通信領(lǐng)域的主導(dǎo)技術(shù)有兩種：用于內(nèi)部商業(yè)通信的局域網(wǎng)(LAN)中的以太網(wǎng)(Ethernet)和廣域網(wǎng)(WAN)中的SDH(SynchronousDigitalHierarchy)。因?yàn)樵赟DH網(wǎng)絡(luò)上不直接支持以太網(wǎng)，當(dāng)企業(yè)(客戶)間需要彼此通信或企業(yè)(客戶)內(nèi)需要將其總部與分部連至同一LAN網(wǎng)時(shí)互連問題便應(yīng)運(yùn)而生。 該研究課題的目的是研究在EoS(EthernetoverSDH)實(shí)現(xiàn)過程中存在的技術(shù)難題和協(xié)議實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性，提出一種簡單、快速、高效的協(xié)議實(shí)現(xiàn)方法。主要關(guān)注的是EoS系統(tǒng)中與協(xié)議幀映射相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)，例如：自定義幀結(jié)構(gòu)、幀定位、全數(shù)字鎖相技術(shù)、流量控制技術(shù)等，最終完成EoS中這些關(guān)鍵技術(shù)模塊的設(shè)計(jì)。 該課題簡單分析EoS系統(tǒng)相關(guān)協(xié)議幀結(jié)構(gòu)及EoS系統(tǒng)的原理，闡述了FPGA技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法，重點(diǎn)在于利用業(yè)界最先進(jìn)的EDA工具實(shí)現(xiàn)EoS系統(tǒng)中幀映射技術(shù)。系統(tǒng)中采用一種簡化了的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)方案，對(duì)以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)幀直接進(jìn)行HDLC幀格式封裝，采用多通道的E1信道承載完整的HIDLC幀方式將HDLC幀映射到E1信道中，然后采用單通道承載多個(gè)完整的E1幀方式將E1映射到SDH信道中，從而把以太網(wǎng)幀有效地映射到SDH的負(fù)荷中，實(shí)現(xiàn)“透明的局域網(wǎng)服務(wù)”。這對(duì)在現(xiàn)有的SDH傳輸設(shè)備上承載以太網(wǎng)，開發(fā)實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)的廣域連接設(shè)備，將會(huì)具有重要的意義。
標(biāo)簽： FPGA EoS 點(diǎn)對(duì)點(diǎn) 幀
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著現(xiàn)代信息系統(tǒng)發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)尤其是分布式系統(tǒng)日益廣泛地用于各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域，其中很多的關(guān)鍵應(yīng)用需要基于時(shí)間同步進(jìn)行。傳統(tǒng)采用精準(zhǔn)時(shí)鐘對(duì)設(shè)備物理時(shí)鐘進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)節(jié)以達(dá)到時(shí)鐘同步的方式，以及單純的在局域網(wǎng)內(nèi)部通過相關(guān)時(shí)間協(xié)議進(jìn)行時(shí)間同步的方式，由于受諸多限制，不能很好地解決分布式精確時(shí)鐘同步的問題。然而人們對(duì)分布式時(shí)間精準(zhǔn)度和時(shí)間同步的精確度要求越來越高，新型分布式網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步研究成為一個(gè)需要亟待解決的關(guān)鍵性問題。既有工程應(yīng)用價(jià)值，也有一定的理論意義。 首先從分布式系統(tǒng)應(yīng)用的角度出發(fā)，首先對(duì)GNSS衛(wèi)星授時(shí)、NTP協(xié)議、嵌入式系統(tǒng)及uClinux操作系統(tǒng)等理論和技術(shù)進(jìn)行了闡述。重點(diǎn)討論了如何解決分布式系統(tǒng)中的精確授時(shí)與同步問題的必要性和工程意義，分析了GNSS衛(wèi)星授時(shí)特點(diǎn)和NTP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的機(jī)制。 其次在充分考慮到網(wǎng)絡(luò)同步實(shí)時(shí)性要求高的特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了一種基于GNSS的嵌入式NTP授時(shí)服務(wù)器的設(shè)計(jì)架構(gòu)，對(duì)各主要模塊的功能、結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行了功能和性能分析。硬件具體以32位ARMS3C44B0X作為硬件控制核心的微處理器，開發(fā)了具有多通信端口的應(yīng)用電路主板，并集成了GNSS衛(wèi)星通信模塊。 