本文對超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究。全文主要內(nèi)容如下:系統(tǒng)介紹了超聲波電機(jī)的特點(diǎn)、研究歷史和主要應(yīng)用,概述了超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀。在介紹壓電陶瓷逆壓電效應(yīng)與壓電振子諧振特性的基礎(chǔ)上,闡述了超聲波電機(jī)的運(yùn)行機(jī)理及調(diào)速原理。介紹了環(huán)狀行波型超聲波電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理。研制了基于DSP的超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng),為超聲波電機(jī)控制技術(shù)的研究提供了一個(gè)通用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。通過光電編碼器檢測超聲波電機(jī)的速度,研制了利用速度反饋來進(jìn)行頻率調(diào)整的頻率跟蹤控制器,實(shí)現(xiàn)了采用頻率P調(diào)節(jié)的超聲波電機(jī)速度穩(wěn)定性控制。實(shí)現(xiàn)了大外徑(80mm)環(huán)狀行波型超聲波電機(jī)的高精度位置檢測。研制了基于DSP的超聲波電機(jī)位置控制系統(tǒng),完成了采用相位差P控制方案進(jìn)行精密定位控制的實(shí)驗(yàn)研究。
標(biāo)簽: 超聲波 電機(jī) 動(dòng)控制
上傳時(shí)間: 2013-05-21
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永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)利用轉(zhuǎn)子上的永磁體激磁,采用電子換相取代機(jī)械換相,結(jié)構(gòu)簡單、體積小、效率高,在許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。但是,由于永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)本身存在較大的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng),從而使電機(jī)運(yùn)行性能存在缺陷,限制了它在精密傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用。本文在開發(fā)完成永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,針對如何減小和抑制自控式永磁電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)這一問題,提出了一種混合控制策略:利用原有的六個(gè)離散位置信號(hào),在三三導(dǎo)通控制策略的基礎(chǔ)上,融入矢量控制策略,使得電機(jī)在運(yùn)行過程中定子的基波磁勢與轉(zhuǎn)子磁勢盡量保持在90°左右,來實(shí)現(xiàn)近似正弦波電流驅(qū)動(dòng),可以在不增加系統(tǒng)成本的基礎(chǔ)上,較好地抑制電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng),并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其正確性,其主要內(nèi)容如下: 第二章主要闡述了永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理,給出了電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,在此基礎(chǔ)上,利用Matlab/Simulink軟件建立了電機(jī)及控制系統(tǒng)的仿真模型,并給出了仿真和實(shí)驗(yàn)波形。 第三章介紹基于TI公司TMS320F240PQA芯片的永磁直流無刷電機(jī)控制器的設(shè)計(jì),并對系統(tǒng)主電路、驅(qū)動(dòng)模塊、電流檢測、過壓保護(hù)等電路作了詳細(xì)的介紹,對設(shè)計(jì)中容易出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析,搭建了整個(gè)系統(tǒng)的硬件平臺(tái)。 第四章介紹了常規(guī)的矢量控制技術(shù),提出了一種混合控制策略的新方法:利用霍爾位置傳感器的六個(gè)位置信號(hào),使得電機(jī)在運(yùn)行過程中定子的基波磁勢與轉(zhuǎn)子磁勢盡量保持在90°左右,從而達(dá)到控制器簡單、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)降低的目的。并分析了這種控制策略在勻速、加減速情況下的運(yùn)行性能。 第五章在前幾章分析的基礎(chǔ)上,完整給出了混合控制策略的軟件編程方法,并按照模塊化的思想,把軟件分成多個(gè)獨(dú)立模塊,并重點(diǎn)介紹了系統(tǒng)啟動(dòng)、轉(zhuǎn)速計(jì)算、轉(zhuǎn)子位置計(jì)算、sinθ和cosθ的計(jì)算、PWM輸出等幾個(gè)部分,并給出實(shí)驗(yàn)波形驗(yàn)證其可行性。
標(biāo)簽: 直流無刷電機(jī) 方法研究 驅(qū)動(dòng)
上傳時(shí)間: 2013-05-30
