音圈電機(jī)(VoiceCoilMotor,簡稱VCM)是特種直線電機(jī),其工作原理與揚(yáng)聲器的音圈類似。其最突出的特點(diǎn)是體積小、重量輕,動作速度快,可以達(dá)到很高的定位精度,推力均勻。自從問世以來,廣泛的應(yīng)用在計算機(jī)存儲設(shè)備、航天儀器(例如航天制冷機(jī))、精密測距儀器(例如霍爾位移測量裝置)、精密車床以及移動電話中。目前,生產(chǎn)出的VCM電機(jī)廣泛應(yīng)用于消費(fèi)類和生產(chǎn)類市場,特別是高檔家用電器和計算機(jī)中。 針對目前我國VCM結(jié)構(gòu)設(shè)計的不足及工藝的落后,本文結(jié)合現(xiàn)有的加工工藝,研究永磁VCM的設(shè)計及結(jié)構(gòu)優(yōu)化,具體內(nèi)容如下: 首先,介紹VCM工作原理,以及內(nèi)磁式與外磁式、長音圈與短音圈、動圈式與動鐵式、直線式與搖臂式等不同結(jié)構(gòu)VCM及相應(yīng)特點(diǎn),闡述了力矩常數(shù)的意義及其對電機(jī)性能的影響,并詳細(xì)介紹了VCM在光盤驅(qū)動器、硬盤驅(qū)動器,以及在電刷試驗(yàn)臺(提供靜壓力)中的典型應(yīng)用。 其次,從電機(jī)電磁場的基本理論出發(fā),介紹有限元及其在電磁場仿真計算中的應(yīng)用,并采用有限元軟件ANSYS,結(jié)合實(shí)際算例,對VCM進(jìn)行建模和仿真。 再次,文中詳細(xì)介紹了永磁VCM的設(shè)計過程,提出了設(shè)計方法以供參考,其中包含了定量計算,包括了永磁體材料的選擇、體積的計算,音圈的設(shè)計(匝數(shù)計算及選型),以及電機(jī)整體的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計。 最后,結(jié)合設(shè)計VCM應(yīng)當(dāng)遵循的原則,提出了若干結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方案。在理論推導(dǎo)和分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合仿真軟件ANSYS,對幾種結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行了電機(jī)電磁場以及電機(jī)性能的仿真分析,其中包括:采用釹鐵硼永磁的單勵磁結(jié)構(gòu)VCM與傳統(tǒng)鐵氧體VCM的性能差異;增加極靴對VCM性能影響;增加短路環(huán)及變換結(jié)構(gòu)對VCM動態(tài)響應(yīng)速度的影響等。
標(biāo)簽: 磁場 優(yōu)化設(shè)計 計算 音圈電機(jī)
上傳時間: 2013-06-10
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開關(guān)磁阻電機(jī)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(jī)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(diǎn)是其它調(diào)速系統(tǒng)所不可比擬的.但開關(guān)磁阻電機(jī)(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(jìn)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(jī)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(dǎo)致開關(guān)磁阻電機(jī)振動與噪聲的徑向力大為減小,尤其是當(dāng)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(jìn)而降低了開關(guān)磁阻電機(jī)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(jī)的效率影響不大.開關(guān)磁阻電機(jī)因磁路的飽和導(dǎo)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(jī)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(jī)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(fù)雜,實(shí)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(xué)模型,這對于很難精確建模的開關(guān)磁阻電機(jī)來說尤其適用.同時,模糊控制實(shí)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(jī)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(dá)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(dá)到了較好的控制效果.仿真結(jié)果證明了這一點(diǎn).
