開關(guān)磁阻電機驅(qū)動系統(tǒng)(SRD)是一種新型交流驅(qū)動系統(tǒng),以結(jié)構(gòu)簡單、堅固耐用、成本低廉、控制參數(shù)多、控制方法靈活、可得到各種所需的機械特性,而備受矚目,應(yīng)用日益廣泛.并且SRD在寬廣的調(diào)速范圍內(nèi)均具有較高的效率,這一點是其它調(diào)速系統(tǒng)所不可比擬的.但開關(guān)磁阻電機(SRM)的振動與噪聲比較大,這影響了SRD在許多領(lǐng)域的應(yīng)用.本文針對上述問題進行了研究,提出了一種新型齒極結(jié)構(gòu),可有效降低開關(guān)磁阻電機的振動與噪聲.通過電磁場有限元計算可看出,在新型齒極結(jié)構(gòu)下,導致開關(guān)磁阻電機振動與噪聲的徑向力大為減小,尤其是當轉(zhuǎn)子極相對定子極位于關(guān)斷位置時,徑向力大幅度地減小,并改善了徑向力沿定子圓周的分布,使其波動減小,從而減小了定子鐵心的變形與振動,進而降低了開關(guān)磁阻電機的噪聲.靜態(tài)轉(zhuǎn)矩因轉(zhuǎn)子極開槽也略微減小,但對電機的效率影響不大.開關(guān)磁阻電機因磁路的飽和導致參數(shù)的非線性,又因在不同控制方式下是變結(jié)構(gòu)的.這使得開關(guān)磁阻電機的控制非常困難.經(jīng)典的線性控制方法如PI、PID等方法用于開關(guān)磁阻電機的控制,效果不好.其它的控制方法如滑模變結(jié)構(gòu)控制、狀態(tài)空間控制方法等可取得較好的控制效果但大都比較復雜,實現(xiàn)起來比較困難.而智能控制方法如模糊控制本身為一種非線性控制方法,對于非線性、變結(jié)構(gòu)、時變的被控對象均可取得較好的控制效果且不需知道被控對象的數(shù)學模型,這對于很難精確建模的開關(guān)磁阻電機來說尤其適用.同時,模糊控制實現(xiàn)比較容易.但對于變參數(shù)、變結(jié)構(gòu)的開關(guān)磁阻電機來說固定參數(shù)的模糊控制在不同條件下其控制效果難以達到最優(yōu).為取得最優(yōu)的控制效果,該文采用帶修正因子的自組織模糊控制器,采用單純形加速優(yōu)化算法通過在線調(diào)整參數(shù),達到了較好的控制效果.仿真結(jié)果證明了這一點.
標簽： 開關(guān)磁阻電機 自組織 模糊控制
上傳時間： 2013-05-16
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盤式永磁同步電動機是一種性能優(yōu)越、但結(jié)構(gòu)特殊的電動機。作為一種理想的驅(qū)動裝置，其應(yīng)用范圍遍及航天、國防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活的各個領(lǐng)域。本文利用稀土永磁材料釹鐵硼的高矯頑力，提出了一種省卻了鐵心的雙轉(zhuǎn)子、單定子結(jié)構(gòu)盤式無鐵心永磁同步電機，進一步減輕了電機的質(zhì)量并消除轉(zhuǎn)矩脈動。 對電機的設(shè)計、性能預測都離不開電機電磁場的計算。不同于傳統(tǒng)的圓柱式徑向磁通電機，盤式無鐵心電機是軸向磁通電機，外加其無鐵心的結(jié)構(gòu)，決定了該電機的磁場呈三維、開域分布。對它的電磁場分析，不能采用對待徑向磁通電機的化為二維磁場的分析方法。 本文研究的重點內(nèi)容分為兩部分：(1)在盤式無鐵心永磁同步電機的結(jié)構(gòu)上，建立其磁場三維模型，由三維有限元法計算三維電磁場，分析計算結(jié)果，并總結(jié)出盤式無鐵心永磁同步電機的磁場分布規(guī)律。 (2)在磁場計算的基礎(chǔ)上，將Halbach型永磁體陣列的理論應(yīng)用到磁鋼設(shè)計中來，提出磁鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，研究出適合于盤式無鐵心永磁同步電機的磁鋼結(jié)構(gòu)，以獲得理想的磁場波形和磁密值。 本文首先從磁路計算的方法入手，通過磁路計算分析出盤式無鐵心永磁同步電機的磁場分布特點。其后直接運用三維有限元法求解該電機的電磁場，分析計算結(jié)果。為了獲得低漏磁、高氣隙磁密值、正弦形的氣隙磁場分布，本文先后提出普通軸向充磁磁鋼結(jié)構(gòu)、不等厚軸向充磁磁鋼結(jié)構(gòu)并將Halbach陣列的理論應(yīng)用到盤式無鐵心永磁同步電機的磁剛結(jié)構(gòu)優(yōu)化中，討論了三種不同角度的Halbach型永磁體陣列。最后為了簡化磁鋼的加工工藝，將不等厚永磁體陣列與Halbach永磁體陣列相結(jié)合，提出了最經(jīng)濟、有效的改進型Halbach永磁體陣列，給出具體磁鋼尺寸，并運用ANSYS軟件對各種磁鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的磁場進行結(jié)果仿真。
