摘要：以N溝道増強(qiáng)型場效應(yīng)管為核心，基于H橋PWM控制原理，設(shè)計(jì)了一種直流電機(jī)正反轉(zhuǎn)調(diào)速驅(qū)動控制電路，滿足大功率直流電機(jī)驅(qū)動控制。實(shí)驗(yàn)表明該驅(qū)動控制電路具有結(jié)構(gòu)簡單、驅(qū)動能力強(qiáng)、功耗低的特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：N溝道增強(qiáng)型場效應(yīng)管；H橋；PWM控制；電荷泵；功率放大；直流電機(jī)1引言長期以來，直流電機(jī)以其良好的線性特性、優(yōu)異的控制性能等特點(diǎn)成為大多數(shù)變速運(yùn)動控制和閉環(huán)位置伺服控制系統(tǒng)的最佳選擇。特別隨著計(jì)算機(jī)在控制領(lǐng)域，高開關(guān)頻率、全控型第二代電力半導(dǎo)體器件（GTR、GTO、MOSFET.、IGBT等）的發(fā)展，以及脈寬調(diào)制（PWM直流調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用，直流電機(jī)得到廣泛應(yīng)用。為適應(yīng)小型直流電機(jī)的使用需求，各半導(dǎo)體廠商推出了直流電機(jī)控制專用集成電路，構(gòu)成基于微處理器控制的直流電機(jī)伺服系統(tǒng)。但是，專用集成電路構(gòu)成的直流電機(jī)驅(qū)動器的輸出功率有限，不適合大功率直流電機(jī)驅(qū)動需求。因此采用N溝道増強(qiáng)型場效應(yīng)管構(gòu)建H橋，實(shí)現(xiàn)大功率直流電機(jī)驅(qū)動控制。該驅(qū)動電路能夠滿足各種類型直流電機(jī)需求，并具有快速、精確、高效、低功耗等特點(diǎn)，可直接與微處理器接口，可應(yīng)用PWM技術(shù)實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)調(diào)速控制。2直流電機(jī)驅(qū)動控制電路總體結(jié)構(gòu)直流電機(jī)驅(qū)動控制電路分為光電隔離電路、電機(jī)驅(qū)動邏輯電路、驅(qū)動信號放大電路、電荷泵路、H橋功率驅(qū)動電路等四部分，其電路框圖如圖1所示。由圖可以看出，電機(jī)驅(qū)動控制電路的外圍接口簡單。其主要控制信號有電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向信號Dir電機(jī)調(diào)速信號PWM及電機(jī)制動信號 Brake，vcc為驅(qū)動邏輯電路部分提供電源，Vm為電機(jī)電源電壓，M+、M-為直流電機(jī)接口。
上傳時間： 2022-04-10
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1-1前言一般人所能夠感受到聲音的頻率約介於5H2-20KHz，超音波（Ultrasonic wave）即爲(wèi)頻率超過20KHz以上的音波或機(jī)械振動，因此超音波馬達(dá)就是利用超音波的彈性振動頻率所構(gòu)成的制動力。超音波馬達(dá)的內(nèi)部主要是以壓電陶瓷材料作爲(wèi)激發(fā)源，其成份是由鉛（Pb）、結(jié)（Zr）及鈦（Ti）的氧化物皓鈦酸鉛（Lead zirconate titanate，PZT）製成的。將歷電材料上下方各黏接彈性體，如銅或不銹鋼，並施以交流電壓於壓電陶瓷材料作爲(wèi)驅(qū)動源，以激振彈性體，稱此結(jié)構(gòu)爲(wèi)定子（Stator），將其用彈簧與轉(zhuǎn)子Rotor）接觸，將所産生摩擦力來驅(qū)使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，由於壓電材料的驅(qū)動能量很大，並足以抗衡轉(zhuǎn)子與定子間的正向力，雖然伸縮振幅大小僅有數(shù)徵米（um）的程度，但因每秒之伸縮達(dá)數(shù)十萬次，所以相較於同型的電磁式馬達(dá)的驅(qū)動能量要大的許多。超音波馬達(dá)的優(yōu)點(diǎn)爲(wèi)：1，轉(zhuǎn)子慣性小、響應(yīng)時間短、速度範(fàn)圍大。2，低轉(zhuǎn)速可產(chǎn)生高轉(zhuǎn)矩及高轉(zhuǎn)換效率。3，不受磁場作用的影響。4，構(gòu)造簡單，體積大小可控制。5，不須經(jīng)過齒輸作減速機(jī)構(gòu)，故較爲(wèi)安靜。實(shí)際應(yīng)用上，超音波馬達(dá)具有不同於傳統(tǒng)電磁式馬達(dá)的特性，因此在不適合應(yīng)用傳統(tǒng)馬達(dá)的場合，例如：間歇性運(yùn)動的裝置、空間或形狀受到限制的場所；另外包括一些高磁場的場合，如核磁共振裝置、斷層掃描儀器等。所以未來在自動化設(shè)備、視聽音響、照相機(jī)及光學(xué)儀器等皆可應(yīng)用超音波馬達(dá)來取代。
標(biāo)簽： 超聲波電機(jī)
上傳時間： 2022-06-17
