該文主要研究超聲波電機(jī)的傳動(dòng)機(jī)理、數(shù)學(xué)模型、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和精密伺服系統(tǒng)的理論和實(shí)踐,為超聲波電機(jī)的進(jìn)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(jī)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(jī)的運(yùn)行機(jī)理.研制了超聲波電機(jī)專用、高抗干擾能力,高可靠性、兩相正交、正弦超聲波驅(qū)動(dòng)電源,分別探討了使用串聯(lián)電感和并聯(lián)電感實(shí)施負(fù)載阻抗匹配時(shí),電機(jī)性能所受到的影響.研制了利用電機(jī)定子上壓電陶瓷的孤極反饋來進(jìn)行頻率調(diào)整的新型頻率跟蹤控制器,實(shí)現(xiàn)了超聲波電機(jī)速度的穩(wěn)定性控制. 實(shí)現(xiàn)了超聲波電機(jī)高精度位置檢測,研制了基于DSP的超聲波電機(jī)精密伺服控制系統(tǒng),完成了采用驅(qū)動(dòng)頻率/相位的P、PI和自適應(yīng)控制方案進(jìn)行精密定位控制的理論探討和實(shí)驗(yàn)研究,井進(jìn)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(jī)及其精密定位控制系統(tǒng).單元電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩1N. m,控制精度2.16′.
上傳時(shí)間： 2013-07-15
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從雙饋電機(jī)的基本工作原理出發(fā),分析雙饋電機(jī)調(diào)速的特點(diǎn),引入矢量控制技術(shù),進(jìn)行坐標(biāo)變換,得出雙饋電機(jī)同步坐標(biāo)系上的數(shù)學(xué)模型.用MATLAB的S函數(shù)建立雙饋電機(jī)仿真模型,對雙饋電機(jī)起動(dòng)性能進(jìn)行分析.對雙饋電機(jī)的調(diào)速性能進(jìn)行了詳細(xì)討論,得知雙饋電機(jī)要完全進(jìn)行調(diào)速必須實(shí)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(jī)調(diào)速時(shí)的矢量控制策略即轉(zhuǎn)子電流定向的矢量控制.在進(jìn)行定子磁場定向后,保持轉(zhuǎn)子電流與定子磁鏈相垂直,進(jìn)行轉(zhuǎn)子電流定向.雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子電流定向矢量控制調(diào)速系統(tǒng)完全分為兩個(gè)通道,解除了雙饋電機(jī)的內(nèi)部耦合,實(shí)現(xiàn)電機(jī)的勵(lì)磁電流與轉(zhuǎn)距電流的分別控制,使雙饋電機(jī)的調(diào)速性能優(yōu)異.試驗(yàn)證明調(diào)速系統(tǒng)具有變頻器功率小、功率因數(shù)高、動(dòng)態(tài)性能好、調(diào)速范圍廣等優(yōu)點(diǎn),適用于風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載的調(diào)速,有良好的工業(yè)應(yīng)用前景.
上傳時(shí)間： 2013-07-02
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超聲波電機(jī)(Ultrasonic Motor,簡稱USM)是近二十年來發(fā)展起來的一種新型驅(qū)動(dòng)裝置,該電機(jī)不同于傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)電機(jī),它是利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)激發(fā)超聲振動(dòng),借助彈性體諧振放大,通過摩擦耦合產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng).這種電機(jī)的具有響應(yīng)快、結(jié)構(gòu)緊湊、低轉(zhuǎn)速、大力矩、不受電磁干擾、斷電自鎖等優(yōu)點(diǎn),在微型機(jī)械、機(jī)器人、精密儀器、家用電器、航空航天、汽車等方面有著廣泛的應(yīng)用前景.隨著超聲波電機(jī)的推廣應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的需要,對超聲波電機(jī)的驅(qū)動(dòng)和控制技術(shù)的研究就非常必要了,小型化、通用化、高性能的驅(qū)動(dòng)電源和簡單而又實(shí)用的控制技術(shù)已成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn).該文對于單一的定位控制,研究一種簡單且控制精度高的控制算法,結(jié)合所研制的縱扭復(fù)合型超聲波電機(jī)樣機(jī),實(shí)現(xiàn)了高精度(0.010度)的定位控制,另對基于高性能DSP的驅(qū)動(dòng)電源進(jìn)行了初步的探討和研究,研制了通用性較高的驅(qū)動(dòng)電源.該文開展的主要研究工作和取得的成果如下:1.簡要地介紹了超聲波電機(jī)的原理、發(fā)展歷史和特點(diǎn),重點(diǎn)分析了超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源和定位控制的研究進(jìn)展和存在的問題,從而引出該碩士論文的研究意義和主要內(nèi)容.2.從理論和實(shí)驗(yàn)上揭示這種電機(jī)具有的高分辨率和步進(jìn)特性實(shí)質(zhì),提出了利用此特性實(shí)現(xiàn)高精度的定位控制策略——步進(jìn)定位法,并分析了影響其定位精度的因素,結(jié)合所研制的縱扭復(fù)合型超聲波電機(jī)樣機(jī),實(shí)現(xiàn)了高精度(0.010度)的定位控制,并確定了相關(guān)控制參數(shù)的選擇準(zhǔn)則.3.簡要介紹了常用開關(guān)變換器結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)了以MOSFET為開關(guān)器件的半橋式逆變功率電路.介紹了高性能DSP(TMS320LF2407)為核心的控制信號發(fā)生電路和以UC3842為控制芯片的可調(diào)壓直流電源,結(jié)合控制電路和功率變換電路獲得了驅(qū)動(dòng)超聲波電機(jī)所需兩項(xiàng)幅值、頻率、相位可調(diào)的交變方波,具有較高的通用性,為進(jìn)一步開展運(yùn)用較復(fù)雜控制策略的超聲波電機(jī)位置和速度伺服控制研究打下一定基礎(chǔ).
