隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅猛發(fā)展,對作為工業(yè)裝備重要驅(qū)動源之一的伺服系統(tǒng)的性能提出了越來越高的要求。永磁同步電機(jī)( PMSM)作為交流伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件具有結(jié)構(gòu)簡單、功率密度高、效率高、易于散熱及維護(hù)保養(yǎng)等優(yōu)點(diǎn),正得到越來越廣泛地應(yīng)用。要構(gòu)建高性能的伺服系統(tǒng),好的伺服控制系統(tǒng)則必不可缺,本論文主要圍繞高性能的永磁同步電流伺服控制系統(tǒng)這一主題展開研究。 根據(jù)永磁同步電機(jī)的動態(tài)dq數(shù)學(xué)模型,從實(shí)現(xiàn)高性能的轉(zhuǎn)矩控制出發(fā),對永磁同步電機(jī)的矢量控制技術(shù)和直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)等控制策略進(jìn)行了比較分析。針對本伺服系統(tǒng)永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)特點(diǎn),選用了具有線性控制轉(zhuǎn)矩特性,能獲得比較平穩(wěn)轉(zhuǎn)矩輸出的基于轉(zhuǎn)子磁場定向的id=0的矢量控制策略,同時(shí)還介紹了該策略的重要組成部分空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)(SVPWM),并在MATLAB仿真平臺對所選控制方案進(jìn)行了仿真研究。 對控制系統(tǒng)的軟件部分進(jìn)行了設(shè)計(jì),詳細(xì)分析了針對16位定點(diǎn)DSP控制器TMS320LF2407A的程序設(shè)計(jì)特點(diǎn),建立了電機(jī)的標(biāo)幺值模型,解決了變量的定標(biāo)問題。并介紹了電機(jī)控制程序的總體結(jié)構(gòu)以及相關(guān)模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)過程。 為實(shí)現(xiàn)高性能的伺服控制系統(tǒng),使伺服系統(tǒng)輸出平滑的轉(zhuǎn)矩,本文還對電壓型PWM逆變器“死區(qū)效應(yīng)”引入的轉(zhuǎn)矩脈動進(jìn)行了分析,分析表明了在永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)中,由“死區(qū)效應(yīng)”造成的誤差電壓矢量與永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子位置之間的關(guān)系,并應(yīng)用一種實(shí)用的死區(qū)補(bǔ)償技術(shù)減小了轉(zhuǎn)矩脈動,提高了系統(tǒng)的性能。 最后在伺服系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺上對伺服控制系統(tǒng)進(jìn)行綜合調(diào)試,并在此基礎(chǔ)上做了大量的實(shí)驗(yàn)研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明系統(tǒng)性能可靠且擁有優(yōu)良的調(diào)速性能。
標(biāo)簽: 永磁同步電機(jī) 伺服控制 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間: 2013-06-18
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隨著國內(nèi)交流伺服電機(jī)等硬件技術(shù)逐步成熟,高運(yùn)算能力的控制芯片與電機(jī)控制技術(shù)相結(jié)合,具有高效、節(jié)能和可移植性好等特點(diǎn),這樣使得交流伺服系統(tǒng)成為現(xiàn)代電機(jī)伺服驅(qū)動系統(tǒng)的一個(gè)發(fā)展趨勢。 本文主要是基于MCU研究和設(shè)計(jì)了交流永磁電機(jī)位置伺服控制系統(tǒng)。針對三相永磁同步電機(jī)的物理方程,通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,在d-q旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下建立轉(zhuǎn)矩方程,采用Id=0的矢量控制策略,建立一套完整的全數(shù)字交流位置伺服控制系統(tǒng)。 硬件方面,采用的是瑞薩公司專用電機(jī)控制Tiny系列芯片M30262F8作為控制芯片,并由三菱公司的第三代IPM模塊PS21564實(shí)現(xiàn)功率驅(qū)動,簡化了系統(tǒng)電路,縮小了系統(tǒng)的體積,提高了系統(tǒng)的可靠性。