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電機(jī)是現(xiàn)代生產(chǎn)中的重要電氣設(shè)備,電機(jī)的故障會(huì)對生產(chǎn)造成重大影響,因此需要監(jiān)測電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí),不斷提高的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求控制電機(jī)的噪聲。測試和分析電機(jī)的振動(dòng)為電機(jī)的故障診斷和電機(jī)的噪聲控制提供了途徑,因此有必要建立一個(gè)電機(jī)振動(dòng)測試分析系統(tǒng)。 過去20多年來,虛擬儀器技術(shù)取得了長足發(fā)展,在工程測試等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。相比于傳統(tǒng)儀器,虛擬儀器技術(shù)具有性能高,擴(kuò)展性強(qiáng)等諸多優(yōu)勢。LabVIEW是虛擬儀器軟件開發(fā)平臺(tái)中最常用的一個(gè)。 本文在虛擬儀器的基礎(chǔ)上開發(fā)了電機(jī)振動(dòng)測試分析系統(tǒng),主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面: 1.電機(jī)振動(dòng)測試分析平臺(tái)的建立,以LabVIEW為軟件開發(fā)平臺(tái),配合數(shù)據(jù)采集卡,加速度傳感器等硬件設(shè)備建立了電機(jī)振動(dòng)信號(hào)采集與處理的虛擬儀器系統(tǒng),完成振動(dòng)信號(hào)的采集、顯示、處理、數(shù)據(jù)管理等一系列功能; 2.電機(jī)振動(dòng)信號(hào)處理方法的研究,深入分析了傅里葉變換、時(shí)頻分析、小波分析等在電機(jī)振動(dòng)信號(hào)處理中的優(yōu)缺點(diǎn),著重研究了獨(dú)立分量分析等新技術(shù)在電機(jī)內(nèi)部振動(dòng)信號(hào)處理上的應(yīng)用,針對電機(jī)振動(dòng)的特性,給出了各種信號(hào)處理方法的參數(shù)優(yōu)化: 3.電機(jī)故障診斷的研究,針對電機(jī)故障特征量的提取和選擇提出了作者自己的見解,建立了基于振動(dòng)的最小二乘支持向量機(jī)電機(jī)故障診斷,實(shí)例證明了支持向量機(jī)在電機(jī)故障診斷上的有效性; 4.針對電機(jī)故障診斷中故障樣本不易獲得的特點(diǎn),提出了基于支持向量數(shù)據(jù)描述的多層分類器,是一種較有應(yīng)用價(jià)值的新方法。
標(biāo)簽: 虛擬儀器 電機(jī)振動(dòng) 測試
上傳時(shí)間: 2013-06-24
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本文論述了基于ST7FMC的電動(dòng)摩托車控制系統(tǒng)的研究。 近年來,由于燃油交通工具尾氣排放對城市空氣造成的嚴(yán)重污染,以及人們生活水平、環(huán)保意識(shí)的逐漸提高,綠色交通工具己成為時(shí)代發(fā)展的重要課題。考慮到我國目前的國情,發(fā)展電動(dòng)車具有重要的環(huán)保意義。 隨著電機(jī)技術(shù)及功率器件性能的不斷提高,電動(dòng)車的控制器發(fā)展迅速。但是目前市場上大多數(shù)的電動(dòng)車產(chǎn)品均采用低集成度元件控制裝置,功能過于簡單,不能充分發(fā)揮系統(tǒng)潛力及處理一些特殊的控制問題。 提出了基于意法半導(dǎo)體芯片ST7FMC的永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,進(jìn)行了低成本、高智能的無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),能滿足更多應(yīng)用場合的需要。主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了分析與研究: 首先,建立無刷直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,并分析其電機(jī)運(yùn)行特性。 其次,根據(jù)ST專用單片機(jī)的特點(diǎn)詳細(xì)設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的控制策略:將調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)為電流、速度雙閉環(huán)的PI算法控制,以保證調(diào)速性能和電流控制精度;采用ST芯片固有的寄存器進(jìn)行速度的檢測,比較精確;將相電流檢測設(shè)計(jì)成母線電流PWM On中點(diǎn)檢測;采用了高性能的驅(qū)動(dòng)集成電路IR2136來驅(qū)動(dòng)MOSFET組成的全橋逆變電路;驅(qū)動(dòng)方式采用新型的凸形波驅(qū)動(dòng)控制方法。 最后,組裝了試驗(yàn)樣車,通過實(shí)驗(yàn)室觀測及實(shí)地運(yùn)行,驗(yàn)證了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。 由此得出結(jié)論:本課題設(shè)計(jì)的基于ST7FMC的電動(dòng)摩托車控制系統(tǒng)具有運(yùn)行性能良好、可靠性高的特點(diǎn),為后續(xù)的研究工作提供了一定的基礎(chǔ)。
標(biāo)簽: ST7FMC 電動(dòng)摩托車 控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-05-17