標(biāo)簽: 開關(guān)磁阻電機(jī) 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(jī)是一種性能優(yōu)越、但結(jié)構(gòu)特殊的電動機(jī)。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(jī),進(jìn)一步減輕了電機(jī)的質(zhì)量并消除轉(zhuǎn)矩脈動。 對電機(jī)的設(shè)計、性能預(yù)測都離不開電機(jī)電磁場的計算。不同于傳統(tǒng)的圓柱式徑向磁通電機(jī),盤式無鐵心電機(jī)是軸向磁通電機(jī),外加其無鐵心的結(jié)構(gòu),決定了該電機(jī)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(jī)的化為二維磁場的分析方法。 本文研究的重點(diǎn)內(nèi)容分為兩部分:(1)在盤式無鐵心永磁同步電機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)的磁場分布特點(diǎn)。其后直接運(yùn)用三維有限元法求解該電機(jī)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(jī)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(jì)、有效的改進(jìn)型Halbach永磁體陣列,給出具體磁鋼尺寸,并運(yùn)用ANSYS軟件對各種磁鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的磁場進(jìn)行結(jié)果仿真。
標(biāo)簽: 永磁同步電機(jī) 磁場分析 磁鋼
上傳時間: 2013-06-23
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學(xué)習(xí)使用modelsim,為自己的設(shè)計做前仿真和后仿真。是自己的設(shè)計更加的方便
上傳時間: 2013-06-27
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本文運(yùn)用模糊控制與PID 控制分別對同一受控對象進(jìn)行控制。通過MATLAB 仿真,表明了模糊控制與傳統(tǒng)的PID控制相比明顯地改善了控制系統(tǒng)的動態(tài)性能。關(guān)鍵詞:模糊控制,PID 控制,MATLA
上傳時間: 2013-08-01
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在嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程中,仿真器是一個必不可少的開發(fā)工具。特別是對于初級嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工程師,借助一個功能強(qiáng)大的仿真器進(jìn)行開發(fā)工作,可以達(dá)到事半功倍的效果。一個嵌入式仿真、調(diào)試系統(tǒng)支持單步執(zhí)行、設(shè)置斷點(diǎn)、觀察變量內(nèi)容及寄存器內(nèi)容等功能。開發(fā)人員可以通過各類調(diào)試功能觀察變量和寄存器的變化,從而可以很清楚的了解整個程序運(yùn)行的狀況,及時的調(diào)整和修改程序,并不需要反復(fù)的向芯片燒寫程序,就可以完成對于程序的調(diào)試工作。 @@ 本文在分析了目前市場上常用仿真器的設(shè)計原理的基礎(chǔ)上,提出了以三星公司的S3C44BO ARM7處理器為主CPU,通過以太網(wǎng)接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)腁RMJTAT仿真器的設(shè)計方案。利用這種仿真器進(jìn)行程序調(diào)試,不僅可以大幅度的提高下載速度,還可以實(shí)現(xiàn)仿真器資源的共享,而且調(diào)試時程序是在目標(biāo)板上運(yùn)行,仿真更接近于目標(biāo)硬件。 @@ 文中首先對于傳統(tǒng)仿真器的設(shè)計原理、作用、存在的問題進(jìn)行了研究,然后提出了基于S3C44BO的以太網(wǎng)接口的ARM-JTAG仿真器的設(shè)計。該仿真器的設(shè)計主要分為以下幾步:第一,提出總體設(shè)計方案,包括硬件的設(shè)計及軟件的設(shè)計。第二,詳細(xì)介紹該仿真器的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計和程序開發(fā)過程,其中特別對以太網(wǎng)接口的設(shè)計進(jìn)行了研究。第三,總結(jié)了該仿真器的功能、特點(diǎn)。 @@關(guān)鍵詞:仿真器;S3C44BO;以太網(wǎng)接口;JTAG;LwIP
標(biāo)簽: ARMJTAG 以太網(wǎng)接口 仿真器
上傳時間: 2013-06-16
