交流伺服技術(shù)是研制開(kāi)發(fā)各種先進(jìn)的機(jī)電一體化設(shè)備，如工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、加工中心等的關(guān)鍵性技術(shù)，但是要提高交流伺服系統(tǒng)的控制性能關(guān)鍵在于伺服控制器對(duì)電機(jī)動(dòng)態(tài)和靜態(tài)響應(yīng)的控制，要獲得良好的電機(jī)動(dòng)、靜態(tài)性能關(guān)鍵在于伺服控制器的控制算法。為此，本文開(kāi)展了主要針對(duì)電機(jī)控制算法中的PID控制器參數(shù)整定算法研究。研究工作是基于黑龍江省科技攻關(guān)項(xiàng)目為支撐。 本論文在查閱大量文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，掌握了系統(tǒng)構(gòu)成和基本控制原理，并分析了國(guó)內(nèi)交流伺服存在的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了基于TI公司電機(jī)數(shù)字化控制芯片TMS320F2812的交流伺服控制器的控制單元；基于三菱公司智能化功率器件IPM設(shè)計(jì)了控制器的功率單元；以及電源單元和相關(guān)電路的保護(hù)單元。 基于電機(jī)矢量控制原理，構(gòu)建了永磁同步電機(jī)的矢量控制模型，在原有研究的基本PID控制基礎(chǔ)上，根據(jù)模糊控制的基本原理，研究了應(yīng)用于電機(jī)控制的模糊參數(shù)自整定PID控制器設(shè)計(jì)原理，構(gòu)建模糊參數(shù)自整定PID控制器的數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行該系統(tǒng)的仿真研究和實(shí)際應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。 本文的重點(diǎn)是闡述模糊參數(shù)自整定PID控制器的設(shè)計(jì)原理和方法，利用基于模糊參數(shù)自整定PID控制器的交流伺服系統(tǒng)仿真模型，應(yīng)用Matlab/Simulink仿真軟件平臺(tái)驗(yàn)證模型和算法的正確性，并與常規(guī)PID控制性能進(jìn)行對(duì)比分析。在實(shí)際硬件平臺(tái)驗(yàn)證了本文提出算法的可行性和正確性。 通過(guò)仿真和實(shí)際結(jié)果對(duì)比得出結(jié)論，模糊參數(shù)自整定PID控制器可以提高交流伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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本文致力于可并聯(lián)運(yùn)行的斬控式單相交流斬波變換器的研究。交交變換技術(shù)作為電力電子技術(shù)一個(gè)重要的領(lǐng)域一直得到人們的關(guān)注，但大都將目光投向AC-DC-AC兩級(jí)變換上面。AC/AC直接變換具有單級(jí)變換、功率密度高、拓?fù)渚o湊簡(jiǎn)單、并聯(lián)容易等優(yōu)勢(shì)，并且具有較強(qiáng)擴(kuò)展性，故而在工業(yè)加熱、調(diào)光電源、異步電機(jī)啟動(dòng)、調(diào)速等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。斬控式AC/AC 電壓變換是一種基于自關(guān)斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件及脈寬調(diào)制控制方式的新型交流調(diào)壓技術(shù)。 本文對(duì)全數(shù)字化的斬控式AC/AC 變換做了系統(tǒng)研究，工作內(nèi)容主要有：對(duì)交流斬波電路的拓?fù)浼捌銹WM方式做了詳細(xì)的推導(dǎo)，著重對(duì)不同拓?fù)涞乃绤^(qū)效應(yīng)進(jìn)行了分析，并且推導(dǎo)了不同負(fù)載情況對(duì)電壓控制的影響。重點(diǎn)推導(dǎo)了單相Buck型變換器和Buck-Boost 變換器的拓?fù)淠Ｐ停蜗嘞到y(tǒng)的拓?fù)溟_(kāi)關(guān)模式推導(dǎo)到三相的情況，然后分別對(duì)單相、三相的情況進(jìn)行了Matlab仿真。建立了單相Buck 型拓?fù)涞拈_(kāi)關(guān)周期平均意義下的大信號(hào)模型和小信號(hào)模型，指導(dǎo)控制器的設(shè)計(jì)。建立了適合電路工作的基于占空比前饋的電壓瞬時(shí)值環(huán)、電壓平均值環(huán)控制策略。