盤式永磁同步電動機屬于軸向磁場電機，目前，該類電機在國外已經(jīng)得到了迅速發(fā)展，作為一種現(xiàn)代高性能伺服電機和大力矩直接驅(qū)動電機己廣泛應(yīng)用于機器人等機電一體化產(chǎn)品中。由于該類電機具有重量輕、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、轉(zhuǎn)子無損耗、轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量小、機電時間常數(shù)小、轉(zhuǎn)矩/重量比大、低速運行平穩(wěn)、可以制成多氣隙組合式結(jié)構(gòu)進一步提高轉(zhuǎn)矩等特點，其在數(shù)控機床、機器人、電動車、電梯、家用電器等場合具有廣闊的應(yīng)用前景，是一種理想的驅(qū)動裝置。 本課題作為國家863計劃項目《新型稀土永磁電機設(shè)計及集成技術(shù)》2002AA324020中的一部分，該項目的主要工作是進行新型結(jié)構(gòu)釹鐵硼永磁電機——盤式無鐵心永磁同步電動機的設(shè)計與集成技術(shù)研究，開發(fā)出一種新型釹鐵硼永磁電機，解決相應(yīng)的整機設(shè)計和集成技術(shù)問題。本文中提出的基于Halbach陣列的盤式無鐵心永磁同步電動機是在盤式永磁同步電動機的基礎(chǔ)上，將無鐵心結(jié)構(gòu)和Halbach型永磁體陣列應(yīng)用到其中，從而使得電機的質(zhì)量大為減輕，功率密度提高，振動噪聲降低，效率提高。 基于Halbach陣列的盤式無鐵心永磁同步電動機其磁路結(jié)構(gòu)和電磁負荷分布與傳統(tǒng)電機完全不同，常規(guī)電機的某些設(shè)計規(guī)則不能直接應(yīng)用到該結(jié)構(gòu)電機的設(shè)計當(dāng)中，本文主要針對這種結(jié)構(gòu)的電機進行了分析與計算。分析了不同結(jié)構(gòu)Halbach陣列下的氣隙磁場，以及相關(guān)參數(shù)的計算，給出了初步的樣機設(shè)計數(shù)據(jù)，并對樣機的加工工藝進行了探討，在總結(jié)、借鑒相關(guān)電機設(shè)計方法的基礎(chǔ)上，針對盤式無鐵心永磁同步電動機自身的特點，編制了一套電磁計算程序，該程序還有待通過大量樣機的試驗，來總結(jié)和完善。 我國稀土資源豐富，然而，由于技術(shù)經(jīng)濟上的問題，國產(chǎn)永磁交流伺服電動機至今未能大量應(yīng)用。與此同時，高性能的永磁交流伺服電動機及系統(tǒng)大量依靠進口，我國每年進口的工程裝備當(dāng)中，僅數(shù)控機床因國產(chǎn)電機和系統(tǒng)不能滿足要求而每年需要進口的就達22億美元以上。本項目的完成將改變這類產(chǎn)品主要依靠進口的局面，充分發(fā)揮我國稀土資源豐富的優(yōu)勢，其經(jīng)濟效益和社會效益是十分巨大的。
上傳時間： 2013-04-24
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永磁同步電機(PMSM)是一種性能優(yōu)越、應(yīng)用前景廣闊的電機。永磁同步電機調(diào)速系統(tǒng)是以永磁同步電機為控制對象，采用變壓變頻技術(shù)對電機進行調(diào)速的控制系統(tǒng)。因其具有能耗低、可靠性高、控制精確等優(yōu)點，在許多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。然而，轉(zhuǎn)子無阻尼繞組的PMSM的采用變頻技術(shù)開環(huán)運行時，系統(tǒng)不太穩(wěn)定，電機效率有所下降，轉(zhuǎn)子溫升高，易造成釹鐵硼永磁體退磁，危及電機安全運行，有時甚至還會出現(xiàn)失步現(xiàn)象，系統(tǒng)無法運行。PMSM控制系統(tǒng)穩(wěn)定運行控制都是建立在閉環(huán)控制基礎(chǔ)之上的，因此如何獲取轉(zhuǎn)子位置和速度信號是整個系統(tǒng)中相當(dāng)重要的一個環(huán)節(jié)。當(dāng)前，在大多數(shù)調(diào)速驅(qū)動系統(tǒng)中，最常用的方法是在轉(zhuǎn)子軸上安裝位置傳感器。但這些傳感器增加了系統(tǒng)的成本，降低了系統(tǒng)的可靠性和耐用性。因此，在一些特殊及控制精度要求不很高的場合，無傳感器控制將會得到廣泛的應(yīng)用。