論文針對兩輪電動車輛(EV)用稀土永磁(REPM)無刷同步電動機(SM),分別進行了正弦波和方波兩種工作方式下的控制技術研究。論文在全面分析正弦波和方波無刷電機工作原理、調速控制方法及其性能特點的基礎上,分別對36VDC電動自行車和96VDC電動摩托車用稀土永磁無刷同步電動機進行了正弦波、方波驅動系統的構建和控制電路設計。 論文采用高集成度智能專用芯片與廉價的EEPROM配合作為核心控制單元,生成穩定的SPWM脈沖信號,構成36VDC正弦波驅動系統,其外圍電路簡單緊湊,克服了傳統SPWM信號產生方法中微處理機程序容易“跑飛”和模擬系統復雜的缺陷。同時,采用專用PWM調制芯片和硬件邏輯器件構成96VDC方波驅動系統,采用寬范圍輸入電壓的開關電源實現系統的控制供電,將直流電機系統常用的電流截止負反饋電路引入無刷電機驅動系統中,提高了大功率方波驅動系統的可靠性,其原理樣機性能穩定,負載電流可達30A。 兩種系統測試結果分析對比表明:相同結構的稀土永磁無刷同步電動機,采用正弦波或方波驅動控制各有利弊。正弦波驅動采用變頻調速,電機運行平穩,利用弱磁調速,還可實現超高速恒功率運行,但易于失步;而方波驅動采用PWM調壓調速,電機則具有良好的控制特性,機械特性較硬,起動轉矩大,車輛提速快,適于爬坡,但轉矩脈動較大。 綜上所述,采用方波驅動更適合于兩輪電動車輛的運行特點,論文介紹的方波驅動系統在電動車輛應用領域有著較好的發展前景。
上傳時間: 2013-04-24
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針對空間電壓欠量脈寬調制過程中存在的問題,采用理論推演與軟件設計方法,在介紹了s V P w M 的基本原理的基礎上,利用T I 公司的 D S P電機控制芯片 T M S 3 2 0 L F 2 4 0 7設計了S V P W M的實現方法,并給出 j - 變頻調速系統的全數字化實現。 通過對永磁同步電機進行控制仿真實驗,得到的結果表明此方法是切實可行V , J ,控制系統具有優良的動靜態性能,較高的控制效果,有廣泛的應用前景。
上傳時間: 2013-04-24
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文中設計完成了以數字信號處理器DSP為控制核心,以智能控制功率模塊IPM為驅動,以無刷直流電機作為伺服電機的一套高性能的電梯門機交流伺服系統。 論文闡述了設計的目的,給出了電機的選擇,介紹了無刷直流電機的優點;說明了門機運行曲線的形成及加減速運行時按S曲線方式運行的優點,并給出了加減速運行時S曲線的具體形成方法;針對門機控制系統的控制策略進行了詳細的研究,將自適應控制理論引入了電梯的門機控制系統中,并針對模型參考自適應控制的方法進行了分析,該方法的實施使系統的性能得到了提高。 系統采用TMS320LF2407A作為電梯的門機控制系統的核心控制器,對TMS320LF2407A作了詳細的介紹。文中對系統采用了全數字化設計,完成了總體硬件電路的設計,主要包括計算控制電路、信號采集電路、鍵盤輸入及顯示電路、驅動及保護電路等,并對每一部分電路的設計進行了具體的說明;驅動電路選用了智能控制功率模塊IPM,并針對所選模塊進行了說明。 在系統軟件設計中,采用對曲線進行離散的方式,給出了門機運行的參考模型,并根據采集的信號與參考模型進行對比,求出加/減速運行時S曲線實現的補償算法;并針對運行參數變化的影響,提出了對門機系統進行自適應控制的方法,給出了系統軟件的流程。 通過對系統的硬件及軟件的設計,實現了對電梯門機系統安全、可靠、平穩控制的目的。
上傳時間: 2013-06-22
