多關節機器人在工業上已經得到了非常廣泛的應用，并且以后會用在越來越多的其他領域。多軸控制系統作為多關節機器人的核心，發展也十分迅速。傳統的多軸控制器體積比較龐大，擴展性不好。在工業4.0的時代，多軸控制系統也越來越智能，同時體積也在逐步減小，并且能夠聯網。EtherCAT現場總線是一種新興工業實時以太網總線，經過多年的技術發展，在通訊速度，拓撲結構等領域已經具有非常獨特的優勢。本課題的工作主要是將EtherCAT現場總線技術應用在多軸控制系統中，利用其技術優勢，進一步提高多軸控制器的擴展性和靈活性，使控制系統網絡化。 本研究首先分析了多軸控制系統的現狀以及發展趨勢，介紹了EtherCAT現場總線技術，在此基礎上，確立了多軸控制系統的開發架構以及開發方法。然后，課題設計完成了基于ET1100的通訊板。在此通訊板的基礎上，使用STM32單片機作為EtherCAT應用層控制芯片，設計并完成了數字輸入輸出部分和模擬輸入輸出部分的軟硬件。同時，為了達到工業現場的要求，設計著重考慮了安裝的便利性，熱插拔功能以及抗干擾性。接著，課題以實驗室雕刻機為控制對象，以PC機作為EtherCAT主站，在主站上的TwinCAT軟件中設計實現了雕刻機的正逆運動學算法，并設計實現人機界面。同時，課題使用ADS通訊接口與C＃高級語言進行通訊，實現了數據的交互。為了更加方便實現人機交互，課題也基于.NET架構設計了人機界面，這樣方便Windows平臺對多軸系統的直接或者遠程控制。最后，在雕刻機平臺上對設計的多軸控制系統進行調試和實驗，同時對多軸之間的同步性能進行測試，完成了雕刻機的單軸運動，點動運動，多軸聯動以及示教運動，并且多軸之間的實時性在微秒級。
上傳時間： 2022-05-29
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矢量控制理論的提出1971年，由德國Blaschke等人首先提出了交流電動機的矢量控制（Transvector Contrl）理論，從理論上解決了交流電動機轉矩的高性能控制問題。其基本思想是在普通的三相交流電動機上設法模擬直流電動機轉矩控制的規律，在磁場定向坐標上，將電流矢量分解成產生磁通的勵磁電流分量ia和產生轉矩的轉矩電流分量i，并使兩分量互相垂直，彼此獨立，然后分別進行調節。這樣，交流電動機的轉矩控制，從原理和特性上就與直流電動機相似了。因此，矢量控制的關鍵仍是對電流矢量的幅值和空間位置的控制。矢量控制的目的是為了改善轉矩控制性能，而最終實施仍然是落實在對定子電流交流量）的控制上。由于在定子側的各物理量（電壓、電流、電動勢、磁動勢）都是交流量，其空間矢量在空間上以同步旋轉，調節、控制和計算均不方便。因此，需借助于坐標變換，使各物理量從靜止坐標系轉換到同步旋轉坐標系，站在同步旋轉的坐標系上觀察，電動機的各空間矢量都變成了停止矢量，在同步坐標系上的各空間矢量就都變成了直流量，可以根據轉矩公式的幾種形式，找到轉矩和被控矢量的各分量之間的關系，實時地計算出轉矩控制所需的被控矢量的各分量值--直流給定量。按這些給定量實時控制，就能達到直流電動機的控制性能。由于這些直流給定量在物理上是不存在的、虛構的，因此，還必須在經過坐標的逆變換過程，從旋轉坐標系回到靜止坐標系，把上述的直流給定量變換成實際的交流給定量，在三相定子坐標系上對交流量進行控制，使其實際值等于給定值。
上傳時間： 2022-05-30
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1，更近一步了解三相全控橋式整流電路的工作原理，研究全控橋式整流電路分別工作在電阻負載、電阻-電感負載下Ud，ld及Uvt的波形，初步認識整流電路在實際中的應用。2，研究三相全控橋式整流逆變電路的工作原理，并且驗證全控橋式電路在有源逆變時的工作條件，了解逆變電路的用途。=.設計理念與思路晶閘管是一種三結四層的可控整流元件，要使晶閘管導通，除了要在陽極-陰極間加正向電壓外，還必須在控制級加正向電壓，它一旦導通后，控制級就失去控制作用，當陰極電流下降到小于維持電流，晶閘管回復阻斷。