該文主要研究超聲波電機(jī)的傳動機(jī)理、數(shù)學(xué)模型、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、驅(qū)動系統(tǒng)和精密伺服系統(tǒng)的理論和實(shí)踐,為超聲波電機(jī)的進(jìn)一步研究和產(chǎn)業(yè)化奠定基礎(chǔ).該文主要內(nèi)容和研究成果如下:系統(tǒng)地總結(jié)了國內(nèi)外超聲波電機(jī)的研究歷史、發(fā)展現(xiàn)狀和主要應(yīng)用,研究了超聲波電機(jī)的運(yùn)行機(jī)理.研制了超聲波電機(jī)專用、高抗干擾能力,高可靠性、兩相正交、正弦超聲波驅(qū)動電源,分別探討了使用串聯(lián)電感和并聯(lián)電感實(shí)施負(fù)載阻抗匹配時,電機(jī)性能所受到的影響.研制了利用電機(jī)定子上壓電陶瓷的孤極反饋來進(jìn)行頻率調(diào)整的新型頻率跟蹤控制器,實(shí)現(xiàn)了超聲波電機(jī)速度的穩(wěn)定性控制. 實(shí)現(xiàn)了超聲波電機(jī)高精度位置檢測,研制了基于DSP的超聲波電機(jī)精密伺服控制系統(tǒng),完成了采用驅(qū)動頻率/相位的P、PI和自適應(yīng)控制方案進(jìn)行精密定位控制的理論探討和實(shí)驗(yàn)研究,井進(jìn)行了模糊控制的理論探討.在理論研究的基礎(chǔ)上,成功地研制了環(huán)形超聲波電機(jī)及其精密定位控制系統(tǒng).單元電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩1N. m,控制精度2.16′.
上傳時間： 2013-07-15
上傳用戶：tianjinfan
由于目前尚未有文獻(xiàn)對以上三類控制器進(jìn)行詳細(xì)的研究比較,因此該文利用MATLAB中Simulink的模塊函數(shù)建立了以上三類滯環(huán)電流控制器的仿真模型,對以上三類控制器進(jìn)行詳細(xì)的仿真研究,探討其各方面性能的優(yōu)劣. 通過對基于空間矢量調(diào)制的三相滯環(huán)電流控制器(SVMHCC)的仿真研究表明,當(dāng)其外滯環(huán)寬度太小時,三相電流容易產(chǎn)生畸變,三相總開關(guān)次數(shù)反而較小;當(dāng)其外滯環(huán)寬度太大時,三相電流能夠得到有效控制,但是最大電流誤差和三相總開關(guān)次數(shù)增加,因此選擇外滯環(huán)寬度時需要綜合考慮控制器的控制性能、最大電流誤差和三相總開關(guān)次數(shù)等因素.但是由于需要考慮的因素大多而且它們相互制約,因此如何選擇合適的外滯環(huán)寬度就成為SVMHCC中難以解決的問題. 在仿真研究的基礎(chǔ)上,該文提出了改進(jìn)方案.仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明,改進(jìn)的滯環(huán)電流控制器綜合了以上幾種控制器的優(yōu)點(diǎn),具有三相總開關(guān)次數(shù)低、開關(guān)頻率變化規(guī)則、三相控制對稱和能有效控制三相最大電流誤差等優(yōu)點(diǎn).
