本文通過對永磁同步電機進行了建模,提出了永磁同步電機的數學模型。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轉子磁場定向的方案,確立了基于矢量控制PMSM三閉環調節的伺服控制系統的實施方案。給出了伺服系統的設計及伺服控制中的一些控制策略,并進行了仿真驗證,表明該方案是切實可行的。在此基礎上,確立了以MC56F8357為核心的永磁同步電機伺服驅動控制器的硬件系統,搭建了相應的試驗平臺。在Codewarrior集成開發環境下完成了整個伺服控制系統的軟件設計,并在PCMaster的基礎上完成了伺服控制系統上位機控制界面的設計。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的基本要求。
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于PWM整流器的控制策略,并針對電網不平衡情況對三相PWM整流器作了相應的研究。 首先對PWM整流器的原理做了詳細的介紹,主要是拓補結構,工作原理,分別在ABC靜止坐標系、αβ靜止坐標系和dq旋轉坐標系中建立了低頻和高頻數學模型。選擇了電壓型的三相PWM整流器作為研究對象,并在dq坐標系中對其數學模型進行解耦。此外設計了基于TMS320F2812和IPM模塊的硬件實驗系統,介紹了硬件系統的電感和電容的參數設計。 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展起來的三相PWM整流器控制技術,在詳細介紹了傳統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。最后在三相電網不平衡的條件下,研究了對三相VSR的影響。詳細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在電網不平衡條件下的輸入輸出性能。
上傳時間: 2013-06-09
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本文論述了基于ST7FMC的電動摩托車控制系統的研究。 近年來,由于燃油交通工具尾氣排放對城市空氣造成的嚴重污染,以及人們生活水平、環保意識的逐漸提高,綠色交通工具己成為時代發展的重要課題。考慮到我國目前的國情,發展電動車具有重要的環保意義。 隨著電機技術及功率器件性能的不斷提高,電動車的控制器發展迅速。但是目前市場上大多數的電動車產品均采用低集成度元件控制裝置,功能過于簡單,不能充分發揮系統潛力及處理一些特殊的控制問題。 提出了基于意法半導體芯片ST7FMC的永磁無刷直流電動機的控制系統設計方案,進行了低成本、高智能的無刷直流電機控制系統設計,能滿足更多應用場合的需要。主要從以下幾個方面進行了分析與研究: 首先,建立無刷直流電機的數學模型,并分析其電機運行特性。 其次,根據ST專用單片機的特點詳細設計了系統的控制策略:將調速系統設計為電流、速度雙閉環的PI算法控制,以保證調速性能和電流控制精度;采用ST芯片固有的寄存器進行速度的檢測,比較精確;將相電流檢測設計成母線電流PWM On中點檢測;采用了高性能的驅動集成電路IR2136來驅動MOSFET組成的全橋逆變電路;驅動方式采用新型的凸形波驅動控制方法。 最后,組裝了試驗樣車,通過實驗室觀測及實地運行,驗證了系統運行的可靠性。 由此得出結論:本課題設計的基于ST7FMC的電動摩托車控制系統具有運行性能良好、可靠性高的特點,為后續的研究工作提供了一定的基礎。
上傳時間: 2013-05-17