再次在軟件方面具體對(duì)uClinux操作系統(tǒng)底層接口進(jìn)行了較為深入的分析，在所設(shè)計(jì)的服務(wù)器硬件平臺(tái)上移植了uClinux嵌入式操作系統(tǒng)及相關(guān)的驅(qū)動(dòng)程序，并采用模塊化的設(shè)計(jì)思想進(jìn)行了NTP應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)與集成，實(shí)現(xiàn)了NTP協(xié)議的編譯和NTP授時(shí)服務(wù)，其中對(duì)NTP協(xié)議主要參數(shù)和具體工作過程進(jìn)行了系統(tǒng)性分析和設(shè)置應(yīng)用。 最后在獲取精準(zhǔn)的系統(tǒng)統(tǒng)一時(shí)鐘、通過NTP協(xié)議提供授時(shí)服務(wù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際在人工影響天氣通信指揮系統(tǒng)中具體應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了分布式人工降雨火箭彈發(fā)射點(diǎn)按命令精確同步進(jìn)行發(fā)射的應(yīng)用集成。初步測(cè)試表明，本文所設(shè)計(jì)的授時(shí)服務(wù)器應(yīng)用情況良好，實(shí)現(xiàn)了不同層次分布式應(yīng)用對(duì)于時(shí)間精準(zhǔn)同步的高要求。
標(biāo)簽： ARMGNSS NTP 分布式 服務(wù)器
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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TCP/IP協(xié)議作為Internet上的通信實(shí)現(xiàn)方式的一種，是近年來嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。嵌入式設(shè)備要與Internet網(wǎng)絡(luò)直接交換信息，就需要支持TCP/IP協(xié)議。嵌入式系統(tǒng)具有內(nèi)核小、專用性強(qiáng)、系統(tǒng)精簡、實(shí)時(shí)性高、功耗和環(huán)境要求嚴(yán)格等特點(diǎn)，所以傳統(tǒng)的TCP/IP協(xié)議不適合移植到嵌入式系統(tǒng)中。實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接入有兩種選擇，第一種是按照TCP/IP協(xié)議的原理編寫簡化版的通信協(xié)議；第二種是將已有小型的，適用于嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議移植到系統(tǒng)中。 首先本文簡要介紹了嵌入式網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的研究現(xiàn)狀和研究內(nèi)容，分析了LwIP協(xié)議棧中IP協(xié)議、TCP協(xié)議、UDP協(xié)議和ICMP協(xié)議的原理。由于LwIP沒有使用和操作系統(tǒng)相關(guān)的系統(tǒng)調(diào)用和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，所以在LwIP和操作系統(tǒng)之間增加了一個(gè)操作系統(tǒng)封裝層為操作系統(tǒng)服務(wù)。LwIP不僅保持了TCP協(xié)議主要功能，而且減少了對(duì)RAM的占用。 其次，移植中實(shí)現(xiàn)了操作系統(tǒng)模擬層和LwIP底層接口。操作系統(tǒng)模擬層為協(xié)議和操作系統(tǒng)提供了一個(gè)接口，使協(xié)議對(duì)操作系統(tǒng)透明，可以不依賴操作系統(tǒng)運(yùn)行，需要實(shí)現(xiàn)信號(hào)量、郵箱、線程和臨界保護(hù)。LwIP底層接口為不同的硬件提供不同的驅(qū)動(dòng)程序，需要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)初始化、網(wǎng)卡初始化、線程接收、數(shù)據(jù)包的讀取和發(fā)送。 最后提出測(cè)試設(shè)計(jì)框架，在ARM開發(fā)板和μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)上對(duì)移植的協(xié)議進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明，移植協(xié)議可以正常工作，實(shí)現(xiàn)了基本的網(wǎng)絡(luò)功能。
標(biāo)簽： LwIP ARM 協(xié)議棧 移植
上傳時(shí)間： 2013-07-11