上傳時間： 2013-06-23
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稀土永磁直流無刷電動機實際上是以電子換向代替機械換向的直流電動機,因而保持了直流電動機的優(yōu)良性能,具有較好的起動和調(diào)速性能,又因它無需機械換向使電機的結(jié)構(gòu)簡單,可以根本上克服一般有刷電動機易于產(chǎn)生換向火花的弊病,在航天、機器人、數(shù)控機床等許多工業(yè)領(lǐng)域已得到廣泛的應(yīng)用.本文從稀土永磁無刷直流電動機的基本工作原理出發(fā),分析了稀土永磁無刷電動機同普通無刷直流電動機的區(qū)別;闡述了稀土永磁電動機設(shè)計原理,并給出設(shè)計方法,然后運用實例來說明.在此基礎(chǔ)上介紹遺傳算法的特點,用遺傳算法對稀土永磁電動機進行優(yōu)化設(shè)計,達到預期的結(jié)果.最后,討論了電機的結(jié)構(gòu)參數(shù)對電機性能的影響.通過對稀土永磁直流無刷電動機的設(shè)計,分析在具體設(shè)計時所要解決一些疑難問題,對其特點進行總結(jié).用遺傳算法優(yōu)化后,得出一些有用的結(jié)論.
標簽： 無刷直流電動機 優(yōu)化設(shè)計 參數(shù)分析
上傳時間： 2013-04-24
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永磁直流微電機作為一種機電能量轉(zhuǎn)換器件，隨著永磁新材料的開發(fā)，得到了迅猛的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。作為元器件，它的失效會關(guān)聯(lián)到相應(yīng)的工作系統(tǒng)和機構(gòu)的正常運作，所以微電機的壽命可靠性分析和失效研究顯得很重要，是準確估計其相關(guān)復雜工程系統(tǒng)穩(wěn)定可靠性的基礎(chǔ)。 論文基于永磁直流微電機產(chǎn)品是大批量且生產(chǎn)過程處于嚴格的統(tǒng)計質(zhì)量控制狀態(tài)下，而對其進行可靠性及失效分析。由于在影響微電機壽命的因素中，有很多屬于隨機性因素，因此可結(jié)合概率統(tǒng)計學原理，運用相關(guān)的數(shù)學工具，來探討微電機失效分布函數(shù)的特征、類型和評價指標。論文針對微電機的特征，把一般的可靠性、失效分布類型函數(shù)進行整合、變換，運用到了微電機的可靠性分析上。 論文對微電機壽命可靠性及失效分析的數(shù)據(jù)處理也作了一些探討。具體包括三個方面的內(nèi)容：首先是根據(jù)試驗測量結(jié)果，對預先假定的可靠性分布模式，即隨機變量分布規(guī)律進行檢驗(假設(shè)檢驗)的方法作了探討；其次是基于試驗測量的樣本值，估計隨機分布參數(shù)的數(shù)值和推斷這種估計的誤差范圍(一定置信水平下)；再次是在預先根本不知道或不確定分布函數(shù)類型情形下，而根據(jù)壽命試驗的測量數(shù)據(jù)結(jié)果，從中尋找出失效的分布特征，或者尋找出某一數(shù)學函數(shù)表達式，在某一確定精度下，運用數(shù)值分析原理來逼近數(shù)據(jù)分布規(guī)律。還結(jié)合微電機壽命試驗的結(jié)果，作了可靠性實例分析。 論文還針對微電機失效的常見主要形式、狀態(tài)，對組成微電機的主要零部件從工程應(yīng)用角度作了系統(tǒng)分析。內(nèi)容包括結(jié)合個人護理應(yīng)用微電機的開發(fā)實例，建立了電刷振動分析模型，使用計算機軟件模擬分析技術(shù)和激光振動測試技術(shù)，對微電機電刷片振動作了模擬和實際測量的對比分析，探討了微電機電刷失效問題及改善、優(yōu)化途徑；運用材料學分析方法系統(tǒng)地探索了杯士和換向器設(shè)計、材料選擇及失效問題；運用可靠性理論對電機結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計；并運用設(shè)計編程的電磁場有限元軟件，對微電機電磁場進行了模擬優(yōu)化設(shè)計；樣機的實際測量結(jié)果和理論模擬基本吻合，并略為有所提高；還探討了微電機壽命改善和能力提高的方法。