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)體積小,功率密度高,控制性能好,效率很高,在工業(yè)、車輛、家電、計(jì)算機(jī)及軍事等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,尤其在電動(dòng)車應(yīng)用領(lǐng)域倍受青睞,是當(dāng)前電動(dòng)車電動(dòng)機(jī)研發(fā)的熱點(diǎn).可以預(yù)見,隨著永磁材料和電力電子器件的價(jià)格的進(jìn)一步降低,以及無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的理論研究和實(shí)踐應(yīng)用的不斷完善和提高,永磁無刷直流電機(jī)及其控制系統(tǒng)將在很多場合有廣泛的應(yīng)用前景.該文通過大量的文獻(xiàn)資料閱讀,在對永磁無刷直流電機(jī)的發(fā)展和現(xiàn)狀有了一個(gè)整體了解的基礎(chǔ)上,針對復(fù)合式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)永磁無刷直流電機(jī)研制了一套弱磁恒功率控制系統(tǒng),提出一種"雙模控制"的控制策略,成功的實(shí)現(xiàn)了基速以下恒轉(zhuǎn)矩控制,基速以上弱磁恒功率控制.該文的主要內(nèi)容包括:首先介紹了永磁無刷直流電機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀和基本原理,以及永磁無刷直流電機(jī)弱磁恒功率控制運(yùn)行機(jī)理和難點(diǎn);其次,對采用復(fù)合式永磁無刷直流電機(jī)本體的弱磁控制,詳述了其本體結(jié)構(gòu)和整套控制系統(tǒng),給出了硬件電路和軟件編程,提出了相關(guān)控制策略;最后,系統(tǒng)成功運(yùn)行,獲得了相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和波形,驗(yàn)證了控制策略和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性.
標(biāo)簽： 無刷直流電機(jī) 恒功率 弱磁控制
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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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(gè)主要的功能模塊：模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字補(bǔ)償器和數(shù)字脈寬調(diào)制器。本論文總結(jié)和比較了當(dāng)今國際上高頻開關(guān)電源數(shù)字控制器各個(gè)模塊的先進(jìn)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(shí)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(shí)滯現(xiàn)象增加了實(shí)現(xiàn)電源的電壓調(diào)節(jié)快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性的難度，同時(shí)數(shù)字補(bǔ)償器必須在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)完成若干次乘法和加法運(yùn)算以便及時(shí)更新占空比信息，從而對數(shù)字控制器的運(yùn)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(diǎn)的途徑，利用matlab中的SISOTOOL塊，通過直接數(shù)字設(shè)計(jì)提出了2P2Z的數(shù)字補(bǔ)償算法。按照高頻開關(guān)電源的設(shè)計(jì)步驟，本文對主要元器件進(jìn)行了參數(shù)的計(jì)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(jìn)行仿真研究。 為了對理論分析和仿真研究進(jìn)行驗(yàn)證，本文設(shè)計(jì)實(shí)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?fù)浯蠊β释ㄐ乓淮坞娫凑髂K。實(shí)驗(yàn)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。
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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)。詳細(xì)分析了電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)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(dòng)。 其次，本文對無刷直流電動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(tái)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
上傳用戶：Shaikh
本文對超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(tái)。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。
標(biāo)簽： 超聲波 電機(jī) 動(dòng)控制
上傳時(shí)間： 2013-05-21
上傳用戶：koulian
研究表明，茶葉做青環(huán)境及工藝等是影響烏龍茶品質(zhì)的重要因素。由于烏龍茶茶青在發(fā)酵過程會(huì)產(chǎn)生大量水汽，因此，對茶青發(fā)酵的溫度控制要求十分高，而且還要求能夠不間斷除濕。目前，很多中小型烏龍茶加工車間采用空調(diào)來調(diào)節(jié)烏龍茶茶青發(fā)酵過程的溫度和濕度，但是由于空調(diào)不能在制熱過程中除濕，因此，采用空調(diào)是無法在低溫天氣用于茶青發(fā)酵加工的。 本文通過對空調(diào)系統(tǒng)的研究，結(jié)合除濕機(jī)的工作原理，設(shè)計(jì)了一種具有新型結(jié)構(gòu)的茶青發(fā)酵溫濕度控制系統(tǒng)。通過制冷回路的改進(jìn)和閥門的切換，使得本系統(tǒng)既可以象普通空調(diào)一樣制冷制熱，也可以當(dāng)作除濕機(jī)來用，滿足了烏龍茶茶青發(fā)酵加工過程不間斷除濕的要求。 論文詳細(xì)介紹了該系統(tǒng)的工作原理和控制方法，包括模糊PID控制策略的研究，并基于DSP平臺(tái)設(shè)計(jì)了相關(guān)的控制算法。最后，采用MATLAB進(jìn)行仿真研究，證明較常規(guī)PID算法具有更好的控制性能。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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直線電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(tái)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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作為數(shù)控機(jī)床、機(jī)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(gè)重要領(lǐng)域。同時(shí)隨著功率電子器件和微處理器的進(jìn)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(shí)現(xiàn)新控制策略容易、功能豐富等優(yōu)點(diǎn)。 本文論述了永磁同步電機(jī)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(jī)空間矢量控制的許多問題。在對永磁同步電動(dòng)機(jī)(PMSM)的數(shù)學(xué)模型和控制理論進(jìn)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(shí)驗(yàn)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(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)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(kuò)速的電流控制策略，使電機(jī)具有更大的調(diào)速空間，該策略可實(shí)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(dòng)，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(biāo)簽： 永磁同步電動(dòng)機(jī) 調(diào)速控制
上傳時(shí)間： 2013-06-08
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