勵磁裝置是同步發電機的重要控制部件,直接影響電機及電力系統的特性,本文介紹了一種基于DSP(TMS320F2812)微控制器的同步發電機勵磁調節器的設計研究。 本文以新型同步發電機勵磁調節器的開發研制為主要內容,首先介紹了同步發電機勵磁系統的重要作用,然后介紹了常用的DSP 芯片特點與構成,最后著重介紹了新型勵磁調節器的軟、硬件設計實現方法,給出了硬件原理圖和軟件流程圖。硬件設計主要有交、直流的調理電路的設計,鐵電儲存設計以及通訊電路、D/A 電路等其它外圍電路的具體設計;軟件由主程序和中斷程序構成。其中,主程序主要完成系統的初始化;中斷程序主要完成數據的采集和算法實現, PID 調節、限制保護模塊等部分以及通訊部份等。 本設計充分利用TMS320F2812 芯片的強大的數據處理能力和豐富的片內外設及高速的實時控制能力,來完成各功能的實現。
上傳時間: 2013-05-20
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在論文中系統的講述了電腦平縫機電氣系統實現的方法和過程。該種電腦工業平縫機能夠自動完成停針、撥線、剪線、倒、順縫等工序,根據不同的工藝要求,可以進行選擇性的設定,取代了原先由手工進行的輔助工序,代表當今最高技術水平和今后一段時間產品生產方向。 文章首先簡單介紹了電腦平縫機的功能特性等相關知識,然后依次介紹了各個模塊的設計方法。在此過程中,整片文章比較詳細的講述了整個系統的軟件設計情況,包括系統功能的設計到軟件的實現方法。此外,根據實際設計情況,在控制器的設計章節中比較了兩種不同策略下的電氣系統的結構和使用情況。指出設計的難點以及解決方法。 此外,文章還探討了一般永磁同步電機的設計方法。即先從傳統的磁路計算入手,得出電機初步結構,再利用有限元分析軟件,對電機進行二維磁場有限元數值分析,最后據計算出的電機性能參數對電機結構作進一步改善。并且,在設計過程中考察相關參數和參數比變化對電機性能的影響。在此基礎上,結合電腦平縫機所用電機設計,探討了電機轉矩波動的原因和減小波動的方法。
上傳時間: 2013-05-19
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在國內,目前工控領域廣泛用到的伺服系統(包括伺服電機和伺服驅動器)有整套購買國外某一個廠商的,也有自己開發電機,然后購買國外的伺服驅動器來配置伺服系統。前一種情況伺服電機與驅動器之間的整合程度是比較高,而后一種情況伺服電機的設計容易忽視與之配套的伺服驅動器的控制策略以及伺服驅動器的輸出電壓,輸出電流特點,很容易造成所設計的伺服電機不能充分發揮其性能以及材料的不合理利用。本文討論了作為伺服電機用的永磁同步電動機在整合伺服驅動器控制方式和輸出電壓、電流特性下的設計過程。 本文首先簡要介紹了永磁同步電動機作為伺服電機較其他類型的電機的優勢,接著以永磁同步電動機作為伺服電機,對給定指標要求的永磁同步電動機,在永磁體分別采用表面安裝和內置兩種轉子磁路結構時進行了場路結合的設計與分析,分析了在磁場定向控制方式下兩種轉子磁路結構的永磁同步電動機的工作特性、轉矩脈動等。得出了永磁體表面安裝轉子磁路結構的永磁同步電動機作為伺服電機時更適合磁場定向控制運行的結論。 此外,從已經成功設計了的永磁同步電動機出發,整合所設計的永磁同步電動機將要采用的驅動器其控制方式,并在一些有依據的假設前提下確定了電機的能量包函數(包括功率、轉速等一些額定指標)與一些主要尺寸函數表達式。初步得出了一種行之有效的、快速確定使用同一套定轉子沖片伺服電機尺寸的方法。 最后試制了樣機以及其在伺服驅動器下進行了實驗,并比較分析了實驗和理論分析的結果。
上傳時間: 2013-05-30