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隨著非線性負載在電網應用中的不斷增加,給電網造成的諧波污染日益嚴重,已成為影響電能質量的重要因素之一。與無源濾波器相比,有源濾波器具有濾波特性好,受電網阻抗影響小,可同時補償諧波和無功等優點,所以,有源電力濾波裝置作為一項有效措施,被廣泛地研究和應用。 本文首先介紹了諧波產生及其嚴重的危害性,綜述了國內外電力系統諧波抑制技術的發展概況以及有源電力濾波器在諧波抑制中的應用前景。闡明了以DSP為核心控制芯片的有源電力濾波器數字控制系統的特點。介紹了有源電力濾波器的結構和工作原理,在瞬時無功功率理論的基礎上設計了諧波電流的檢測方案,提出了有源電力濾波器全數字化控制系統的實施方案,包括信號調理、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果。為了進行更加深入的理論分析,本文在MATLAB的SIMULINK仿真環境下建立了有源電力濾波器系統的仿真模型,并對諧波電流檢測方法進行了仿真對比。同時,重點進行了軟件設計,包括數字鎖相環、低通濾波器等,程序運行結果取得了令人滿意的效果。 本文以三相并聯有源電力濾波器為研究對象,設計了基于DSP芯片的數字化控制方案,該方案用一片DSP芯片TMS320F2812實現諧波指令電流計算和控制環節。并詳細介紹了該控制方案的軟件設計。 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用前景。本題目今后的重點發展方向是進行實用化研究。
上傳時間: 2013-04-24
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由于直流調速的局限性和交流調速的優越性,以及計算機技術和電力電子器件的不斷發展,異步電動機變頻調速技術正在快速發展之中。在現代微機技術的快速發展下,計算機運行速度不斷提高,指令的執行速度也達到了前所未有的高度,使得復雜算法應用計算機來進行實時運算、執行成為可能。經過最近十幾年的應用開發,交流異步電動機的變頻調速性能已經優于直流調速系統。 目前廣泛研究應用的異步電動機調速技術有恒壓頻比控制方式、矢量控制、直接轉矩控制等。本論文中所討論的是異步電動機矢量控制調速方法,相對于恒壓頻比控制和直接轉矩控制,它有動態性能和低速性能好、調速范圍寬等優點。 本文對異步電動機的數學模型的建立進行了詳細的分析和闡述。通過對異步電動機的動態電磁關系的分析以及坐標變換原理概念的介紹,建立了異步電動機在不同坐標系上的數學模型,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。 在對異步電動機的矢量控制原理進行闡述時,給出了矢量變換方法實現的步驟,并依次說明了三相異步電動機數學模型是如何解耦的。在論述了二相異步電功機的磁場定向原理后,介紹了轉子磁鏈的計算方法并設計了轉子磁鏈觀測器。 詳細地分析了磁通調節器,轉矩調節器和轉速調節器的工作原理,并設計了磁通調節器,轉矩調節器,轉速調節器。以DSP為控制核心,設計了異步電動機的矢量控制系統的硬件,并編制了軟件程序。 運用MATLAB的工具軟件SIMULINK對磁通閉環的矢量控制系統進行仿真,給出了仿真結果,并對仿真結果進行了分析。
上傳時間: 2013-04-24
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超聲波電機是上個世紀八十年代逐步發展起來的新型微電機。它利用壓電陶瓷逆壓電效應激發的超聲振動作為驅動力,通過定轉子間的摩擦力來驅動轉子運動。與傳統的電磁馬達相比,它具有低速大轉矩、無電磁干擾、動作相應快、運行無噪聲、無輸入時能自鎖等卓越特性,在非連續運動領域、精密控制領域要比傳統的電磁電機性能優越得多。目前,旋轉型超聲波電機,尤其是環形行波型超聲波電機,在工業、辦公、過程自動化等領域的伺服系統中作為直接驅動執行器得到廣泛的關注。 本論文主要研究并設計了用于超聲波電機控制驅動的小型控制系統。其目的是針對市場需要,提供給用戶一種價格較低、體積小、性能指標適中,操作簡便,能夠實現快速定位,速度可調節的標準的閉環控制器。 