無(wú)刷直流電機(jī)具有體積小、重量輕、效率高和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小等優(yōu)點(diǎn)，另外它還具有和直流電機(jī)一樣的調(diào)速特性，而沒(méi)有直流電機(jī)復(fù)雜的機(jī)械換相設(shè)備，所以被廣泛應(yīng)用于伺服控制、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等工業(yè)領(lǐng)域，現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的性能提出了更高的要求。因此，研究具有響應(yīng)速度快、調(diào)節(jié)能力強(qiáng)、控制精度高的無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)具有十分重要的意義。 直接轉(zhuǎn)矩控制是一種高性能的電機(jī)控制方法，它已經(jīng)成熟的應(yīng)用在感應(yīng)電機(jī)和永磁同步電機(jī)上，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)良的穩(wěn)態(tài)性能和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。本文通過(guò)大量的文獻(xiàn)資料閱讀，對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)及其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展、現(xiàn)狀和趨勢(shì)有了一個(gè)比較全面的理解，在此基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析了無(wú)刷直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，并提出了一套相應(yīng)的直接轉(zhuǎn)矩控制方案，建立了仿真和試驗(yàn)平臺(tái)，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。 本文的主要研究?jī)?nèi)容包括： (1)詳細(xì)分析了無(wú)刷直流電機(jī)的運(yùn)行機(jī)理和數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上闡述無(wú)刷直流電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的基本控制機(jī)理，包括基于逆變器二二導(dǎo)通模式的空間電壓矢量的定義和針對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)具有非正弦波反電動(dòng)勢(shì)這一特點(diǎn)而推導(dǎo)的轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式等。 (2)提出了一套無(wú)刷直流電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的具體實(shí)施方案，并根據(jù)這套方案建立了基于Simulink(Matlab)的無(wú)刷直流電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的仿真模型，對(duì)所提出的控制方案進(jìn)行了仿真分析。仿真結(jié)果驗(yàn)證了該方案在理論上的可行性。 (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的無(wú)刷直流電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，編寫(xiě)了控制程序軟件，進(jìn)行了無(wú)刷直流電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果達(dá)到了預(yù)期的要求，證實(shí)了直接轉(zhuǎn)矩控制在改善無(wú)刷直流電機(jī)動(dòng)態(tài)調(diào)速性能上的優(yōu)勢(shì)。 本論文開(kāi)展了繼異步電機(jī)和永磁同步電機(jī)之后對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)直接轉(zhuǎn)矩控制的探索性研究工作。通過(guò)理論分析、計(jì)算機(jī)仿真和實(shí)驗(yàn)得出了一些有意義的經(jīng)驗(yàn)和結(jié)論，為課題的進(jìn)一步深入開(kāi)展奠定了基礎(chǔ)。
標(biāo)簽： 無(wú)刷直流電機(jī) 直接轉(zhuǎn)矩控制
上傳時(shí)間： 2013-07-11
