本文設(shè)計(jì)了一種基于單片機(jī)的模擬角位移傳感器輸出信號(hào)的電子裝置，它以單片機(jī)為核心，經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換和放大電路的處理，最
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表面粗糙度是機(jī)械加工中描述工件表面微觀形狀重要的參數(shù)。在機(jī)械零件切削的過(guò)程中，刀具或砂輪遺留的刀痕，切屑分離時(shí)的塑性變形和機(jī)床振動(dòng)等因素，會(huì)使零件的表面形成微小的蜂谷。這些微小峰谷的高低程度和間距狀況就叫做表面粗糙度，也稱(chēng)為微觀不平度。表面粗糙度的測(cè)量是幾何測(cè)量中的一個(gè)重要部分，它對(duì)于現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展起了重要的推動(dòng)作用。世界各國(guó)競(jìng)相進(jìn)行粗糙度測(cè)量?jī)x的研制，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種各樣的粗糙度測(cè)量系統(tǒng)也競(jìng)相問(wèn)世。對(duì)于粗糙度的測(cè)量，隨著技術(shù)的更新，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)也一直在變更。最新執(zhí)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T6062-2002)，規(guī)定了粗糙度測(cè)量的參數(shù)，以及制定了觸針式測(cè)量粗糙度的儀器標(biāo)準(zhǔn)[1]。 隨著新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行，許多陳舊的粗糙度測(cè)量?jī)x已經(jīng)無(wú)法符合新標(biāo)準(zhǔn)的要求。而且生產(chǎn)工藝的提高使得原有方案的采集精度和采集速度，滿(mǎn)足不了現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)的需要。目前，各高校公差實(shí)驗(yàn)室及大多數(shù)企業(yè)的計(jì)量部門(mén)所使用的計(jì)量?jī)x器(如光切顯微鏡、表面粗糙度檢查儀等)只能測(cè)量單項(xiàng)參數(shù)，而能進(jìn)行多參數(shù)測(cè)量的光電儀器價(jià)格較貴，一般實(shí)驗(yàn)室和計(jì)量室難以購(gòu)置。因此如何利用現(xiàn)有的技術(shù)，結(jié)含現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)的發(fā)展，職制出性能可靠的粗糙度測(cè)量?jī)x，能有效地降低實(shí)驗(yàn)室測(cè)量?jī)x器的成本，具有很好的實(shí)用價(jià)值和研究意義。 基于上述現(xiàn)狀，本文在參考舊的觸針式表面粗糙度測(cè)量?jī)x技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，提出了一種基于ARM嵌入式系統(tǒng)的粗糙度測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)。這種測(cè)量?jī)x采用了先進(jìn)的傳感器技術(shù)，保證了測(cè)量的范圍和精度；采用了集成的信號(hào)調(diào)理電路，降低了信號(hào)在調(diào)制、檢波、和放大的過(guò)程中的失真；采用了ARM處理器，快速的采集和控制測(cè)量?jī)x系統(tǒng)；采用了強(qiáng)大的PC機(jī)人機(jī)交互功能，快速的計(jì)算粗糙度的相關(guān)參數(shù)和直觀的顯示粗糙度的特性曲線(xiàn)。 論文主要做了如下工作：首先，論文分析了觸針式粗糙度測(cè)量?jī)x的發(fā)展以及現(xiàn)狀；然后，詳細(xì)敘述了系統(tǒng)的硬件構(gòu)成和設(shè)計(jì)，包括傳感器的原理和結(jié)構(gòu)分析、信號(hào)調(diào)理電路的設(shè)計(jì)、A/D轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)、微處理器系統(tǒng)電路以及與上位機(jī)接口電路的設(shè)計(jì)。同時(shí)，還對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集進(jìn)行了研究，開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的固件程序及接口程序，完成數(shù)據(jù)采集軟件的編寫(xiě)，并且對(duì)表面粗糙度參數(shù)的算法進(jìn)行程序的實(shí)現(xiàn)。編寫(xiě)了控制應(yīng)用程序，完成控制界面的設(shè)計(jì)。最終設(shè)計(jì)出一套多功能、多參數(shù)、高性能、高可靠、操作方便的表面粗糙度測(cè)量系統(tǒng)。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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車(chē)輛姿態(tài)是車(chē)輛控制所需的重要參數(shù)，其測(cè)量方法、測(cè)量精度與測(cè)量系統(tǒng)的性能和成本密切相關(guān)。