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本文擬借助于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)良好的逼近能力，實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)的無位置傳感器控制。 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Neural Network)可以逼近任意復(fù)雜非線性映射，具有很強(qiáng)的自學(xué)習(xí)自適應(yīng)能力，十分適合于解決復(fù)雜的非線性控制問題。其中，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是目前廣泛應(yīng)用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之一，得到了較為深入的研究，其結(jié)構(gòu)簡單，需要離線確定的參數(shù)少、泛化能力強(qiáng)、逼近精度高、實(shí)時性強(qiáng)，采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)的調(diào)速控制具有重要意義。 文中提出了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的永磁同步電機(jī)自適應(yīng)調(diào)速控制策略，建立了一種包含辨識網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)的雙神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)。辨識網(wǎng)絡(luò)在線動態(tài)辨識系統(tǒng)輸出并對控制網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，控制網(wǎng)絡(luò)與PI控制方法相結(jié)合實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)自適應(yīng)轉(zhuǎn)速控制。仿真結(jié)果表明，該系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)快、實(shí)時性較強(qiáng)、精度較高。 文中提出了一種基于混合訓(xùn)練算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)永磁同步電機(jī)無位置傳感器控制方法。采用混沌優(yōu)化和梯度下降法相結(jié)合的混合算法對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行離線訓(xùn)練后，將其用于永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置角在線估計(jì)。結(jié)果表明，該訓(xùn)練算法可以有效地加快神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)收斂速度，且估計(jì)的轉(zhuǎn)子位置角誤差較小、精度較高。 文中建立了以TMS320F2812芯片為核心的永磁同步電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)，并進(jìn)行了相應(yīng)的軟硬件設(shè)計(jì)，為實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)的各種控制策略奠定了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。DSP控制系統(tǒng)為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練提供樣本，為研究永磁同步電機(jī)的自適應(yīng)調(diào)速控制和轉(zhuǎn)子位置角估計(jì)創(chuàng)造了條件。
標(biāo)簽： BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 永磁同步電機(jī) 自適應(yīng)控制
上傳時間： 2013-05-23
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論文以研制直接驅(qū)動洗衣機(jī)用無刷直流電動機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)為目的,包括設(shè)計(jì)系統(tǒng)的硬件電路和編制相應(yīng)的控制軟件.論文在分析80C196MC芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能的基礎(chǔ)上,進(jìn)行硬件系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì),并分別設(shè)計(jì)了控制電路、Hall位置信號檢測電路、使用IR2103的功率MOSFET驅(qū)動電路、過流過壓檢測和保護(hù)等電路.論文采用模塊化設(shè)計(jì)方法進(jìn)行系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì),完成了主程序模塊、起動程序模塊和換相程序模塊的設(shè)計(jì).論文最后研制了一套直接驅(qū)動洗衣機(jī)無刷直流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng),并對控制系統(tǒng)進(jìn)行了測試.
