電壓源型PWM逆變器在當前的工業(yè)控制中應用越來越廣泛，在其應用領域中，交流電動機的運動控制是其很重要的組成部分。在PWM逆變器的控制過程中，設置死區(qū)是為了避免逆變器的同一橋臂的兩個功率開關器件發(fā)生直通短路。盡管死區(qū)時間很短，然而當開關頻率很高或輸出電壓很低時，死區(qū)將使逆變器輸出電壓波形發(fā)生很大畸變，進而導致電動機的電流發(fā)生畸變，電機附加損耗增加，轉(zhuǎn)矩脈動加大，最終導致系統(tǒng)的控制性能降低，甚至可能導致系統(tǒng)不穩(wěn)定。為此，需要對逆變器的死區(qū)進行補償。本文針對連續(xù)空間矢量調(diào)制提出了一種改進的減小零電流鉗位和寄生電容影響的死區(qū)效應補償方法；針對斷續(xù)空間矢量調(diào)制提出了通過改變空間矢量作用時間，來改變驅(qū)動信號脈沖寬度的補償方法，并對這兩種方法進行了理論分析和仿真研究。 本文首先詳細分析了死區(qū)時間對逆變器輸出電壓和電流的影響，以及功率開關器件寄生電容對輸出電壓的影響。其次對已提出的減小零電流鉗位和寄生電容影響的死區(qū)效應補償方法進行了理論分析，該方法先計算出補償電壓，再對由零電流鉗位現(xiàn)象引起的補償電壓極性錯誤進行校正，極性校正的參考量為d軸補償電壓的幅值，然而補償電壓的大小隨電流的變化而變化，因此該方法存在電壓極性校正時參考量為變化量的缺點，而且該方法只適用于id=0的控制方式，適用性較差。針對這些問題，本文提出了改進的減小零電流鉗位和寄生電容影響的補償方法，改進后的方法是先對由零電流鉗位現(xiàn)象引起的電流極性錯誤進行校正，然后再計算補償電壓的大小，電流極性校正時的參考量為三相電流極性函數(shù)轉(zhuǎn)化到γ-坐標系的函數(shù)sγ的幅值，sγ的幅值與補償電壓大小無關為恒定值，而且適用于任何控制方式，適應性強。再次把改進的減小零電流鉗位和寄生電容影響的死區(qū)效應補償方法應用到PMSM矢量控制系統(tǒng)中，采用MATLAB和Pspice兩種方法進行了仿真研究，仿真結(jié)果驗證了補償方法的有效性。對兩種仿真結(jié)果的對比分析，表明PSpice模型能更好的模擬逆變器的非線性特性。 最后，文章分析了連續(xù)空間矢量調(diào)制和斷續(xù)空間矢量調(diào)制的輸出波形的區(qū)別和死區(qū)對兩種波形影響的不同。針對DSP芯片TMS320LF2407A硬件產(chǎn)生的斷續(xù)SVPWM波，提出了根據(jù)電壓矢量和電流矢量的相位關系，通過改變空間矢量作用時間，來改變驅(qū)動信號脈沖寬度，對其進行死區(qū)補償?shù)姆椒ā＝o出了基本空間矢量作用時間調(diào)整的實現(xiàn)方法，并建立了MATLAB仿真模型，進行仿真研究，仿真結(jié)果驗證了補償方法的正確性和有效性。
上傳時間： 2013-06-04
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超聲波電機（Ultrasonic Motor，簡稱USM）是近二十年來發(fā)展起來的一種新原理微型電機，該類電機不同于傳統(tǒng)的電磁感應電機，它是利用壓電陶瓷的逆壓電效應激發(fā)超聲振動，借助彈性體諧振放大，通過摩擦耦合使運動體產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)或直線運動。這種電機具有結(jié)構(gòu)緊湊、響應快、低速大力矩、不受電磁干擾、斷電自鎖等優(yōu)點，在微型機械、機器人、精密儀器、家用電器、汽車、航空航天等方面有著廣泛的應用前景。 二十多年來超聲波電機的研究取得了很大的進展，有些機型已經(jīng)逐步產(chǎn)業(yè)化。為了適應超聲波電機推廣應用和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的需要，必須加強電機驅(qū)動控制技術的研究工作。目前，小型化、通用化、高性能的驅(qū)動電源和簡單、實用的控制技術已成為國內(nèi)外研究的熱點。本文總結(jié)了國內(nèi)外關于超聲波電機的驅(qū)動控制技術以及其驅(qū)動電源的設計理論與經(jīng)驗，分析了電機的阻抗特性及其諧振頻率漂移的影響因素。在此基礎上，本文提出了基于保持電機驅(qū)動電壓、電流間相位差恒定不變的頻率跟蹤方法，設計了一種新型的超聲波電機驅(qū)動電源。 