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直流偏磁是變壓器的一種非正常工作狀態,是指在變壓器的勵磁電流中出現了直流分量。在直流輸電系統中,由于換流站的工作特性,有直流電流分量流過換流變壓器的繞組,產生直流偏磁現象,這一現象將對換流變壓器的正常運行產生不利的影響,如勵磁電流發生畸變、變壓器鐵心損耗增加及鐵心高度飽和引起的漏磁通增加。因此,從電磁場的角度分析這一現象是必要的。 由于鐵磁材料的非線性,不能應用疊加原理分析直流偏磁時的勵磁情況。為此,本文應用了二維瞬態場路直接耦合有限元法,借助大型有限元分析軟件Ansoft,定量分析了在不同等級直流偏磁電流作用下,換流變壓器空載運行狀態下的勵磁電流波形情況,結果表明,直流偏磁使鐵心中的磁通密度發生偏移,對應的勵磁電流波形呈現正負半波極不對稱的形狀,并且直流偏磁量越大勵磁電流的畸變越嚴重。 在求出直流偏磁量與勵磁電流峰值關系的基礎上,應用一種基于鐵心空載損耗數據的方法,定量分析了在不同等級直流偏磁電流作用下,換流變壓器鐵心損耗情況,結果表明,隨著直流偏磁電流的增加,鐵心損耗也會隨之增加,這會導致鐵心溫升上升,嚴重時會導致鐵心局部過熱,影響變壓器的正常運行。 在漏磁場分析中,討論了變壓器漏磁場的類型和作用,經過合理簡化,建立了換流變壓器二維漏磁場計算模型,應用二維瞬態場路直接耦合有限元法,分析了不同等級直流偏磁電流作用下,換流變壓器漏磁場分布情況,結果表明,隨著直流偏磁量的增加,不同位置處漏磁場分量的變化規律基本不變,但漏磁在增加,且不同位置漏磁分量增加的速率不同。
上傳時間: 2013-06-25
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近年來,隨著永磁材料的發展,永磁同步電機應用日益廣泛。永磁同步電機根據反電動勢和電流波形的不同,可分為梯形波永磁同步電機(無刷直流電機)和正弦波永磁同步電機(永磁同步電機)。正弦波永磁同步電機為實現其正弦波驅動控制需要連續的轉子位置信號,通常采用機械位置傳感器(旋轉變壓器、光電編碼器等),機械位置傳感器雖可以提供高精度的轉子位置信息,但其體積大,價格高,增加了轉子的慣量,且性能易受環境因素的影響,限制了永磁同步電機的應用場合。近年來受到廣泛的關注的無位置傳感器技術,是通過檢測反電動勢(電壓)或電流等過零點獲取轉子的位置信號,此技術雖取消了機械位置傳感器,但存在控制復雜,位置檢測精度不高,運行轉速范圍受到限制等問題。為解決上述問題,本文研究采用低成本的低分辨率位置傳感器取代機械位置傳感器,通過位置估算法得到高分辨率的轉子位置信號,以實現永磁同步電機的正弦波驅動控制問題。 首先,本文分析了傳統的采用位置區間的平均速度和采用平均速度并引用平均加速度實現位置估算法的原理,針對其不足提出了一種改進的方法,該法通過對位置區間初始速度的估算,可以顯著提高速度、位置的估算精度。本文建立上述三種位置估算法的Matlab仿真模型,并對其進行了仿真研究,仿真結果表明:改進位置估算方法即使在加減速等動態性能過程中也能保持較小的位置誤差,性能明顯優于傳統的方法。 其次,完成了以TI公司的數子信號處理器(DSP)TMS320LF2407A為主控芯片,以IR公司IR2110為驅動芯片采用低分辨率位置傳感器的正弦波永磁同步電機控制系統的硬件電路的設計和調試工作。探討了正弦波永磁同步電機在采用無電流傳感器的電流開環控制時的控制策略問題。在此情況下電壓相位角φ對電機運行性能有重要的影響,為得到最佳的φ=f(ω)曲線,需根據負載特性進行優化。 最后,完成了基于TMS320LF2407A采用低分辨率位置傳感器的正弦波永磁同步電機的軟件設計,文中詳細討論了位置估算程序和實現SVPWM程序的設計和調試,并對其進行了實驗驗證。
上傳時間: 2013-07-23