隨著微處理器技術(shù)與新型傳感器技術(shù)的發(fā)展，利用加速度計(jì)、磁阻傳感器和ARM微處理器構(gòu)成基于地球磁場(chǎng)和重力場(chǎng)的捷聯(lián)式姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，已成為許多載體姿態(tài)測(cè)量的首選。同時(shí)姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)住地理勘探、石油甲臺(tái)鉆井和機(jī)器人控制方血也有著廣泛的應(yīng)用。 本文研究設(shè)計(jì)了一款基于ARM處理器的姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，在保證體積、成本和實(shí)時(shí)性的前提下，完成載體姿態(tài)角的準(zhǔn)確測(cè)量。采用Honeywell公刊的3軸磁阻傳感器HMC1021/1022和ADI公司的2軸加速度計(jì)ADXL202以及S3C44BOX ARM7微處理器構(gòu)建捷聯(lián)式姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)。磁阻傳感器和加速度計(jì)分別感應(yīng)地球磁場(chǎng)和重力場(chǎng)信號(hào)，微處理器對(duì)檢測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行處理和誤差補(bǔ)償后，解算出的姿念角，最后由LCD顯示或者通過(guò)串行通訊接口輸出到上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)姿態(tài)角的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量。 本文詳細(xì)介紹了基于地球磁場(chǎng)和重力場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行姿態(tài)測(cè)量的原理，推導(dǎo)了方向角、俯仰角和橫滾角求解的數(shù)學(xué)模型。完成了姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)與調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了包括：uC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)的移植、加速度數(shù)據(jù)采集、地球磁場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和姿態(tài)角解算等系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)，最后對(duì)系統(tǒng)測(cè)量結(jié)果給出了誤差分析，添加了數(shù)字濾波、橢圓效應(yīng)校正等算法來(lái)補(bǔ)償誤差，從而有效提高了系統(tǒng)測(cè)量精度。
標(biāo)簽： ARM 姿態(tài)測(cè)量 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可以通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。由于步進(jìn)電機(jī)的控制原理是根據(jù)控制信號(hào)動(dòng)作，因此非常適合于單片機(jī)控制。 由于工業(yè)自動(dòng)化水平的提高，對(duì)很多工業(yè)監(jiān)控設(shè)備的要求也隨著提高，特別是對(duì)其驅(qū)動(dòng)部件步進(jìn)電機(jī)的位移和速度控制的要求越來(lái)越高，用單片機(jī)機(jī)對(duì)二維步進(jìn)電機(jī)實(shí)施精確位移和速度控制有極大的優(yōu)越性，二維步進(jìn)電機(jī)數(shù)控運(yùn)行系統(tǒng)是由ipc（工業(yè)控制計(jì)算機(jī)）發(fā)出控制指令，通過(guò)與單片機(jī)之間的通信，使單片機(jī)產(chǎn)生控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的脈沖波形，使二維步進(jìn)電機(jī)分別作正傳、反轉(zhuǎn)、快轉(zhuǎn)、慢轉(zhuǎn)和停止等。
標(biāo)簽： 單片機(jī) 制器設(shè)計(jì) 步進(jìn)電機(jī)
上傳時(shí)間： 2013-05-18
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UM71系列(包括ZPW-2000A)無(wú)絕緣軌道電路已成為我國(guó)鐵路的主流制式，軌道電路的正常工作對(duì)行車(chē)安全意義重大。軌道信號(hào)失真或者受到噪聲污染有可能導(dǎo)致鐵路信號(hào)設(shè)備錯(cuò)誤動(dòng)作進(jìn)而發(fā)生行車(chē)事故。通過(guò)對(duì)鐵路信號(hào)做出監(jiān)測(cè)以及判斷，可以幫助信號(hào)設(shè)備維護(hù)人員對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行及時(shí)修復(fù)從而避免事故發(fā)生。 本文設(shè)計(jì)了一種基于ARM/DSP雙核結(jié)構(gòu)的鐵路信號(hào)測(cè)試儀，用以幫助設(shè)備維護(hù)人員及時(shí)檢修故障設(shè)備。