本文開展的主要研究工作如下： （1）簡要介紹了超聲波電機的基本原理、獨特優(yōu)點、發(fā)展歷史以及本論文的選題意義和主要內(nèi)容。 （2）分析了超聲波電機的阻抗特性，在此基礎上研究了電機頻率漂移的原因及不利影響，總結(jié)了各種實現(xiàn)頻率跟蹤的方法。 （3）在理論分析的基礎上，提出了基于保持超聲波電機驅(qū)動電壓、電流間相位差恒定不變的頻率跟蹤方法，該方法可以由鎖相環(huán)CD4046實現(xiàn)。 （4）對所設計的超聲波電機驅(qū)動電源進行實驗，從實驗結(jié)果可知該電源能夠有效地驅(qū)動電機，并且頻率跟蹤的效果較好，電機轉(zhuǎn)速的變化可穩(wěn)定在4％左右。
標簽： 頻率 自動跟蹤 電機驅(qū)動電源
上傳時間： 2013-06-27
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直接轉(zhuǎn)矩控制技術是繼矢量控制技術之后交流調(diào)速領域中新興的控制技術，它采用空間矢量的分析方法，在定子坐標系下計算并控制轉(zhuǎn)矩和磁鏈，以獲得轉(zhuǎn)矩的高動態(tài)性能。比較于矢量控制，它省去了復雜的矢量變換，克服了對電機轉(zhuǎn)子參數(shù)的依賴性，具有轉(zhuǎn)矩響應快的優(yōu)點。然而，異步電動機的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)存在轉(zhuǎn)矩、電流和磁鏈脈動較大，開關頻率不恒定的問題。本文在傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制的基礎上，針對其存在的缺點提出了基于空間矢量脈寬調(diào)制的直接轉(zhuǎn)矩控制策略。 這種新型的直接轉(zhuǎn)矩控制策略使空間矢量脈寬調(diào)制技術和直接轉(zhuǎn)矩控制技術相結(jié)合。把電動機和PWM逆變器看成一體，使電動機獲得賦值恒定的近似理想的圓形磁場，解決其轉(zhuǎn)矩、電流、磁鏈脈動大，開關頻率不恒定的問題。在論文撰寫的過程中做了如下工作： 根據(jù)電機原理和坐標變換理論，建立定子正交α—β兩相靜止坐標系下的異步電動機的數(shù)學模型，包括電機的磁鏈模型、轉(zhuǎn)矩模型和運動方程。 設計PI控制器，該控制器把轉(zhuǎn)矩和磁鏈誤差信號轉(zhuǎn)換成參考電壓，然后通過坐標變換把參考電壓變換成SVPWM模塊所需的指令電壓，對SVPWM模塊進行控制。 設計SVPWM控制模塊，其中設計了期望電壓空間矢量的合成方法，矢量區(qū)段的判斷，計算了開關器件的導通時間和時刻。 通過理論分析和設計各個模塊，組成了控制系統(tǒng)逆變器部分的仿真模型。在MATLAB/SIMULINK仿真工具箱中搭建仿真模型，通過設置合理的仿真參數(shù)、電機參數(shù)、給定量參數(shù)以及PI控制器的控制參數(shù)對系統(tǒng)進行仿真研究，從而在理論上驗證系統(tǒng)設計的正確性。 仿真實驗結(jié)果證明了這種基于空間矢量脈寬調(diào)制的直接轉(zhuǎn)矩控制方法可以有效改善直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的性能。減小傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制中的磁鏈和轉(zhuǎn)矩脈動，并使逆變器工作在恒定的開關頻率。最后總結(jié)論文所做的研究工作，并展望了今后的研究重點和方向。
標簽： SVPWM 異步電動機 直接轉(zhuǎn)矩
上傳時間： 2013-04-24
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本文設計的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)由上位機、PLC、變頻器、壓力變送器等組成。本系統(tǒng)包含三臺水泵電動機，采用通用變頻器來實現(xiàn)對三相水泵電動機組的軟啟動和變頻調(diào)速，運行切換采用“先開先停”的原則。壓力變送器檢測當前水壓信號，送入PLC與設定值經(jīng)PID比較運算，從而控制變頻器的輸出電壓和頻率，進而改變水泵電動機組的轉(zhuǎn)速來改變供水量，最終保持管網(wǎng)壓力恒定在設定值附近。把模糊控制算法引入到控制系統(tǒng)中，從而改善了系統(tǒng)的靜動態(tài)特性。 