它通過測量電動機的電流、電壓等可測量的物理量，通過特定的觀測器策略估算轉(zhuǎn)子位置，提取永磁轉(zhuǎn)子的位置和速度信息，完成閉環(huán)控制。本文以無位置傳感器PMSM控制系統(tǒng)作為研究對象，介紹了永磁同步電機的結(jié)構(gòu)及其數(shù)學(xué)模型，詳細地闡述了空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)技術(shù)的理論基礎(chǔ)及其波形的產(chǎn)生機制，并對閉環(huán)控制策略進行了研究。鑒于數(shù)字信號處理器(DSP)TMS320LF2407控制芯片出色的性能和豐富的外設(shè)資源，使用該芯片設(shè)計了控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，通過對整個控制系統(tǒng)的試驗調(diào)試，實現(xiàn)了永磁同步電機的無位置傳感器控制。 本文借助于MATLAB建立了永磁同步電機的仿真數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)空間矢量脈寬調(diào)制的工作原理，構(gòu)建了永磁同步電機調(diào)速控制系統(tǒng)的仿真模型。系統(tǒng)采用αβ定子靜止坐標系下的數(shù)學(xué)模型，依據(jù)滑模變結(jié)構(gòu)控制原理，對永磁電機的轉(zhuǎn)子位置角θe和轉(zhuǎn)速ωe進行實時在線估算，不斷修正估算位置^θe，控制定子旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子磁場垂直并保持與轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)電機的閉環(huán)調(diào)速運行。理論分析和仿真結(jié)果表明，所提出的永磁同步電機無傳感器控制方法具有較強的魯棒性和令人滿意的性能。
上傳時間： 2013-04-24
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開關(guān)磁阻電機驅(qū)動系統(tǒng)(SRD)是一種新型交流驅(qū)動系統(tǒng),以結(jié)構(gòu)簡單、堅固耐用、成本低廉、控制參數(shù)多、控制方法靈活、可得到各種所需的機械特性,而備受矚目,應(yīng)用日益廣泛.并且SRD在寬廣的調(diào)速范圍內(nèi)均具有較高的效率,這一點是其它調(diào)速系統(tǒng)所不可比擬的.但開關(guān)磁阻電機(SRM)的振動與噪聲比較大,這影響了SRD在許多領(lǐng)域的應(yīng)用.本文針對上述問題進行了研究,提出了一種新型齒極結(jié)構(gòu),可有效降低開關(guān)磁阻電機的振動與噪聲.通過電磁場有限元計算可看出,在新型齒極結(jié)構(gòu)下,導(dǎo)致開關(guān)磁阻電機振動與噪聲的徑向力大為減小,尤其是當(dāng)轉(zhuǎn)子極相對定子極位于關(guān)斷位置時,徑向力大幅度地減小,并改善了徑向力沿定子圓周的分布,使其波動減小,從而減小了定子鐵心的變形與振動,進而降低了開關(guān)磁阻電機的噪聲.靜態(tài)轉(zhuǎn)矩因轉(zhuǎn)子極開槽也略微減小,但對電機的效率影響不大.開關(guān)磁阻電機因磁路的飽和導(dǎo)致參數(shù)的非線性,又因在不同控制方式下是變結(jié)構(gòu)的.這使得開關(guān)磁阻電機的控制非常困難.經(jīng)典的線性控制方法如PI、PID等方法用于開關(guān)磁阻電機的控制,效果不好.其它的控制方法如滑模變結(jié)構(gòu)控制、狀態(tài)空間控制方法等可取得較好的控制效果但大都比較復(fù)雜,實現(xiàn)起來比較困難.而智能控制方法如模糊控制本身為一種非線性控制方法,對于非線性、變結(jié)構(gòu)、時變的被控對象均可取得較好的控制效果且不需知道被控對象的數(shù)學(xué)模型,這對于很難精確建模的開關(guān)磁阻電機來說尤其適用.同時,模糊控制實現(xiàn)比較容易.但對于變參數(shù)、變結(jié)構(gòu)的開關(guān)磁阻電機來說固定參數(shù)的模糊控制在不同條件下其控制效果難以達到最優(yōu).為取得最優(yōu)的控制效果,該文采用帶修正因子的自組織模糊控制器,采用單純形加速優(yōu)化算法通過在線調(diào)整參數(shù),達到了較好的控制效果.仿真結(jié)果證明了這一點.
