題；第8章和第9章講述了多重與多相功率變換器的PWM控制策略；第10～15章分別以同步電機和直流電源為例詳細介紹了各種不同的電流控制方法；第16章介紹了多電平變換器的電流控制方法。 譯者序 引言 第1章用于兩電平三相電壓型逆變器的載波脈寬調(diào)制1 11引言1 12參考電壓va ref、vb ref、vc ref3 13參考電壓Pa ref、Pb ref、Pc ref6 14va、vb、vc與Pa、Pb、Pc之間的聯(lián)系8 15PWM信號的產(chǎn)生8 151反鋸齒波8 152傳統(tǒng)鋸齒形載波11 153三角形載波12 154說明16
標簽： 電力電子變換器 pwm 電流控制
上傳時間： 2022-06-23
摘要：針對永磁同步電機速度估算及定子電阻變化引起的穩(wěn)定性問題，根據(jù)模型參考自適應控制法的原理，在同步旋轉(zhuǎn)坐標系下，提出永磁同步電機轉(zhuǎn)速估算與定子電阻辨識的自適應律，建立永磁同步電機無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)及定子電阻在線辨識的數(shù)學模型.通過控制系統(tǒng)簡化，確定調(diào)速控制系統(tǒng)中電流調(diào)節(jié)器與速度調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)，并對電流調(diào)節(jié)器與速度調(diào)節(jié)器的控制增益進行了設(shè)計.仿真結(jié)果表明：控制系統(tǒng)對定子電阻變化魯棒性好，轉(zhuǎn)速估算與速度調(diào)節(jié)精度高，驗證了本控制系統(tǒng)的可行性.關(guān)鍵詞：永磁同步電機；無速度傳感器；矢量控制；模型參考自適應；定子電阻；在線辨識；控制增益
標簽： 傳感器 矢量控制 pmsm
上傳時間： 2022-06-25
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設(shè)計者根據(jù)對環(huán)境的需求，希望能不斷開拓高級電機控制技術(shù)，用以制造節(jié)能空調(diào)、洗衣機和其他家用電器產(chǎn)品。到目前為止，較為完善的電機控制解決方案通常僅用作專門用途。然而，新一代數(shù)字信號控制器（Digital Signal Controller，DSC）的出現(xiàn)使得性價比高的高級電機控制算法最終成為現(xiàn)實。例如，空調(diào)需要能夠?qū)囟茸鞒隹焖夙憫匝杆俑淖冸姍C的轉(zhuǎn)速。因此，我們需要高級電機控制算法，以制造出更加節(jié)能的靜音設(shè)備。在這種情況下，磁場定向控制（Field Oriented Control，F(xiàn)OC）脫顧而出，成為滿足這些環(huán)境需求的主要方法。本應用筆記討論了使用Microchip dsPIC0DSC系列對永磁同步電機（Permanent Magnet Synchronous Motors，PMSM）進行無傳感器FOC的算法。為什么使用FOC算法？BLDC電機的傳統(tǒng)控制方法是以一個六步的控制過程來驅(qū)動定子，而這種控制過程會使生成的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生振蕩。在六步控制過程中，給一對繞組通電直到轉(zhuǎn)子達到下一位置，然后電機換相到下一步。霍爾傳感器用于確定轉(zhuǎn)子的位置，以采用電子方式給電機換相。高級的無傳感器算法使用在定子繞組中產(chǎn)生的反電動勢來確定轉(zhuǎn)子位置。六步控制（也稱為梯形控制）的動態(tài)響應并不適用于洗衣機，這是因為在洗滌過程中負載始終處于動態(tài)變化中，并隨實際洗滌量和選定的洗滌模式不同而變化。而且，對于前開式洗衣機，當負載位于滾筒的頂部時，必須克服重力對電機負載作功。只有使用高級的算法如FOC才可處理這些動態(tài)負載變化。
標簽： pmsm 電機傳感器 磁場 定向控制
上傳時間： 2022-06-29
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本課題采用了基于高頻電壓信號注入法的永磁同步電動機的無傳感器矢量控制方法，此種方法利用內(nèi)置式電機的凸極性的特性，適合于電機在低速運行狀態(tài)下對轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速進行估算，對運行中的電機參數(shù)變化不敏感，系統(tǒng)具有較強的魯棒性。本文采用了以內(nèi)置式電動機為研究對象，首先分析了永磁同步電動機的結(jié)構(gòu)和數(shù)學模型，并介紹了矢量控制坐標變換方法、空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)（SVPWM）。進而闡述高頻電壓信號注入法的原理，建立數(shù)學模型。然后提出高頻電壓信號注入的方式，通過對載有轉(zhuǎn)子位置信息的高頻信號進行處理，對轉(zhuǎn)子的磁極位置和轉(zhuǎn)速等信息進行估計計算。本文還通過使用Matlab/Simulink仿真平臺，建立了基于高頻信號注入法原理的永磁同步電動機的無傳感器控制仿真模型，實驗結(jié)果驗證了此種算法的可行性。最后通過使用德州儀器公司生產(chǎn)的TMS320F28335為核心芯片，搭建了控制系統(tǒng)電路，并同時介紹了系統(tǒng)的電源電路、控制電路、電流檢測電路、電流保護電路等硬件電路。另外對控制算法中的主要部分，包括PWM中斷程序、矢量控制程序、數(shù)字濾波器的算法都進行了介紹。最后的實驗結(jié)果表明，這種無傳感器的矢量控制方法適用于電機在低速時的控制要求，動態(tài)性能較好，能夠準確跟蹤轉(zhuǎn)子的實際位置，估算轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，控制系統(tǒng)的魯棒性較好，實現(xiàn)了無傳感器控制的實驗目的。
標簽： 高頻電壓信號 pmsm 傳感器 矢量控制
上傳時間： 2022-06-30
矢量控制（FOC）基本原理一、基本概念1.1模型等效原則交流電機三相對稱的靜止繞組A、B、C，通以三相平衡的正弦電流時，所產(chǎn)生的合成磁動勢是旋轉(zhuǎn)磁動勢F，它在空間呈正弦分布，以同步轉(zhuǎn)速o1（即電流的角頻率）順著A-B-C的相序旋轉(zhuǎn)。這樣的物理模型如圖1-1a所示。然而，旋轉(zhuǎn)磁動勢并不一定非要三相不可，單相除外，二相、三相、四相……等任意對稱的多相繞組，通以平衡的多相電流，都能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動勢，當然以兩相最為簡單。圖1-1b中繪出了兩相靜止繞組a和β，它們在空間互差90°，通以時間上互差90°的兩相平衡交流電流，也產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動勢F。再看圖1-1c中的兩個互相垂直的繞組M和T，通以直流電流in和i，產(chǎn)生合成磁動勢F，如果讓包含兩個繞組在內(nèi)的整個鐵心以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，則磁動勢F自然也隨之旋轉(zhuǎn)起來，成為旋轉(zhuǎn)磁動勢。把這個旋轉(zhuǎn)磁動勢的大小和轉(zhuǎn)速也控制成與圖1-1a一樣，那么這三套繞組就等效了。
標簽： 矢量控制 foc
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