模糊控制是一種不依賴于被控過程數(shù)學模型的仿人思維的控制技術。它可以利用領域?qū)＜业牟僮鹘?jīng)驗或知識建立被控系統(tǒng)的模糊規(guī)則，有較好的知識表達能力。但傳統(tǒng)的模糊控制同PID算法一樣，均為“事后調(diào)節(jié)”，因而對大遲延對象的控制效果不是很理想。預測控制的核心是不僅注意過去及現(xiàn)在的目標值，而且注意將來的目標值，使受控量和目標值的偏差盡可能地小，從而提高系統(tǒng)的控制性能。預測控制和模糊控制是各自獨立發(fā)展起來的兩類控制方法，在二者充分發(fā)展的基礎上，提出將預測的思想和模糊的思想結(jié)合起來，形成一種新的控制方法——模糊預測控制FPC。 本文將FPC技術應用于供水系統(tǒng)，設計出自調(diào)整修正因子模糊PID控制器，克服了傳統(tǒng)PID控制設計中的參數(shù)調(diào)整困難的問題。模糊PID控制是在大誤差范圍內(nèi)采用模糊控制，以提高動態(tài)響應速度；在小誤差范圍內(nèi)采用PID控制，引入積分控制作用以消除靜態(tài)誤差，提高控制精度。本設計通過變頻調(diào)速實現(xiàn)恒水壓控制，并針對系統(tǒng)的時滯特點采用Smith預估控制器進行補償。利用Matlab對其模型進行仿真，仿真結(jié)果與傳統(tǒng)控制算法相比較，該算法具有魯棒性好，實現(xiàn)簡單，易于在線調(diào)整等優(yōu)點，系統(tǒng)響應曲線沒有超調(diào)，系統(tǒng)的建立時間比較短，抗干擾能力強。 通過對上位機和PLC之間通信的分析和研究，完成了上、下位機的通信設置，給出了上位機監(jiān)控程序編寫方法，通過通信模塊實現(xiàn)了對供水系統(tǒng)的遠程監(jiān)控及故障報警。 所開發(fā)的系統(tǒng)將FPC與PLC相結(jié)合，克服了傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)器的缺點，充分發(fā)揮了PLC控制靈活、編程方便、適應性強的優(yōu)點，提高了控制的精確度。實驗結(jié)果表明，該系統(tǒng)能對異步電動機轉(zhuǎn)速實現(xiàn)精確控制，實用性強，具有一定的推廣價值。
標簽： PLC FPC 變頻調(diào)速系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-19
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由于傳統(tǒng)照明技術存在的種種弊端和能源的日益短缺，現(xiàn)代生產(chǎn)和生活的發(fā)展迫切需要一種高效節(jié)能、無污染、無公害的綠色照明技術取代傳統(tǒng)照明技術。固體LED光源作為一種新型節(jié)能環(huán)保光源，顯示出了巨大的發(fā)展?jié)摿Α?論文首先介紹了一種市電供電的兩級變換的發(fā)光二極管冗余驅(qū)動電路，通過第一級電路將市電整流并穩(wěn)壓輸出，供電給第二級N+1冗余DC/DC變換電路，通過電流型閉環(huán)反饋對負載輸出恒定的電流電壓。通過PSIM仿真軟件進行分析，發(fā)現(xiàn)該電路不但輸出穩(wěn)定，而且具有很高的安全性。其次，論文對軟開關變換技術進行了較為詳細的介紹，分析討論了適用于Buck電路的多種軟開關變換方法，著重研究了零電壓轉(zhuǎn)換PWM變換器在LED驅(qū)動電路中的應用。論文的最后一部分結(jié)合太陽能發(fā)電技術分析了太陽能LED路燈系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和工作原理，重點論述了太陽能路燈設計中太陽能組件最大功率跟蹤、蓄電池安全高效充放電、LED燈具散熱等問題，提出了一種新型的最大功率跟蹤方法以及一種安全性較高的蓄電池供電方法。結(jié)合實際設計了一套太陽能LED路燈的參數(shù)以及組件選型，為實際設計太陽能LED路燈提供了部分理論依據(jù)。 關鍵詞：LED；驅(qū)動冗余電路；軟開關；太陽能LED路燈；最大功率跟蹤；鉛酸蓄電池；LED燈具散熱
上傳時間： 2013-05-23