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超聲波電機(jī)(Ultrasonic motors，簡稱USM)是一種全新原理的直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)，它利用壓電陶瓷逆壓電效應(yīng)激發(fā)的超聲振動(dòng)作為驅(qū)動(dòng)力，通過定轉(zhuǎn)子間的摩擦力來驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)。與傳統(tǒng)的電磁電機(jī)相比，它具有低速大轉(zhuǎn)矩、無電磁干擾、動(dòng)作響應(yīng)快、運(yùn)行無噪聲、無輸入自鎖等卓越特性，在非連續(xù)運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域、精密控制領(lǐng)域比傳統(tǒng)的電磁電機(jī)性能優(yōu)越得多。超聲波電機(jī)在工業(yè)控制系統(tǒng)、汽車專用電器、精密儀器儀表、辦公自動(dòng)化設(shè)備、智能機(jī)器人等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景，近年來倍受科技界和工業(yè)界的重視，成為當(dāng)前機(jī)電控制領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。 本文主要以行波型超聲波電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)為研究對(duì)象，引入嵌入式系統(tǒng)理念，設(shè)計(jì)并制作了超聲波電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，并對(duì)超聲波電機(jī)的速度與定位控制做了深入的研究。本文主要研究內(nèi)容及成果如下： 介紹了超聲波電機(jī)的工作原理、特點(diǎn)及其應(yīng)用前景，總結(jié)了國內(nèi)外超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀，以及今后我國超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展方向，明確了本文的研究內(nèi)容。 結(jié)合嵌入式系統(tǒng)特點(diǎn)及其開發(fā)方法，詳細(xì)介紹了超聲波電機(jī)嵌入式驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)過程，并總結(jié)了硬件、軟件的調(diào)試過程。最后，對(duì)所設(shè)計(jì)系統(tǒng)性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試和數(shù)據(jù)分析。 采用DDS技術(shù)解決超聲波電機(jī)所需要的高頻驅(qū)動(dòng)電源和數(shù)字控制的問題。本文設(shè)計(jì)的以ARM控制器為核心，頻率、相位、幅值均可調(diào)的雙通道信號(hào)發(fā)生器，具有頻率和相位差控制精度高的特點(diǎn)。 本文介紹了速度與位置的常用控制策略。設(shè)計(jì)并搭建了基于增量式PID的速度和基于模糊PID的位置控制系統(tǒng)。速度控制采用增量式PID調(diào)節(jié)，其控制策略簡單、易行，通過實(shí)驗(yàn)選擇合適的參數(shù)能適應(yīng)一般的控制精度要求。定位控制則采用模糊PID控制策略，該策略將模糊控制不需要精確的數(shù)學(xué)模型、收斂速度快的特點(diǎn)與PID簡單易行、能消除穩(wěn)態(tài)誤差的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，改善了模糊控制器穩(wěn)態(tài)性能，使電機(jī)定位控制精度達(dá)到0.0880。
上傳時(shí)間： 2013-07-16
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在工業(yè)過程中，許多對(duì)象具有滯后特性，由于純滯后的存在，使得系統(tǒng)的超調(diào)量變大，調(diào)節(jié)時(shí)間變長。因此滯后過程被公認(rèn)為較難控制的對(duì)象，而且純滯后占整個(gè)動(dòng)態(tài)過程的時(shí)間越長，難控的程度越大。所以大純滯后對(duì)象的控制一直是困擾自動(dòng)控制和計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的一大難題。而這類對(duì)象又廣泛存在于石油、化工、釀造、制藥、冶金等工業(yè)生產(chǎn)過程中。因此對(duì)該問題的研究具有重大的實(shí)際意義。 傳統(tǒng)的PID配合Smith預(yù)估補(bǔ)償器的控制方法，對(duì)模型誤差反映比較靈敏，當(dāng)存在建模誤差或干擾時(shí)，控制效果并不能取得令人滿意的效果。近年來隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等智能控制研究的不斷深入，有些學(xué)者將它們與Smith預(yù)估控制、PID控制及預(yù)測(cè)控制等相結(jié)合，提出了針對(duì)不確定大滯后系統(tǒng)的新的控制方法。雖然有些控制方案效果不錯(cuò)，但系統(tǒng)的復(fù)雜程度和調(diào)試難度也隨之增加。因此設(shè)計(jì)簡單、快速、可靠的控制器，仍是一個(gè)重大課題。 本文首先介紹了大滯后過程的控制特點(diǎn)，概述了常用的大滯后過程的控制方法及其優(yōu)缺點(diǎn)。