因此，晶閘管的這一性能可以充分的應用到許多的可控變流技術中。在實際生產中，直流電機的調速、同步電動機的勵磁、電鍍、電焊等往往需要電壓可調的直流電源，利用晶閘管的單向可控導電性能，可以很方便的實現各種可控整流電路。當整流負載容量較大時，或要求直流電壓脈沖較小時，應采用三相整流電路，其交流側由三相電源提供。三相可控整流電路中，最基本的是三相半波可控整流電路，應用最廣泛的是三相橋式全控整流電路。三相半波可控電路只用三只晶閘管，接線簡單，但晶閘管承受的正反向峰值電壓較高，變壓器二次繞組的導電角僅120"，變壓器繞組利用率較低，并且電流是單向的，會導致變壓器鐵心直流磁化。而采用三相全控橋式整流電路，流過變壓器繞組的電流是反向電流，避免了變壓器鐵芯的直流磁化，同時變壓器繞組在一個周期的導電時間增加了一倍，利用率得到了提高。逆變是把直流電變為交流電，它是整流的逆過程，而有源逆變是把直流電經過直-交變換，逆變成與交流電源同頻率的交流電反送到電網上去。逆變在工農業生產、交通運輸、航空航天、辦公自動化等領域已得到廣泛的應用，最多的是交流電機的變頻調速。另外在感應加熱電源、航空電源等方面也不乏逆變電路的身影。在很多情況下，整流和逆變是有著密切的聯系，同一套晶閘管電路即可做整流，有能做逆變，常稱這一裝置為"變流器2
標簽： 整流電路
上傳時間： 2022-05-31
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EG8010 是一款數字化的、功能很完善的自帶死區控制的純正弦波逆變發生器芯片，應用于 DC-DC-AC 兩級功率變換架構或 DC-AC 單級工頻變壓器升壓變換架構，外接 12MHz 晶體振蕩器，能實現高精度、失真和諧波都很小的純正弦波 50Hz 或 60Hz 逆變器專用芯片。該芯片采用 CMOS 工藝，內部集成 SPWM 正弦發生器、死區時間控制電路、幅度因子乘法器、軟啟動電路、保護電路、RS232 串行通訊接口和 12832 串行液晶驅動模塊等功能。
標簽： 正弦波逆變器
上傳時間： 2022-05-31
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一簡要背景概述隨著社會生產和科學技術的發展，整流電路在自動控制系統、測量系統和發電機勵磁系統等領域的應用日益廣泛。常用的三相整流電路有三相橋式不可控整流電路、三相橋式半控整流電路和三相橋式全控整流電路。三相全控整流電路的整流負載容量較大，輸出直流電壓脈動較小，是目前應用最為廣泛的整流電路。它是由半波整流電路發展而來的。由一組共陰極的三相半波可控整流電路和一組共陽極接法的晶閘管串聯而成。六個品閘管分別由按一定規律的脈沖觸發導通，來實現對三相交流電的整流，當改變晶閘管的觸發角時，相應的輸出電壓平均值也會改變，從而得到不同的輸出。由于整流電路涉及到交流信號、直流信號以及觸發信號，同時包含晶閘管、電容、電感、電阻等多種元件，采用常規電路分析方法顯得相當繁瑣，高壓情況下實驗也難順利進行。Matlab提供的可視化仿真工具Simulink可直接建立電路仿真模型，隨意改變仿真參數，并且立即可得到任意的仿真結果，直觀性強，進一步省去了編程的步驟。本文利用Simulink對三相橋式全控整流電路進行建模，對不同控制角、橋故障情況下進行了仿真分析，既進一步加深了三相橋式全控整流電路的理論，同時也為現代電力電子實驗教學奠定良好的實驗基礎。三相橋式全控整流電路以及三相橋式全控逆變電路在現代電力電子技術中具有很重要的作用和很廣泛的應用。這里結合全控整流電路以及全控逆變電路理論基礎，采用Matlab的仿真工具Simulink對三相橋式全控整流電路和三相橋式全控逆變電路進行仿真，對輸出參數進行仿真及驗證，進一步了解三相橋式全控整流電路和三相橋式全控逆變電路的工作原理。
上傳時間： 2022-06-01