在理論分析和仿真驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，建立了一臺(tái)基于TMS320F2808數(shù)字信號(hào)處理器的實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，完成樣機(jī)調(diào)試，并完成各項(xiàng)性能指標(biāo)的測(cè)試工作。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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當(dāng)今高新技術(shù)不斷發(fā)展，越來(lái)越多的高精度儀器設(shè)備對(duì)輸入電源，特別是對(duì)輸入交流電源的穩(wěn)壓精度要求越來(lái)越高。與此同時(shí)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和用電負(fù)載的急劇增加，電壓波動(dòng)和波形畸變等供電質(zhì)量問(wèn)題日趨突出，不能滿足高精度儀器設(shè)備的需要，因而就需要在電網(wǎng)和這些設(shè)備之間增加高穩(wěn)壓精度、寬穩(wěn)壓范圍的交流穩(wěn)壓電源。基于Delta逆變技術(shù)的交流穩(wěn)壓電源既能進(jìn)行瞬時(shí)的交流電壓穩(wěn)定補(bǔ)償，又能提高整流輸入端的功率因數(shù)，減少諧波對(duì)電網(wǎng)的污染，因而具有重要的實(shí)際意義和研究?jī)r(jià)值。 本文采取串聯(lián)補(bǔ)償型變換器作為主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并從能量雙向傳輸方面對(duì)主電路進(jìn)行了詳細(xì)闡述。針對(duì)Delta逆變器工作特點(diǎn)對(duì)交流穩(wěn)壓電源的工作原理進(jìn)行了分析，并提出一種正向補(bǔ)償采取整流加高頻斬波，負(fù)向補(bǔ)償采取有源箝位Buck變換器的工作模式。建立Delta逆變器與電網(wǎng)相互作用的等效電路模型，得出了理想補(bǔ)償電壓與實(shí)際補(bǔ)償電壓定量關(guān)系式，分析了逆變輸出濾波器的結(jié)構(gòu)、位置對(duì)濾波效果的影響和電氣參數(shù)對(duì)實(shí)際補(bǔ)償效果的作用規(guī)律。完成了逆變器的輸出濾波器、補(bǔ)償變壓器的設(shè)計(jì)和PWM整流器電容參數(shù)的計(jì)算。 針對(duì)穩(wěn)壓系統(tǒng)中Delta逆變器和PWM整流器兩個(gè)主體環(huán)節(jié)，對(duì)Delta逆變器的前饋、反饋控制特性和PWM整流器的間接、直接電流控制特性分別進(jìn)行了綜合比較，并應(yīng)用MATLAB軟件建立了改進(jìn)前饋控制與直接電流控制的仿真模型，對(duì)Delta逆變交流穩(wěn)壓速度和精度進(jìn)行了系統(tǒng)仿真分析，給出了仿真波形，驗(yàn)證了文中所述控制策略的可行性。
標(biāo)簽： Delta 逆變技術(shù) 串聯(lián)補(bǔ)償
上傳時(shí)間： 2013-07-10
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本文分別建立了三相電壓型PWM整流器在三相靜止坐標(biāo)系、兩相靜止坐標(biāo)系和兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型，對(duì)三相電壓型PWM整流器多種電流控制策略進(jìn)行了研究和對(duì)比，并對(duì)三相電壓型PWM整流器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。 通常情況下，PWM整流器控制系統(tǒng)需要用到交流電壓、電流傳感器以及直流電壓傳感器，以實(shí)現(xiàn)直流電壓和交流電流的雙閉環(huán)控制。利用傳感器可以快速、便捷地獲得電壓電流參數(shù)，但也導(dǎo)致了系統(tǒng)體積大、成本較高，并降低了系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。為此，本文研究和總結(jié)了三相電壓型PWM整流器無(wú)交流電流傳感器的三種控制策略：基于直流側(cè)電流檢測(cè)的控制策略、基于直流電壓檢測(cè)的控制策略和基于狀態(tài)空間平均技術(shù)的控制策略。并通過(guò)Matlab中的Simulink仿真軟件對(duì)前兩種控制策略進(jìn)行了仿真驗(yàn)證分析。 在以上理論的分析基礎(chǔ)上，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套以TMS320F2812 DSP為控制核心的無(wú)交流電流傳感器的PWM整流器的控制系統(tǒng)的解決方案，包括控制系統(tǒng)的硬件解決方案和軟件解決方案，搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)并進(jìn)行了調(diào)試。