直線電動機直接驅(qū)動運動設(shè)備，省略了機械轉(zhuǎn)換機構(gòu)，完全消除機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構(gòu)和人員投入到這一領(lǐng)域中來。 永磁直線同步電機與普通的直線異步電機相比，具有效率高、輸出力矩大、體積小、易于控制等優(yōu)點，極大地提高了進(jìn)給系統(tǒng)的快速響應(yīng)性和運動精度，成為新一代超精密機床中最具有代表的技術(shù)。永磁直線同步電機伺服控制系統(tǒng)將是當(dāng)前和今后直線電機發(fā)展應(yīng)用的一個方向。 本文以直線電機理論為依據(jù)，以現(xiàn)有的實驗設(shè)備及新的實驗方法為基礎(chǔ)，設(shè)計了永磁直線同步電動機控制系統(tǒng)，分析了永磁直線同步電機控制系統(tǒng)中存在的難點，并對直線電動機控制系統(tǒng)的控制性能進(jìn)行了初步的實驗研究。 首先，介紹了永磁直線同步電機的結(jié)構(gòu)、工作原理、相關(guān)控制策略，對直線電機控制難點進(jìn)行了探討。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計了永磁直線同步電機的控制系統(tǒng)的總體方案。 然后針對永磁直線同步電機控制系統(tǒng)的主要難點，分為位置檢測技術(shù)，硬件系統(tǒng)設(shè)計和軟件系統(tǒng)設(shè)計三個方面對控制系統(tǒng)進(jìn)行分析。根據(jù)永磁直線同步電機的特點，提出一種簡易的初始位置檢測方法，并設(shè)計了檢測電路。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制的電機控制軟件存在響應(yīng)不及時、不穩(wěn)定等弊病，提出了基于嵌入式實時操作系統(tǒng)機制上編寫電機控制軟件。 最后基于樣機和控制器做了相應(yīng)試驗，分析了試驗結(jié)果，并提出了存在的問題和下一步的工作展望。
上傳時間： 2013-06-20
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以“混合式步進(jìn)電動機驅(qū)動控制系統(tǒng)設(shè)計”和“電動座椅控制系統(tǒng)設(shè)計”作為實際應(yīng)用背景，分析了兩種不同種類電動機的原理特性和控制方法，闡述了這兩個系統(tǒng)的開發(fā)過程，研究了單片機在這兩個系統(tǒng)中的應(yīng)用，進(jìn)一步挖掘了單片機在電機運動控制領(lǐng)域中的應(yīng)用潛力。 文中分兩個部分分別對這兩個系統(tǒng)進(jìn)行了介紹。在混合式步進(jìn)電動機驅(qū)動控制系統(tǒng)部分，介紹了步進(jìn)電動機的運行特性和控制方法，建立了仿真模型并對步進(jìn)電動機各主要的運行特性進(jìn)行了仿真研究，著重敘述了步進(jìn)電動機多步距角控制、斬波恒流控制和升降頻控制等控制功能，以及上位機控制軟件的實現(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的運行特性，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現(xiàn)過程。 實驗結(jié)果表明，系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計合理可行，圓滿的完成了既定的開發(fā)任務(wù)，實現(xiàn)了所有的預(yù)定功能，且運行性能良好。混合式步進(jìn)電動機驅(qū)動控制系統(tǒng)可以通過上位機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)將無刷直流電動機應(yīng)用到了電動座椅領(lǐng)域，且實現(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)計方法及模塊化的軟件設(shè)計法使得系統(tǒng)具有較好的通用性和可擴(kuò)展性。
上傳時間： 2013-05-26
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本文通過對永磁同步電機進(jìn)行了建模，提出了永磁同步電機的數(shù)學(xué)模型。分析了永磁同步電機矢量控制的原理和特點，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)的實施方案。給出了伺服系統(tǒng)的設(shè)計及伺服控制中的一些控制策略，并進(jìn)行了仿真驗證，表明該方案是切實可行的。在此基礎(chǔ)上，確立了以MC56F8357為核心的永磁同步電機伺服驅(qū)動控制器的硬件系統(tǒng)，搭建了相應(yīng)的試驗平臺。在Codewarrior集成開發(fā)環(huán)境下完成了整個伺服控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計，并在PCMaster的基礎(chǔ)上完成了伺服控制系統(tǒng)上位機控制界面的設(shè)計。實驗及使用證明，所研制的試驗軟硬件平臺能很好地完成永磁同步電機位置伺服控制功能，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 伺服控制 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-08-02