控制器的核心為MSP430F167。課題對外圍檢測、控制、驅動電路進行相關的研究和設計,并按照控制器的需求設計相應的軟件。最后給出實驗結果:系統運行穩定,速度曲線較為理想,達到了最初的設計要求。 系統總結了超聲波電機的發展、特點、分類,通過與傳統電磁電機的對比給出了超聲波電機的廣闊的應用前景。在此基礎上,指出了超聲波電機研究的發展方向,明確了本文的研究內容。 總結了環形行波型超聲波電機的結構特點、運行機理,并在此基礎上總結了環形行波型超聲波電機調頻、調相、調幅等控制方法以及推挽、半橋和全橋驅動逆變電路的優缺點。 本課題設計了基于超聲波電機的控制驅動系統電路。首先,提出了本次設計的設計思想及目的;其次,介紹了本設計的控制器硬件電路具體設計過程以及調頻調速的實現方式。然后,詳細介紹了該控制系統的軟件構成,包括上位機軟件、下位機軟件以及通訊部分。詳細闡述了在本控制系統中的調速、定位原理。最后通過實驗結果說明了該小型控制系統的有效性。
上傳時間: 2013-07-18
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微型燃微型燃氣輪發電機組由渦輪機、壓縮機、燃燒室、回熱器、軸承、高速發電機、電力變換系統、噴油系統等部分組成。它是一種環保型發電裝置,它可用作常規機組或緊急備用電源,也可以用于分布式發電及冷熱電聯供系統、汽車混合動力系統和微型燃機-燃料電池聯合系統等領域。因此,研究這種動力裝置具有很重要的實用意義。 本文在分析了微型燃氣輪發電機組及其控制技術發展現狀的基礎上,根據設計要求,機組控制系統應能保證機組安全穩定運行,保證機組在任何情況下,不發生超溫、超轉現象。同時應考慮機組從點火、加速、直至額定運行過程中,使機組能夠充分預熱,以降低對機組的熱沖擊,提高機組壽命。機組轉子轉速達到95%額定轉速后投入按額定轉速控制的閉環控制,保證發電機輸出電壓和電力輸出單元穩定工作。當發生一般性故障(按給定列表)且為無人職守狀態時,機組控制系統應正常停車:當機組發生一般性故障且為有人職守時,機組控制系統應發出聲光報警。當機組發生嚴重故障時機組控制系統應發出聲光報警并緊急停車。同時還應考慮設置機組調試時所需的與其它通信的數據接口。提出了微型燃氣輪發電機組控制系統的設計方案。 根據確定的方案和工程實際要求,完成了控制系統的結構、硬件和軟件的設計。以西門子S7-300PLC及相關的開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊作為發電機組的中心控制單元。完成了各PLC模塊硬件連接電路的設計,以及系統供電電路的設計,并完成了微型燃機發電機組的起動控制、檢測報警及停車控制的軟件設計。編程采用梯形圖語言,使程序更具可讀性。 本文采用德國西門子S7-300PLC及配套的I/0卡件作為微型燃機控制系統的主控制器;選用沈陽工業大學研制的全自動浮動式充電器作為電機的啟動直流電源;采用啟停自鎖邏輯解決了在停車后徹底切斷電瓶負載的問題。
上傳時間: 2013-04-24
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文中設計完成了以數字信號處理器DSP為控制核心,以智能控制功率模塊IPM為驅動,以無刷直流電機作為伺服電機的一套高性能的電梯門機交流伺服系統。 論文闡述了設計的目的,給出了電機的選擇,介紹了無刷直流電機的優點;說明了門機運行曲線的形成及加減速運行時按S曲線方式運行的優點,并給出了加減速運行時S曲線的具體形成方法;針對門機控制系統的控制策略進行了詳細的研究,將自適應控制理論引入了電梯的門機控制系統中,并針對模型參考自適應控制的方法進行了分析,該方法的實施使系統的性能得到了提高。 系統采用TMS320LF2407A作為電梯的門機控制系統的核心控制器,對TMS320LF2407A作了詳細的介紹。