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貴州電解鋁廠供電四車(chē)間廠房?jī)?nèi)變壓器、整流柜、電容等設(shè)備種類(lèi)繁多,同系列設(shè)備安放距離跨度較大.這些電力電子器件長(zhǎng)期運(yùn)行導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部某些連接點(diǎn)絕緣介質(zhì)老化,甚至脫落.這種現(xiàn)象單憑肉眼很難觀察,該廠對(duì)此問(wèn)題的解決方法為:技術(shù)工人攜帶小型紅外探測(cè)儀定期采集上述器件的某些連接點(diǎn),從紅外圖像數(shù)據(jù)得出溫度數(shù)據(jù)以此判斷器件工作是否處于良好狀態(tài).由于人為因素,工人不一定能全部獲取所有連接點(diǎn)數(shù)據(jù).可見(jiàn),此方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力,還存在隱患. 針對(duì)現(xiàn)行探測(cè)方法存在的弊端,依托"中鋁貴州分公司電解鋁廠整流所安全運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)"項(xiàng)目,利用一臺(tái)直線行走的智能小車(chē)停靠在已選擇的定位點(diǎn)處監(jiān)測(cè)車(chē)間的電器設(shè)備,因此這就涉及到了監(jiān)控小車(chē)的精準(zhǔn)定位問(wèn)題.本文以卞位機(jī)智能監(jiān)控小車(chē)為研究對(duì)象,采用模糊PID控制技術(shù)對(duì)PLC發(fā)出的脈沖頻率進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié),依據(jù)脈沖頻率誤差E和誤差變化率EC的變化對(duì)PID控制的參數(shù)進(jìn)行自整定,實(shí)現(xiàn)對(duì)小車(chē)速度的模糊控制,從而實(shí)現(xiàn)了小車(chē)的精準(zhǔn)定位,為上位機(jī)的監(jiān)控工作做好了準(zhǔn)備. 論文第一章介紹了電解鋁廠供電車(chē)間的供電情況,分析了小車(chē)定位精準(zhǔn)的重要性,介紹了本文的研究?jī)?nèi)容.第二章對(duì)小車(chē)主要結(jié)構(gòu)的硬件設(shè)計(jì)作了介紹.第三章論述了小車(chē)的運(yùn)動(dòng)控制,從分析步進(jìn)電機(jī)的矩頻特性和數(shù)學(xué)模型入手,介紹了小車(chē)的啟停控制和運(yùn)動(dòng)中的測(cè)速.第四章論述了小車(chē)的精準(zhǔn)定位方法,介紹了模糊PID控制器設(shè)計(jì),重點(diǎn)介紹了模糊PID控制算法的程序設(shè)計(jì).第五章列舉了實(shí)際運(yùn)行調(diào)試中出現(xiàn)的幾種問(wèn)題,介紹了相應(yīng)的控制方法加以克服.第六章對(duì)論文進(jìn)行了總結(jié).
標(biāo)簽： 直線 智能監(jiān)控 定位
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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不間斷電源(UPS)是一種能提供優(yōu)質(zhì)電源并保證電源供應(yīng)連續(xù)的電力電子裝置。它的應(yīng)用范圍廣泛，在很多領(lǐng)域，UPS已經(jīng)成了標(biāo)準(zhǔn)配置。采用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)實(shí)現(xiàn)UPS的數(shù)字化控制是當(dāng)前許多UPS設(shè)計(jì)者關(guān)注的問(wèn)題。DSP在UPS中的應(yīng)用主要集中在兩個(gè)方面：一是將各種先進(jìn)的控制方法用于逆變實(shí)時(shí)數(shù)字控制；二是利用DSP實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確更迅速的鎖相環(huán)控制。 本文分析了當(dāng)前逆變控制的各種方案，針對(duì)逆變的擾動(dòng)及諧波周期出現(xiàn)的特點(diǎn)，采用了重復(fù)控制來(lái)提高逆變輸出的穩(wěn)態(tài)特性。因?yàn)橹貜?fù)控制具有一個(gè)周期延遲控制的特點(diǎn)，本文也采用了PID控制來(lái)改善逆變控制的動(dòng)態(tài)性能。本文分析了目前重復(fù)控制的常用方案，在建立UPS逆變?yōu)V波電路數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了新的重復(fù)控制和PID控制結(jié)合的方案。對(duì)重復(fù)控制與PID復(fù)合控制方案在MATLAB中作了仿真。仿真試驗(yàn)證明了控制方案的有效性。 在硬件方面，設(shè)計(jì)了在線式UPS系統(tǒng)中DSP的接口電路，其中包括DSP供電電路，蓄電池電壓過(guò)低檢測(cè)電路，市電及輸出電壓過(guò)零檢測(cè)等電路。對(duì)DSP的資源進(jìn)行了分配，充分利用了DSP的外設(shè)多和速度快的特點(diǎn)。 在軟件方面，設(shè)計(jì)了各部分的程序，其中包括主程序，軟件鎖相及正弦參考信號(hào)生成程序，輸出有效值控制程序以及各種相關(guān)的中斷及保護(hù)程序。 本文結(jié)合實(shí)際，搭建了實(shí)驗(yàn)線路，給出了實(shí)驗(yàn)線路的原理及各部分的實(shí)驗(yàn)電路。該實(shí)驗(yàn)電路可對(duì)逆變控制過(guò)程和鎖相環(huán)節(jié)進(jìn)行控制實(shí)驗(yàn)。 本文將PID控制與重復(fù)控制相結(jié)合，對(duì)逆變器輸出進(jìn)行控制，驗(yàn)證了重復(fù)控制與PID復(fù)合控制的有效性。本文還對(duì)UPS的DSP數(shù)字化控制作了研究，這些都對(duì)UPS技術(shù)的進(jìn)步有積極的作用。
