隨著現代工業的迅猛發展,對作為工業裝備重要驅動源之一的伺服系統的性能提出了越來越高的要求。永磁同步電機( PMSM)作為交流伺服系統的執行元件具有結構簡單、功率密度高、效率高、易于散熱及維護保養等優點,正得到越來越廣泛地應用。要構建高性能的伺服系統,好的伺服控制系統則必不可缺,本論文主要圍繞高性能的永磁同步電流伺服控制系統這一主題展開研究。 根據永磁同步電機的動態dq數學模型,從實現高性能的轉矩控制出發,對永磁同步電機的矢量控制技術和直接轉矩控制技術等控制策略進行了比較分析。針對本伺服系統永磁同步電機的轉子結構特點,選用了具有線性控制轉矩特性,能獲得比較平穩轉矩輸出的基于轉子磁場定向的id=0的矢量控制策略,同時還介紹了該策略的重要組成部分空間矢量脈寬調制技術(SVPWM),并在MATLAB仿真平臺對所選控制方案進行了仿真研究。 對控制系統的軟件部分進行了設計,詳細分析了針對16位定點DSP控制器TMS320LF2407A的程序設計特點,建立了電機的標幺值模型,解決了變量的定標問題。并介紹了電機控制程序的總體結構以及相關模塊的詳細設計過程。 為實現高性能的伺服控制系統,使伺服系統輸出平滑的轉矩,本文還對電壓型PWM逆變器“死區效應”引入的轉矩脈動進行了分析,分析表明了在永磁同步電機矢量控制系統中,由“死區效應”造成的誤差電壓矢量與永磁同步電機轉子位置之間的關系,并應用一種實用的死區補償技術減小了轉矩脈動,提高了系統的性能。 最后在伺服系統實驗平臺上對伺服控制系統進行綜合調試,并在此基礎上做了大量的實驗研究,實驗結果表明系統性能可靠且擁有優良的調速性能。
上傳時間: 2013-06-18
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隨著國內交流伺服電機等硬件技術逐步成熟,高運算能力的控制芯片與電機控制技術相結合,具有高效、節能和可移植性好等特點,這樣使得交流伺服系統成為現代電機伺服驅動系統的一個發展趨勢。 本文主要是基于MCU研究和設計了交流永磁電機位置伺服控制系統。針對三相永磁同步電機的物理方程,通過坐標轉換,在d-q旋轉坐標系下建立轉矩方程,采用Id=0的矢量控制策略,建立一套完整的全數字交流位置伺服控制系統。 硬件方面,采用的是瑞薩公司專用電機控制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實現功率驅動,簡化了系統電路,縮小了系統的體積,提高了系統的可靠性。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子位置,并設計一種比較快速的轉子初始檢測方法。 軟件方面,采用結構化語言C和單片機M16C匯編語言混編,實現了單片機初始化、三環控制、電流跟隨型PWM控制,提高編寫代碼的效率,同時保證系統的實時控制性能;由軟件方式實現經典PID控制和簡單模糊控制相結合構成“串聯校正”閉環控制系統,提高了系統的快速性和抗干擾能力。此外,本文對控制策略進行了研究,闡述了模糊PID控制策略;還介紹了SPWM、SVPWM和跟隨型PWM調制。 實驗結果表明,本文所設計的伺服控制系統能實現電機的啟動,調速和定位等,并能達到系統的性能指標。
上傳時間: 2013-05-19
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高速、高精度已經成為伺服驅動系統的發展趨勢,而位置檢測環節是決定伺服系統高速、高精度性能的關鍵環節之一。光電編碼器作為伺服驅動系統中常用的檢測裝置,根據結構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、高精度伺服驅動系統的結論。 絕對式光電編碼器精度高、位數多的特點決定其通信方式只能采取串行傳輸方式,且由相應的通信協議控制信息的傳輸。本文首先針對編碼器主要生產廠商日本多摩川公司的絕對式光電編碼器,深入研究了通信協議相關的硬件電路、數據幀格式、時序等。隨后介紹了新興的電子器件FPGA及其開發語言硬件描述語言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。在此基礎上,采用自頂向下的設計方法,將整個接口電路劃分成發送模塊、接收模塊、序列控制模塊等多個模塊,各個模塊采用Verilog語言進行描述設計編碼器接口電路。最終的設計在相關硬件電路上實現。最后,通過在TMS320F2812伺服控制平臺上編寫的硬件驅動程序驗證了整個設計的各項功能,達到了設計的要求。
上傳時間: 2013-07-11
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這篇論文在系統分析國內外雷達伺服控制系統研究現狀的基礎上,選定以ARM為內核的基于ARM+FPGA的雷達伺服控制器為研究對象。 首先,根據雷達伺服控制系統功能要求與性能指標,進行系統的硬件設計: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的雷達伺服控制器的系統圖并制作了PCB板。 其次,選用PID對伺服系統進行控制,模糊神經網絡綜合了模糊控制和神經網絡的優點,并利用模糊神經網絡算法對PID參數進行在線調整。用Matlab7.1進行仿真,其結果表明:該控制算法對系統具有良好的控制效果,性能較常規PID得到較大改善。 最后,根據FPGA在伺服系統主要任務,用VHDL語言和原理圖在FPGA芯片中分別編制實現DAC0832接口控制功能、光電編碼器與脈沖發生電路的程序代碼;并在Quartus II6.0環境下通過仿真,且得到仿真的波形符合系統功能要求。采用C語言編寫在ARM中實現模糊神經網絡PID控制算法的代碼,通過CodeWarrior for ARM的編譯無誤后,生成可執行文件.axf,,調用AXD進行在線仿真調試。仿真結果表明:模糊神經網絡PID算法對伺服系統能夠進行有效控制。 結果表明:ARM作為伺服控制器的內核,其性價比與集成度高:用FPGA芯片實現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的雷達伺服控制器,提高了系統的開放性、實時性、可靠性,降低了系統功耗,具有重要的應用價值。