上傳時間： 2013-06-07
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作者在論文中系統(tǒng)地研究了目前新穎的電機(jī)伺服控制系統(tǒng)——永磁同步電動機(jī)及其數(shù)字化伺服控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。在理論分析的基礎(chǔ)上，探討了永磁電機(jī)的各種磁路結(jié)構(gòu)對電機(jī)電抗及其它性能的影響，并分別討論了各種結(jié)構(gòu)在不同應(yīng)用場合的優(yōu)缺點(diǎn)，最后選擇了表面凸出式磁路結(jié)構(gòu)，建立了手算電磁設(shè)計(jì)程序，進(jìn)行了多方案的優(yōu)選；探討了引起電動機(jī)轉(zhuǎn)矩波動的原因和減小波動的措施，采用了一系列諸如分?jǐn)?shù)槽、增大氣隙、斜槽、合適的繞組節(jié)距等措施，成功地減小了力矩波動，改善了伺服電動機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)特性；在電磁設(shè)計(jì)手算的基礎(chǔ)上，首次采用優(yōu)秀的數(shù)學(xué)工具軟件Mathcad2001進(jìn)行了Windows平臺下的PMSM機(jī)輔設(shè)計(jì)程序的開發(fā)，增加了可視性，并大大簡化了程序的開發(fā)，提高了設(shè)計(jì)效率，快速方便準(zhǔn)確地進(jìn)行了電機(jī)的電磁計(jì)算；應(yīng)用先進(jìn)的AutoCAD 2000繪圖軟件設(shè)計(jì)和繪制了全套電機(jī)結(jié)構(gòu)圖紙；參加了樣機(jī)的全部試驗(yàn)項(xiàng)目，試驗(yàn)結(jié)果達(dá)到了設(shè)計(jì)預(yù)定目標(biāo)，全面滿足了伺服系統(tǒng)用電機(jī)的高效率、高功率因數(shù)、小振動、低噪音、低發(fā)熱、動態(tài)性能良好等苛刻要求。 在伺服控制系統(tǒng)部分里，作者探討了永磁同步電動機(jī)磁場定向矢量控制理論，探討了快速電流跟蹤方法的實(shí)現(xiàn)；在永磁同步電動機(jī)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，建立了基于DSP的永磁同步電動機(jī)磁場定向數(shù)字化伺服控制系統(tǒng)的方案，使用了最新推出的電機(jī)專用DSP芯片TMS320LF2407、功率驅(qū)動IR2130芯片、軸角／數(shù)字量轉(zhuǎn)換RDC-19222芯片及串行通信轉(zhuǎn)換MAX232芯片，在消化了這些芯片的大量手冊和開發(fā)工具的資料后，對整個系統(tǒng)進(jìn)行了軟、硬件設(shè)計(jì)，包括編寫和調(diào)試了部分DSP程序，設(shè)計(jì)和焊接了部分硬件電路板。這些預(yù)研工作為設(shè)計(jì)伺服控制系統(tǒng)數(shù)字化專用控制器打下了基礎(chǔ)。
標(biāo)簽： 永磁同步電動機(jī) 數(shù)字化 伺服控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-17
上傳用戶：duoshen1989
該文通過大量的文獻(xiàn)資料閱讀,對永磁同步電機(jī)及其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展、現(xiàn)狀和趨勢有了一個比較全面的理解,在此基礎(chǔ)上,詳細(xì)分析了永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩直接控制的機(jī)理,并提出了一套相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩直接控制方案,建立了仿真和試驗(yàn)平臺,進(jìn)行了仿真分析和實(shí)驗(yàn)研究,獲得了有價(jià)值的研究成果.該文的主要內(nèi)容包括:(1)由空間矢量模型推導(dǎo)出永磁同步電機(jī)的磁鏈、電壓和轉(zhuǎn)矩的公式,描述了永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩直接控制的基本控制機(jī)理,分析了永磁同步電機(jī)與感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩直接控制方式上的不同之處以及轉(zhuǎn)矩直接控制對永磁同步電機(jī)的要求.(2)在對永磁同步電機(jī)運(yùn)行機(jī)理的分析基礎(chǔ)之上,討論了永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩直接控制系統(tǒng)中各個控制子模塊的功能和具體的實(shí)現(xiàn)方式,提出了一套永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩直接控制的具體實(shí)施方案,并根據(jù)這套方案建立了基于Simulink(Matlab)的永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩直接控制仿直模型,對所出的控制方案進(jìn)行了仿真分析.(3)在理論研究的基礎(chǔ)之上,設(shè)計(jì)研制了一套基于DSP+IPM的永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩直接控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),編寫了控制程序軟件,進(jìn)行了永磁同步電機(jī)運(yùn)行實(shí)驗(yàn).