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超聲波換能器由于負載的變化以及外界環境的變化等因素，導致超聲波電源的輸出頻率與諧振頻率不匹配，從而使清洗效果不佳。超聲波電源是超聲清洗機的核心部分，為實現其高效穩定的工作，需要對其工作頻率進行自動跟蹤控制。為此，本文設計了基于單片機PIC16F886為控制核心的超聲波電源，其額定輸出功率為600W，工作頻率為20kHz，并實現了對頻率的實時跟蹤控制。主要研究內容如下： 首先，根據超聲波電源的性能指標要求，設計了超聲波電源主電路系統，主電路系統由整流濾波電路、逆變電路、匹配電路等單元組成，逆變電路采用全橋逆變拓撲結構，文中對主電路系統進行了詳細分析與設計，并采用Multisim仿真軟件對主電路系統各個部分進行仿真。 其次，設計了超聲波電源頻率跟蹤的控制方案，該控制方案采用鎖相環頻率跟蹤的控制思路并結合PID控制方法。為此設計了相應的控制軟件，采用C語言編寫主程序、A/D轉換程序、PID控制程序等。 最后，以PIC16F866單片機芯片為控制核心，設計了超聲波電源控制系統，主要包括采樣電路、驅動電路、單片機外圍電路等，分析了其工作原理。并采用Proteus軟件對控制系統進行仿真。仿真結果表明，所設計的超聲波電源控制系統能實現頻率自動跟蹤，與超聲波換能器相匹配，工作在諧振狀態，達到了設計要求。
上傳時間： 2022-06-11
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超聲波電源廣泛應用于超聲波加工、診斷、清洗等領域，其負載超聲波換能器是一種將超音頻的電能轉變為機械振動的器件。由于超聲換能器是一種容性負載，因此換能器與發生器之間需要進行阻抗匹配才能工作在最佳狀態。串聯匹配能夠有效濾除開關型電源輸出方波存在的高次諧波成分，因此應用較為廣泛。但是環境溫度或元件老化等原因會導致換能器的諧振頻率發生漂移，使諧振系統失諧。傳統的解決辦法就是頻率跟蹤，但是頻率跟蹤只能保證系統整體電壓電流同頻同相，由于工作頻率改變了而匹配電感不變，此時換能器內部動態支路工作在非諧振狀態，導致換能器功率損耗和發熱，致使輸出能量大幅度下降甚至停振，在實際應用中受到限制。所以，在跟蹤諧振點調節逆變器開關頻率的同時應改變匹配電感才能使諧振系統工作在最高效能狀態。針對按固定諧振點匹配超聲波換能器電感參數存在的缺點，本文應用耦合振蕩法對換能器的匹配電感和耦合頻率之間的關系建立數學模型，證實了匹配電感隨諧振頻率變化的規律。給出利用這一模型與耦合工作頻率之間的關系動態選擇換能器匹配電感的方法。經過分析比較，選擇了基于磁通控制原理的可控電抗器作為匹配電感，通過改變電抗控制度調節電抗值。并給出了實現這一方案的電路原理和控制方法。最后本文以DSPTMS320F2812為核心設計出實現這一原理的超聲波逆變電源。實驗結果表明基于磁通控制的可控電抗器可以實現電抗值隨電抗控制度線性無級可調，由于該電抗器輸出正弦波，理論上沒有諧波污染。具體采用復合控制策略，穩態時，換能器工作在DPLL鎖定頻率上；動態時，逐步修改匹配電抗大小，搜索輸出電流的最大值，再結合DPLL鎖定該頻率。配合PS-PWM可實現功率連續可調。該超聲波換能系統能夠有效的跟隨最大電流輸出頻率，即使頻率發生漂移系統仍能保持工作在最佳狀態，具有實際應用價值。
上傳時間： 2022-06-18
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首先，本文分析了雙足機器人動態步行過程的運動學特征。即分析雙足步行機器人連桿的位置和姿態與各個關節角之間的關系。包含雙足機器人動態步行的正運動學與逆運動學特性。其中，針對雙足步行機器人的逆運動學問題，使用了解析法與數值法進行求解，并對上述兩種方法進行了對比。其次，在針對雙足機器人動態步行過程運動學特性的分析基礎上，推導出雙足步行機器人零力矩點（ZMP）的計算公式，該公式稱為ZMP基本方程。ZMP基本方程描述了機器人ZMP與機器人質心之間的關系。在此基礎上，使用拉格朗日方法建立了雙足步行機器人的動力學模型，其中包括單腳支撐階段與雙腳支撐階段的動力學模型。