其中，DSP芯片選用TI公司的32位浮點(diǎn)處理器TMS320VC33作為信號(hào)分析與處理的核心，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的解調(diào)、頻譜分析和細(xì)化處理等功能。本測(cè)試儀作為一種實(shí)時(shí)的信號(hào)檢測(cè)設(shè)備，充分利用了浮點(diǎn)DSP芯片高效靈活以及系統(tǒng)可裁減的特性，因而更適合于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的應(yīng)用。本測(cè)試儀主要針對(duì)目前使用較為廣泛的UM71、ZPW-2000A系統(tǒng)以及站內(nèi)25Hz相敏軌道電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)移頻信號(hào)的數(shù)字解調(diào)、區(qū)間載波頻率檢測(cè)、信號(hào)幅度檢測(cè)、站內(nèi)軌道信號(hào)的相位角及其幅度檢測(cè)等功能。 本文著重分析了頻譜細(xì)化技術(shù)中的ZFFT算法在實(shí)時(shí)信號(hào)分析中的應(yīng)用，采用ZFFT算法可以在保證運(yùn)算效率的同時(shí)提高頻譜的分辨率。在此基礎(chǔ)上，本文就這種算法提出了若干改進(jìn)措施并且通過(guò)MATLAB對(duì)該算法及其改進(jìn)措施進(jìn)行了軟件仿真。同時(shí)本文完成了基于這種算法的DSP軟件設(shè)計(jì)：為了提高系統(tǒng)實(shí)時(shí)性，DSP算法均采用匯編語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。理論分析和實(shí)驗(yàn)表明調(diào)制頻率的分辨率可以達(dá)到0.03Hz，滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用要求。此外，本文設(shè)計(jì)了測(cè)試儀的硬件結(jié)構(gòu)，主要是VC33的外圍器件及其與雙口RAMCY7C028的接口電路，以及基于這個(gè)接口電路的通信規(guī)程。
標(biāo)簽： DSP ARM 鐵路信號(hào) 試儀設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-06-29
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采用89S52 單片機(jī)通過(guò)交流電信號(hào)過(guò)零檢測(cè)、同步控制可控硅的導(dǎo)通角的方式實(shí)現(xiàn)功率的無(wú)級(jí)控制。所設(shè)計(jì)的控制器的功率可任意設(shè)置，并具有數(shù)碼管顯示功能和定時(shí)開(kāi)關(guān)控制功能，此外，控制器上的串行口可實(shí)
標(biāo)簽： 89S52 單片機(jī) 功率 制器設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-07-30
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噴油泵是柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)中燃油的控制、供給單元，其性能的好壞直接決定著柴油機(jī)的加速性能、油耗大小、尾氣的排放質(zhì)量等。準(zhǔn)確測(cè)試噴油泵的各種技術(shù)參數(shù)對(duì)提高柴油機(jī)的各項(xiàng)技術(shù)性能具有十分重要的意義。嵌入式系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)成為了最熱門(mén)的技術(shù)之一。基于ARM的嵌入式技術(shù)己經(jīng)成為當(dāng)前嵌入式領(lǐng)域研究的一個(gè)亮點(diǎn)。ARM公司的32位RISC處理器，以其高速度、低功耗、低成本、功能強(qiáng)等諸多優(yōu)異性能，應(yīng)用越來(lái)越廣泛。uCLinux操作系統(tǒng)是從Linux衍生出來(lái)的一種操作系統(tǒng)，它是專(zhuān)為無(wú)MMU的微控制器開(kāi)發(fā)的嵌入式Linux操作系統(tǒng)。它支持眾多嵌入式處理器類(lèi)型，具有完善的各類(lèi)驅(qū)動(dòng)支持。 本文從噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)入手，在詳細(xì)分析了系統(tǒng)所要檢測(cè)和控制的參數(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)總體架構(gòu)。噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)由兩個(gè)模塊組成：以80C196KB單片機(jī)為中心的噴油泵控制及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，以S3C44BOX為中心的上位機(jī)監(jiān)控及管理系統(tǒng)。下位機(jī)通過(guò)RS232串口接收上位機(jī)的命令并執(zhí)行噴油泵試驗(yàn)臺(tái)的電機(jī)轉(zhuǎn)速控制、燃油溫度控制、噴油次數(shù)計(jì)數(shù)、提前角監(jiān)控及燃油壓力顯示。