隨著科學技術的發展，工業控制領域的自動化程度越來越高，工業控制對精度的要求也越來越高。電動機作為工業生產主要的動力源，對其轉速的測量以及控制的研究顯得十分有意義。電力電子技術、計算機技術、自動控制技術逐漸應用于電動機的轉速控制系統中，使得電動機轉速控制系統的控制精度得以不斷提高。本文的設計是基于AT89C51單片機的交流電動機轉速控制系統，以變頻調速技術為核心，實現對三相交流異步電動機轉速的精確控制和測量。文中主要研究了變頻調速技術的相關原理，并以三相交流異步電動機的轉速測量和控制為實例，設計基于AT89C51單片機的三相交流異電動機轉速控制系統，通過仿真得到驗證，并在此基礎上開展抗干擾措施的研究。本文主要研究的內容如下： 第一章介紹課題研究的意義及現狀，提出課題研究的內容及目標，最后給出了課題研究的技術路線。 第二章闡述基于AT89C51單片機的轉速控制系統的原理，并根據該原理分別提出硬件系統、軟件系統這兩個系統的設計方案。 第三章對轉速控制系統的硬件系統進行設計。主要從單片機、電源模塊、信號采集模塊、顯示模塊、按鍵模塊這幾個方面進行設計，然后作相關的說明。 第四章對轉速控制系統的軟件系統進行詳細的設計。主要從編寫語言的選擇、AT89C51單片機資源分配、控制單元程序、初始化程序、A/D轉換程序、按鍵程序、顯示程序這幾個方面進行設計，并作相關的說明。 第五章對前面設計的轉速控制系統進行仿真驗證。構建硬件系統，然后再對軟件系統的程序完成編譯以及調試后，加載給硬件系統，協同仿真驗證基于AT89C51單片機的轉速控制系統設計的可實現性，然后對該系統的應用條件、范圍做出說明。 第六章對設計好的轉速控制系統進行抗干擾技術的分析研究。先分析干擾可能的來源，然后在前面分析的基礎上從硬件、軟件兩個系統，進行抗干擾技術措施的研究。 文章的最后對論文進行總結，并對未來的研究工作，給出展望。
上傳時間： 2022-06-11
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在現代社會，自動控制系統遍及我們生活領域的各個方面，如在工業自動化中的應用:軋鋼設備、機床設備、礦井設備、數控設備、工業機器人等等。而這些設備應用的動力系統基本都是直流電機，因此直流電機在當今工業領域得到了廣泛的應用。 直流電機是最早發明并得到廣泛應用的電機中的一種。在各種類型的電機中，直流電機因良好的啟動性能、制動性能和調速性能而在航天、工業、數字化控制等領域得到了廣泛應用。PWM(脈寬調制)調速技術是直流電機最常用的一種調速技術，PWM調速技術具有調速精度高、調速響應快、范圍廣和平滑調速以及節約電能的優點，因而PWM技術是直流電機的主流調速技術之一。 論文主要介紹直流電機調速系統，該系統是基于STC89C52RC微控制器發生PWM信號并輸出給驅動模塊L298來實現控制直流電機的調速系統。其中主要介紹單片機STC89C52RC的特點和應用以及PWM的工作原理和實現方法。還介紹了通過改變PWM信號占空比來實現直流電機調速以及怎么利用單片機改變占空比(具體見程序中)。其次介紹了4個獨立按鍵，這4個按鍵與單片機的4個引腳相連接，通過單片機對這4個引腳進行實時掃描，單片機根據按鍵的狀態發出不同的命令產生PWM信號，同時將PWM信號作為輸入信號輸入給驅動芯片L298，然后以L298的輸出作為直流電機的電壓輸入來控制電機的啟動、停止、加速、減速以及正向運轉、反向運轉。 最后是程序的設計，主要程序包括鍵盤掃描、PWM信號的產生、單片機定時器0的設置等方面，具體內容見本設計程序。
上傳時間： 2022-06-11