為了方便得到雙足步行機器人的步行模式，使用桌子——小車模型模擬機器人動態步行。使用該等效模型與2MP基本方程，本文設計了基于ZMP的雙足機器人動態步行模式生成算法。生成步行模式之后，將機器人關節角時間序列帶入機器人動力學模型計算，可以得到關節力矩時間序列。關節驅動器按照力矩時間序列控制關節運動即可實現動態步行。但是，考慮到數值計算等因素導致的誤差累計，本文同時基于桌子—一小車模型設計了動態步行穩定控制器，該控制器的作用是通過修正期望ZMP軌跡調節機器人軀干的傾斜角度。最后，基于本文所設計的雙足步行機器人逆運動學問題求解算法、動態步行模式生成算法與步行穩定控制器所組成的控制系統，采用開放源代碼動力學引擎0pen Dynamic Engine 進行仿真驗證。首先在三維虛擬環境中建立了雙足步行機器人虛擬樣機模型，其次設計了零重力環境下剛體運動實驗與雙足動態步行實驗。驗證了本文針對雙足步行機器人動態步行所設計的控制方法的有效性。
上傳時間： 2022-06-19
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1電壓型PWM控制器過流保護固有問題目前國內常見的IGBT逆變弧焊機PWM控制器通常采用TL494.SG3525等電壓型集成芯片，電流反饋信號一般取自整流輸出端，當輸出電流信號由分流器檢出電流與給定電流比較后，經比例積分放大器大，控制輸出脈沖寬度IGBT導通后，即使產生過電流，PWM控制電路也不可能及時關斷正在導通的過流脈沖由于系統存在延退環節，過流保護時間將延長.2電流型過流保護電流型PWM控制電路反饋電流信號由高頻變壓器初級端通過電流互感器取得，由于電流信號取自變壓器初級，反應速度快，保護信號與正在流過IGBT的電流同步，一旦發生過流PWM立即關斷輸出脈沖，IGBT獲得及時保護，電流型PwM控制器固有的逐個脈沖檢測瞬時電流值的控制方式對輸入電壓和負載變化響應快，系統穩定性好同意老兄的觀點，在實際應用中電壓型PWM確實占了大多數，但過流保護取樣也可以從變壓器初級取，通過互感線圈或霍爾傳感器取得過流信號，比如控制3525的8腳，這點深圳瑞凌的焊機做的不錯，可以很好保護開關管過流.如何通過檢測手段判斷一種逆變電源的主電路是否可靠，我認為可以從開關器件和主變壓器的空載和負載狀態下的電流電壓波形來分析，從而針對性的調整開關器件參數及過流過壓緩沖元件參數以及高頻變壓器的參數，難點在于如何選擇匹配.
上傳時間： 2022-06-19
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摘要：對幾種三相逆變器中常用的IGBT驅動專用集成電路進行了詳細的分析，對TLP250，EXB系列和M579系列進行了深入的討論，給出了它們的電氣特性參數和內部功能方框圖，還給出了它們的典型應用電路。討論了它們的使用要點及注意事項，對每種驅動芯片進行了IGBT的驅動實驗，通過有關的波形驗證了它們的特點，最后得出結論：IGBT驅動集成電路的發展趨勢是集過流保護、驅動信號放大功能、能夠外接電源且具有很強抗干擾能力等于一體的復合型電路。關鍵詞：絕緣柵雙極晶體管：集成電路；過流保護1前言電力電子變換技術的發展，使得各種各樣的電力電子器件得到了迅速的發展.20世紀80年代，為了給高電壓應用環境提供一種高輸入阻抗的器件，有人提出了絕緣門極雙極型品體管（IGBT）[1].在IGBT中，用一個MoS門極區來控制寬基區的高電壓雙極型晶體管的電流傳輸，這藏產生了一種具有功率MOSFET的高輸入阻抗與雙極型器件優越通態特性相結合的非常誘人的器件，它具有控制功率小、開關速度快和電流處理能力大、飽和壓降低等性能。在中小功率、低噪音和高性能的電源、逆變器、不間斷電源（UPS）和交流電機調速系統的設計中，它是日前最為常見的一種器件。
上傳時間： 2022-06-21
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