標(biāo)簽： 永磁同步電機(jī) 轉(zhuǎn)矩 直接控制
上傳時間： 2013-05-29
上傳用戶：diertiantang
隨著新型電力電子器件的不斷涌現(xiàn)和計(jì)算技術(shù)的不斷發(fā)展,高性能的異步電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用.而高壓變頻調(diào)速是近幾年剛剛開始應(yīng)用的一種高新技術(shù),不僅解決了大功率風(fēng)機(jī)、水泵的軟起動和調(diào)速問題,而且節(jié)能顯著,具有較大的應(yīng)用市場和廣闊的發(fā)展空間.該文首先對高壓變頻調(diào)速存在的對電網(wǎng)、電機(jī)和用電設(shè)備產(chǎn)生電磁污染的問題進(jìn)行認(rèn)真的分析,并針對高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)存在的問題,根據(jù)增加電壓矢量種類,能降低高壓交流電輸出諧波的原理,采用了功率單元串聯(lián)的方法,設(shè)計(jì)出一種適用于風(fēng)機(jī)和水泵調(diào)速的新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的高壓變頻器,供給普通異步電動機(jī)做調(diào)速驅(qū)動.測試結(jié)果表明,這種新型變頻器的輸出電壓波形符合實(shí)際的要求,解決了由于高壓變頻調(diào)速由于輸出諧波引起的電磁污染問題.該變頻器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜,主控制器的計(jì)算繁瑣、數(shù)據(jù)傳輸量大和控制難度高.為了得到良好的控制性能,該文結(jié)合同類產(chǎn)品,設(shè)計(jì)出以雙DSP(TM320F240)為核心的主控制器和系統(tǒng)總控制結(jié)構(gòu),同時給出了控制系統(tǒng)的軟件流程圖.最后,舉例說明功率單元串聯(lián)的新型高壓變頻器在風(fēng)機(jī)上應(yīng)用,論證了該高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益以及廣闊的應(yīng)用前景.
上傳時間： 2013-07-26
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本課題就是從研究永磁電機(jī)的設(shè)計(jì)著手，最大程度的改進(jìn)電動機(jī)本體的性能，設(shè)計(jì)出符合伺服驅(qū)動要求的永磁同步電動機(jī)，然后針對設(shè)計(jì)出來的具體電機(jī)開發(fā)相應(yīng)的驅(qū)動控制電路以及相關(guān)的控制軟件，使電動機(jī)、驅(qū)動控制電路和控制軟件三者相互配合，從整體上提高整個伺服控制系統(tǒng)的性能。 論文首先介紹永磁電機(jī)的發(fā)展前景和基本結(jié)構(gòu)；接著具體論述如何使用Visual Basic 6.0和ANSYS有限元分析軟件進(jìn)行永磁同步電動機(jī)設(shè)計(jì)，為電機(jī)設(shè)計(jì)引入一種較新的方法，使電機(jī)許多性能參數(shù)得到進(jìn)一步較為精確的量化，設(shè)計(jì)者可據(jù)此對電機(jī)性能進(jìn)行更可靠的評估，從而為電機(jī)性能結(jié)構(gòu)的改進(jìn)提供了基礎(chǔ)、指明了方向；然后，論文著重研究如何使用DSP實(shí)現(xiàn)對永磁同步電動機(jī)的伺服控制，控制部分從電機(jī)矢量控制理論入手，引入一套全新的電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置確定理論和算法，還涉及到正弦波脈寬調(diào)制和電壓空間矢量調(diào)制理論，系統(tǒng)的速度位置環(huán)采用滑模變結(jié)構(gòu)控制方法，這些在論文中都做了詳細(xì)地論述，從軟件和硬件兩個角度分別具體闡述了整個伺服控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過程。最后整個控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與PC機(jī)上的VB程序進(jìn)行串行通訊，使用者可通過PC機(jī)提供的控制界面程序方便的監(jiān)控伺服系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，同時文中還實(shí)現(xiàn)了對整個控制系統(tǒng)的Matlab建模及其仿真。
標(biāo)簽： DSP 永磁同步電動機(jī) 伺服控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：qiuqing