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直接轉(zhuǎn)矩控制技術在電力機車牽引、汽車工業(yè)以及家用電器等工業(yè)控制領域得到了廣泛的應用。在運動控制系統(tǒng)中，直接轉(zhuǎn)矩控制作為一種新型的交流調(diào)速技術，其控制思想新穎、控制結(jié)構(gòu)簡單、控制手段直接、轉(zhuǎn)矩響應迅速，正在運動控制領域中發(fā)揮著巨大的作用。雖然直接轉(zhuǎn)矩控制的優(yōu)勢是矢量控制所不能實現(xiàn)的，但是直接轉(zhuǎn)矩控制依然存在一系列不能忽視的問題。直接轉(zhuǎn)矩控制采用兩點式轉(zhuǎn)矩和磁鏈滯環(huán)控制器，使轉(zhuǎn)矩和磁鏈被控制在給定值的一定范圍以內(nèi)，這種控制方法不可避免地帶來電機輸出轉(zhuǎn)矩脈動過大和逆變器開關頻率不恒定等問題。直接轉(zhuǎn)矩控制采用定子磁鏈定向，只用便于測量的定子電阻來估計定子磁鏈，這樣在低速運行時會帶來磁鏈估計的誤差。雖然在全速范圍內(nèi)估計定子磁鏈運用低速時采用的電流-轉(zhuǎn)速模型和高速時采用的電壓-電流模型的合成模型，即電壓-轉(zhuǎn)速模型，然而兩種模型的平滑切換又是一個新的問題。直接轉(zhuǎn)矩控制在基頻以下調(diào)速的理論和應用已經(jīng)實現(xiàn)，在基頻以上的弱磁調(diào)速范圍內(nèi)的理論和應用還需要進一步的研究。 為了解決這些問題，本文針對異步電動機在兩相靜止坐標系下的數(shù)學模型，對傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)和兩種改進的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)進行了研究。在傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中，詳細討論了定子磁鏈估計的三種基本模型，設計了定子磁鏈估計的加權模型，使電機在全速運行的范圍內(nèi)都能夠得到準確的定子磁鏈。針對轉(zhuǎn)矩脈動過大和逆變器開關頻率不恒定的問題，本文設計了兩種改進的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)。在基于占空比控制的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中，通過對一個采樣周期內(nèi)非零電壓矢量作用時間占采樣周期的占空比的優(yōu)化，解決了轉(zhuǎn)矩脈動過大的問題；在一個采樣周期內(nèi)，從非零電壓矢量到零電壓矢量的轉(zhuǎn)換只有一次，實現(xiàn)了開關頻率的恒定。在基于滑模變結(jié)構(gòu)的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中，本文設計了轉(zhuǎn)矩和磁鏈滑模變結(jié)構(gòu)控制器代替?zhèn)鹘y(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)矩和磁鏈滯環(huán)控制器；運用空間矢量脈寬調(diào)制技術，實現(xiàn)了開關頻率的恒定。本文把傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)和兩種改進的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)擴展到基頻以上的弱磁范圍內(nèi)的異步電動機調(diào)速系統(tǒng)中，對其進行了相關研究。 為了驗證上述各種控制系統(tǒng)的正確性和有效性，本文采用Matlab/Simulink仿真軟件對其進行了仿真驗證。針對傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，對定子磁鏈估計的加權模型進行了仿真驗證。仿真結(jié)果表明所設計的定子磁鏈的加權模型能夠在電機運行的全速范圍內(nèi)準確地估計定子磁鏈。針對基于占空比控制的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)和基于滑模變結(jié)構(gòu)的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，本文分別對負載轉(zhuǎn)矩有擾動和無擾動、給定轉(zhuǎn)速為恒定值和不為恒定值四種情況進行了仿真驗證，并分別和傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的仿真結(jié)果進行了對比。