接著概要地介紹了嵌入式系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)、發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及前景。并針對(duì)性地介紹了ARM控制器的概況以及它的應(yīng)用領(lǐng)域。然后本文針對(duì)大滯后對(duì)象提出了自抗擾控制器與Smith預(yù)估補(bǔ)償器相結(jié)合的設(shè)計(jì)方案。通過仿真對(duì)比了本方案、PID配合Smith預(yù)估補(bǔ)償器及單一的自抗擾控制器的控制效果，表明自抗擾控制器與Smith預(yù)估補(bǔ)償器的結(jié)合有效地改善了大滯后對(duì)象的控制效果，增強(qiáng)了系統(tǒng)的魯棒性和抗干擾能力。為驗(yàn)證該控制方案的實(shí)際控制效果，我們以PCT-II型過程控制實(shí)驗(yàn)裝置中的具有大滯后特性的盤管內(nèi)部的溫度為被控對(duì)象，以JX44BO開發(fā)板作為主要的控制平臺(tái)設(shè)計(jì)并完成大滯后控制實(shí)驗(yàn)。所以接下來本文介紹了實(shí)現(xiàn)這個(gè)嵌入式溫度大滯后控制系統(tǒng)所涉及到的硬件平臺(tái)、系統(tǒng)框圖以及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。然后本文介紹了嵌入式控制平臺(tái)的控制界面以及各個(gè)主要功能的程序的實(shí)現(xiàn)，以及遠(yuǎn)程客戶端程序在以太網(wǎng)通訊方面的程序?qū)崿F(xiàn)和遠(yuǎn)程客戶端程序的操作界面。最后本文給出了本次實(shí)驗(yàn)的參數(shù)設(shè)置以及最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在實(shí)際應(yīng)用中本文所提出的方案對(duì)于大滯后對(duì)象具有較好的控制效果。
標(biāo)簽： ARM 控制 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間： 2013-06-11
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軟硬件資源的不斷成熟和完善，使得嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用得到了十分迅猛的發(fā)展。另一方面，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，使得Internet逐漸深入到人們的日常生活中。嵌入式控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)不僅拓寬了控制系統(tǒng)的控制范圍，而且豐富了信息系統(tǒng)的內(nèi)容。因此，嵌入式系統(tǒng)與Internet相結(jié)合將成為嵌入式系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重要方向。 現(xiàn)階段，Internet規(guī)模的日益擴(kuò)大與IPv4地址匱乏之間的矛盾越來越突出。為解決IPv4網(wǎng)絡(luò)存在的各種問題而出現(xiàn)的IPv6協(xié)議具有海量的地址空間、優(yōu)化的路由算法、自動(dòng)化的地址配置等；同時(shí)還增加了對(duì)安全性、QoS等的良好支持。因此，Internet從IPv4過渡到IPv6是一種必然的趨勢(shì)。綜上，對(duì)IPv6協(xié)議進(jìn)行研究并將其引入嵌入式系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)嵌入式設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)的功能，具有較高的科研價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。 本文在對(duì)嵌入式系統(tǒng)相關(guān)概念和嵌入式IPv6協(xié)議棧進(jìn)行介紹的基礎(chǔ)上，闡述了IPv6協(xié)議簇中核心協(xié)議的原理、報(bào)頭結(jié)構(gòu)和參數(shù)等。接著根據(jù)嵌入式TCP/IP協(xié)議棧的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，提出嵌入式IPv6協(xié)議棧的總體設(shè)計(jì)，進(jìn)一步對(duì)協(xié)議棧的進(jìn)程模型、內(nèi)存管理、平臺(tái)無關(guān)性和通訊機(jī)制進(jìn)行了研究。然后對(duì)協(xié)議棧的裁剪和數(shù)據(jù)包的處理流程進(jìn)行分析，給出各模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，主要有IPv6模塊、ICMPv6模塊、鄰居發(fā)現(xiàn)(ND)模塊和UDP模塊。最后將協(xié)議棧嵌入到uC/OS-II操作系統(tǒng)中并搭建測(cè)試環(huán)境對(duì)IPv6協(xié)議棧進(jìn)行功能性測(cè)試，結(jié)果表明協(xié)議棧功能正常，可以完成基本的通訊功能。 