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本書以MATLAB為基礎，介紹了MATLAB電氣系統模型庫模塊及其功能，并以實例介紹了電力電子和電機控制系統的建模和仿真方法，內容包括AC/DC、DC/DC、DC/AC、AC/AC的各種變換電路，直流調速系統和交流調速系統等。為了適應現代數字化控制系統的發展，本書在連續系統的建模仿真外，還介紹了采樣離散系統的建模和仿真方法。本書附有仿真模型光盤，最大限度地為讀者學習提供了方便。本書可用于高等學校電類專業的選修課教材，也可供研究生和技術研究人員參考和使用
上傳時間： 2022-06-17
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隨著近年來傳動系統的發展，多電機傳動已被越來越廣泛地應用于各種領域中。為了提高多電機傳動系統的動態和穩態性能，以及滿足一些特定系統對于多電機精確同步的要求，多電機同步控制方法的研究也變得越來越重要。目前，有許多方法用來研究多電機同步控制策略，本文采用的是偏差耦合控制方法，利用模糊PID作為速度同步補償器的控制算法，使用遺傳算法來整定PID的參數范圍，解決了多電機同步控制系統中多電機速度的同步控制問題。本文首先分析了多電機同步控制的原理及其特點，根據偏差耦合控制策略的優點，確立了基于模糊PID補償器的多電機同步控制策略，提出了模糊PID補償器的設計方法。其次，利用羅克韋爾實驗室現有的設備，構造了一個與生產現場類似的試驗環境，設計了電機同步控制系統的實驗平臺。在單個永磁同步電動機調速系統的基礎上，實現了多電機同步控制。基于實驗平臺，分別對硬件和軟件部分進行了設計，其中包括控制系統網絡的組建和硬件連線的設計和對運動控制模塊進行組態以及運動控制梯形圖的編制。根據本文設計的多電機同步控制方法在保證系統具有優良抗干擾性能的同時，使系統獲得了較好的跟隨性能及同步跟蹤精度。經過Matlab的仿真以及實驗結果說明了本文設計的控制算法的有效性和實用性。最后，總結了所做的研究工作，并對多電機同步控制系統中存在的其它問題進行了簡單的分析，以及對未來研究方向進行了闡述。關鍵詞：多電機同步控制；：模糊PID；遺傳算法；永磁同步電動機；偏差耦合控制
標簽： 模糊PID補償器
上傳時間： 2022-06-18
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在當今能源短缺的情況下，電動車的發展變的尤為重要。車用電機控制器是電動汽車的最關鍵的部分之一，受到了國內外學者的高度重視，近些年來發展也非常迅速。永磁同步電動機因有高效率、高功率密度、調速性能好等優點，被用作電動汽車驅動電機，對其控制方法的研究很有意義.IGBT是永磁同步電機控制器的核心部件，然而IGBT驅動效果的好壞對電機驅動的安全性和可靠性有非常大影響，所以對IGBT驅動技術的研究很意義。本文首先對永磁同步電機建立了數學模型，并介紹了矢量控制方法和空間矢景脈寬調制（SVPWM）技術，并在MATLAB/Simulink環境下對SVPWM進行仿真。本論文以TMS320F2812為主控芯片，在該控制器中還包括了電源電路、信號檢測電路和保護電路等，在論文中對每一硬件部分做了詳細的介紹，分析了每個電路的功能和作用。同時介紹了軟件流程，重點介紹了中斷部分的軟件流程，并對位置信號處理和校正做了詳細說明，在硬件電路中著重分析了驅動電路部分。對IGBT的選型做了詳細的介紹，并對驅動電路的要求做了進一步的說明。在本論文中驅動芯片選用的是HCPL-316J，it IGBT開通和關斷所需的+15V和-5V電壓，由所設計的開關電源電路提供。同時對IGBT的通態損耗和開關損耗做了分析，并對引起損耗的參數做了分析說明。最后為了驗證控制器的特性，在實驗臺架上做了大量的實驗，驗證了控制器的整體方案的設計。通過實驗證明該控制器能夠在電動車中可靠運行。
上傳時間： 2022-06-21