上傳時間: 2013-06-30
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目前,在伺服控制系統中,通常采用三相電壓型逆變器來驅動伺服電機。橋式電路中為避免同一橋臂開關器件的直通現象, 必須插入死區時間。死區時間和開關器件的非理想特性往往會造成輸出電壓、電流的畸變,從而造成電機轉矩的脈動,影響系統工作性能。因此,必須對電壓型逆變器中的死區效應進行補償。
上傳時間: 2013-04-24
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糾錯碼技術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碼,在線性分組碼中,它具有最強的糾錯能力,既能糾正隨機錯誤,也能糾正突發錯誤,在深空通信、移動通信、磁盤陣列、光存儲及數字視頻廣播(DVB)等系統中具有廣泛的應用。 DVD是一種高容量的存儲媒質。DVD技術的應用很廣泛,在數字技術中占有重要地位。DVD系統中采用里德-所羅門乘積碼(RS-PC:Reed-Solomon ProductCode)進行糾錯,RS碼譯碼器在伺服芯片中具有重要作用。 FPGA在開發階段具有安全、方便、可隨時修改設計等不可替代的優點,在電子系統中采用FPGA可以極大的提升硬件系統設計的靈活性,可靠性,同時提高硬件開發的速度和降低系統的成本。FPGA的固有優點使其得到越來越廣泛的應用,FPGA設計技術也被越來越多的設計人員所掌握。 本文首先介紹了編碼理論和常用的RS編譯碼算法,提出RS編碼器實現方案,詳細分析了譯碼器的ME算法和改進BM算法的實現,針對ME算法提出了一種流水線結構的糾刪糾錯RS譯碼器實現方案,在譯碼器復雜度和延時上作了折衷,降低了譯碼器的復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行優化。這些技術的采用大大的提高了RS編譯碼器的效率,節省了RS編譯碼器占用的資源。在Xilinx公司的Virtex-II系列FPGA上設計并成功實現了RS(208,192)編譯碼器。
上傳時間: 2013-07-20
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主要應用于伺服驅動器及逆變器中,各種保護電路齊全。
上傳時間: 2013-11-12
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第一章 序論……………………………………………………………6 1- 1 研究動機…………………………………………………………..7 1- 2 專題目標…………………………………………………………..8 1- 3 工作流程…………………………………………………………..9 1- 4 開發環境與設備…………………………………………………10 第二章 德州儀器OMAP 開發套件…………………………………10 2- 1 OMAP介紹………………………………………………………10 2-1.1 OMAP是什麼?…….………………………………….…10 2-1.2 DSP的優點……………………………………………....11 2- 2 OMAP Architecture介紹………………………………………...12 2-2-1 OMAP1510 硬體架構………………………………….…12 2-2.2 OMAP1510軟體架構……………………………………...12 2-2.3 DSP / BIOS Bridge簡述…………………………………...13 2- 3 TI Innovator套件 -- OMAP1510 ……………………………..14 2-2.1 General Purpose processor -- ARM925T………………...14 2-2.2 DSP processor -- TMS320C55x …………………………15 2-2.3 IDE Tool – CCS …………………………………………15 2-2.4 Peripheral ………………………………………………..16 第三章 在OMAP1510上建構Embedded Linux System…………….17 3- 1 嵌入式工具………………………………………………………17 3-1.1 嵌入式程式開發與一般程式開發之不同………….….17 3-1.2 Cross Compiling的GNU工具程式……………………18 3-1.3 建立ARM-Linux Cross-Compiling 工具程式………...19 3-1.4 Serial Communication Program………………………...20 3- 2 Porting kernel………………………………………………….…21 3-2.1 Setup CCS ………………………………………….…..21 3-2.2 編譯及上傳Loader…………………………………..…23 3-2.3 編譯及上傳Kernel…………………………………..…24 3- 3 建構Root File System………………………………………..