協(xié)議棧根據(jù)嵌入式系統(tǒng)資源有限和應(yīng)用相對(duì)單一的情況進(jìn)行裁剪，采用分層結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)；同時(shí)在實(shí)現(xiàn)基本功能的前提下，為功能的擴(kuò)展提供了接口；另外，將協(xié)議棧與硬件、編譯器和操作系統(tǒng)相關(guān)的代碼獨(dú)立開來，實(shí)現(xiàn)了協(xié)議棧在不同平臺(tái)的良好移植。關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)，因特網(wǎng)，ARM，IPv6，ICMPv6，鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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橫向磁通電機(jī)是近些年來出現(xiàn)的一種新型結(jié)構(gòu)的電機(jī)，由于其轉(zhuǎn)矩密度和功率密度大的優(yōu)點(diǎn)受到了廣泛的關(guān)注，但我國對(duì)該種電機(jī)的研究尚處于起步階段。 本課題是國家863計(jì)劃項(xiàng)目——“新型稀土永磁電機(jī)設(shè)計(jì)與集成技術(shù)(課題編號(hào)：2002AA324020)”中有關(guān)橫向磁通永磁同步電動(dòng)機(jī)的部分。本課題的目標(biāo)就是要充分發(fā)揮橫向磁通電機(jī)功率密度和轉(zhuǎn)矩密度大的優(yōu)點(diǎn)，克服其功率因數(shù)低的缺點(diǎn)，對(duì)橫向磁通永磁同步電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算、分析，找出功率因數(shù)偏低的原因，并提出相應(yīng)的改進(jìn)方法和建議。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行樣機(jī)的研制，對(duì)理論成果進(jìn)行驗(yàn)證，并力爭樣機(jī)在性能和工藝指標(biāo)上有所突破，部分指標(biāo)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。 本文介紹了橫向磁通永磁電機(jī)的特點(diǎn)及運(yùn)行原理，并按照不同的分類方式介紹了橫向磁通電機(jī)的各種結(jié)構(gòu)。三維磁場(chǎng)的有限元計(jì)算十分復(fù)雜、計(jì)算量大，因此傳統(tǒng)電機(jī)均采用簡化的二維磁場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算。但是橫向磁通電機(jī)由于結(jié)構(gòu)特殊，無法采用簡化的二維磁場(chǎng)的計(jì)算方法進(jìn)行分析。因此本文利用ANSYS軟件建立了樣機(jī)模型，對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了三維電磁場(chǎng)分析。在電磁場(chǎng)計(jì)算的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了電機(jī)空載反電勢(shì)，空載漏磁系數(shù)，電磁轉(zhuǎn)矩等相關(guān)參數(shù)的計(jì)算，討論了橫向磁通永磁同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)變化對(duì)參數(shù)的影響。本文特別針對(duì)橫向磁通永磁電機(jī)功率因數(shù)較低這一問題進(jìn)行了分析，找出了功率因數(shù)偏低的原因，提出了相應(yīng)的改善方法和建議，對(duì)橫向磁通電機(jī)的理論研究和設(shè)計(jì)應(yīng)用分析方法進(jìn)行了探討。本文利用電磁場(chǎng)計(jì)算的結(jié)果，完成了電機(jī)運(yùn)行特性仿真，克服了采用傳統(tǒng)磁路等效的方法帶來的誤差。最后，通過與樣機(jī)測(cè)試結(jié)果的對(duì)照研究，驗(yàn)證和完善分析方法，并為進(jìn)一步獲得性能更加優(yōu)異的樣機(jī)奠定了基礎(chǔ)。
標(biāo)簽： 磁通 永磁同步電動(dòng)機(jī) 性能分析 磁場(chǎng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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盤式永磁同步電動(dòng)機(jī)屬于軸向磁場(chǎng)電機(jī)，目前，該類電機(jī)在國外已經(jīng)得到了迅速發(fā)展，作為一種現(xiàn)代高性能伺服電機(jī)和大力矩直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)己廣泛應(yīng)用于機(jī)器人等機(jī)電一體化產(chǎn)品中。