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本文主要研究電壓矢量定向控制和直接功率控制這兩種關(guān)于PWM整流器的控制策略，并針對電網(wǎng)不平衡情況對三相PWM整流器作了相應(yīng)的研究。 首先對PWM整流器的原理做了詳細(xì)的介紹，主要是拓補結(jié)構(gòu)，工作原理，分別在ABC靜止坐標(biāo)系、αβ靜止坐標(biāo)系和dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中建立了低頻和高頻數(shù)學(xué)模型。選擇了電壓型的三相PWM整流器作為研究對象，并在dq坐標(biāo)系中對其數(shù)學(xué)模型進(jìn)行解耦。此外設(shè)計了基于TMS320F2812和IPM模塊的硬件實驗系統(tǒng)，介紹了硬件系統(tǒng)的電感和電容的參數(shù)設(shè)計。 介紹了間接和直接電流控制，并在直接電流控制中，引入了空間電壓矢量定向控制，給出了實現(xiàn)該控制策略的主要算法，并建立了仿真模型。直接功率控制是近來發(fā)展起來的三相PWM整流器控制技術(shù)，在詳細(xì)介紹了傳統(tǒng)的直接功率控制策略后，針對其存在的問題，提出了空間電壓矢量調(diào)制的直接功率控制策略，并通過仿真和實驗驗證了控制策略的有效性。最后在三相電網(wǎng)不平衡的條件下，研究了對三相VSR的影響。詳細(xì)分析了抑制直流電壓波動的雙電流控制方法，以改善三相VSR在電網(wǎng)不平衡條件下的輸入輸出性能。
上傳時間： 2013-06-09
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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(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(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(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(biāo)簽： 永磁同步電動機 調(diào)速控制
上傳時間： 2013-06-08
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感應(yīng)電機雙饋調(diào)速系統(tǒng)是一種性能優(yōu)越的電力拖動控制系統(tǒng)，它不僅降低了功率變換器的額定功率，而且能夠通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子電壓的幅值、相位和頻率來實現(xiàn)電機定子側(cè)功率因數(shù)的調(diào)節(jié)。由于系統(tǒng)控制方法的靈活性和多樣性，使得雙饋電機在工業(yè)傳動領(lǐng)域、風(fēng)力發(fā)電以及抽水蓄能電站中擁有廣闊的應(yīng)用前景。 本文主要對雙饋電機矢量控制系統(tǒng)進(jìn)行了相關(guān)研究。首先，比較雙饋調(diào)速系統(tǒng)和傳統(tǒng)的異步電機變頻調(diào)速系統(tǒng)的異同點，闡述了雙饋電機的工作原理，各種不同的磁場定向控制方式，并分析了它的穩(wěn)態(tài)特性；接著，利用雙饋調(diào)速系統(tǒng)控制方法靈活多樣的特點，構(gòu)建了一套交直交變換器勵磁的矢量調(diào)速系統(tǒng)，系統(tǒng)模型建立在以轉(zhuǎn)子磁鏈定向了同步旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)軸系中，可以實現(xiàn)雙饋電機轉(zhuǎn)速與無功功率的解耦控制，同時，控制交直交變換器能量的雙向流動，雙饋電機可以在超同步、亞同步方式下運行，通過計算機仿真，驗證了這種控制方式的可行性和正確性；隨后，闡述了雙饋電機的功角特性，通過功角特性分析了電機的靜態(tài)穩(wěn)定性，并建立了雙饋電機的開環(huán)電壓控制、開環(huán)電流控制以及矢量控制的小信號模型，對上述幾種控制方式下的雙饋電機暫態(tài)穩(wěn)定性進(jìn)行了深入研究；最后，綜合上述討論結(jié)果，設(shè)計了雙饋電機的控制系統(tǒng)硬件部分，并給出了部分軟件設(shè)計流程。