上傳時(shí)間： 2013-05-17
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互感器是電力系統(tǒng)中電能計(jì)量和繼電保護(hù)中的重要設(shè)備，其精度和可靠性與電力系統(tǒng)的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行密切相關(guān)。隨著電力工業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的電磁式互感器已經(jīng)暴露出一系列的缺陷，電子式互感器能很好的解決電磁式互感器的缺點(diǎn)，電子式互感器逐步替代電磁式互感器代表著電力工業(yè)的發(fā)展方向。目前，國(guó)產(chǎn)的互感器校驗(yàn)儀主要是電磁式互感器校驗(yàn)儀，電子式互感器校驗(yàn)儀依賴于進(jìn)口。電子式互感器的發(fā)展，使得電子式互感器校驗(yàn)儀的研制勢(shì)在必行。 本課題依據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC60044-7、IEC60044-8和國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)GB20840[1].7-2007、GB20840[1].8-2007，設(shè)計(jì)了電子式互感器檢驗(yàn)儀。該校驗(yàn)儀采用直接法對(duì)電子式互感器進(jìn)行校驗(yàn)，即同時(shí)測(cè)試待校驗(yàn)電子式互感器和標(biāo)準(zhǔn)電磁式互感器二次側(cè)的輸出信號(hào)，比較兩路信號(hào)的參數(shù)，根據(jù)比較結(jié)果完成電子式互感器的校驗(yàn)工作。論文首先介紹了電子式互感器結(jié)構(gòu)及輸出數(shù)字信號(hào)的特征，然后詳細(xì)論述了電子式互感器校驗(yàn)儀的硬件及軟件設(shè)計(jì)方法。硬件主要采用FPGA技術(shù)設(shè)計(jì)以太網(wǎng)控制器RTL8019的控制電路，以實(shí)現(xiàn)電子式互感器信號(hào)的遠(yuǎn)程接收，同時(shí)設(shè)計(jì)A/D芯片MAX125的控制電路，以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)電磁式互感器模擬輸出的數(shù)字化。軟件主要采用FPGA的SOPC技術(shù)，研制了MAX125和RTL8019的IP核，在NiosIIIDE集成開(kāi)發(fā)環(huán)境下，完成對(duì)硬件電路的底層控制，運(yùn)用準(zhǔn)同步算法和DFT算法開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)字信號(hào)的處理。最終完成電子式互感器校驗(yàn)儀的設(shè)計(jì)。 最后進(jìn)行了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，所研制的電子式互感器校驗(yàn)儀對(duì)0.5準(zhǔn)確級(jí)的電子式電壓互感器和0.5準(zhǔn)確級(jí)電子式電流互感器分別進(jìn)行了校驗(yàn)，對(duì)其額定負(fù)荷的20％、100％、120％點(diǎn)做為測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。經(jīng)過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理分析可知，校驗(yàn)儀對(duì)電子式互感器的校驗(yàn)精度滿足0.5％的比差誤差和20’的相位差。本課題的研究為電子式互感器校驗(yàn)儀的研制工作提供了理論和實(shí)踐依據(jù)。
標(biāo)簽： FPGA 電子式互感器 校驗(yàn)儀
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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高速、高精度已經(jīng)成為伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，而位置檢測(cè)環(huán)節(jié)是決定伺服系統(tǒng)高速、高精度性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。光電編碼器作為伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中常用的檢測(cè)裝置，根據(jù)結(jié)構(gòu)和原理的不同分為增量式和絕對(duì)式。