標(biāo)簽： 直接驅(qū)動 洗衣機(jī) 無刷直流電機(jī)
上傳時間： 2013-06-30
上傳用戶：陽光少年2016
該文研究了一種新型電壓空間矢量控制兩相逆變器—異步電動機(jī)的變頻調(diào)速系統(tǒng),該系統(tǒng)可以廣泛應(yīng)用于小功率、寬調(diào)速運(yùn)行的場合.該項(xiàng)研究完成兩相逆變器的設(shè)計(jì),并組成了試驗(yàn)用的兩相逆變器—異步電動機(jī)系統(tǒng).系統(tǒng)是一個轉(zhuǎn)速開環(huán)的變頻調(diào)速系統(tǒng),由單片機(jī)機(jī)控制電路、功率驅(qū)動電路、逆變器主電路、保護(hù)電路組成.論文通過對電機(jī)基本方程進(jìn)行Kron變換和對稱分量變換,分別建立了系統(tǒng)完整的數(shù)學(xué)模型,編制了動態(tài)和穩(wěn)態(tài)仿真程序,并對系統(tǒng)進(jìn)行了仿真,對系統(tǒng)的動態(tài)、穩(wěn)態(tài)性能進(jìn)行分析.相對于方波等其它供電方式的控制,采用電壓空間矢量技術(shù)在小功率兩相異步電動機(jī)的變頻調(diào)速控制上的應(yīng)用可使轉(zhuǎn)矩脈動減少,效率提高,具有一定的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性.
標(biāo)簽： SVPWM 用單片機(jī) 異步電機(jī)
上傳時間： 2013-08-01
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論文針對兩輪電動車輛(EV)用稀土永磁(REPM)無刷同步電動機(jī)(SM)，分別進(jìn)行了正弦波和方波兩種工作方式下的控制技術(shù)研究。論文在全面分析正弦波和方波無刷電機(jī)工作原理、調(diào)速控制方法及其性能特點(diǎn)的基礎(chǔ)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(jī)進(jìn)行了正弦波、方波驅(qū)動系統(tǒng)的構(gòu)建和控制電路設(shè)計(jì)。 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(wěn)定的SPWM脈沖信號，構(gòu)成36VDC正弦波驅(qū)動系統(tǒng)，其外圍電路簡單緊湊，克服了傳統(tǒng)SPWM信號產(chǎn)生方法中微處理機(jī)程序容易“跑飛”和模擬系統(tǒng)復(fù)雜的缺陷。同時，采用專用PWM調(diào)制芯片和硬件邏輯器件構(gòu)成96VDC方波驅(qū)動系統(tǒng)，采用寬范圍輸入電壓的開關(guān)電源實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制供電，將直流電機(jī)系統(tǒng)常用的電流截止負(fù)反饋電路引入無刷電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)中，提高了大功率方波驅(qū)動系統(tǒng)的可靠性，其原理樣機(jī)性能穩(wěn)定，負(fù)載電流可達(dá)30A。 兩種系統(tǒng)測試結(jié)果分析對比表明：相同結(jié)構(gòu)的稀土永磁無刷同步電動機(jī)，采用正弦波或方波驅(qū)動控制各有利弊。正弦波驅(qū)動采用變頻調(diào)速，電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，利用弱磁調(diào)速，還可實(shí)現(xiàn)超高速恒功率運(yùn)行，但易于失步；而方波驅(qū)動采用PWM調(diào)壓調(diào)速，電機(jī)則具有良好的控制特性，機(jī)械特性較硬，起動轉(zhuǎn)矩大，車輛提速快，適于爬坡，但轉(zhuǎn)矩脈動較大。 綜上所述，采用方波驅(qū)動更適合于兩輪電動車輛的運(yùn)行特點(diǎn)，論文介紹的方波驅(qū)動系統(tǒng)在電動車輛應(yīng)用領(lǐng)域有著較好的發(fā)展前景。