上傳時間： 2013-07-18
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無線傳感網(wǎng)絡(luò)WSN(Wireless Sensor Network)的基本特性是：低功耗、自組織、異構(gòu)互聯(lián)，這些全新的形態(tài)傳統(tǒng)的理論和模型難以描述，巨大的潛在應(yīng)用使它成為理論和應(yīng)用研究的熱點。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種自組織網(wǎng)絡(luò)，讓物理環(huán)境的信息主動的以無線的方式發(fā)送到人類信息世界。人類根據(jù)獲取的信息做出判斷，利用無線傳感網(wǎng)絡(luò)反過來將我們一定的意圖反饋到客觀世界。這將是一種全新的人類和自然界的溝通方式。 無線傳感網(wǎng)絡(luò)不是孤立的，需要與現(xiàn)有的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)才有意義，而這方面的研究也比較少，本課題就是解決無線傳感網(wǎng)絡(luò)和異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的問題，設(shè)計了適用于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的重要聯(lián)網(wǎng)設(shè)備——網(wǎng)關(guān)。研究目標是設(shè)計一個無線傳感網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)互通互聯(lián)的網(wǎng)關(guān)。在深入分析多種網(wǎng)關(guān)模型的基礎(chǔ)上，提出了一個性能較好的網(wǎng)關(guān)的軟硬件架構(gòu)，硬件上使用基于ARM的嵌入式系統(tǒng)，軟件上使用基于WindowsCE的嵌入式操作系統(tǒng)。在這個架構(gòu)的指導下，設(shè)計了網(wǎng)關(guān)的硬件平臺和網(wǎng)關(guān)的配套軟件。在網(wǎng)關(guān)完成了兩種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相互理解，數(shù)據(jù)雙向轉(zhuǎn)發(fā)的任務(wù)。為了測試網(wǎng)關(guān)的軟硬件性能，搭建了一個完整的無線傳感網(wǎng)絡(luò)，測試了網(wǎng)關(guān)的各項性能指標并提出了改進措施。
標簽： ARM 無線傳感 網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)
上傳時間： 2013-04-24
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隨著煤礦高產(chǎn)高效技術(shù)的推廣和應(yīng)用，井下長距離、大運量、大功率下運帶式輸送機的應(yīng)用越來越普遍。其中，解決好傾角較大（大于6°）的下運帶式輸送機的運行制動和安全制動問題對保障全礦安全、高效生產(chǎn)具有重要意義。 本文在對國內(nèi)外現(xiàn)有下運帶式輸送機制動系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析基礎(chǔ)上，針對煤礦生產(chǎn)的特殊性，提出了基于ARM的嵌入式計算機控制液壓調(diào)速軟制動系統(tǒng)方案，所用元件可靠性和防爆性好，系統(tǒng)簡單，動態(tài)制動性能好；結(jié)合成熟的工業(yè)PID控制經(jīng)驗和智能控制理論，并依據(jù)制動控制方案，設(shè)計了一種模糊自適應(yīng)PID控制器用于控制電液比例調(diào)速閥的開口大小，其PID參數(shù)Kp、Ki和Kd可根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)進行在線調(diào)整，結(jié)構(gòu)簡單、魯棒性強，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)發(fā)生改變時也可獲得較好的控制效果；在基于S3C44BOX的最小ARM系統(tǒng)基礎(chǔ)上，設(shè)計了系統(tǒng)控制信號的輸入、輸出方式及其電路；分析了實時操作系統(tǒng)μC/OS-ⅡBootLoader的設(shè)計及其在S3C44BOX上的移植過程；制動系統(tǒng)應(yīng)用軟件采用多任務(wù)機制，狀態(tài)檢測與控制任務(wù)并行運行，數(shù)據(jù)采集采用定時中斷的方式；系統(tǒng)可擴展性、可移植性好，控制算法容易實現(xiàn)多樣性且開發(fā)簡單、維護方便。 