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本課題是國家自然科學基金重點資助項目“微型燃氣輪機一高速發電機分布式發電與能量轉換系統研究”(50437010)的部分研究內容。高速電機的體積小、功率密度大和效率高,正在成為電機領域的研究熱點之一。高速電機的主要特點有兩個:一是轉子的高速旋轉,二是定子繞組電流和鐵心中磁通的高頻率,由此決定了不同于普通電機的高速電機特有的關鍵技術。本文針對高速永磁電機的機械與電磁特性及其關鍵技術進行了深入地研究,主要包括以下內容: 首先,進行了高速永磁電機轉子的結構設計與強度分析。根據永磁體抗壓強度遠大于抗拉強度的特點,提出了一種采用整體永磁體外加非導磁高強度合金鋼護套的新型轉子結構。永磁體與護套之間采用過盈配合,用護套對永磁體施加的靜態預壓力抵消高速旋轉離心力產生的拉應力,使永磁體高速旋轉時仍承受一定的壓應力,從而保證永磁轉子的安全運行?;趶椥粤W厚壁筒理論與有限元接觸理論,建立了新型高速永磁轉子應力計算模型,確定了護套和永磁體之間的過盈量,計算了永磁體和護套中的應力分布。該種轉子結構和強度計算方法已應用于高速永磁電機的樣機設計。 其次,進行了高速永磁轉子的剛度分析和磁力軸承—轉子系統的臨界轉速計算。基于電磁場理論分析了磁力軸承支承的各向同性,利用氣隙靜態偏置磁通密度計算了磁力軸承的線性支承剛度,在對高速電機轉子結構離散化的基礎上建立了磁力軸承—轉子系統的動力學方程,采用有限元法計算了高速永磁電機轉子的臨界轉速。利用該計算方法設計的1臺采用磁力軸承的高速電機,已成功實現60000r/min的運行。 再次,進行了高速永磁電機的定子設計,提出了一種新型環形繞組結構。環型繞組線圈的下層邊放在定子鐵心的6個槽中,而上層邊分布在定子鐵心軛部外緣的24個槽中,不但增加了定子表面的通風散熱面積,使冷卻氣流直接冷卻定子繞組,更為重要的是,解決了傳統2極電機繞組端部軸向過長的難題,使轉子軸向長度大為縮短,從而增加了高速永磁電機轉子系統的剛度。 然后,采用場路耦合以及解析與實驗相結合的方法,分析計算了高速永磁電機的損耗和溫升,并對高速永磁發電機的電磁特性進行了仿真。高速電機的優點是體積小和功率密度大,然而隨之而來的缺點是單位體積的損耗大,以及因散熱面積小造成的散熱困難。損耗和溫升的準確計算對高速電機的安全運行至關重要。為了準確計算高速電機的高頻鐵耗,對定子鐵心所采用的各向異性冷軋電工鋼片制作的試件,進行了不同頻率和不同軋制方向的導磁性能和損耗系數測定。然后采用場路耦合的方法,分析計算了高速電機的定子鐵耗和銅耗、轉子護套和永磁體內的高頻附加損耗以及轉子表面的風磨損耗。在損耗分析的基礎上,計算了高速電機的溫升。最后,設計制造了一臺額定轉速為60000r/min的高速永磁電機試驗樣機,并進行了初步的試驗研究。測量了電機在不同轉速下空載運行時的定、轉子溫升及定子繞組的反電動勢波形。通過與仿真結果的對比,部分驗證了高速永磁電機理論分析和設計方法的正確性。在此基礎上,提出一種高速永磁電機的改進設計方案,為進一步的研究工作打下了基礎。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著非線性負載在電網應用中的不斷增加,給電網造成的諧波污染日益嚴重,已成為影響電能質量的重要因素之一。與無源濾波器相比,有源濾波器具有濾波特性好,受電網阻抗影響小,可同時補償諧波和無功等優點,所以,有源電力濾波裝置作為一項有效措施,被廣泛地研究和應用。 本文首先介紹了諧波產生及其嚴重的危害性,綜述了國內外電力系統諧波抑制技術的發展概況以及有源電力濾波器在諧波抑制中的應用前景。闡明了以DSP為核心控制芯片的有源電力濾波器數字控制系統的特點。介紹了有源電力濾波器的結構和工作原理,在瞬時無功功率理論的基礎上設計了諧波電流的檢測方案,提出了有源電力濾波器全數字化控制系統的實施方案,包括信號調理、過零檢測、交流采樣、鎖相和濾波等,同時給出部分程序框圖及程序和程序運行結果。為了進行更加深入的理論分析,本文在MATLAB的SIMULINK仿真環境下建立了有源電力濾波器系統的仿真模型,并對諧波電流檢測方法進行了仿真對比。同時,重點進行了軟件設計,包括數字鎖相環、低通濾波器等,程序運行結果取得了令人滿意的效果。 本文以三相并聯有源電力濾波器為研究對象,設計了基于DSP芯片的數字化控制方案,該方案用一片DSP芯片TMS320F2812實現諧波指令電流計算和控制環節。并詳細介紹了該控制方案的軟件設計。 從目前國外的研究和使用情況來看,有源電力濾波器具有廣闊的應用前景。本題目今后的重點發展方向是進行實用化研究。