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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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為設計高性能、低損耗的電機,需要準確地分析電機鐵耗。本文從鐵磁材料的磁化特點出發,以分離鐵耗模型為基礎,對交變磁化以及旋轉磁化條件下鐵磁材料和電機的鐵耗進行分析和計算,分別從理論和實踐角度著重就電機鐵耗計算和測量中的一些相關問題作了深入研究。 按照分離鐵耗模型,鐵心損耗可以分成磁滯損耗、渦流損耗和異常損耗。本文首先從交流磁滯回線的產生機理出發,在Preisach靜態磁滯模型的基礎上,利用極限磁滯回線的對稱性,采用人工神經網絡技術,建立了Preisach人工神經網絡磁滯仿真模型,實現了對鐵磁材料交流磁滯回線的理論計算,為磁滯損耗的理論分析和計算奠定了基礎;為對交流磁滯回線進行實測,本文給出了一種采用愛潑斯坦方圈測量鐵磁材料交流磁滯回線與磁滯損耗的新方法,該方法克服了環形樣片測量法的不足,操作簡單,且測量精度高,具有較好的實用價值。利用該方法得到的實驗數據很好地驗證了理論計算結果。 對渦流損耗以及異常損耗的計算模型,本文系統地給出了其推導過程,對模型中的參數進一步加以明確,并對模型的特點進行了分析。鐵磁材料異常損耗計算模型是基于統計學原理推導而來的,模型中參數的確定涉及到鐵磁材料的微觀特性,本文給出了通過實驗確定其參數的具體方法;考慮到工程中異常損耗計算模型是其理論模型的簡化形式,文中對兩者的差別進行了分析。 在分析電機鐵耗時,既要考慮鐵心材料本身的損耗特性,也要考慮電機供電方式以及鐵心中磁場變化等因素對鐵耗的影響。在對鐵磁材料損耗特性分析的基礎上,本文考慮到局部磁滯回環對電機鐵耗的影響,推導了計及局部磁滯作用的電機鐵耗模型,并從理論上對C.P.Steinmetz的磁滯損耗經驗公式進行了驗證,從而明確了公式中經驗系數的物理意義;同時通過實驗研究,分析了磁化頻率對磁滯損耗系數的影響,提出了在磁化頻率較高時分段確定磁滯損耗系數的方法;考慮到現代電機控制策略以及供電方式的多樣性,本文對正弦波、方波以及三角波電壓供電時鐵心材料的交變鐵耗模型分別進行了推導,給出了其解析表達式,并通過實測證明了模型的有效性;對SPWM這類應用較為廣泛的非正弦供電方式,推導了電機交變損耗的一般計算模型,分析了SPWM變頻器供電時電機鐵耗與變頻器參數的關系,給出了其關系的數量表達式; 同時采用改進的愛潑斯坦方圈試驗平臺對非正弦供電條件下的鐵磁材料損耗和電機鐵耗進行了實驗研究。 考慮到電機鐵心制造過程中沖壓對鐵心材料特性的影響,本文提出了一套簡便的對鐵磁材料進行沖壓影響研究的實驗方法,利用該方法,有效地對材料的沖壓影響特性進行了分析。在實驗研究的基礎上,本文推導了考慮沖壓影響時的鐵磁材料損耗的修正系數,從而在傳統交變鐵耗分離模型的基礎上,建立了計及沖壓影響的電機鐵耗計算模型。對模型中引入的沖壓影響修正系數,給出了詳細的推導過程和明確的計算方法,從而使傳統的經驗修正方法得到改善。 在旋轉電機中,除交變磁化外,同時還存在大量的旋轉磁化。本文對旋轉磁化的物理機理進行了初步探討,分析了旋轉磁化條件下的損耗特點,系統介紹了當前鐵磁材料旋轉磁化性能以及旋轉磁化損耗實驗測量和理論計算的方法和手段。 在以上鐵耗理論的基礎上,充分考慮鐵心的非線性及磁滯特性,本文建立了一般條件下的鐵心動態電路模型,并將該模型應用于異步電動機鐵心等效電路中,推導了異步電動機動態鐵耗的分離等效電阻。以一臺三相異步電動機為樣機,采用以上鐵耗的動態分離等效電阻,有效地對電機鐵耗進行了分離,從而為深入研究電機的動態鐵耗特性提供了便利。 論文最后以一臺永磁無刷直流電機為例,對電機的運行特性以及鐵心損耗進行了分析計算。分析中應用場路結合法,建立了永磁無刷電機換流等效電路模型,采用鏡像法建立了深槽無刷電機電樞反應分析模型;在電機鐵耗分析中,推導了考慮旋轉磁化的電機鐵耗工程計算模型,對樣機鐵耗進行了理論計算,并通過構建實驗平臺,對旋轉磁化條件下的樣機空載鐵耗進行了測量,最終理論值與實測值吻合良好,證明了上述方法的有效性。