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電力電子技術的發展使電機驅動系統擺脫了常規兩電平逆變器拓撲的限制，電機驅動系統與多電平逆變器的結合成了新的思路。多電平逆變器的輸出電平數多，因此其輸出波形更好，在大容量交流調速系統中優勢明顯。作為多電平逆變器的研究基礎，三電平逆變器應用最為廣泛，而其中首選的是二極管鉗位型三電平逆變器。因此采用二極管鉗位型三電平逆變器驅動PMSM的模型預測控制系統作為研究對象。在PMSM驅動系統中，位置與轉速的檢測是非常重要的，一般采用的方法是通過機械傳感器來進行測量，但這種測量方法在實際應用中有很多缺陷，會降低電機系統的穩定性和可靠性，同時會增加成本。而無速度傳感器技術是通過檢測電機中的電流或電壓，來對電機的實際轉速和位置信息進行估計，這種技術省略了常規使用的機械傳感器，能夠實現電機系統的高精度、高動態性能的控制。因此PMSM的無速度傳感器控制技術成為了近些年的研究熱點。主要研究內容分為以下幾個方面：（1）基于同一Pl轉速調節器，設計三電平逆變器驅動PMSM模型預測轉矩控制系統，與兩電平逆變器驅動PMSMMPTC系統對比，并對兩個系統的運行性能進行對比分析。（2）為進一步提高系統響應性能，克服未知負載轉矩擾動、增強系統魯棒性，設計擴張狀態負載轉矩觀測器，進而得到將負載轉矩觀測器和基于冪函數滑模轉速調節器相結合的復合控制器。（3）設計基于分數階滑模觀測器的PMSMMPCC系統，實現對電機轉速的快速準確估計。
上傳時間： 2022-06-24
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本文檔描述了基于飛思卡爾電機控制專用的數字信號控制器MC56F8274S的三相交流感應電機矢量控制方案。三相交流感應電機因為其結構簡單、工藝成熟、造價低廉、無電刷、維護簡單、魯棒性強等優點，被廣泛應用于工業控制中。如水泵、風機、壓縮機、制冷系統中。為了實現三相交流感應電機的調速，需要對電機提供電壓幅值和頻率可變的交流電，一般使用由數控開關逆變器構成的三相變頻器。電機的控制算法大體分為兩類，一類是標量控制，如被廣泛應用的VF恒壓頻比控制。另一類被稱為矢量控制或磁場定向控制（FOC），相對于標量控制，矢量控制全面提升了電機驅動性能，比如矢量控制實現了轉矩和磁鏈的解耦控制、全轉矩控制、效率更高且提高了系統的動態性能。基于飛思卡爾電機控制專用的數字信號控制器MC56F82748的三相交流感應電機矢量控制是一個面對客戶和工業應用的設計方案。低成本和高可靠性是兩個關鍵的考量指標。為了減小系統成本，我們采用了單電阻電流采樣方案。為了減少系統對參數的依賴，我們使用了閉環的磁鏈估算方案，提升了系統穩定性和魯棒性。本文檔介紹了基本的電機控制理論，系統的設計理念，硬件設計、軟件設計，包括FreeMASTER可視化軟件工具。
上傳時間： 2022-06-24
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三相無刷直流電機是近年來迅速發展起來的一種新型電機，它利用電子換相代替機械換相，既具有直流電機的調速性能，又具有交流電機結構簡單、運行可靠、維護方便等優點，并且體積小、效率高，在許多領域已得到了廣泛的運用。本文首先介紹了三相無刷直流電機在國內外的發展及其控制系統的研究現狀，詳細論述了三相永磁無刷直流電機的構成、運行原理、特性分析和其轉子位置信號的檢測方法；然后設計了控制系統的硬件電路及相應軟件，最后對設計的控制系統進行調試并分析了影響系統可靠性的因素及給出了相應解決的方案。根據控制系統的設計參數、成本及靈活性等各方面的要求，本控制系統設計了以Atmega8L單片機及ECN30206集成驅動器為核心的硬件平臺。Atmega8L單片機對由ECN30206構成的功率驅動電路進行轉速PID閉環控制、并定時采集電流信號對電流進行過流保護及采用Max7219串行顯示轉速、電流、相關故障信息，通過光電隔離對永磁無刷直流電機諸如轉向等控制及接收外部信息，通過RS-485總線接口與外部其它系統交換信息、對各種信息進行分析處理、協調各部分的工作。