標(biāo)簽： 電動車輛 驅(qū)動控制 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-04-24
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電氣驅(qū)動系統(tǒng)是電動汽車的心臟，主要由驅(qū)動電機(jī)、功率變換器和控制器等三個子系統(tǒng)構(gòu)成。本文以TI公司的TMS320LF2407A為系統(tǒng)控制核心，富士公司的IPM模塊為逆變器開關(guān)器件，運(yùn)用空間矢量技術(shù)，設(shè)計(jì)了異步電機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)。 論文在異步電機(jī)數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)之上，分析了轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)以及矢量控制系統(tǒng)的控制策略和實(shí)現(xiàn)方法；為了給控制系統(tǒng)提供電源，論文設(shè)計(jì)了使用UC3843作為控制核心的反激型開關(guān)穩(wěn)壓電源，介紹了UC3843以及電源電路的工作原理及設(shè)計(jì)；論文詳細(xì)設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的主電路、控制電路以及保護(hù)和告警電路；針對電動汽車電機(jī)控制器運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，處在大量的干擾中，論文從電路板PCB的設(shè)計(jì)以及控制器機(jī)箱內(nèi)部布局布線等方面充分考慮了其電磁兼容性；根據(jù)現(xiàn)場調(diào)試的經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)室中使用磁粉制動器模擬電機(jī)負(fù)載搭建了異步電機(jī)試驗(yàn)臺，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了控制系統(tǒng)具有良好的調(diào)速性能和較寬的調(diào)速范圍。
標(biāo)簽： 電動 異步電機(jī) 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：edisonfather
本課題來源于重點(diǎn)航空研究項(xiàng)目——某型飛機(jī)電動舵機(jī)用雙余度隔槽嵌放式稀土永磁直流無刷電機(jī)的研制,進(jìn)行雙余度無刷直流電機(jī)的控制技術(shù)及性能研究具有理論意義、工程意義和顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益.論文介紹以AT89C51單片機(jī)與SG3525脈寬調(diào)制控制器為核心的雙余度稀土永磁無刷直流電機(jī)試驗(yàn)器的系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu),并對PWM調(diào)速控制、功率驅(qū)動輸出及GAL邏輯綜合等電路進(jìn)行分析,提出并設(shè)計(jì)了電流截止負(fù)反饋電路實(shí)現(xiàn)電機(jī)堵轉(zhuǎn)和起動時的電流限制功能.在控制器軟件需求分析的基礎(chǔ)上,介紹了基于KeilC51的RTXTiny實(shí)時多任務(wù)操作系統(tǒng)的軟件工程化技術(shù).按照控制設(shè)計(jì)、編程、測試、試驗(yàn)等規(guī)范,建立了完整的文檔,提高軟件的易讀性、易理解性,以達(dá)到軟件的高可靠性和強(qiáng)壯性.無刷直流電機(jī)是典型的強(qiáng)電與弱電相結(jié)合的系統(tǒng),并且飛機(jī)系統(tǒng)的電磁環(huán)境復(fù)雜,本文對系統(tǒng)的干擾源、傳播途徑等問題進(jìn)行了研究,并提出相應(yīng)的軟、硬抗干擾措施使系統(tǒng)性能達(dá)到總體設(shè)計(jì)要求.