文中對系統采用了全數字化設計,完成了總體硬件電路的設計,主要包括計算控制電路、信號采集電路、鍵盤輸入及顯示電路、驅動及保護電路等,并對每一部分電路的設計進行了具體的說明;驅動電路選用了智能控制功率模塊IPM,并針對所選模塊進行了說明。 在系統軟件設計中,采用對曲線進行離散的方式,給出了門機運行的參考模型,并根據采集的信號與參考模型進行對比,求出加/減速運行時S曲線實現的補償算法;并針對運行參數變化的影響,提出了對門機系統進行自適應控制的方法,給出了系統軟件的流程。 通過對系統的硬件及軟件的設計,實現了對電梯門機系統安全、可靠、平穩控制的目的。
上傳時間: 2013-06-22
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隨著社會生產的發展和人民生活水平的提高,對供電質量的要求也越來越高,電壓是標志電能質量的一個基本技術指標,它與無功功率密切相關。本文闡述了電壓無功綜合控制對于電力系統運行及工農業生產的重大意義;綜述了國內外在這一領域中的研究所取得的成果、面臨的問題和發展的前景。針對目前我國應用最為廣泛、性能價格比最佳的并聯電容與有載調壓變壓器綜合控制裝置的研制開發中所涉及的問題進行了較全面的分析與研究,提出了一種符合當前變電站綜合自動化發展需要的可靠性高、組態靈活、功能齊全的變電站電壓無功綜合控制方案。該方案主控單元選用抗干擾能力強、指令豐富、擴展靈活、通訊聯網能力強的西門子S7-226PLC作為控制核心;參數檢測單元選用可靠性高、具有通訊功能的智能型綜合電量變送器;控制主機通過與參數檢測單元通訊獲得所需參數,同時還可與上位機或其他具有串口的設備通訊。采用的電壓無功控制策略,從系統的實際需要出發,充分考慮了影響電壓無功控制效果的主要因素,控制決策以實時計算數據為參考,控制精度高,并有效避免了無效調節對設備及系統造成的危害;控制軟件根據已經確定的控制算法做出控制決策并能夠完成系統運行方式的自動識別、電容器的循環投切,電容器及分接頭的保護及通訊等功能。文中還闡述了電容器接線形式選擇、串聯電抗及高壓真空開關的選擇依據以及變壓器調檔控制原理。 理論分析和仿真計算均證明了本文中所提出的控制策略的精確性和嚴密性;試驗證明了該設計方案先進、靈活、可靠、功能齊全,符合電力系統自動化對控制裝置的要求。
上傳時間: 2013-06-01
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直接轉矩控制技術,是繼矢量控制技術之后出現的又一種新的控制思想,其控制手段直接,系統響應迅速,具有優良的靜、動態特性,系統魯棒性好,因而受到了普遍關注并得到了迅速發展。 本論文從交流調速技術的發展開始,分析了異步電機直接轉矩控制的基本原理,推導了u-l、i-n兩種磁鏈模型,并對這兩種磁鏈模型的適應范圍和特點進行了分析,然后推導了在全速范圍都適用的u-n模型。u-n模型的特點是:低速下工作于i-n模型,高速下工作于u-i模型,高低速之間自然過渡,加之引入電流調節器對電流觀測值進行補償,大大提高了模型的觀測精度。 然后以交流電力機車為例,介紹了直接轉矩控制技術在交流調速系統中的應用,并根據電力機車的牽引特性,設計了不同的控制策略: (1)低速區:采用圓形磁鏈的直接轉矩控制; (2)高速區:采用六邊形磁鏈的直接轉矩控制; (3)弱磁區:通過改變磁鏈給定值來調節轉矩,實現恒功率調節。 同時應用MATLAB/SIMULINK軟件建立了直接轉矩控制系統的仿真模型,并得出了仿真結果,驗證了該方法的正確性。 最后介紹了無速度傳感器的直接轉矩控制方法,推導了基于模型參考自適應(MRAS)理論的轉子轉速的辨識方法,建立了轉子轉速的辨識模型,并得到了仿真結果。
上傳時間: 2013-04-24
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