本文從原理上對(duì)增量式光電編碼器和絕對(duì)式光電編碼器做了深入的分析，通過(guò)對(duì)比它們的特性，得出了絕對(duì)式光電編碼器更適合高速、高精度伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)論。 絕對(duì)式光電編碼器精度高、位數(shù)多的特點(diǎn)決定其通信方式只能采取串行傳輸方式，且由相應(yīng)的通信協(xié)議控制信息的傳輸。本文首先針對(duì)編碼器主要生產(chǎn)廠商日本多摩川公司的絕對(duì)式光電編碼器，深入研究了通信協(xié)議相關(guān)的硬件電路、數(shù)據(jù)幀格式、時(shí)序等。隨后介紹了新興的電子器件FPGA及其開(kāi)發(fā)語(yǔ)言硬件描述語(yǔ)言Verilog HDL，并對(duì)基于FPGA的絕對(duì)式編碼器通信接口電路做了可行性的分析。在此基礎(chǔ)上，采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法，將整個(gè)接口電路劃分成發(fā)送模塊、接收模塊、序列控制模塊等多個(gè)模塊，各個(gè)模塊采用Verilog語(yǔ)言進(jìn)行描述設(shè)計(jì)編碼器接口電路。最終的設(shè)計(jì)在相關(guān)硬件電路上實(shí)現(xiàn)。最后，通過(guò)在TMS320F2812伺服控制平臺(tái)上編寫(xiě)的硬件驅(qū)動(dòng)程序驗(yàn)證了整個(gè)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)功能，達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。
上傳時(shí)間： 2013-07-11
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轉(zhuǎn)矩的測(cè)量對(duì)各種機(jī)械產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā)、測(cè)試分析、質(zhì)量檢驗(yàn)、安全和優(yōu)化控制等工作有重要的意義。現(xiàn)有的轉(zhuǎn)矩傳感器一般結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造安裝困難。本文介紹了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量精度高的新型轉(zhuǎn)矩傳感器——基于FPGA和單片機(jī)的光柵轉(zhuǎn)矩傳感器。 本文主要工作包括： 1、介紹了當(dāng)前轉(zhuǎn)矩傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了各種類(lèi)型轉(zhuǎn)矩傳感器的特點(diǎn)和存在的不足。 2、介紹了光柵轉(zhuǎn)矩傳感器的工作原理，將光柵輸出的光電信號(hào)轉(zhuǎn)換成矩形波信號(hào)，通過(guò)分析旋轉(zhuǎn)軸的各種運(yùn)動(dòng)對(duì)光電輸出信號(hào)的影響，得知兩路矩形波信號(hào)的相位與扭轉(zhuǎn)角的關(guān)系，從而得到系統(tǒng)測(cè)量方案，并推導(dǎo)出具體的測(cè)量計(jì)算公式。 3、構(gòu)建了系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，主要由被測(cè)量主軸、光柵對(duì)機(jī)構(gòu)、光電裝置座三個(gè)部分構(gòu)成。 4、基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)和單片機(jī)，完成系統(tǒng)硬件電路及軟件設(shè)計(jì)。 5、根據(jù)動(dòng)態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)的時(shí)變性、隨機(jī)性、相關(guān)性和動(dòng)態(tài)性等，研究了動(dòng)態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)的處理方法。 6、對(duì)系統(tǒng)調(diào)試和實(shí)驗(yàn)。采取先對(duì)各個(gè)單元模塊獨(dú)立調(diào)試與實(shí)驗(yàn)的方法，對(duì)每個(gè)單元電路的性能進(jìn)行分析處理，然后進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試與實(shí)驗(yàn)，并對(duì)傳感器進(jìn)行標(biāo)定。 7、對(duì)系統(tǒng)誤差進(jìn)行分析，并提出了改進(jìn)措施。
上傳時(shí)間： 2013-06-19
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針對(duì)目前增量式光電編碼器辨向計(jì)數(shù)電路脈沖或抖動(dòng)干擾抑制能力差的問(wèn)題，提出了一種基于有限狀態(tài)機(jī)的編碼器接口電路設(shè)計(jì)方案，并給出了硬件實(shí)
上傳時(shí)間： 2013-05-21