仿真結(jié)果表明，兩種改進的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)均能有效的減小轉(zhuǎn)矩脈動和轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)誤差。針對電機運行在基頻以上的弱磁調(diào)速情形，本文運用三種不同的直接轉(zhuǎn)矩控制方法分別進行了仿真驗證。仿真結(jié)果表明，兩種改進的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)在弱磁調(diào)速范圍內(nèi)依然優(yōu)于傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，依然能夠減小轉(zhuǎn)矩脈動和轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)誤差。
標簽： 異步電機 直接轉(zhuǎn)矩 控制理論
上傳時間： 2013-04-24
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隨著無線通信技術的不斷發(fā)展和社會需求的日益增長，對通信系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量和容量的要求也越來越大。現(xiàn)代通信系統(tǒng)為了追求更高的數(shù)據(jù)速率和頻譜效率，更趨向于采用非恒定包絡的調(diào)制方式，而非恒定包絡調(diào)制方式對功率放大器的非線性非常敏感，加上現(xiàn)代通信系統(tǒng)對功率放大器的效率提出了更高的要求，以及功率放大器本身有限的線性度，這就使功率放大器線性化技術成為無線通信系統(tǒng)的關鍵技術之一。 本文對功率放大器的線性化技術進行了系統(tǒng)的研究。首先，介紹功率放大器的非線性特性、記憶效應產(chǎn)生原理和常見的各種線性化技術，重點研究了目前流行的自適應數(shù)字預失真技術原理。其次，介紹了功率放大器的無記憶模型和有記憶模型，以及兩種實用的預失真實現(xiàn)方法--查表法和多項式法，在此基礎上重點研究了基于QRD_RLS自適應算法的記憶多項式法預失真技術，對該算法進行了Matlab仿真分析，為后面的FPGA實現(xiàn)奠定基礎。最后，確定了數(shù)字預失真實現(xiàn)的架構(gòu)，介紹了與QRD_RLS算法實現(xiàn)相關的CORDIC技術、復數(shù)Givens旋轉(zhuǎn)及Systolic陣等原理，詳細闡述了基于CORDIC技術的復數(shù)QRD_RLS算法的Systolic實現(xiàn)，從而在FPGA上實現(xiàn)了數(shù)字預失真。 在軟件無線電思想的指導下，本文利用System Generator軟件完成了基于QRD_RLS算法的記憶多項式法的數(shù)字預失真的FPGA設計，并且在硬件平臺上檢驗了預失真效果。
標簽： FPGA 射頻功放 數(shù)字預失真
上傳時間： 2013-04-24
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系統(tǒng)采用ATME189S52 為微控制器(MCE)核心，實現(xiàn)了可控的恒定直流電流源設計。核心恒流模塊采用自反饋電路連接大功率場效應管IRFZ44NL，使得電流輸出范圍達到20~2000
上傳時間： 2013-07-05
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計的PFM 控制模式的開關型DC/DC 升壓恒流芯片，通過外接電阻可使輸出電流值恒定在0mA～500mA。
上傳時間： 2013-04-24
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TP4057 一款完整的單節(jié)鋰離子電池充電器，帶電池正負極反接保護，采用恒定電流/恒定電壓線性控制。其SOT封裝與較少的外部元件數(shù)目使得TP4057 便攜式應用的理想選擇。TP4
上傳時間： 2013-08-04
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