標(biāo)簽： 無刷直流電機(jī) 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 性能
上傳時間： 2013-07-21
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永磁同步電機(jī)(Permanent Magnet Synchronous Motor)因功率密度大、效率高、過載能力強(qiáng)、控制性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，在中小容量調(diào)速系統(tǒng)和高精度調(diào)速場合發(fā)展迅速。但由于永磁同步電機(jī)的磁場具有獨(dú)特的交叉耦合和交叉飽和現(xiàn)象，且其控制系統(tǒng)是一個強(qiáng)非線性、時變和多變量系統(tǒng)，要實(shí)現(xiàn)高精度調(diào)速就需對其控制策略進(jìn)行深入研究。 永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，位置傳感器的存在使得系統(tǒng)成本增加、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性降低，所以永磁同步電機(jī)的無位置傳感器控制成為一個新的研究熱點(diǎn)。本文擬借助于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)良好的逼近能力，實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)的無位置傳感器控制。 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Neural Network)可以逼近任意復(fù)雜非線性映射，具有很強(qiáng)的自學(xué)習(xí)自適應(yīng)能力，十分適合于解決復(fù)雜的非線性控制問題。其中，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是目前廣泛應(yīng)用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之一，得到了較為深入的研究，其結(jié)構(gòu)簡單，需要離線確定的參數(shù)少、泛化能力強(qiáng)、逼近精度高、實(shí)時性強(qiáng)，采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)的調(diào)速控制具有重要意義。 文中提出了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的永磁同步電機(jī)自適應(yīng)調(diào)速控制策略，建立了一種包含辨識網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)的雙神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)。辨識網(wǎng)絡(luò)在線動態(tài)辨識系統(tǒng)輸出并對控制網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，控制網(wǎng)絡(luò)與PI控制方法相結(jié)合實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)自適應(yīng)轉(zhuǎn)速控制。仿真結(jié)果表明，該系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)快、實(shí)時性較強(qiáng)、精度較高。 文中提出了一種基于混合訓(xùn)練算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)永磁同步電機(jī)無位置傳感器控制方法。采用混沌優(yōu)化和梯度下降法相結(jié)合的混合算法對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行離線訓(xùn)練后，將其用于永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置角在線估計(jì)。結(jié)果表明，該訓(xùn)練算法可以有效地加快神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)收斂速度，且估計(jì)的轉(zhuǎn)子位置角誤差較小、精度較高。 文中建立了以TMS320F2812芯片為核心的永磁同步電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)，并進(jìn)行了相應(yīng)的軟硬件設(shè)計(jì)，為實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)的各種控制策略奠定了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。DSP控制系統(tǒng)為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練提供樣本，為研究永磁同步電機(jī)的自適應(yīng)調(diào)速控制和轉(zhuǎn)子位置角估計(jì)創(chuàng)造了條件。
標(biāo)簽： BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 永磁同步電機(jī) 自適應(yīng)控制
上傳時間： 2013-07-03
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本文主要的研究為對轉(zhuǎn)永磁無刷直流電動機(jī)控制問題，對轉(zhuǎn)永磁無刷直流電動機(jī)在艦船、水下航行器等對轉(zhuǎn)推進(jìn)系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用前景。它具有無刷直流電動機(jī)的一切優(yōu)點(diǎn)：功率密度大、調(diào)速性能好、運(yùn)行效率高、結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等等。其與普通的永磁無刷直流電動機(jī)的差別僅僅在于原來靜止的電樞部分和旋轉(zhuǎn)的永磁體部分都可以相對于靜止部分旋轉(zhuǎn)，即有兩個轉(zhuǎn)子，根據(jù)作用力與反作用力的原理，兩個轉(zhuǎn)子受到的電磁轉(zhuǎn)矩在任意時刻都是大小相等、方向相反的。因此兩個轉(zhuǎn)子必將沿著相反的方向旋轉(zhuǎn)。 論文主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下： 1)介紹了對轉(zhuǎn)永磁無刷直流電機(jī)與普通永磁無刷直流電機(jī)的區(qū)別、優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用，詳細(xì)分析了其工作原理，并建立對轉(zhuǎn)永磁無刷直流電機(jī)本體的數(shù)學(xué)模型，接著利用MATLAB/Simulink建立對轉(zhuǎn)永磁無刷直流電機(jī)的仿真模型。 2)研究了無位置傳感器對轉(zhuǎn)永磁無刷直流電機(jī)的控制方法。采用基于DSP的三次諧波過零點(diǎn)檢測方法來檢測電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置與轉(zhuǎn)速，采用數(shù)字鎖相環(huán)對三次諧波過零點(diǎn)進(jìn)行90°延遲： 3)控制系統(tǒng)采用雙閉環(huán)控制，即速度環(huán)與電流環(huán)來組成調(diào)速控制系統(tǒng)，其中速度環(huán)采用了基于改進(jìn)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID自適應(yīng)控制，電流環(huán)采用滯環(huán)控制，并對整個系統(tǒng)進(jìn)行仿真。 4)在仿真研究的基礎(chǔ)上，本文進(jìn)行了以TMS320I~F2407A的DSP芯片為控制核心的無位置傳感器對轉(zhuǎn)永磁無刷直流電機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。
標(biāo)簽： DSP 無刷直流電動機(jī) 控制
上傳時間： 2013-04-24
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