標簽： 三相無刷直流電機控制系統
上傳時間： 2022-06-27
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無刷直流電動機是現代工業設備中重要的運動部件，保留了有刷直流電動機寬闊而平滑的優良調速性能，同時又克服了有刷直流電動機機械換向帶來的一系列的缺點，在各個領域中得到廣泛應用。本論文闡述了無刷直流電動機的系統構成和工作原理，分析了無刷直流電動機的數學模型、等效電路、傳遞函數以及調速原理。采用轉速電流雙閉環控制與H PWM．L ON的脈寬調制方法驅動控制無刷直流電機，并在MATLAB／Simulink平臺上進行了計算機仿真。仿真結果表明，控制系統有較好的動靜態特性。論文還分析了經典PID控制和模糊控制各自的優缺點，并介紹了結合二者優點的模糊自適應PID控制的優點。在MATLAB／Simulink平臺進行了基于模糊自適應PID控制器的無刷直流電機控制系統的計算機建模仿真。與采用經典PID控制器的控制系統相比，采用模糊自適應PID控制器的控制系統的動靜態特性都得到改善。本論文設計了無刷直流電機控制系統的硬件，包括控制單元、功率變換單元，并進行了電磁兼容性設計。控制單元以TI的TMS320F2812DSP控制器為核心，設計了位置傳感器接口電路、人機界面電路、電平轉換電路、電流采樣電路以及采樣調理電路等。功率變換單元以三菱的IPM PS21 563．P為核心，設計了整流電路、逆變電路、能耗制動電路以及多項保護電路。設計了基于TMS320F281 2 DSP控制器的速度電流雙閉環電機驅動控制程序、位置檢測程序、電流采樣程序、人機界面程序以及各項安全保護程序等。在對硬件部分和軟件部分進行調試后，對控制系統進行了實驗，通過實驗波形，檢驗了控制系統的工作性能。本文最后對整個系統的設計進行了總結，并對本系統存在的問題和后續的研究工作提出了自己的看法看法。
上傳時間： 2022-06-28
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隨著電力電子技術、微處理器技術以及新的電機控制技術的發展，交流調速性能日益提高，變頻調速技術的出現使交流調速系統有取代直流調速系統的趨勢。但是國民經濟的快速發展要求交流變頻調速系統具有更高的調速精度、更大的調速范圍和更快的響應速度，一般的通用變頻器已經不能滿足工業應用的需求，而交流電機矢量控制調速系統能夠很好的滿足這個要求。矢量控制（Ficld Oricnted Control），能夠實現交流電機電磁轉矩的快速控制，本文對三相交流異步電機的矢量控制系統進行了研究和分析，以高性能數字信號處理器為硬件平臺設計了基于DSP的三相交流異步電機的矢量控制系統。并分析了逆變器死區效應的產生，實現了逆變器死區的補償。本文介紹了交流調速及其相關技術的發展，變頻調速的方案以及國內外對矢量控制的研究狀況。以三相交流異步電機在三相靜止坐標系下的數學模型為基礎，通過Clarke變換和Parke變換得到三相交流異步電機在兩相旋轉坐標系下的數學模型，并利用轉子磁場定向的方法，對該模型進行分析，設計了轉子磁鏈觀測器，以實現交流電機電流量的有效解耦，得到定子電流的轉矩分量和勵磁分量。仿據直流電機的控制方法，設計了矢量控制算法的電流與速度雙閉環控制系統。設計了以TMS320LF2407A為主控制器的硬件平臺，在此基礎上實現了矢量控制算法，論述了電壓空間矢量調制（SVPWM）的原理和方法，并對其進行了改進。最后對逆變器的死區進行了補償。實驗表明基于轉子磁場定向的矢量控制（FOC）系統，結構簡單，電流解赫方便，動態性能好，精度較高，能夠基本滿足現代交流電機控制系統的轉矩和速度要求。
上傳時間： 2022-06-30
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