…..26 3-3.1 Flash ROM……………………………………………...26 3-3.2 NFS mounting…………………………………………..27 3-3.3 支援NFS Mounting 的kernel…………………………..27 3-3.4 提供NFS Mounting Service……………………………29 3-3.5 DHCP Server……………………………………………31 3-3.6 Linux root 檔案系統……………………………….…..32 3- 4 啟動及測試Innovator音效裝置…………………………..…….33 3- 5 建構支援DSP processor的環境…………………………...……34 3-5.1 Solution -- DSP Gateway簡介……………………..…34 3-5.2 DSP Gateway運作架構…………………………..…..35 3- 6 架設DSP Gateway………………………………………….…36 3-6.1 重編kernel……………………………………………...36 3-6.2 DEVFS driver…………………………………….……..36 3-6.3 編譯DSP tool和API……………………………..…….37 3-6.4 測試……………………………………………….…….37 第四章 MP3 Player……………………………………………….…..38 4- 1 MP3 介紹………………………………………………….…….38 4- 2 MP3 壓縮原理……………………………………………….….39 4- 3 Linux MP3 player – splay………………………………….…….41 4.3-1 splay介紹…………………………………………….…..41 4.3-2 splay 編譯………………………………………….…….41 4.3-3 splay 的使用說明………………………………….……41 第五章 程式改寫………………………………………………...…...42 5-1 程式評估與改寫………………………………………………...…42 5-1.1 Inter-Processor Communication Scheme…………….....42 5-1.2 ARM part programming……………………………..…42 5-1.3 DSP part programming………………………………....42 5-2 程式碼………………………………………………………..……43 5-3 雙處理器程式開發注意事項…………………………………...…47 第六章 效能評估與討論……………………………………………48 6-1 速度……………………………………………………………...48 6-2 CPU負載………………………………………………………..49 6-3 討論……………………………………………………………...49 6-3.1分工處理的經濟效益………………………………...49 6-3.2音質v.s 浮點與定點運算………………………..…..49 6-3.3 DSP Gateway架構的限制………………………….…50 6-3.4減少IO溝通……………….………………………….50 6-3.5網路掛載File System的Delay…………………..……51 第七章 結論心得…
上傳時間: 2013-10-14
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摘要:交流伺服技術是研發各種先進的機電一體化設備的關鍵技術,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伺服控制系統。該系統結合西門子6SC610型晶體管脈寬調制變頻器與1FT5無刷伺服電機,位置環采用先進的偽微分反饋控制算法,對無刷電機進行速度和位置伺服控制,并在上位機中進行監控。試驗結果表明,采用這種控制方案可以在低成本下使永磁直流無刷電機伺服系統取得良好的控制效果。關鍵詞:伺服系統;無刷直流電機;可編程控制器;偽微分反饋控制
上傳時間: 2014-01-10
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用MCP定時器控制步進電機:步進電機簡介1.1.1 步進電機步進電機和普通電動機不同之處是步進電機接受脈沖信號的控制。步進電機靠一種叫環形分配器的電子開關器件,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磁場,使轉子步進式的轉動,隨著脈沖頻率的增高,轉速就會增大。步進電機的旋轉同時與相數、分配數、轉子齒輪數有關。現在比較常用的步進電機包括反應式步進電機(VR)、永磁式步進電機(PM)、混合式步進電機(HB)和單相式步進電機等。其中反應式步進電機的轉子磁路由軟磁材料制成,定子上有多相勵磁繞組,利用磁導的變化產生轉矩。現階段,反應式步進電機獲得最多的應用。步進電機和普通電機的區別主要就在于其脈沖驅動的形式,正是這個特點,步進電機可以和現代的數字控制技術相結合。不過步進電機在控制的精度、速度變化范圍、低速性能方面都不如傳統的閉環控制的直流伺服電動機。在精度不是需要特別高的場合就可以使用步進電機,步進電機可以發揮其結構簡單、可靠性高和成本低的特點。使用恰當的時候,甚至可以和直流伺服電動機性能相媲美。
上傳時間: 2014-04-28
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