該液壓調(diào)速軟制動系統(tǒng)可用于大型下運帶式輸送機的正常工作制動、緊急停車和斷電防止飛車事故發(fā)生的安全制動，對輸送機的輔助啟動也起重要作用。制動力矩依據(jù)輸送機載荷大小和輸送機制動減速時速度的變化進行自動調(diào)整，制動曲線可調(diào)，輸送機減速時不產(chǎn)生較大沖擊、安全平穩(wěn)，并按照規(guī)定的減速度大小減速停車。
標簽： ARM 帶式輸送機 制動系統(tǒng) 軟
上傳時間： 2013-07-09
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現(xiàn)場總線技術(shù)以其先進性、實用性、可靠性、開放性等優(yōu)點，已經(jīng)成為自動化技術(shù)發(fā)展的熱點。現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)作為一種開放的、具可互操作性的、徹底分散的分布式控制系統(tǒng)，已經(jīng)對傳統(tǒng)的PLC、集散控制系統(tǒng)形成了巨大的沖擊，具有廣闊的發(fā)展前景。 作為現(xiàn)場總線之一的CAN總線以其可靠性高、實時性好、價格低廉、容易實現(xiàn)等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域。與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比，基于CAN總線設(shè)計的工業(yè)控制系統(tǒng)可以減少系統(tǒng)控制的復雜性，降低成本，并能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和擴展性。 本論文針對某石材加工廠的具體應(yīng)用需求，在分析了CAN總線協(xié)議的基礎(chǔ)上，給出了工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的總體解決方案，主控節(jié)點硬件設(shè)計、軟件設(shè)計，人機界面設(shè)計，以及網(wǎng)絡(luò)通訊結(jié)構(gòu)模型及具體實現(xiàn)流程，完成的主要工作如下： 軟硬件平臺設(shè)計，基于ARM處理器LPC2378開發(fā)了工控網(wǎng)絡(luò)主控節(jié)點。設(shè)計了該節(jié)點的硬件電路，包括CAN總線接口電路、串行接口電路、AD、DA轉(zhuǎn)換隔離電路等。在硬件平臺上進行μC/OS-II操作系統(tǒng)移植，基于該操作系統(tǒng)編寫了各硬件模塊驅(qū)動程序，主要包括串行接口和CAN模塊的初始化、數(shù)據(jù)接收以及發(fā)送。 通訊設(shè)計，根據(jù)工業(yè)控制應(yīng)用的具體需求，設(shè)計了網(wǎng)絡(luò)整體解決方案，包括網(wǎng)絡(luò)拓撲方案，通訊結(jié)構(gòu)等，基于CAN總線技術(shù)規(guī)范CAN2.0B自定義了CAN總線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層通信協(xié)議CAN08。 人機界面設(shè)計，基于威綸MT505設(shè)計了工控網(wǎng)絡(luò)的人機界面，編程實現(xiàn)人機界面與主控節(jié)點的Modbus通訊。
標簽： ARM 現(xiàn)場總線 控制系統(tǒng) 主控
上傳時間： 2013-07-09