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論文針對兩輪電動(dòng)車輛(EV)用稀土永磁(REPM)無刷同步電動(dòng)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(dòng)自行車和96VDC電動(dòng)摩托車用稀土永磁無刷同步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行了正弦波、方波驅(qū)動(dòng)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(jià)的EEPROM配合作為核心控制單元,生成穩(wěn)定的SPWM脈沖信號(hào),構(gòu)成36VDC正弦波驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),其外圍電路簡單緊湊,克服了傳統(tǒng)SPWM信號(hào)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(shí),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(dòng)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(dòng)系統(tǒng)中,提高了大功率方波驅(qū)動(dòng)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(dòng)機(jī),采用正弦波或方波驅(qū)動(dòng)控制各有利弊。正弦波驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(dòng)轉(zhuǎn)矩大,車輛提速快,適于爬坡,但轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較大。 綜上所述,采用方波驅(qū)動(dòng)更適合于兩輪電動(dòng)車輛的運(yùn)行特點(diǎn),論文介紹的方波驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在電動(dòng)車輛應(yīng)用領(lǐng)域有著較好的發(fā)展前景。
標(biāo)簽: 電動(dòng)車輛 驅(qū)動(dòng)控制 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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基于TMS320F2812高精度跟蹤伺服控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間: 2013-08-03
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MATLAB小波分析 是張德豐 編著的那本黃色書上的源代碼
上傳時(shí)間: 2013-06-01
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本文針對我國當(dāng)今大型倉庫、大型糧庫的監(jiān)測與控制現(xiàn)狀,進(jìn)行研究開發(fā),采用較為實(shí)用和先進(jìn)的單片微型機(jī)控制系統(tǒng),運(yùn)用溫度傳感器和濕度傳感器對溫度、濕度的敏感性設(shè)計(jì)了一種基于多級(jí)通訊總線的糧庫溫、濕度自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng),主要包括通訊控制總站以及下位機(jī)的設(shè)計(jì)。操作人員可以通過向通訊控制總站發(fā)送命令,提取下位機(jī)溫、濕度數(shù)據(jù),下位機(jī)實(shí)現(xiàn)溫、濕度檢測;同時(shí)可以查看歷史檢測數(shù)據(jù),進(jìn)行糧情分析和糧庫管理等一系列操作。 溫濕度的測量和控制系統(tǒng)通常被認(rèn)為是一項(xiàng)較為簡單的控制技術(shù),但是由于濕敏元件的穩(wěn)定性差,壽命短等問題,實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中能正常運(yùn)行的不多,除非建立有嚴(yán)格的管理制度,而且管理人員的綜合素質(zhì)要達(dá)到一定的要求。所以,本文重點(diǎn)分析了濕敏傳感測量的機(jī)制,選型和技術(shù)措施。在研究了多種濕度傳感器性能的基礎(chǔ)上選用了合適的濕度傳感器,這是本設(shè)計(jì)的一個(gè)重點(diǎn)。本設(shè)計(jì)還有一個(gè)重點(diǎn),用CPLD設(shè)計(jì)了一個(gè)模擬開關(guān)和顯示部分。 本設(shè)計(jì)研制的上位機(jī)采用PC機(jī),通過RS-232接口與轉(zhuǎn)換器相連,轉(zhuǎn)換器通過RS-485總線連接下位機(jī),實(shí)現(xiàn)監(jiān)控室與現(xiàn)場的數(shù)據(jù)通信。每臺(tái)下位機(jī)位于各糧倉內(nèi),需要監(jiān)測256路的溫、濕度信號(hào),為了能實(shí)現(xiàn)共256路溫濕度的數(shù)據(jù)采集工作,本設(shè)計(jì)中用CPLD設(shè)計(jì)了一個(gè)模擬開關(guān),每次只采集一路數(shù)據(jù)送入到單片機(jī)中去;另外,本設(shè)計(jì)的顯示部分也獨(dú)特的選用了CPLD來實(shí)現(xiàn)。正常情況下上位機(jī)每4小時(shí)向下位機(jī)發(fā)布一次檢測信號(hào)(同時(shí)在任何時(shí)刻也可監(jiān)控某個(gè)糧倉的溫濕度情況),下位機(jī)利用PICl6F877單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)糧倉中128路溫度和128路濕度的測控。 該糧倉溫、濕度測控系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng),成本低,數(shù)據(jù)傳輸效率高,可靠性好。它不儀可以應(yīng)用于糧庫的監(jiān)控管理,而且也可推廣到其他監(jiān)控領(lǐng)域,因此具有廣泛的應(yīng)用前景。
上傳時(shí)間: 2013-05-23