由交流電流傳感器檢測三相定子繞組電流;由增量式磁性編碼器檢測永磁轉(zhuǎn)子位置,并設(shè)計(jì)一種比較快速的轉(zhuǎn)子初始檢測方法。 軟件方面,采用結(jié)構(gòu)化語言C和單片機(jī)M16C匯編語言混編,實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)初始化、三環(huán)控制、電流跟隨型PWM控制,提高編寫代碼的效率,同時(shí)保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制性能;由軟件方式實(shí)現(xiàn)經(jīng)典PID控制和簡單模糊控制相結(jié)合構(gòu)成“串聯(lián)校正”閉環(huán)控制系統(tǒng),提高了系統(tǒng)的快速性和抗干擾能力。此外,本文對控制策略進(jìn)行了研究,闡述了模糊PID控制策略;還介紹了SPWM、SVPWM和跟隨型PWM調(diào)制。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文所設(shè)計(jì)的伺服控制系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)電機(jī)的啟動,調(diào)速和定位等,并能達(dá)到系統(tǒng)的性能指標(biāo)。
標(biāo)簽: 位置伺服 控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-05-19
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高速、高精度已經(jīng)成為伺服驅(qū)動系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,而位置檢測環(huán)節(jié)是決定伺服系統(tǒng)高速、高精度性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。光電編碼器作為伺服驅(qū)動系統(tǒng)中常用的檢測裝置,根據(jù)結(jié)構(gòu)和原理的不同分為增量式和絕對式。本文從原理上對增量式光電編碼器和絕對式光電編碼器做了深入的分析,通過對比它們的特性,得出了絕對式光電編碼器更適合高速、高精度伺服驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)論。 絕對式光電編碼器精度高、位數(shù)多的特點(diǎn)決定其通信方式只能采取串行傳輸方式,且由相應(yīng)的通信協(xié)議控制信息的傳輸。本文首先針對編碼器主要生產(chǎn)廠商日本多摩川公司的絕對式光電編碼器,深入研究了通信協(xié)議相關(guān)的硬件電路、數(shù)據(jù)幀格式、時(shí)序等。隨后介紹了新興的電子器件FPGA及其開發(fā)語言硬件描述語言Verilog HDL,并對基于FPGA的絕對式編碼器通信接口電路做了可行性的分析。在此基礎(chǔ)上,采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法,將整個(gè)接口電路劃分成發(fā)送模塊、接收模塊、序列控制模塊等多個(gè)模塊,各個(gè)模塊采用Verilog語言進(jìn)行描述設(shè)計(jì)編碼器接口電路。最終的設(shè)計(jì)在相關(guān)硬件電路上實(shí)現(xiàn)。最后,通過在TMS320F2812伺服控制平臺上編寫的硬件驅(qū)動程序驗(yàn)證了整個(gè)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)功能,達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。
上傳時(shí)間: 2013-07-11
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這篇論文在系統(tǒng)分析國內(nèi)外雷達(dá)伺服控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,選定以ARM為內(nèi)核的基于ARM+FPGA的雷達(dá)伺服控制器為研究對象。 首先,根據(jù)雷達(dá)伺服控制系統(tǒng)功能要求與性能指標(biāo),進(jìn)行系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì):選擇基于ARM920T的S3C2410和Altera公司的FPGA芯片EP1C12Q240作為主控芯片,ARM與FPGA的連接形式采用中斷+存儲器的形式;將ARM與FPGA上多余的引腳引出作為將來升級的需要;還畫出ARM+FPGA的雷達(dá)伺服控制器的系統(tǒng)圖并制作了PCB板。 其次,選用PID對伺服系統(tǒng)進(jìn)行控制,模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)綜合了模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn),并利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對PID參數(shù)進(jìn)行在線調(diào)整。