超聲波電機(jī)(Ultrasonic Motor,簡稱USM)是近二十年來發(fā)展起來的一種新型驅(qū)動裝置,該電機(jī)不同于傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)電機(jī),它是利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)激發(fā)超聲振動,借助彈性體諧振放大,通過摩擦耦合產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動或直線運(yùn)動.這種電機(jī)的具有響應(yīng)快、結(jié)構(gòu)緊湊、低轉(zhuǎn)速、大力矩、不受電磁干擾、斷電自鎖等優(yōu)點(diǎn),在微型機(jī)械、機(jī)器人、精密儀器、家用電器、航空航天、汽車等方面有著廣泛的應(yīng)用前景.隨著超聲波電機(jī)的推廣應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的需要,對超聲波電機(jī)的驅(qū)動和控制技術(shù)的研究就非常必要了,小型化、通用化、高性能的驅(qū)動電源和簡單而又實(shí)用的控制技術(shù)已成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn).該文對于單一的定位控制,研究一種簡單且控制精度高的控制算法,結(jié)合所研制的縱扭復(fù)合型超聲波電機(jī)樣機(jī),實(shí)現(xiàn)了高精度(0.010度)的定位控制,另對基于高性能DSP的驅(qū)動電源進(jìn)行了初步的探討和研究,研制了通用性較高的驅(qū)動電源.該文開展的主要研究工作和取得的成果如下:1.簡要地介紹了超聲波電機(jī)的原理、發(fā)展歷史和特點(diǎn),重點(diǎn)分析了超聲波電機(jī)驅(qū)動電源和定位控制的研究進(jìn)展和存在的問題,從而引出該碩士論文的研究意義和主要內(nèi)容.2.從理論和實(shí)驗(yàn)上揭示這種電機(jī)具有的高分辨率和步進(jìn)特性實(shí)質(zhì),提出了利用此特性實(shí)現(xiàn)高精度的定位控制策略——步進(jìn)定位法,并分析了影響其定位精度的因素,結(jié)合所研制的縱扭復(fù)合型超聲波電機(jī)樣機(jī),實(shí)現(xiàn)了高精度(0.010度)的定位控制,并確定了相關(guān)控制參數(shù)的選擇準(zhǔn)則.3.簡要介紹了常用開關(guān)變換器結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)了以MOSFET為開關(guān)器件的半橋式逆變功率電路.介紹了高性能DSP(TMS320LF2407)為核心的控制信號發(fā)生電路和以UC3842為控制芯片的可調(diào)壓直流電源,結(jié)合控制電路和功率變換電路獲得了驅(qū)動超聲波電機(jī)所需兩項(xiàng)幅值、頻率、相位可調(diào)的交變方波,具有較高的通用性,為進(jìn)一步開展運(yùn)用較復(fù)雜控制策略的超聲波電機(jī)位置和速度伺服控制研究打下一定基礎(chǔ).
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：hfmm633
數(shù)字控制技術(shù)在開關(guān)電源中的應(yīng)用正變得越來越廣泛，開關(guān)電源的數(shù)字控制器包含三個主要的功能模塊：模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字補(bǔ)償器和數(shù)字脈寬調(diào)制器。本論文總結(jié)和比較了當(dāng)今國際上高頻開關(guān)電源數(shù)字控制器各個模塊的先進(jìn)技術(shù)和發(fā)展方向。 數(shù)字電源要在高頻開關(guān)電源應(yīng)用領(lǐng)域中實(shí)用化、市場化，在技術(shù)上仍然存在許多的難關(guān)需要攻克。其中模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)字脈寬調(diào)制器的分辨率問題給系統(tǒng)帶來了極限環(huán)振蕩的隱患，采樣時滯現(xiàn)象增加了實(shí)現(xiàn)電源的電壓調(diào)節(jié)快速動態(tài)響應(yīng)特性的難度，同時數(shù)字補(bǔ)償器必須在一個開關(guān)周期內(nèi)完成若干次乘法和加法運(yùn)算以便及時更新占空比信息，從而對數(shù)字控制器的運(yùn)算速度提出了非常高的要求。本文集中研究和討論解決這些技術(shù)難點(diǎn)的途徑，利用matlab中的SISOTOOL塊，通過直接數(shù)字設(shè)計(jì)提出了2P2Z的數(shù)字補(bǔ)償算法。按照高頻開關(guān)電源的設(shè)計(jì)步驟，本文對主要元器件進(jìn)行了參數(shù)的計(jì)算以及選型，并利用matlab中的SIMULINK模塊對電路的穩(wěn)態(tài)瞬態(tài)性能進(jìn)行仿真研究。 為了對理論分析和仿真研究進(jìn)行驗(yàn)證，本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一款基于DSPic30F2020高性能數(shù)字信號處理器并采用2P2Z控制算法的高頻全橋拓?fù)浯蠊β释ㄐ乓淮坞娫凑髂K。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該數(shù)字電源方案穩(wěn)定可靠，性能參數(shù)優(yōu)異，能夠滿足應(yīng)用的需要。
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：林魚2016