標(biāo)簽： 感應(yīng)電機 雙饋 仿真
上傳時間： 2013-07-25
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本文論述了基于ST7FMC的電動摩托車控制系統(tǒng)的研究。 近年來,由于燃油交通工具尾氣排放對城市空氣造成的嚴(yán)重污染，以及人們生活水平、環(huán)保意識的逐漸提高，綠色交通工具己成為時代發(fā)展的重要課題?？紤]到我國目前的國情，發(fā)展電動車具有重要的環(huán)保意義。 隨著電機技術(shù)及功率器件性能的不斷提高,電動車的控制器發(fā)展迅速。但是目前市場上大多數(shù)的電動車產(chǎn)品均采用低集成度元件控制裝置，功能過于簡單，不能充分發(fā)揮系統(tǒng)潛力及處理一些特殊的控制問題。 提出了基于意法半導(dǎo)體芯片ST7FMC的永磁無刷直流電動機的控制系統(tǒng)設(shè)計方案，進(jìn)行了低成本、高智能的無刷直流電機控制系統(tǒng)設(shè)計，能滿足更多應(yīng)用場合的需要。主要從以下幾個方面進(jìn)行了分析與研究: 首先，建立無刷直流電機的數(shù)學(xué)模型，并分析其電機運行特性。 其次，根據(jù)ST專用單片機的特點詳細(xì)設(shè)計了系統(tǒng)的控制策略：將調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計為電流、速度雙閉環(huán)的PI算法控制，以保證調(diào)速性能和電流控制精度；采用ST芯片固有的寄存器進(jìn)行速度的檢測，比較精確；將相電流檢測設(shè)計成母線電流PWM On中點檢測；采用了高性能的驅(qū)動集成電路IR2136來驅(qū)動MOSFET組成的全橋逆變電路；驅(qū)動方式采用新型的凸形波驅(qū)動控制方法。 最后，組裝了試驗樣車，通過實驗室觀測及實地運行，驗證了系統(tǒng)運行的可靠性。 由此得出結(jié)論：本課題設(shè)計的基于ST7FMC的電動摩托車控制系統(tǒng)具有運行性能良好、可靠性高的特點，為后續(xù)的研究工作提供了一定的基礎(chǔ)。
標(biāo)簽： ST7FMC 電動摩托車 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-17
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隨著非線性負(fù)載在電網(wǎng)應(yīng)用中的不斷增加，給電網(wǎng)造成的諧波污染日益嚴(yán)重，已成為影響電能質(zhì)量的重要因素之一。與無源濾波器相比，有源濾波器具有濾波特性好，受電網(wǎng)阻抗影響小，可同時補償諧波和無功等優(yōu)點，所以，有源電力濾波裝置作為一項有效措施，被廣泛地研究和應(yīng)用。 本文首先介紹了諧波產(chǎn)生及其嚴(yán)重的危害性，綜述了國內(nèi)外電力系統(tǒng)諧波抑制技術(shù)的發(fā)展概況以及有源電力濾波器在諧波抑制中的應(yīng)用前景。闡明了以DSP為核心控制芯片的有源電力濾波器數(shù)字控制系統(tǒng)的特點。介紹了有源電力濾波器的結(jié)構(gòu)和工作原理，在瞬時無功功率理論的基礎(chǔ)上設(shè)計了諧波電流的檢測方案，提出了有源電力濾波器全數(shù)字化控制系統(tǒng)的實施方案，包括信號調(diào)理、過零檢測、交流采樣、鎖相和濾波等，同時給出部分程序框圖及程序和程序運行結(jié)果。為了進(jìn)行更加深入的理論分析，本文在MATLAB的SIMULINK仿真環(huán)境下建立了有源電力濾波器系統(tǒng)的仿真模型，并對諧波電流檢測方法進(jìn)行了仿真對比。同時，重點進(jìn)行了軟件設(shè)計，包括數(shù)字鎖相環(huán)、低通濾波器等，程序運行結(jié)果取得了令人滿意的效果。 本文以三相并聯(lián)有源電力濾波器為研究對象，設(shè)計了基于DSP芯片的數(shù)字化控制方案，該方案用一片DSP芯片TMS320F2812實現(xiàn)諧波指令電流計算和控制環(huán)節(jié)。并詳細(xì)介紹了該控制方案的軟件設(shè)計。 從目前國外的研究和使用情況來看，有源電力濾波器具有廣闊的應(yīng)用前景。本題目今后的重點發(fā)展方向是進(jìn)行實用化研究。
上傳時間： 2013-04-24