由于該類電機(jī)具有重量輕、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、轉(zhuǎn)子無損耗、轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、機(jī)電時(shí)間常數(shù)小、轉(zhuǎn)矩/重量比大、低速運(yùn)行平穩(wěn)、可以制成多氣隙組合式結(jié)構(gòu)進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)矩等特點(diǎn)，其在數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、電動(dòng)車、電梯、家用電器等場(chǎng)合具有廣闊的應(yīng)用前景，是一種理想的驅(qū)動(dòng)裝置。 本課題作為國家863計(jì)劃項(xiàng)目《新型稀土永磁電機(jī)設(shè)計(jì)及集成技術(shù)》2002AA324020中的一部分，該項(xiàng)目的主要工作是進(jìn)行新型結(jié)構(gòu)釹鐵硼永磁電機(jī)——盤式無鐵心永磁同步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)與集成技術(shù)研究，開發(fā)出一種新型釹鐵硼永磁電機(jī)，解決相應(yīng)的整機(jī)設(shè)計(jì)和集成技術(shù)問題。本文中提出的基于Halbach陣列的盤式無鐵心永磁同步電動(dòng)機(jī)是在盤式永磁同步電動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上，將無鐵心結(jié)構(gòu)和Halbach型永磁體陣列應(yīng)用到其中，從而使得電機(jī)的質(zhì)量大為減輕，功率密度提高，振動(dòng)噪聲降低，效率提高。 基于Halbach陣列的盤式無鐵心永磁同步電動(dòng)機(jī)其磁路結(jié)構(gòu)和電磁負(fù)荷分布與傳統(tǒng)電機(jī)完全不同，常規(guī)電機(jī)的某些設(shè)計(jì)規(guī)則不能直接應(yīng)用到該結(jié)構(gòu)電機(jī)的設(shè)計(jì)當(dāng)中，本文主要針對(duì)這種結(jié)構(gòu)的電機(jī)進(jìn)行了分析與計(jì)算。分析了不同結(jié)構(gòu)Halbach陣列下的氣隙磁場(chǎng)，以及相關(guān)參數(shù)的計(jì)算，給出了初步的樣機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，并對(duì)樣機(jī)的加工工藝進(jìn)行了探討，在總結(jié)、借鑒相關(guān)電機(jī)設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，針對(duì)盤式無鐵心永磁同步電動(dòng)機(jī)自身的特點(diǎn)，編制了一套電磁計(jì)算程序，該程序還有待通過大量樣機(jī)的試驗(yàn)，來總結(jié)和完善。 我國稀土資源豐富，然而，由于技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的問題，國產(chǎn)永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)至今未能大量應(yīng)用。與此同時(shí)，高性能的永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)及系統(tǒng)大量依靠進(jìn)口，我國每年進(jìn)口的工程裝備當(dāng)中，僅數(shù)控機(jī)床因國產(chǎn)電機(jī)和系統(tǒng)不能滿足要求而每年需要進(jìn)口的就達(dá)22億美元以上。本項(xiàng)目的完成將改變這類產(chǎn)品主要依靠進(jìn)口的局面，充分發(fā)揮我國稀土資源豐富的優(yōu)勢(shì)，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益是十分巨大的。
標(biāo)簽： HALBACH 陣列 永磁同步電動(dòng)機(jī) 分
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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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(dòng)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(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備、航天儀器(例如航天制冷機(jī))、精密測(cè)距儀器(例如霍爾位移測(cè)量裝置)、精密車床以及移動(dòng)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(chǎng)，特別是高檔家用電器和計(jì)算機(jī)中。 針對(duì)目前我國VCM結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)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(dòng)圈式與動(dòng)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(duì)電機(jī)性能的影響，并詳細(xì)介紹了VCM在光盤驅(qū)動(dòng)器、硬盤驅(qū)動(dòng)器，以及在電刷試驗(yàn)臺(tái)(提供靜壓力)中的典型應(yīng)用。 