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著現(xiàn)代電機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、控制技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)等支撐技術(shù)的快速發(fā)展，先前困擾著交流伺服系統(tǒng)的電機(jī)控制復(fù)雜、調(diào)速性能差等問(wèn)題取得了突破性的進(jìn)展。交流伺服系統(tǒng)的性能日漸提高，價(jià)格趨于合理。交流伺服系統(tǒng)取代直流伺服系統(tǒng)尤其是在高精度、高性能要求的伺服驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域成了現(xiàn)代伺服控制系統(tǒng)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。由于感應(yīng)電機(jī)具有結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，制造容易，價(jià)格低廉等優(yōu)勢(shì)，因而感應(yīng)電機(jī)伺服系統(tǒng)具有很好的發(fā)展前景，代表了將來(lái)交流伺服技術(shù)的發(fā)展方向。 首先，本文結(jié)合大量的文獻(xiàn)資料，總結(jié)和分析了當(dāng)前交流伺服系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，明確了加強(qiáng)開(kāi)發(fā)交流感應(yīng)電機(jī)伺服系統(tǒng)的意義。 其次，深入研究了矢量控制的坐標(biāo)變換理論和交流感應(yīng)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。在此基礎(chǔ)闡述了基于轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的矢量控制原理，建立其相應(yīng)的控制方程。結(jié)合空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)的原理，提出了交流伺服系統(tǒng)的控制方案。 再次，本研究以DSP TMS320F2812A為核心控制單元，以一體化智能功率模塊(ASIPM)為功率電路主體，基于模塊化設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一臺(tái)軟、硬件結(jié)合的全數(shù)字化控制系統(tǒng)；并對(duì)設(shè)計(jì)中的一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行了理論研究和實(shí)踐探索。 最后，對(duì)感應(yīng)電機(jī)伺服系統(tǒng)進(jìn)行了試驗(yàn)研究。本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析，驗(yàn)證了系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的有效性和可行性，并指出了系統(tǒng)進(jìn)一步的改進(jìn)方向。
標(biāo)簽： DSP 交流伺服 控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-06-01
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各類交流電源在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中都需要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的帶載測(cè)試，以檢驗(yàn)其電氣性能。傳統(tǒng)使用電阻、電感和電容這類無(wú)源元件作為負(fù)載的測(cè)試方法存在參數(shù)調(diào)節(jié)不方便、發(fā)熱量大、耗能等諸多缺點(diǎn)。為克服傳統(tǒng)測(cè)試方法的不足，本文研究了一種帶能量回饋功能的交流電子負(fù)載裝置，采用交直交變換結(jié)構(gòu)，由具有公共直流母線的兩級(jí)電壓型PWM整流器組成。通過(guò)控制前級(jí)PWM整流器的輸入功率因數(shù)，在其輸入端模擬不同阻抗特性的負(fù)載；后級(jí)PWM整流器工作在并網(wǎng)逆變狀態(tài)，將被測(cè)試電源發(fā)出的電能回饋至電網(wǎng)進(jìn)行循環(huán)利用。 交流電子負(fù)載屬于一種測(cè)試設(shè)備，需要實(shí)現(xiàn)用戶交互、通訊、監(jiān)控等功能，因此采用了以DSP芯片為核心的數(shù)字控制方案。