標簽： 開關(guān)磁阻電機 自組織 模糊控制
上傳時間： 2013-05-16
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隨著消費類電子產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，越來越多的嵌入式電子產(chǎn)品走進了千家萬戶。電腦的形態(tài)也不再局限于以前的PC機，各式各樣的嵌入式系統(tǒng)出現(xiàn)在了眾多的行業(yè)和應(yīng)用中，其中ARM和Linux結(jié)合的產(chǎn)品在市場上最受青睞。ARM由于其低功耗、高性能、小體積、低成本受到了越來越廣泛的重視，成為眾多公司產(chǎn)品開發(fā)的主流硬件。而Linux則因其開放的源代碼，可裁剪的內(nèi)核，便利的開發(fā)環(huán)境，各硬件平臺的通用性，逐漸成為嵌入式開發(fā)的主流操作系統(tǒng)。本課題的嵌入式MP3設(shè)計就是基于ARM和linux平臺的。 本課題實現(xiàn)了一個完整的嵌入式系統(tǒng)，選用zq2410開發(fā)板為目標平臺，linux作為目標操作系統(tǒng)，在這樣的軟硬件環(huán)境下研究實現(xiàn)MP3播放器。 文章首先綜述了嵌入式系統(tǒng)開發(fā)方法，介紹了ARM處理器及其特點，Linux操作系統(tǒng)，嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)模式以及如何搭建交叉開發(fā)環(huán)境，然后介紹了所選硬件平臺zq2410目標板的各種資源，在系統(tǒng)軟件開發(fā)中，介紹Uboot、Linux的裁剪和移植，根文件系統(tǒng)的制作以及核心驅(qū)動程序的開發(fā)，應(yīng)用程序開發(fā)中，介紹了MP3的原理，移植Madplay MP3播放器，最后成功對Madplay播放器實現(xiàn)了綜合控制。
上傳時間： 2013-04-24
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稀土永磁直流無刷電動機實際上是以電子換向代替機械換向的直流電動機,因而保持了直流電動機的優(yōu)良性能,具有較好的起動和調(diào)速性能,又因它無需機械換向使電機的結(jié)構(gòu)簡單,可以根本上克服一般有刷電動機易于產(chǎn)生換向火花的弊病,在航天、機器人、數(shù)控機床等許多工業(yè)領(lǐng)域已得到廣泛的應(yīng)用.本文從稀土永磁無刷直流電動機的基本工作原理出發(fā),分析了稀土永磁無刷電動機同普通無刷直流電動機的區(qū)別;闡述了稀土永磁電動機設(shè)計原理,并給出設(shè)計方法,然后運用實例來說明.在此基礎(chǔ)上介紹遺傳算法的特點,用遺傳算法對稀土永磁電動機進行優(yōu)化設(shè)計,達到預(yù)期的結(jié)果.最后,討論了電機的結(jié)構(gòu)參數(shù)對電機性能的影響.通過對稀土永磁直流無刷電動機的設(shè)計,分析在具體設(shè)計時所要解決一些疑難問題,對其特點進行總結(jié).用遺傳算法優(yōu)化后,得出一些有用的結(jié)論.
標簽： 無刷直流電動機 優(yōu)化設(shè)計 參數(shù)分析
上傳時間： 2013-04-24
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自動氣象站是一種應(yīng)用于氣象部門能自動收集、處理、存儲和傳輸氣象信息的設(shè)備。數(shù)據(jù)傳輸包括有線和無線兩種方式，但有線難以滿足自動氣象站成本，維護，效率要求，隨著通用分線無線業(yè)務(wù)GPRS(General Packet Radio Service)發(fā)展成熟，因具有成本低、速度快、永久在線等特點被選用作為自動氣象站的數(shù)據(jù)傳輸部分。 本文以基于ARM和Linux及GPRS的自動氣象站系統(tǒng)為研究對象，以操作系統(tǒng)，計算機體系結(jié)構(gòu)，編譯原理，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，軟件工程等理論為基礎(chǔ)，構(gòu)建了ARM處理器、嵌入式Linux操作系統(tǒng)、GPRS通訊模塊的自動氣象站系統(tǒng)。實現(xiàn)了以ARM處理器為主控制器，Linux為操作系統(tǒng)，應(yīng)用程序進行數(shù)據(jù)收集，分析，處理，存儲，并通過GPRS進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ埽Ⅱ炞C了它應(yīng)用在氣象領(lǐng)域的可行性。