用Matlab7.1進(jìn)行仿真,其結(jié)果表明:該控制算法對系統(tǒng)具有良好的控制效果,性能較常規(guī)PID得到較大改善。 最后,根據(jù)FPGA在伺服系統(tǒng)主要任務(wù),用VHDL語言和原理圖在FPGA芯片中分別編制實(shí)現(xiàn)DAC0832接口控制功能、光電編碼器與脈沖發(fā)生電路的程序代碼;并在Quartus II6.0環(huán)境下通過仿真,且得到仿真的波形符合系統(tǒng)功能要求。采用C語言編寫在ARM中實(shí)現(xiàn)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制算法的代碼,通過CodeWarrior for ARM的編譯無誤后,生成可執(zhí)行文件.axf,,調(diào)用AXD進(jìn)行在線仿真調(diào)試。仿真結(jié)果表明:模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID算法對伺服系統(tǒng)能夠進(jìn)行有效控制。 結(jié)果表明:ARM作為伺服控制器的內(nèi)核,其性價(jià)比與集成度高:用FPGA芯片實(shí)現(xiàn)接口電路使伺服控制器的可靠性高、速度快、可配置及連接方式靈活。因此采用基于ARM+FPGA的雷達(dá)伺服控制器,提高了系統(tǒng)的開放性、實(shí)時(shí)性、可靠性,降低了系統(tǒng)功耗,具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
標(biāo)簽: ARMFPGA 雷達(dá) 伺服 制器設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間: 2013-06-30
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目前,在伺服控制系統(tǒng)中,通常采用三相電壓型逆變器來驅(qū)動伺服電機(jī)。橋式電路中為避免同一橋臂開關(guān)器件的直通現(xiàn)象, 必須插入死區(qū)時(shí)間。死區(qū)時(shí)間和開關(guān)器件的非理想特性往往會造成輸出電壓、電流的畸變,從而造成電機(jī)轉(zhuǎn)矩的脈動,影響系統(tǒng)工作性能。因此,必須對電壓型逆變器中的死區(qū)效應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償。
標(biāo)簽: 全數(shù)字 伺服系統(tǒng) 死區(qū)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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糾錯(cuò)碼技術(shù)是一種通過增加一定冗余信息來提高信息傳輸可靠性的有效方法。RS碼是一種典型的糾錯(cuò)碼,在線性分組碼中,它具有最強(qiáng)的糾錯(cuò)能力,既能糾正隨機(jī)錯(cuò)誤,也能糾正突發(fā)錯(cuò)誤,在深空通信、移動通信、磁盤陣列、光存儲及數(shù)字視頻廣播(DVB)等系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用。 DVD是一種高容量的存儲媒質(zhì)。DVD技術(shù)的應(yīng)用很廣泛,在數(shù)字技術(shù)中占有重要地位。DVD系統(tǒng)中采用里德-所羅門乘積碼(RS-PC:Reed-Solomon ProductCode)進(jìn)行糾錯(cuò),RS碼譯碼器在伺服芯片中具有重要作用。 FPGA在開發(fā)階段具有安全、方便、可隨時(shí)修改設(shè)計(jì)等不可替代的優(yōu)點(diǎn),在電子系統(tǒng)中采用FPGA可以極大的提升硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的靈活性,可靠性,同時(shí)提高硬件開發(fā)的速度和降低系統(tǒng)的成本。FPGA的固有優(yōu)點(diǎn)使其得到越來越廣泛的應(yīng)用,F(xiàn)PGA設(shè)計(jì)技術(shù)也被越來越多的設(shè)計(jì)人員所掌握。 本文首先介紹了編碼理論和常用的RS編譯碼算法,提出RS編碼器實(shí)現(xiàn)方案,詳細(xì)分析了譯碼器的ME算法和改進(jìn)BM算法的實(shí)現(xiàn),針對ME算法提出了一種流水線結(jié)構(gòu)的糾刪糾錯(cuò)RS譯碼器實(shí)現(xiàn)方案,在譯碼器復(fù)雜度和延時(shí)上作了折衷,降低了譯碼器的復(fù)雜度并提高了最高工作頻率,利用有限域乘法器的特性對編譯碼電路進(jìn)行優(yōu)化。這些技術(shù)的采用大大的提高了RS編譯碼器的效率,節(jié)省了RS編譯碼器占用的資源。在Xilinx公司的Virtex-II系列FPGA上設(shè)計(jì)并成功實(shí)現(xiàn)了RS(208,192)編譯碼器。