隨著電力電子技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展,交流電動機(jī)的變頻調(diào)速系統(tǒng)已被公認(rèn)為近代交流調(diào)速中性能最優(yōu)越的一種電力拖動系統(tǒng).然而,隨著電動機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展,諧波污染問題也逐步顯現(xiàn).為了消除諧波,節(jié)能降耗,研究者做了大量的研究和分析.目前,在三相感應(yīng)電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)中,對于整流過程所產(chǎn)生的諧波,已有過大量的分析和計(jì)算,并且研究出了精確的濾波方法,使整流部分輸出電壓近似為直流電壓.而對于逆變過程產(chǎn)生的諧波,大多只是定性分析,很少有定量計(jì)算的文獻(xiàn)出現(xiàn).該文首先對SPWM控制技術(shù)從原理上進(jìn)行了詳細(xì)的描述,指出了諧波問題的研究方向和諧波研究的意義.然后針對逆變器-電動機(jī)系統(tǒng),利用貝塞爾函數(shù)和傅里葉級數(shù)理論,分別對單相二階SPWM逆變器和三相SPWM逆變器的輸出電壓諧波的產(chǎn)生、大小和分布進(jìn)行了細(xì)致而具體的分析和計(jì)算.通過計(jì)算所得到的結(jié)果,以圖文的形式對諧波問題進(jìn)行了分析,得出了相應(yīng)的結(jié)論,并且對影響SPWM輸出電壓諧波頻譜分布的因素進(jìn)行了詳細(xì)的討論.該文還討論了諧波對感應(yīng)電動機(jī)繞組磁動勢、旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)差率、轉(zhuǎn)矩以及銅耗的影響,為感應(yīng)電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、電機(jī)供電電壓諧波分析及附加損耗計(jì)算提供了參考.該文最后利用MATLAB軟件的SIMULINK中的電力系統(tǒng)庫,建立SPWM逆變電路的仿真模型.通過仿真,不但驗(yàn)證了數(shù)學(xué)理論推導(dǎo)的正確性,而且為電力電子電路和電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了一種很好的仿真方法.
標(biāo)簽： SPWM 逆變供電 感應(yīng)電機(jī)
上傳時間： 2013-06-28
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直流電動機(jī)具有運(yùn)動效率高和調(diào)速性能好等諸多優(yōu)點(diǎn),但傳統(tǒng)的直流電動機(jī)均采用電刷,以機(jī)械方法進(jìn)行換向,因而存在致命弱點(diǎn),再加上制造成本高及維修困難等缺點(diǎn),從而限制了它的應(yīng)用范圍.近年來隨著永磁材料、現(xiàn)代電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代控制理論的迅猛發(fā)展而成熟起來的永磁無刷直流電動機(jī)(Brushless Direct Current Motor-BIDCM)具有體積小、重量輕、效率高、噪音低且可靠性高的特點(diǎn),因而得到了廣泛的應(yīng)用.該文研究的對象是由兩套三相無刷直流電動機(jī)組成的六相無刷直流電動機(jī),每套繞組三相對稱,兩套繞組對應(yīng)相之間相差30°電角度.重點(diǎn)研究六相無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性和系統(tǒng)的可靠性.在分析無刷直流電動機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生原理的基礎(chǔ)上,闡述了三相無刷直流電動機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動的原因,在此基礎(chǔ)上提出六相無刷直流電動機(jī).分析結(jié)果表明,六相無刷直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性優(yōu)于三相無刷直流電機(jī),并且系統(tǒng)的可靠性也較高.該文對無刷直流電動機(jī)的工作原理進(jìn)行了詳盡的分析,建立了三相和六相無刷直流電動機(jī)的數(shù)學(xué)模型.并利用MATLAB/SIMULINK軟件建立了三相和六相無刷直流電動機(jī)的系統(tǒng)仿真模型.該系統(tǒng)仿真模型采用雙閉環(huán)控制,內(nèi)環(huán)為電流環(huán)(采用滯環(huán)調(diào)節(jié)),外環(huán)為速度環(huán)(采用PI調(diào)節(jié)).對所得的仿真結(jié)果進(jìn)行分析,表明與理論分析相吻合,證明了六相無刷直流電動機(jī)仿真模型的正確性.對兩套繞組可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行仿真分析,結(jié)果表明六相無刷直流電動機(jī)具有較強(qiáng)的容錯能力.由此得出結(jié)論,該文提出的六相無刷直流電動機(jī)方案是可行的.由于繞組在電機(jī)的結(jié)構(gòu)中占有相當(dāng)重要的位置,該文利用槽號相位表,設(shè)計(jì)了三相和六相無刷直流電動機(jī)的繞組.對槽號的分配,線圈的連接作了詳細(xì)地說明.該文還對三相和六相無刷直流電動機(jī)定子繞組的磁勢進(jìn)行了諧波分析,分析結(jié)果表明了六相無刷直流電動機(jī)定子繞組的磁勢高次諧波含量要少于三相無刷直流電動機(jī).
標(biāo)簽： 六相 無刷直流電動機(jī)
上傳時間： 2013-07-13
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