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指令集仿真器是目前嵌入式系統(tǒng)研究中一個極其重要的領(lǐng)域,一個靈活高效且準(zhǔn)確度高的仿真器不僅可以實(shí)現(xiàn)對嵌入式系統(tǒng)硬件環(huán)境的仿真,而且是現(xiàn)代微處理器結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中性能評估的重要工具. 仿真器的性能已經(jīng)成為影響整個設(shè)計效率的重要因素,在現(xiàn)有的指令集仿真技術(shù)中,編譯型仿真技術(shù)雖然可以獲得高的仿真速度,但其對應(yīng)用的假設(shè)過于嚴(yán)格,限制了其在商業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用;解釋型仿真器雖被普遍使用,但其缺點(diǎn)也很明顯,由于模擬過程中需要耗費(fèi)大量時間用于指令譯碼,解釋型模擬器速度往往很有限,使用性能較低。由此可見,如何減少仿真過程中的指令譯碼時間,是提高仿真器的性能的關(guān)鍵。 本文旨在提出一個指令集仿真器的原型,重點(diǎn)解決指令解碼過程中的速度瓶頸,在其基礎(chǔ)可以進(jìn)行擴(kuò)充和改進(jìn),以適應(yīng)不同硬件平臺的需要。文章首先從ARM指令集的指令功能和編碼格式入手,通過分析和比較找出了一般常用指令的編碼和實(shí)現(xiàn)規(guī)律,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了高級語言的描述,其后提出了改進(jìn)版解釋型指令集仿真器的設(shè)計方案,包括為提高仿真器性能,減少譯碼時間,創(chuàng)新性的在流程設(shè)計中加入了預(yù)解碼的步驟,同時用自己設(shè)計的壓縮算法解決了因預(yù)解碼產(chǎn)生大量譯碼信息而帶來的內(nèi)存過度消耗難題。接下來,描述了仿真器的實(shí)現(xiàn),包括指令的取指、譯碼、執(zhí)行等基本功能,并著重描述了如何通過劃分存儲域和存儲塊的方式模擬真實(shí)存儲器的讀寫訪問實(shí)現(xiàn)。 另外,需要特別指出的是,針對仿真器中普遍存在的調(diào)試難問題,本文從一線程序開發(fā)人員的角度,在調(diào)試模塊的設(shè)計中除了斷點(diǎn)設(shè)置、程序暫停、恢復(fù)等基本功能外,還添加了各類監(jiān)視設(shè)備和程序跟蹤的功能,以期能提高本仿真器的實(shí)用性。 在文章的結(jié)尾,提出了仿真器的驗(yàn)證方案,并按照該方案對仿真器進(jìn)行了功能和性能上的驗(yàn)證,最后對進(jìn)一步的工作進(jìn)行了展望。
上傳時間: 2013-08-02
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現(xiàn)在,下一代嵌入式微處理器和軟件面臨著不斷減小的產(chǎn)品壽命。而由此產(chǎn)生的縮短的研發(fā)周期則要求設(shè)計者能夠在更短的時間內(nèi)開發(fā)出更為復(fù)雜的處理器和軟件。為了解決這個問題,嵌入式系統(tǒng)的仿真逐漸成為在新的可編程結(jié)構(gòu)的開發(fā)中必不可少的工具。對于嵌入式系統(tǒng)仿真核心的指令集仿真器,由于普遍使用的解釋型仿真器的性能較低,從十幾年前開始,人們就開始了對編譯型指令集仿真器的研究。但是,由于編譯技術(shù)的限制,它從來沒有能夠在商業(yè)產(chǎn)品中推廣。 ARM公司06年新推出的Cortex-M3系列芯片已經(jīng)廣泛應(yīng)用在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域。本文將針對基于ARM Cortex-M3的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計出一個仿真平臺,以ARM Cortex-M3 所采用最新的Thumb-2 指令集作為目標(biāo)指令集,設(shè)計了其仿真器,給出了一種優(yōu)化的解釋型指令仿真機(jī)。 1.首先介紹了Thumb-2 指令集的編程模型,包括目標(biāo)指令集支持的處理器的模式、寄存器和存儲器的組織。 2.其次建立了仿真平臺。在平臺的建立過程中,設(shè)計了結(jié)合編譯技術(shù)速度和解釋技術(shù)靈活性的仿真機(jī);完成了Thumb-2 指令集體系結(jié)構(gòu)的描述;實(shí)現(xiàn)了存儲器接口,從而可以滿足目標(biāo)指令集對存儲器的訪問要求;介紹了ELF 文件格式,并設(shè)計了將ELF 文件中的指令和數(shù)據(jù)裝入存儲器的裝載程序。 3.最后以一個基于ARM Cortex-M3 處理器的機(jī)器小車嵌入式系統(tǒng)為例,對仿真平臺進(jìn)行功能上的驗(yàn)證。
標(biāo)簽: Cortex-M ARM txt 嵌入式系統(tǒng)
上傳時間: 2013-07-19
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利用matlab里面的simulink 工具箱進(jìn)行濾波器的設(shè)計和仿真
標(biāo)簽: MATLAB_Simulink 數(shù)字 仿真
上傳時間: 2013-07-31
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模電中常用的電路,在強(qiáng)大的EDA軟件Multisim下仿真實(shí)例,學(xué)習(xí)的好資料,機(jī)不可失!
上傳時間: 2013-08-04
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