上傳時間: 2013-07-02
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本文對高性能、大容量可調AC-DC直流開關電源進行了研究。文章詳細分析了高性能、大容量可調AC-DC直流開關電源的工作原理,并提出了主電路和控制電路的詳細設計方案。在此基礎上,完成了整個系統的硬件電路設計和軟件程序的編制,并對電源裝置的硬件和軟件進行了調試和修改。在分析原理的基礎上,本文從三相橋式不控整流、全橋變換器、高頻變壓器、濾波電路等環節對該系統的主電路進行了闡述,同時探討了該電源系統實現大容量的解決方案,即采用多個電源模塊并聯運行。本文還探討了多個電源模塊并聯運行時的自動均流技術,并詳細介紹了基于平均值的自動均流電路。在電壓調節環節上,詳細分析了基于SG1525控制芯片的PWM控制電路。本文研制的直流開關電源具有輸出電壓可調、輸出電流大、紋波小等特點,而且還具有換檔、遠程控制等功能。它主要用于各種直流電機性能測試,實驗結果表明它基本達到設計要求,從而驗證了理論分析的正確性,具有廣闊的應用前景。
上傳時間: 2013-07-31
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用單片機控制直流電機 本設計以AT89C51單片機為核心,以4*4矩陣鍵盤做為輸入達到控制直流電機的啟停、速度和方向,完成了基本要求和發揮部分的要求。在設計中,采用了PWM技術對電機進行控制,通過對占空比的計算達到精確調速的目的。
上傳時間: 2013-04-24
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電動觀光車是一種以車載蓄電池組作為動力電源、靠電機驅動車輪行駛、無污染的綠色交通工具,它的發展對于解決全球性的能源和環境問題具有非常重要的現實意義,是本世紀最有發展前途的綠色清潔汽車。同時,電動觀光車行駛旅程較短,起動、制動比較頻繁,這一方面需要有高功率密度的電機及其驅動系統,另一方面需要有較高比能量和比功率的電池管理系統以及能量回收功能。 本論文的主要任務是完成電動觀光車設計的核心部分——驅動電機的設計。由于直流電機控制簡單,造價低而且技術成熟,符合我國國情,因此在我國的電動車絕大多數仍然是直流驅動系統。本課題設計了滿足現代電動觀光車對電動機要求的,具有寬廣調速范圍、良好起制動性能和高效率的直流他勵牽引電機。 本文首先分析了電動車的發展和國內外現狀,以及電動車的結構和關鍵技術,重點對電動觀光車常用的牽引電機作了性能比較,并確定選型;對這種電機的基本結構、主要技術要求和工作原理作了分析。基于以上技術要求,根據電機設計的基本原則和相關經驗數據,完成了電機的電磁設計,得到較為理想的設計方案;由此運用AutoCAD和Pro/E軟件繪制出全套直流他勵牽引電機的機械加工圖和三維裝配圖,研制了實驗樣機。文章的最后對所設計的電機進行了仿真和實驗研究。 論文中設計出全套規范的電磁數據和機械CAD,不僅對同類電機的規范和改進具有重要意義,同時也對其它類型的牽引電機的設計具有一定的參考價值。具有廣闊的應用前景。
上傳時間: 2013-04-24
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