系統(tǒng)以32位高性能微處理器ARMATMEL9263為硬件核心，以BENQ M23為GPRS模塊，在分析GPRS組網(wǎng)方案基礎(chǔ)上根據(jù)實際情況選擇了適合本課題，的公網(wǎng)固定IP方式組網(wǎng)方案，實現(xiàn)終端設(shè)備無線連接到Internet進行氣象數(shù)據(jù)傳輸。以嵌入式操作系統(tǒng)Linux為軟件平臺，在Linux的交叉編譯工具和串口環(huán)境下進行應(yīng)用軟件開發(fā)。通過設(shè)計自動氣象站系統(tǒng)硬件和軟件，實現(xiàn)終端和上位機的連接，很好地解決了終端的網(wǎng)絡(luò)連接、網(wǎng)絡(luò)檢測和數(shù)據(jù)收發(fā)問題。 課題通過具體實驗測試，各項性能指標已達到設(shè)計要求，成功地實現(xiàn)了遠距離氣象數(shù)據(jù)傳輸，為自動氣象站提供了一種新型的可靠的無線傳輸模式。
上傳時間： 2013-07-01
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嵌入式計算機在工程上越來越得到普遍應(yīng)用，而標準的PC機鍵盤則因不適應(yīng)工業(yè)環(huán)境受到了限制，我們希望有定義靈活、工作可靠的鍵盤，產(chǎn)生了設(shè)計自己專用的鍵盤和鍵盤接口的想法。在《單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用》200
上傳時間： 2013-05-16
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船舶氣象儀是一套船載的自動化海洋氣象觀測系統(tǒng)，該系統(tǒng)廣泛的布置在各種船只上，可以獲得船只經(jīng)過的海域內(nèi)的風(fēng)、濕、溫、氣壓、降雨等氣象參數(shù)。通過對海洋氣象環(huán)境實時的掌握，能夠使船舶航行安全、省時、經(jīng)濟，并使因災(zāi)害性天氣造成的損失減小到最低限度。通過對海洋氣象數(shù)據(jù)的存儲、統(tǒng)計，對我國觀測海洋環(huán)境、研究海洋、開發(fā)海洋、利用海洋都有著重要的意義。 現(xiàn)代測控系統(tǒng)除了具有高性能的數(shù)據(jù)采集、信號處理、I/O和通信接口以外，通常均需具備良好的人機接口、友好的用戶界面和強大的網(wǎng)絡(luò)功能等。ARM架構(gòu)的嵌入式處理器和嵌入式Linux操作系統(tǒng)由于其優(yōu)異的性能和很高的性價比，已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到各種電子產(chǎn)品的設(shè)計當(dāng)中，并受到愈來愈多的自動化設(shè)備和智能儀表設(shè)計人員的青睞。 本課題主要研究基于ARM+Linux架構(gòu)的嵌入式船舶氣象儀的設(shè)計與開發(fā)。系統(tǒng)硬件平臺選用ATMEL公司的AT91RM9200處理器，擴展了64M SDRAM和8M NAND FLASH，同時擴展了外圍通信設(shè)備接口包括通用串行口、CAN總線接口、網(wǎng)絡(luò)接口和人機交互接口等；并根據(jù)實際環(huán)境需要，進行了傳感器的選型。 軟件平臺的設(shè)計主要涉及了U－Boot引導(dǎo)裝載程序的建立，同時根據(jù)開發(fā)平臺的資源，配置和裁剪Linux的內(nèi)核，并編寫、添加源代碼中沒有的驅(qū)動程序，如AD、鍵盤、CAN總線控制器等，重新編譯內(nèi)核，下載到開發(fā)平臺。并在此基礎(chǔ)上，進行了應(yīng)用程序的編寫。同時深入研究了嵌入式Linux下的圖形界面，將圖形界面系統(tǒng)MiniGUI移植到Linux系統(tǒng)中，設(shè)計了較完善、友好的圖形用戶界面，大大方便了用戶的操作。
上傳時間： 2013-06-12
上傳用戶：天大地大