上傳時間: 2013-04-24
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論文分析了混合式步進電動機的工作原理和運行特性。采用簡化的磁網絡模型,推導了建立二相混合式步進電機數學模型的關系式。并對步進電機的多種驅動技術進行了詳細的研究,著重分析和論述了正弦脈寬調制細分驅動技術。文中對整個系統的結構、硬件電路設計及驅動軟件編程進行了研究和實現,并給出了系統性能實驗結果。 步進電機的使用離不開步進電機驅動器,驅動器的優劣影響著步進電機的運行性能。傳統的驅動方式側重于使步進電機繞組電流以盡可能短的時間上升到額定值,以提高電機高速運行時的轉矩,一般步距角較大,且造成低速運行時的振動和噪聲加大。針對此問題,開發出一種新型的基于單片機的多細分二相混合式步進電機驅動器。該驅動器以二相混合式步進電動機的靜態和動態運行特性為出發點,主要分為數字控制部分、GAL片邏輯綜合信號處理單元、SG3525恒流控制電路、驅動功放電路、過流保護及反饋電路和系統供電電源模塊等。采用專用集成芯片和可編程邏輯器件,以8位單片機AT89C51為控制核心,實現恒流控制、正/反轉運行、過流保護和多檔位細分等功能。在器件選型和軟、硬件設計方面兼顧了性能與成本等因素,性價比較高且通用性強。 該驅動器樣機已完成制作并進行了聯調測試,文中給出了測試結果并對所測波形進行了分析。實驗結果表明,系統硬件和軟件設計合理可行,各項技術指標均達到了設計要求。它與混合式步進電動機配套可以明顯地改善步進電動機的運行性能,拓寬其應用領域。
上傳時間: 2013-06-07
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勵磁調節系統是同步發電機的重要組成部分,對同步發電機乃至電力系統的安全穩定運行有著重要影響。隨著電力系統規模的不斷增大,系統結構和運行方式日趨復雜,對同步發電機勵磁控制系統運行的可靠性、穩定性、經濟性和靈活性提出了更高的要求。本文根據勵磁調節器的國內外發展趨勢,研究開發了以TMS320F2812芯片為控制核心的同步發電機DSP勵磁調節器。 本文首先介紹了數字勵磁的發展歷程、特點及應用范圍,然后介紹了同步發電機勵磁控制系統的國內外發展狀況及趨勢,提出了基于數字信號處理器 TMS320F2812 控制的絕緣柵雙極晶體管(IGBT)微機勵磁系統的結構和設計方案。 在詳細解釋功率器件 IGBT 和控制器件TMS320F2812芯片基礎上,提出了勵磁系統的主要硬件設計及軟件實現方法;完成了IGBT勵磁裝置主回路和 IGBT 保護及驅動單元的設計;進行調節器硬件設計,給出了硬件原理圖和軟件流程圖;利用TMS320F2812芯片強大的數據處理能力和豐富的片內外設和高速的實時處理能力,用單片系統結構實現了交流采樣、變速積分 PID控制算法、PWM功率調節和系統保護等功能。TMS320F2812芯片的引入,大大簡化了勵磁控制器的硬件結構,提高了勵磁系統的抗干擾能力和可靠性。 最后,為驗證所設計的勵磁調節器的有效性和控制效果,采用 MATLAB 中 SIMULINK 仿真平臺,設計了勵磁控制系統各環節的仿真模型。仿真結果表明,采用 TMS320F2812的同步發電機IGBT勵磁系統具有響應快速、調節靈敏、控制性能優良等特點。
上傳時間: 2013-07-29