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比例-積分-微分（PID）是過程控制中最常用的一種控制算法。算法簡單而且容易理解，應(yīng)用十分廣泛。但由于應(yīng)用領(lǐng)域的不同，功能上差別很大，系統(tǒng)的控制要求及關(guān)心的控制對象也不相同。數(shù)字PID控制比連續(xù)PID控制更為優(yōu)越，因為計算機程序的靈活性，很容易克服連續(xù)PID控制中存在的問題，經(jīng)修正而得到更完善的數(shù)字PID算法。本文以三相全控整流橋阻性負載為實際電路，控制主電路電壓，旨在提出一種智能數(shù)字PID控制系統(tǒng)的設(shè)計思路，并給出了詳細的硬件設(shè)計及初步軟件設(shè)計思路。 PID控制系統(tǒng)采用高性能、低功耗的ARM微處理器S3C44BO作為核心處理單元，內(nèi)部的10位ADC作為信號采集模塊，采用了矩陣鍵盤和640*480的液晶作為人機接口；串口作為通信模塊實現(xiàn)了上位機的監(jiān)控。采用芯片內(nèi)部自帶的PWM模塊，輸出16M Hz PWM信號并經(jīng)過一階低通濾波器得到0～5V的控制信號用于觸發(fā)主電路控制器，實現(xiàn)PID整定。 軟件方面，分析和研究了uC/OSⅡ的內(nèi)核源碼，實現(xiàn)了其在32位微處理器上的移植，作為管理各個子程序執(zhí)行的系統(tǒng)軟件。選用了圖形處理軟件uC/GUI用于完成LCD顯示及控制。PID算法采用了增量式數(shù)字PID算法，采用規(guī)一化算法進行參數(shù)選取。上位機部分采用了C＃語言進行編寫。另外，采用了RTC（Real Time Clock）作為系統(tǒng)時鐘，可以實現(xiàn)系統(tǒng)的定時運行、定時模式切換等。在上位機上也可以方便的控制程序的執(zhí)行，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。 在論文的最后詳細的介紹了智能PID控制系統(tǒng)在三相全控橋主電路中的具體應(yīng)用。總結(jié)了調(diào)試中遇到的問題，對今后工作中需要進一步改善和探索的地方進行了展望。
標簽： ARM PID 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-08-01
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自動售貨機作為自助服務(wù)領(lǐng)域中的一員，為國內(nèi)外該領(lǐng)域廠商所研究，并且得到了廣泛的應(yīng)用。為了適應(yīng)客戶的需求，需要開發(fā)一套功能更加完善、擴展性能更強的自動售貨機控制器。 本文以國內(nèi)自動售貨機制造商--湖南金碼智能設(shè)備制造有限公司在自動售貨機控制器的研究現(xiàn)狀為背景，分析了公司現(xiàn)有控制器的不足，并制定出基于ARM7與嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ的自動售貨機控制器的設(shè)計方案。 系統(tǒng)硬件完成了控制器外圍各模塊的接口電路圖設(shè)計，分析了自動售貨機控制器的組成；實現(xiàn)了電源模塊、MDB外設(shè)驅(qū)動模塊、電機驅(qū)動模塊、鍵盤與顯示模塊以及數(shù)據(jù)存儲模塊的開發(fā)，并對各模塊的原理與電氣特性進行了詳細的說明。 軟件上，將μC/OS-Ⅱ成功移植了至ARM7體系結(jié)構(gòu)；針對售貨機本身是一個自反應(yīng)、事件驅(qū)動的系統(tǒng)，使用有限狀態(tài)機來管理系統(tǒng)狀態(tài)以及狀態(tài)轉(zhuǎn)換，并高效地實現(xiàn)了更適用于復雜系統(tǒng)的層次型有限狀態(tài)機；在μC/OS-Ⅱ與層次有限狀態(tài)機的新軟件框架支持下，編寫了鍵盤與顯示模塊、MDB設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲設(shè)備等的驅(qū)動程序和系統(tǒng)應(yīng)用程序。 最后，調(diào)試與試驗表明基于ARM的控制器滿足售貨機基本要求，并且本課題的設(shè)計方案對較復雜的嵌入式系統(tǒng)的研究有一定的借鑒意義和應(yīng)用價值。
上傳時間： 2013-05-31
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本文深入研究了Nios 自定制指令的軟硬件接口，基于Altera 的IP 核FFT V2.2.0實現(xiàn)了變換長度為1024 點的高速復數(shù)FFT 算法，提出了一種在Nios 嵌入式系統(tǒng)中定制用戶FFT 算
上傳時間： 2013-04-24
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