上位機(jī)是整個(gè)試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)的管理者，主要完成給下位機(jī)發(fā)送特定的操作命令，完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的顯示、收集和存儲(chǔ)，它有友好的中文顯示界面，可以完成簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)管理操作。 文中詳細(xì)闡述了上位機(jī)的操作系統(tǒng)uCLinux的特點(diǎn)和移植過(guò)程。同樣對(duì)上位機(jī)的界面設(shè)計(jì)及運(yùn)行環(huán)境MiniGUI進(jìn)行了全面分析并給出移植和界面編程方法。在文章的最后，對(duì)噴油泵控制系統(tǒng)采用模糊控制算法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。詳細(xì)描述了模糊控制器設(shè)計(jì)所包含的三個(gè)主要部分：清晰量的模糊化接口、模糊控制規(guī)則及算法及模糊量的清晰化接口。 通過(guò)試驗(yàn)證實(shí)，本文設(shè)計(jì)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)技術(shù)路線(xiàn)正確合理。相信該可靠實(shí)用的控制系統(tǒng)配合噴油泵試驗(yàn)臺(tái)使用將具有良好的市場(chǎng)潛力。
標(biāo)簽： ARM 處理器 噴油 試驗(yàn)臺(tái)
上傳時(shí)間： 2013-06-04
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自上個(gè)世紀(jì)九十年代以來(lái)，我國(guó)著名學(xué)者、現(xiàn)中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)陳難先教授等人使用無(wú)窮級(jí)數(shù)的Mobius反演公式解決了一系列重要的應(yīng)用物理中的逆問(wèn)題，例如費(fèi)米體系逆問(wèn)題、信號(hào)處理等，開(kāi)創(chuàng)了應(yīng)用、推廣數(shù)論中的Mobius變換解決物理學(xué)中各種逆問(wèn)題的巧妙方法，其工作在1990年得到了世界著名的《NATURE》雜志的整版專(zhuān)評(píng)與高度評(píng)價(jià)。華僑大學(xué)蘇武潯、張渭濱教授等則把Mobius變換的方法應(yīng)用于幾種常用波形（包括周期矩形脈沖，奇偶對(duì)稱(chēng)方波和三角波等）的傅立葉級(jí)數(shù)的逆變換運(yùn)算，得到正、余弦函數(shù)及一般周期信號(hào)的各種常用波形的信號(hào)展開(kāi)；并求得了與各種常用波形信號(hào)函數(shù)族相正交的函數(shù)族，以用于各展開(kāi)系數(shù)的計(jì)算與信息的解調(diào)；而后把它們應(yīng)用到通信系統(tǒng)中，提出了一種新的通信系統(tǒng)，即新型Chen-Mobius通信系統(tǒng)。 在新型通信系統(tǒng)中，把這種正交函數(shù)族應(yīng)用于系統(tǒng)的相干調(diào)制解調(diào)中，取代傳統(tǒng)通信系統(tǒng)中調(diào)制解調(diào)所采用的三角正交函數(shù)族。正是這種正交函數(shù)族使得通信系統(tǒng)的傳輸性能大大提高，保密性加強(qiáng)，而且正交函數(shù)族產(chǎn)生很方便。 本文從軟件仿真和硬件實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方面對(duì)Chen-Mobius通信系統(tǒng)進(jìn)行了驗(yàn)證。首先，利用MATLAB軟件構(gòu)建Chen-Mobius數(shù)字通信系統(tǒng)，通過(guò)計(jì)算機(jī)編程，對(duì)Chen-Mobius單路、四路和八路的數(shù)字通信系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析，對(duì)該系統(tǒng)在不同信噪比情況下的錯(cuò)誤概率進(jìn)行了計(jì)算，并繪出了信噪比-錯(cuò)誤概率曲線(xiàn)；其次，在QuartusⅡ軟件平臺(tái)上，利用VHDL語(yǔ)言文本輸入和原理圖輸入的方法構(gòu)建Chen-Mobius數(shù)字通信系統(tǒng)，對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，包括設(shè)計(jì)綜合、引腳分配、仿真驗(yàn)證、時(shí)序分析等；再次，在QuartusⅡ軟件仿真的基礎(chǔ)上，在Altera公司的Stratix GX芯片上，實(shí)現(xiàn)了硬件的編程和下載，從而完成了Chen-Mobius數(shù)字通信系統(tǒng)的FPGA實(shí)現(xiàn)；最后，從MATLAB軟件仿真和硬件實(shí)現(xiàn)的結(jié)果出發(fā)，通過(guò)分析系統(tǒng)的性能，簡(jiǎn)單展望了Chen-Mobius數(shù)字通信系統(tǒng)的應(yīng)用前景。 本文通過(guò)軟件仿真得到了Chen-Mobius數(shù)字通信系統(tǒng)的信噪比-錯(cuò)誤概率曲線(xiàn)，從理論上驗(yàn)證了該系統(tǒng)的強(qiáng)的抗干擾能力；利用FPGA完成了系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)，從實(shí)際上驗(yàn)證了該系統(tǒng)的可實(shí)現(xiàn)性。從兩方面都可以說(shuō)明，Chen-Mobius通信系統(tǒng)雖然只是一個(gè)新的起點(diǎn)，但它卻預(yù)示著光明的應(yīng)用前景。