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由于直流調(diào)速的局限性和交流調(diào)速的優(yōu)越性，以及計算機技術(shù)和電力電子器件的不斷發(fā)展，異步電動機變頻調(diào)速技術(shù)正在快速發(fā)展之中。在現(xiàn)代微機技術(shù)的快速發(fā)展下，計算機運行速度不斷提高，指令的執(zhí)行速度也達(dá)到了前所未有的高度，使得復(fù)雜算法應(yīng)用計算機來進(jìn)行實時運算、執(zhí)行成為可能。經(jīng)過最近十幾年的應(yīng)用開發(fā)，交流異步電動機的變頻調(diào)速性能已經(jīng)優(yōu)于直流調(diào)速系統(tǒng)。 目前廣泛研究應(yīng)用的異步電動機調(diào)速技術(shù)有恒壓頻比控制方式、矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制等。本論文中所討論的是異步電動機矢量控制調(diào)速方法，相對于恒壓頻比控制和直接轉(zhuǎn)矩控制，它有動態(tài)性能和低速性能好、調(diào)速范圍寬等優(yōu)點。 本文對異步電動機的數(shù)學(xué)模型的建立進(jìn)行了詳細(xì)的分析和闡述。通過對異步電動機的動態(tài)電磁關(guān)系的分析以及坐標(biāo)變換原理概念的介紹，建立了異步電動機在不同坐標(biāo)系上的數(shù)學(xué)模型，指出了異步電動機的模型特點是一多變量、強藕合的非線性系統(tǒng)。 在對異步電動機的矢量控制原理進(jìn)行闡述時，給出了矢量變換方法實現(xiàn)的步驟，并依次說明了三相異步電動機數(shù)學(xué)模型是如何解耦的。在論述了二相異步電功機的磁場定向原理后，介紹了轉(zhuǎn)子磁鏈的計算方法并設(shè)計了轉(zhuǎn)子磁鏈觀測器。 詳細(xì)地分析了磁通調(diào)節(jié)器，轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的工作原理，并設(shè)計了磁通調(diào)節(jié)器，轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。以DSP為控制核心，設(shè)計了異步電動機的矢量控制系統(tǒng)的硬件，并編制了軟件程序。 運用MATLAB的工具軟件SIMULINK對磁通閉環(huán)的矢量控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真，給出了仿真結(jié)果，并對仿真結(jié)果進(jìn)行了分析。
上傳時間： 2013-04-24
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論文針對兩輪電動車輛(EV)用稀土永磁(REPM)無刷同步電動機(SM)，分別進(jìn)行了正弦波和方波兩種工作方式下的控制技術(shù)研究。論文在全面分析正弦波和方波無刷電機工作原理、調(diào)速控制方法及其性能特點的基礎(chǔ)上，分別對36VDC電動自行車和96VDC電動摩托車用稀土永磁無刷同步電動機進(jìn)行了正弦波、方波驅(qū)動系統(tǒng)的構(gòu)建和控制電路設(shè)計。 論文采用高集成度智能專用芯片與廉價的EEPROM配合作為核心控制單元，生成穩(wěn)定的SPWM脈沖信號，構(gòu)成36VDC正弦波驅(qū)動系統(tǒng)，其外圍電路簡單緊湊，克服了傳統(tǒng)SPWM信號產(chǎn)生方法中微處理機程序容易“跑飛”和模擬系統(tǒng)復(fù)雜的缺陷。同時，采用專用PWM調(diào)制芯片和硬件邏輯器件構(gòu)成96VDC方波驅(qū)動系統(tǒng)，采用寬范圍輸入電壓的開關(guān)電源實現(xiàn)系統(tǒng)的控制供電，將直流電機系統(tǒng)常用的電流截止負(fù)反饋電路引入無刷電機驅(qū)動系統(tǒng)中，提高了大功率方波驅(qū)動系統(tǒng)的可靠性，其原理樣機性能穩(wěn)定，負(fù)載電流可達(dá)30A。 兩種系統(tǒng)測試結(jié)果分析對比表明：相同結(jié)構(gòu)的稀土永磁無刷同步電動機，采用正弦波或方波驅(qū)動控制各有利弊。正弦波驅(qū)動采用變頻調(diào)速，電機運行平穩(wěn)，利用弱磁調(diào)速，還可實現(xiàn)超高速恒功率運行，但易于失步；而方波驅(qū)動采用PWM調(diào)壓調(diào)速，電機則具有良好的控制特性，機械特性較硬，起動轉(zhuǎn)矩大，車輛提速快，適于爬坡，但轉(zhuǎn)矩脈動較大。 綜上所述，采用方波驅(qū)動更適合于兩輪電動車輛的運行特點，論文介紹的方波驅(qū)動系統(tǒng)在電動車輛應(yīng)用領(lǐng)域有著較好的發(fā)展前景。
標(biāo)簽： 電動車輛 驅(qū)動控制 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-04-24
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