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本文針對我國當今大型倉庫、大型糧庫的監測與控制現狀,進行研究開發,采用較為實用和先進的單片微型機控制系統,運用溫度傳感器和濕度傳感器對溫度、濕度的敏感性設計了一種基于多級通訊總線的糧庫溫、濕度自動監測系統,主要包括通訊控制總站以及下位機的設計。操作人員可以通過向通訊控制總站發送命令,提取下位機溫、濕度數據,下位機實現溫、濕度檢測;同時可以查看歷史檢測數據,進行糧情分析和糧庫管理等一系列操作。 溫濕度的測量和控制系統通常被認為是一項較為簡單的控制技術,但是由于濕敏元件的穩定性差,壽命短等問題,實際應用系統中能正常運行的不多,除非建立有嚴格的管理制度,而且管理人員的綜合素質要達到一定的要求。所以,本文重點分析了濕敏傳感測量的機制,選型和技術措施。在研究了多種濕度傳感器性能的基礎上選用了合適的濕度傳感器,這是本設計的一個重點。本設計還有一個重點,用CPLD設計了一個模擬開關和顯示部分。 本設計研制的上位機采用PC機,通過RS-232接口與轉換器相連,轉換器通過RS-485總線連接下位機,實現監控室與現場的數據通信。每臺下位機位于各糧倉內,需要監測256路的溫、濕度信號,為了能實現共256路溫濕度的數據采集工作,本設計中用CPLD設計了一個模擬開關,每次只采集一路數據送入到單片機中去;另外,本設計的顯示部分也獨特的選用了CPLD來實現。正常情況下上位機每4小時向下位機發布一次檢測信號(同時在任何時刻也可監控某個糧倉的溫濕度情況),下位機利用PICl6F877單片機來實現糧倉中128路溫度和128路濕度的測控。 該糧倉溫、濕度測控系統實用性強,成本低,數據傳輸效率高,可靠性好。它不儀可以應用于糧庫的監控管理,而且也可推廣到其他監控領域,因此具有廣泛的應用前景。
上傳時間: 2013-05-23
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臺灣成功大學的關于無人機自動駕駛控制的論文集(1) 這包共4篇,分別為: 無人飛機速度控制器設計與實現 無人飛行船自主性控制設計與實現 無人飛行載具導引飛控整合自動駕駛儀參數選取之研究 無人飛行載具導引飛控之軟體與硬體模擬
標簽: lunwen
上傳時間: 2013-08-03
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近年來,隨著人們生活的改善,機動車輛得到迅速發展,其排放的尾氣己造成城市空氣嚴重污染,一些城市相繼制定法規限制摩托車和燃油助力車的使用來保護環境。于是發展綠色交通工具已成為一個重要的課題。電動車具有輕便、無污染、低噪音和價格低廉的特點,成為比較理想的交通工具。開關磁阻電機的結構簡單、控制靈活、可靠性高、能在較寬的速度范圍內高效運行、而且堅固耐用,適合于在惡劣條件下應用等特點決定了其非常適合于車輛負載。 本文主要研究四相8/6極開關磁阻電機傳動系統在兩輪電動車中的應用,設計了以AVR單片機為主控芯片的電動車控制器。1.根據開關磁阻電機的結構和工作原理,建立了SR 電機的數學模型,分析并確定了開關磁阻電機的位置信號檢測方法,制定了該系統使用的控制策略:采用轉速外環、電流內環的雙閉環控制,通過AVR單片機片內定時器/計時器T/C2輸出的PWM斬波調壓間接地調節電流以控制電機的轉速。2.以AVR單片機為核心,設計了開關磁阻電機控制系統的各硬件電路,主要有電源轉換電路和電壓采樣電路、系統功率電路及MOSFET驅動電路、位置信號檢測電路和電流檢測與保護電路。3.在硬件電路的基礎上設計了系統的控制軟件,并對電動車的剎車、過流保護、欠壓保護和定速巡航等功能加以改善和提高。最后對所開發的系統進行了調試,通過實驗得到的速度電流波形證實了該控制器的可行性。
上傳時間: 2013-07-25
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