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反激式開(kāi)關(guān)電源變壓器的設(shè)計(jì)反激式變壓器是反激開(kāi)關(guān)電源的核心，它決定了反激變換器一系列的重要參數(shù)，如占空比D，最大峰值電流，設(shè)計(jì)反激式變壓器，就是要讓反激式開(kāi)關(guān)
標(biāo)簽： 反激式開(kāi)關(guān) 電源變壓器
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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反擊式開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)，如何選擇變壓器，參數(shù)設(shè)置。
標(biāo)簽： 開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-07-27
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超聲波電機(jī)(Ultrasonic motors，簡(jiǎn)稱USM)是一種全新原理的直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)，它利用壓電陶瓷逆壓電效應(yīng)激發(fā)的超聲振動(dòng)作為驅(qū)動(dòng)力，通過(guò)定轉(zhuǎn)子間的摩擦力來(lái)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)。與傳統(tǒng)的電磁電機(jī)相比，它具有低速大轉(zhuǎn)矩、無(wú)電磁干擾、動(dòng)作響應(yīng)快、運(yùn)行無(wú)噪聲、無(wú)輸入自鎖等卓越特性，在非連續(xù)運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域、精密控制領(lǐng)域比傳統(tǒng)的電磁電機(jī)性能優(yōu)越得多。超聲波電機(jī)在工業(yè)控制系統(tǒng)、汽車(chē)專用電器、精密儀器儀表、辦公自動(dòng)化設(shè)備、智能機(jī)器人等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景，近年來(lái)倍受科技界和工業(yè)界的重視，成為當(dāng)前機(jī)電控制領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。 本文主要以行波型超聲波電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)為研究對(duì)象，引入嵌入式系統(tǒng)理念，設(shè)計(jì)并制作了超聲波電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，并對(duì)超聲波電機(jī)的速度與定位控制做了深入的研究。本文主要研究?jī)?nèi)容及成果如下： 介紹了超聲波電機(jī)的工作原理、特點(diǎn)及其應(yīng)用前景，總結(jié)了國(guó)內(nèi)外超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀，以及今后我國(guó)超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展方向，明確了本文的研究?jī)?nèi)容。 結(jié)合嵌入式系統(tǒng)特點(diǎn)及其開(kāi)發(fā)方法，詳細(xì)介紹了超聲波電機(jī)嵌入式驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)過(guò)程，并總結(jié)了硬件、軟件的調(diào)試過(guò)程。最后，對(duì)所設(shè)計(jì)系統(tǒng)性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試和數(shù)據(jù)分析。 采用DDS技術(shù)解決超聲波電機(jī)所需要的高頻驅(qū)動(dòng)電源和數(shù)字控制的問(wèn)題。本文設(shè)計(jì)的以ARM控制器為核心，頻率、相位、幅值均可調(diào)的雙通道信號(hào)發(fā)生器，具有頻率和相位差控制精度高的特點(diǎn)。 本文介紹了速度與位置的常用控制策略。設(shè)計(jì)并搭建了基于增量式PID的速度和基于模糊PID的位置控制系統(tǒng)。速度控制采用增量式PID調(diào)節(jié)，其控制策略簡(jiǎn)單、易行，通過(guò)實(shí)驗(yàn)選擇合適的參數(shù)能適應(yīng)一般的控制精度要求。定位控制則采用模糊PID控制策略，該策略將模糊控制不需要精確的數(shù)學(xué)模型、收斂速度快的特點(diǎn)與PID簡(jiǎn)單易行、能消除穩(wěn)態(tài)誤差的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，改善了模糊控制器穩(wěn)態(tài)性能，使電機(jī)定位控制精度達(dá)到0.0880。
上傳時(shí)間： 2013-07-16
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