指令集仿真器是目前嵌入式系統(tǒng)研究中一個極其重要的領(lǐng)域，一個靈活高效且準確度高的仿真器不僅可以實現(xiàn)對嵌入式系統(tǒng)硬件環(huán)境的仿真，而且是現(xiàn)代微處理器結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中性能評估的重要工具. 仿真器的性能已經(jīng)成為影響整個設(shè)計效率的重要因素，在現(xiàn)有的指令集仿真技術(shù)中，編譯型仿真技術(shù)雖然可以獲得高的仿真速度，但其對應(yīng)用的假設(shè)過于嚴格，限制了其在商業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用；解釋型仿真器雖被普遍使用，但其缺點也很明顯，由于模擬過程中需要耗費大量時間用于指令譯碼，解釋型模擬器速度往往很有限，使用性能較低。由此可見，如何減少仿真過程中的指令譯碼時間，是提高仿真器的性能的關(guān)鍵。 本文旨在提出一個指令集仿真器的原型，重點解決指令解碼過程中的速度瓶頸，在其基礎(chǔ)可以進行擴充和改進，以適應(yīng)不同硬件平臺的需要。文章首先從ARM指令集的指令功能和編碼格式入手，通過分析和比較找出了一般常用指令的編碼和實現(xiàn)規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上進行了高級語言的描述，其后提出了改進版解釋型指令集仿真器的設(shè)計方案，包括為提高仿真器性能，減少譯碼時間，創(chuàng)新性的在流程設(shè)計中加入了預(yù)解碼的步驟，同時用自己設(shè)計的壓縮算法解決了因預(yù)解碼產(chǎn)生大量譯碼信息而帶來的內(nèi)存過度消耗難題。接下來，描述了仿真器的實現(xiàn)，包括指令的取指、譯碼、執(zhí)行等基本功能，并著重描述了如何通過劃分存儲域和存儲塊的方式模擬真實存儲器的讀寫訪問實現(xiàn)。 另外，需要特別指出的是，針對仿真器中普遍存在的調(diào)試難問題，本文從一線程序開發(fā)人員的角度，在調(diào)試模塊的設(shè)計中除了斷點設(shè)置、程序暫停、恢復(fù)等基本功能外，還添加了各類監(jiān)視設(shè)備和程序跟蹤的功能，以期能提高本仿真器的實用性。 在文章的結(jié)尾，提出了仿真器的驗證方案，并按照該方案對仿真器進行了功能和性能上的驗證，最后對進一步的工作進行了展望。
上傳時間： 2013-08-02
上傳用戶：宋桃子
嵌入式系統(tǒng)在眾多工業(yè)領(lǐng)域扮演著越來越重要的角色，但是因嵌入式系統(tǒng)的資源受限緣故，導(dǎo)致在嵌入式系統(tǒng)上很難實現(xiàn)復(fù)雜計算算法。此外，當(dāng)前嵌入式系統(tǒng)設(shè)計階段和實現(xiàn)階段的分離現(xiàn)狀，致使嵌入式系統(tǒng)開發(fā)耗時且昂貴。為解決這些問題，本書提出了一種低成本、可重復(fù)使用且可重構(gòu)的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)集成開發(fā)環(huán)境。為了減少成本，該集成環(huán)境全部是采用自由和開放源代碼軟件，如Linux操作系統(tǒng)和Scilab計算平臺等。 本文主要包括以下內(nèi)容： 1、構(gòu)建嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境及移植相關(guān)軟件包到嵌入式ARM平臺，首先詳細的描述了如何使用Buildroot工具包制作交叉編譯器，并描述Minicom、TFTP和NFS等嵌入式開發(fā)相關(guān)工具，最后詳細的描述了如何移植嵌入式圖形用戶界面TinyX和嵌入式窗口管理器JWM。 2、構(gòu)建Scilab-EMB嵌入式計算平臺，首先介紹了數(shù)值計算軟件Scilab，然后詳細的描述了如何在ARM系統(tǒng)上實現(xiàn)Scilab-EMB嵌入式計算平臺。 3、開發(fā)Scilab數(shù)據(jù)采集工具包，實現(xiàn)Scilab與底層設(shè)備通訊，該工具包PC版和ARM版均支持串口和以太網(wǎng)接口，且均支持Modbus現(xiàn)場總線。PC版額外支持OPC協(xié)議。 4、基于Scilab構(gòu)建虛擬控制實驗室，驗證該平臺的可行性及性能。 本文創(chuàng)新點： 1、國內(nèi)外率先提出了一種新的以Scilab為核心的嵌入式計算平臺方案，并在國內(nèi)外首次實現(xiàn)了Scilab到ARM平臺的移植； 2、開發(fā)了Scilab-DAQ數(shù)據(jù)采集工具包，有效的實現(xiàn)了Scilab與底層設(shè)備的通訊。 通過虛擬實驗室的建立，驗證了該嵌入式控制平臺能夠勝任多種復(fù)雜算法。 該嵌入式計算平臺解決方案和Scilab-DAQ數(shù)據(jù)采集工具包已經(jīng)受到國內(nèi)外同行的關(guān)注，并被多家科研機構(gòu)、學(xué)校和公司所采納和使用。
標簽： Scilab-EMB ARM-Linux 嵌入式 計算
上傳時間： 2013-05-30
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