上傳時(shí)間: 2013-07-20
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主要應(yīng)用于伺服驅(qū)動器及逆變器中,各種保護(hù)電路齊全。
標(biāo)簽: 68332 MC UM 伺服驅(qū)動器
上傳時(shí)間: 2013-11-12
上傳用戶:pinksun9
摘要:交流伺服技術(shù)是研發(fā)各種先進(jìn)的機(jī)電一體化設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù),在此前提下,介紹了一種基于西門子S7—222PLC的永磁直流無刷電機(jī)伺服控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)結(jié)合西門子6SC610型晶體管脈寬調(diào)制變頻器與1FT5無刷伺服電機(jī),位置環(huán)采用先進(jìn)的偽微分反饋控制算法,對無刷電機(jī)進(jìn)行速度和位置伺服控制,并在上位機(jī)中進(jìn)行監(jiān)控。試驗(yàn)結(jié)果表明,采用這種控制方案可以在低成本下使永磁直流無刷電機(jī)伺服系統(tǒng)取得良好的控制效果。關(guān)鍵詞:伺服系統(tǒng);無刷直流電機(jī);可編程控制器;偽微分反饋控制
標(biāo)簽: PLC 無刷直流電機(jī) 伺服系統(tǒng) 中的應(yīng)用
上傳時(shí)間: 2014-01-10
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用MCP定時(shí)器控制步進(jìn)電機(jī):步進(jìn)電機(jī)簡介1.1.1 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)和普通電動機(jī)不同之處是步進(jìn)電機(jī)接受脈沖信號的控制。步進(jìn)電機(jī)靠一種叫環(huán)形分配器的電子開關(guān)器件,通過功率放大器使勵磁繞組按照順序輪流接通直流電源。由于勵磁繞組在空間中按一定的規(guī)律排列,輪流和直流電源接通后,就會在空間形成一種階躍變化的旋轉(zhuǎn)磁場,使轉(zhuǎn)子步進(jìn)式的轉(zhuǎn)動,隨著脈沖頻率的增高,轉(zhuǎn)速就會增大。步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)同時(shí)與相數(shù)、分配數(shù)、轉(zhuǎn)子齒輪數(shù)有關(guān)。現(xiàn)在比較常用的步進(jìn)電機(jī)包括反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)(VR)、永磁式步進(jìn)電機(jī)(PM)、混合式步進(jìn)電機(jī)(HB)和單相式步進(jìn)電機(jī)等。其中反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路由軟磁材料制成,定子上有多相勵磁繞組,利用磁導(dǎo)的變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。現(xiàn)階段,反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)獲得最多的應(yīng)用。步進(jìn)電機(jī)和普通電機(jī)的區(qū)別主要就在于其脈沖驅(qū)動的形式,正是這個(gè)特點(diǎn),步進(jìn)電機(jī)可以和現(xiàn)代的數(shù)字控制技術(shù)相結(jié)合。不過步進(jìn)電機(jī)在控制的精度、速度變化范圍、低速性能方面都不如傳統(tǒng)的閉環(huán)控制的直流伺服電動機(jī)。在精度不是需要特別高的場合就可以使用步進(jìn)電機(jī),步進(jìn)電機(jī)可以發(fā)揮其結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高和成本低的特點(diǎn)。使用恰當(dāng)?shù)臅r(shí)候,甚至可以和直流伺服電動機(jī)性能相媲美。
標(biāo)簽: MCP 定時(shí)器 控制 步進(jìn)電機(jī)
上傳時(shí)間: 2014-04-28
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無線感測器已變得越來越普及,短期內(nèi)其開發(fā)和部署數(shù)量將急遽增加。而無線通訊技術(shù)的突飛猛進(jìn),也使得智慧型網(wǎng)路中的無線感測器能夠緊密互連。此外,系統(tǒng)單晶片(SoC)的密度不斷提高,讓各式各樣的多功能、小尺寸無線感測器系統(tǒng)相繼問市。儘管如此,工程師仍面臨一個(gè)重大的挑戰(zhàn):即電源消耗。
上傳時(shí)間: 2013-10-30
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