標(biāo)簽： ChenMobius MATLAB FPGA 數(shù)字通信系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-05-19
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光纖布拉格光柵(Fiber Bragg Grating)傳感器是近幾年光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，光纖光柵傳感器可以工作在強(qiáng)電磁場(chǎng)、高溫有腐蝕性的以及有爆炸危險(xiǎn)性的惡劣環(huán)境中，且易于將多個(gè)光纖光柵串聯(lián)在一起構(gòu)成光纖光柵陣列，實(shí)現(xiàn)分布式傳感，這是其他傳感元件所不及的。 本文設(shè)計(jì)了光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)可調(diào)諧法布里-珀羅(Fabry-Perot)腔解調(diào)測(cè)試系統(tǒng)。系統(tǒng)主要分光路和電路兩部分，在光路部分，研究了光纖光柵解調(diào)技術(shù)，分析和比較了幾種常見(jiàn)的波長(zhǎng)解調(diào)方法，由于F-P腔調(diào)諧范圍寬，可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)量，因此決定采用可調(diào)諧F．P腔法進(jìn)行信號(hào)解調(diào)。對(duì)可調(diào)諧 F-P腔解調(diào)法做了理論分析和研究，并通過(guò)Matlab仿真對(duì)影響F-P濾波效果的腔長(zhǎng)和反射率兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。在電路部分，首先設(shè)計(jì)整形電路將光電探測(cè)器的輸出信號(hào)整形成矩形脈沖信號(hào)，設(shè)計(jì)了計(jì)算中心波長(zhǎng)的方法，最后搭建了硬件電路來(lái)驗(yàn)證中心波長(zhǎng)的計(jì)算方法。硬件電路以 Philips公司的 LPC2214 為核心處理器。該硬件電路包括電源電路，復(fù)位電路，串口電路，JTAG 調(diào)試接口，數(shù)碼管顯示等。軟件方面，設(shè)計(jì)了相關(guān)的軟件程序和模擬信號(hào)源，最后利用模擬信號(hào)源作為該解調(diào)測(cè)試系統(tǒng)的信號(hào)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，得出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)分析驗(yàn)證了該解調(diào)測(cè)試系統(tǒng)的可行性。
標(biāo)簽： ARM 光纖光柵 傳感網(wǎng)絡(luò) 解調(diào)器
上傳時(shí)間： 2013-05-26
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開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)是電機(jī)技術(shù)與現(xiàn)代電力電子技術(shù)、微機(jī)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，既具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單堅(jiān)固、成本低、容錯(cuò)能力強(qiáng)，耐高溫等優(yōu)點(diǎn)，又在高度發(fā)展的電力電子和微機(jī)控制技術(shù)的支持下獲得了良好的可控性能，目前己經(jīng)在多個(gè)工業(yè)部門(mén)得到應(yīng)用。因此，開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)在驅(qū)動(dòng)調(diào)速領(lǐng)域有著良好的發(fā)展前景。本論文在對(duì)前人成果的廣泛了解和研究基礎(chǔ)上，以philip公司生產(chǎn)的LPC2101為主控芯片，充分利用其高速運(yùn)算能力和面向電機(jī)控制的高效控制能力，設(shè)計(jì)并制作了SRM控制器與系統(tǒng)軟件。本文以開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的調(diào)速控制策略及其控制實(shí)現(xiàn)方法為主要研究?jī)?nèi)容，對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的數(shù)學(xué)模型、功率變換器技術(shù)、控制策略、控制方案的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了全面深入的研究。 