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盤式永磁電機(jī)因其較高的轉(zhuǎn)矩密度和良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性,在各種驅(qū)動(dòng)、伺服和控制領(lǐng)域得到了迅速的推廣和應(yīng)用。本文針對盤式永磁同步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)展開研究,所做工作主要包括以下幾個(gè)部分: 首先,從電機(jī)的主要尺寸方程入手將盤式永磁電機(jī)和徑向永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)矩密度進(jìn)行了比較,得到了兩種電機(jī)轉(zhuǎn)矩密度的變化關(guān)系。推導(dǎo)了六相盤式永磁同步電動(dòng)機(jī)的電樞反應(yīng)電抗、槽漏抗等的計(jì)算公式,同時(shí)也給出了這些參數(shù)相應(yīng)的有限元計(jì)算方法,兩種計(jì)算結(jié)果基本一致。并且在對多極少齒結(jié)構(gòu)電機(jī)的漏磁系數(shù)進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上,總結(jié)了該類電機(jī)的漏磁系數(shù)的計(jì)算方法。 其次,采用了針對六相電機(jī)的22極24槽結(jié)構(gòu),使得電機(jī)的主要尺寸減小,電機(jī)定子沖槽、電樞下線等工藝要求降低。利用有限元法和傅立葉分析求解對永磁體的形狀進(jìn)行優(yōu)化,可使得永磁電機(jī)氣隙磁密波形畸變率減小,進(jìn)而降低的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。定量分析了不同定子槽口寬度對空載反電動(dòng)勢波形和齒槽轉(zhuǎn)矩的影響規(guī)律。 通過對盤式永磁電機(jī)的磁場分布特點(diǎn)的研究,編寫了分環(huán)法盤式永磁電機(jī)電磁設(shè)計(jì)程序。通過對樣機(jī)設(shè)計(jì)值與實(shí)驗(yàn)值比較,不斷對盤式永磁電動(dòng)機(jī)的電磁程序進(jìn)行完善和修正,目前已經(jīng)形成了一個(gè)比較實(shí)用可靠的CAD軟件。 對盤式永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子盤體進(jìn)行剛度計(jì)算,并且也對電機(jī)的定子進(jìn)行了固有頻率的計(jì)算,保證了電機(jī)的可靠運(yùn)行。 最后,在上述研究的基礎(chǔ)上,本文設(shè)計(jì)制造了一臺(tái)5kW的雙定子單轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的盤式永磁同步電動(dòng)機(jī)樣機(jī)并做了詳細(xì)的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析基本一致。
標(biāo)簽: 高功率密度 永磁同步電動(dòng)機(jī)
上傳時(shí)間: 2013-07-29
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永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)具有慣量小、控制簡單、動(dòng)態(tài)性能好等優(yōu)良特性,因此在航天、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床等許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。無刷直流電機(jī)在國外已經(jīng)成功應(yīng)用于對系統(tǒng)要求較高的場合,近年來在國內(nèi)也引起了廣泛的興趣。本課題針對輪式機(jī)器人,設(shè)計(jì)了無刷直流電動(dòng)機(jī)并設(shè)計(jì)相應(yīng)控制系統(tǒng)。 首先,本課題分析了機(jī)器人用無刷直流電動(dòng)機(jī)的組成結(jié)構(gòu)、繞組連接,并對三相無刷直流電動(dòng)機(jī)星角接工作方式進(jìn)行比較,按照無刷直流電動(dòng)機(jī)兩種模式運(yùn)行、多極分?jǐn)?shù)槽等特點(diǎn)進(jìn)行局部設(shè)計(jì)。最終以爬坡時(shí)狀態(tài)為參考,經(jīng)過多次計(jì)算得到無刷直流電動(dòng)機(jī)的初始設(shè)計(jì)方案。 其次,為了提高設(shè)計(jì)的可靠性及設(shè)計(jì)成本,本課題用MaxwellRMxprt和Maxwell 2D有限元分析軟件來對所設(shè)計(jì)的電磁設(shè)計(jì)方案進(jìn)行驗(yàn)證。應(yīng)用Maxwell 2D軟件進(jìn)一步對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析和校驗(yàn),以校核仿真結(jié)果參數(shù)能否與設(shè)計(jì)方案相吻合。 最后設(shè)計(jì)了無刷直流電動(dòng)機(jī)的PIC單片機(jī)控制系統(tǒng)并對無刷直流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)仿真。控制系統(tǒng)CPU采用PIC16F877單片機(jī),它能夠提供最佳的性能價(jià)格比。系統(tǒng)采用IGBT 專用柵極驅(qū)動(dòng)集成電路IR2130,來控制系統(tǒng)主電路。系統(tǒng)仿真采用MATLAB/SIMULINK軟件,檢驗(yàn)所設(shè)計(jì)電機(jī)在系統(tǒng)中的性能。 結(jié)論,本課題主要包括五部分:無刷直流電動(dòng)機(jī)繞組連接分析,初始數(shù)據(jù)方案設(shè)計(jì),Maxwell對電磁設(shè)計(jì)方案進(jìn)行驗(yàn)證,設(shè)計(jì)PIC單片機(jī)控制系統(tǒng),應(yīng)用MATLAB對電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真。通過這五部,本文完成了輪式機(jī)器人用無刷直流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)及相應(yīng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
標(biāo)簽: 輪式機(jī)器人 無刷直流電動(dòng)機(jī)
上傳時(shí)間: 2013-07-28
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