本文首先探討了數(shù)字控制技術(shù)對(duì)變換器性能的影響，重點(diǎn)討論了當(dāng)數(shù)字脈寬調(diào)制器精度不足時(shí)會(huì)引起輸出產(chǎn)生極限環(huán)振蕩的問(wèn)題。分析了極限環(huán)振蕩產(chǎn)生的原因，并以BUCK、BOOST和BUCK-BOOST三種基本變換器的數(shù)字控制器設(shè)計(jì)為例，推導(dǎo)出了為避免極限環(huán)振蕩，數(shù)字脈寬調(diào)制器應(yīng)滿足的最小精度要求。在MATLAB中建立了數(shù)字控制器的仿真模型，設(shè)計(jì)了一臺(tái)數(shù)字控制BUCK變換器實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了理論分析的正確性。 根據(jù)處理電能方式的不同，交流電子負(fù)載可分為能量消耗型和能量回饋型兩大類。本文首先針對(duì)交流電源產(chǎn)品的功能性測(cè)試應(yīng)用場(chǎng)合，提出了一種新的能量消耗型交流電子負(fù)載結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的控制方法。然后重點(diǎn)介紹了能量回饋型交流電子負(fù)載的工作原理及其控制策略。分析了功率電路中主要元件參數(shù)的選取方法。其中，對(duì)工作在任意功率因數(shù)情況下的單相PWM整流器中交流濾波電感的取值作了重點(diǎn)討論。在Saber軟件中建立了系統(tǒng)的仿真模型，設(shè)計(jì)了一臺(tái)以TMS320F2812 DSP芯片為控制核心的能量回饋型交流電子負(fù)載原理樣機(jī)，仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了系統(tǒng)方案的可行性和正確性。最后針對(duì)交流電子負(fù)載的并網(wǎng)能量回饋功能，初步分析了一種基于正反饋思想的并網(wǎng)系統(tǒng)孤島檢測(cè)方法，并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。
上傳時(shí)間： 2013-07-29
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單相交流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)由于啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、轉(zhuǎn)速高、體積小等一系列的特點(diǎn)，在電動(dòng)工具、家用電器，尤其是小家電和吸塵器上獲得了十分廣泛的應(yīng)用。論文對(duì)單相交流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱和振動(dòng)特性進(jìn)行研究。 在第二章，通過(guò)討論電機(jī)的發(fā)熱理論及其影響因素，結(jié)合實(shí)際建立了數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)得出一個(gè)工程上比較實(shí)用的公式，用來(lái)計(jì)算馬達(dá)堵轉(zhuǎn)時(shí)的溫升，還編寫(xiě)了一個(gè)電腦程序來(lái)仿真計(jì)算馬達(dá)堵轉(zhuǎn)時(shí)的溫升。 在第三章，討論了電機(jī)轉(zhuǎn)子和支撐組成的振動(dòng)系統(tǒng)在多自由度和各種情況下的振動(dòng)。應(yīng)用杜哈梅積分式和傅立葉分析法將機(jī)械振動(dòng)和電磁干擾聯(lián)系起來(lái)，將機(jī)械振動(dòng)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為二階電路的問(wèn)題來(lái)進(jìn)行處理。并且提出觀點(diǎn)：1.先測(cè)量出機(jī)械振動(dòng)的頻譜圖或電磁噪音的Db-Freq頻譜圖，再用反傅立葉分解的方法將它們合成，得到周期性的激勵(lì)的形狀。2.由激勵(lì)(力信號(hào)或電信號(hào))所產(chǎn)生的波在弦內(nèi)進(jìn)行傳播，信號(hào)經(jīng)過(guò)衰減，輻射，在邊界處反射，然后跟下一列波迭加，直到成為穩(wěn)定的干擾信號(hào)。 在第四章，對(duì)樣機(jī)進(jìn)行測(cè)試，并和電腦仿真結(jié)果進(jìn)行了比較。結(jié)果表明二者的偏差在2.5％以內(nèi)。
標(biāo)簽： 單相交流 分 電動(dòng)機(jī) 溫升計(jì)算
上傳時(shí)間： 2013-07-31