全文的研究工作分為五個(gè)部分，第一部分介紹了開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成及基本工作原理，綜述了開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、特點(diǎn)及研究動(dòng)向，總結(jié)了開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)系統(tǒng)存在的技術(shù)問(wèn)題，提出了本文的研究目的和主要研究?jī)?nèi)容。 第二部分引用并討論了SR電動(dòng)機(jī)的基本數(shù)學(xué)模型和準(zhǔn)線(xiàn)性數(shù)學(xué)模型，然后基于此重點(diǎn)分析了與電動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性密切相關(guān)的相電流波形與轉(zhuǎn)子角位移的函數(shù)關(guān)系，最后根據(jù)課題所關(guān)心的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在理論分析的基礎(chǔ)上提出了SR電動(dòng)機(jī)控制方案并進(jìn)行了原理性分析，對(duì)SR電動(dòng)機(jī)各個(gè)運(yùn)行階段的特點(diǎn)進(jìn)行分析并初步提出控制方案。 第三部分對(duì)SR電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，主要包括以L(fǎng)PC2101為核心的控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)，根據(jù)SR電機(jī)的控制特點(diǎn)，盡可能地開(kāi)發(fā)了LPC2101的硬件資源和軟件資源，使控制系統(tǒng)具有很高的控制精度和靈活性，然后對(duì)功率變換器進(jìn)行了設(shè)計(jì)和制作，分析了各種主電路形式的優(yōu)缺點(diǎn)，采用了新型IGBT功率管作為主開(kāi)關(guān)元器件，使功率變換器結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化，設(shè)計(jì)了IGBT的功率驅(qū)動(dòng)電路，并專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了電壓鉗位電路和諸如過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)等保護(hù)單元，保證了整個(gè)系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行，然后分析了SR電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)位置傳感器檢測(cè)電路設(shè)計(jì)、電流及電壓斬波電路設(shè)計(jì)、電流檢測(cè)及保護(hù)電路設(shè)計(jì)等。 第四部分主要介紹了系統(tǒng)的總體控制思想，分析了各個(gè)運(yùn)行階段的控制策略，對(duì)控制策略的軟件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并給出了軟件實(shí)現(xiàn)的具體流程圖，直觀地體現(xiàn)了軟件編程思想。最后，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究及分析。目前，該控制系統(tǒng)已調(diào)試完畢，基本實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能。 本文對(duì)以ARM為控制核心的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究，得出了基于有位置傳感器檢測(cè)的控制方案。針對(duì)SR電機(jī)的控制特點(diǎn)，充分利用了ARM的硬件資源，采用PID數(shù)字調(diào)節(jié)，發(fā)出相通斷信號(hào)和PWM信號(hào)，并和電流、電壓等保護(hù)信號(hào)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)主功率元件的通斷控制。并且設(shè)計(jì)了相應(yīng)的外圍硬件檢測(cè)、保護(hù)、控制及人機(jī)接口電路，使控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高；系統(tǒng)的控制軟件設(shè)計(jì)，采用模塊化的程序設(shè)計(jì)方法，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可讀性及可維護(hù)性，實(shí)現(xiàn)了一種電壓斬波和電流斬波控制相結(jié)合的控制方式;結(jié)合系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的軟件模塊，使系統(tǒng)具有完善的保護(hù)和控制性能。 本系統(tǒng)經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，調(diào)速范圍可達(dá)100～2000轉(zhuǎn)/分，效率較高，性能優(yōu)良，驗(yàn)證了控制思想和控制方法的正確性。
標(biāo)簽： ARM 開(kāi)關(guān)磁阻 電機(jī)驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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