其次，從電機(jī)電磁場(chǎng)的基本理論出發(fā)，介紹有限元及其在電磁場(chǎng)仿真計(jì)算中的應(yīng)用，并采用有限元軟件ANSYS，結(jié)合實(shí)際算例，對(duì)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(jì)過程，提出了設(shè)計(jì)方法以供參考，其中包含了定量計(jì)算，包括了永磁體材料的選擇、體積的計(jì)算，音圈的設(shè)計(jì)(匝數(shù)計(jì)算及選型)，以及電機(jī)整體的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 最后，結(jié)合設(shè)計(jì)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(jì)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(duì)幾種結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行了電機(jī)電磁場(chǎng)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(lì)磁結(jié)構(gòu)VCM與傳統(tǒng)鐵氧體VCM的性能差異；增加極靴對(duì)VCM性能影響；增加短路環(huán)及變換結(jié)構(gòu)對(duì)VCM動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度的影響等。
標(biāo)簽： 磁場(chǎng) 優(yōu)化設(shè)計(jì) 計(jì)算 音圈電機(jī)
上傳時(shí)間： 2013-06-10
上傳用戶：wanghui2438
該文首先以運(yùn)行的XLPE電力電纜為對(duì)象,分析了電纜進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)的重要性,介紹了電力電纜供電的優(yōu)缺點(diǎn)、電力電纜的分類和典型故障,討論了電力電纜絕緣故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的國內(nèi)外同類技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),在此基礎(chǔ)上提出符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的電纜絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是迫切需要的.其次,從微觀的角度闡述了水樹的形成的過程,對(duì)目前存在的XLPE電纜絕緣在線監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行了介紹.從不同電壓等級(jí)的電纜,其電力系統(tǒng)中的變壓器中性點(diǎn)接地方式不同入手,比較了各種方法的利弊,從而提出了差頻法作為本在線監(jiān)測(cè)研究的系統(tǒng)方案.并從抗干擾的角度來考慮,差頻法是更切實(shí)可行的方法.從理論上對(duì)差頻法的在線監(jiān)測(cè)的微觀過程進(jìn)行了分析,并在此基礎(chǔ)上對(duì)電纜水樹枝模型進(jìn)行了仿真,得到的結(jié)果更好地證明了模型的正確性和差頻法的可行性.再次,研制了基于差頻法的XLPE電纜在線檢測(cè)原理驗(yàn)證裝置,論述了該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和組成.主要有如下幾個(gè)部分:一、用于疊加到電纜上的調(diào)頻信號(hào)的發(fā)生裝置的技術(shù)要求、構(gòu)成和工作原理;二、用于檢測(cè)差頻信號(hào)的微小電流檢測(cè)裝置的構(gòu)成和特點(diǎn);三、差頻信號(hào)數(shù)據(jù)的采集和傳送到工控機(jī);四、在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中,調(diào)頻信號(hào)的加載位置和大小;五、電纜的水樹培養(yǎng)和對(duì)比樣品的選取;最后詳細(xì)介紹了整體的實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng).該文通過對(duì)電力電纜絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究,提出了基于差頻法的在線監(jiān)測(cè)的工作原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及數(shù)據(jù)處理方案,從而為更好的實(shí)際運(yùn)用電纜絕緣故障在線監(jiān)測(cè)技術(shù),為電力系統(tǒng)安全、方便、迅捷的排除電纜故障提供有利的理論依據(jù)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn).
標(biāo)簽： 聚乙烯 電力電纜 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 絕緣
上傳時(shí)間： 2013-08-04
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