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為了對(duì)蓄電池的性能進(jìn)行在線檢測(cè)和故障診斷，介紹了用以提供檢測(cè)蓄電池的交流恒流源的設(shè)計(jì)思想和實(shí)現(xiàn)方法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了實(shí)例應(yīng)用和驗(yàn)證，取得了較好的效果，為蓄電池的在線檢測(cè)提供了一種實(shí)用的方法。關(guān)鍵
上傳時(shí)間： 2013-06-05
上傳用戶：JGR2013
交流電子負(fù)載是電源測(cè)試的主要元件之一，其具有穩(wěn)定性高、調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單及功能齊全等特點(diǎn)。交流電子負(fù)載的學(xué)術(shù)研究概況及市場(chǎng)狀況被分別介紹。學(xué)術(shù)研究主要包括針對(duì)UPS 老化測(cè)試的應(yīng)用、模擬任意線性負(fù)載特性功能的實(shí)
標(biāo)簽： 交流電子 負(fù)載 發(fā)展 過(guò)程
上傳時(shí)間： 2013-07-15
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隨著微處理器技術(shù)與信息技術(shù)的不斷發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用也進(jìn)入到國(guó)防、工業(yè)、能源、交通以及日常生活中的各個(gè)領(lǐng)域。嵌入式系統(tǒng)的軟件核心是嵌入式操作系統(tǒng)。然而，國(guó)內(nèi)在嵌入式系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)上有很多困難，主要有：國(guó)外成熟的RTOS大都價(jià)格昂貴并且不公開(kāi)源代碼，用好這些操作系統(tǒng)需對(duì)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)有深刻理解。針對(duì)以上問(wèn)題，免費(fèi)公開(kāi)源代碼的嵌入式操作系統(tǒng)就倍受矚目了，μC/OS-II就是其中之一。μC/OS-II是面向中小型應(yīng)用的、基于優(yōu)先級(jí)的可剝奪嵌入式實(shí)時(shí)內(nèi)核，其特點(diǎn)是小巧、性能穩(wěn)定、可免費(fèi)獲得源代碼。 本文在深入研究μC/OS-II內(nèi)核基礎(chǔ)上，將其運(yùn)用于實(shí)際課題，完成了基于ARM架構(gòu)的μC/OS-II移植及實(shí)時(shí)同步交流采樣的誤差補(bǔ)償研究。本文主要工作內(nèi)容和研究成果如下： 1.剖析了μC/OS-II操作系統(tǒng)內(nèi)核，重點(diǎn)研究了μC/OS-II內(nèi)核的任務(wù)管理與調(diào)度算法機(jī)理，得出了μC/OS-II內(nèi)核優(yōu)點(diǎn)：任務(wù)調(diào)度算法簡(jiǎn)潔、高效、實(shí)時(shí)性較好(與Linux相比)。 2.介紹了ARM9體系架構(gòu)，重點(diǎn)講敘了MMU(存儲(chǔ)管理單元)功能。為了提高交流采樣系統(tǒng)的取指令和讀數(shù)據(jù)速度，成功將MMU功能應(yīng)用于本嵌入式系統(tǒng)中。 3.完成了μC/OS-II操作系統(tǒng)在目標(biāo)板上的移植，主要用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)了啟動(dòng)代碼、開(kāi)關(guān)中斷、任務(wù)切換和首次任務(wù)切換等函數(shù)。 4.針對(duì)國(guó)內(nèi)外提出的同步交流采樣誤差補(bǔ)償算法的局限性，本文從理論上對(duì)同步交流采樣的準(zhǔn)確誤差進(jìn)行了研究，并嘗試根據(jù)被測(cè)信號(hào)周期的首尾過(guò)零點(diǎn)的三角形相似法，求出誤差參數(shù)并對(duì)誤差進(jìn)行補(bǔ)償。此外，考慮到采樣周期△T不均勻，經(jīng)多次采樣后會(huì)產(chǎn)生累積誤差，本文也給出了采樣周期△T的優(yōu)化算法。 5.完成了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，并根據(jù)補(bǔ)償算法和△T優(yōu)化法則，編寫(xiě)了相應(yīng)采樣驅(qū)動(dòng)和串口驅(qū)動(dòng)。最后對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析和比較，得出重要結(jié)論：該補(bǔ)償算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，計(jì)算機(jī)工作量小，精度較高。
標(biāo)簽： ARM COS 架構(gòu) 交流采樣
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