該文主要研究超聲波電機的傳動機理、數學模型、結構設計、驅動系統和精密伺服系統的理論和實踐,為超聲波電機的進一步研究和產業化奠定基礎.該文主要內容和研究成果如下:系統地總結了國內外超聲波電機的研究歷史、發展現狀和主要應用,研究了超聲波電機的運行機理.研制了超聲波電機專用、高抗干擾能力,高可靠性、兩相正交、正弦超聲波驅動電源,分別探討了使用串聯電感和并聯電感實施負載阻抗匹配時,電機性能所受到的影響.研制了利用電機定子上壓電陶瓷的孤極反饋來進行頻率調整的新型頻率跟蹤控制器,實現了超聲波電機速度的穩定性控制. 實現了超聲波電機高精度位置檢測,研制了基于DSP的超聲波電機精密伺服控制系統,完成了采用驅動頻率/相位的P、PI和自適應控制方案進行精密定位控制的理論探討和實驗研究,井進行了模糊控制的理論探討.在理論研究的基礎上,成功地研制了環形超聲波電機及其精密定位控制系統.單元電機最大轉矩1N. m,控制精度2.16′.
上傳時間: 2013-07-15
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由于目前尚未有文獻對以上三類控制器進行詳細的研究比較,因此該文利用MATLAB中Simulink的模塊函數建立了以上三類滯環電流控制器的仿真模型,對以上三類控制器進行詳細的仿真研究,探討其各方面性能的優劣. 通過對基于空間矢量調制的三相滯環電流控制器(SVMHCC)的仿真研究表明,當其外滯環寬度太小時,三相電流容易產生畸變,三相總開關次數反而較小;當其外滯環寬度太大時,三相電流能夠得到有效控制,但是最大電流誤差和三相總開關次數增加,因此選擇外滯環寬度時需要綜合考慮控制器的控制性能、最大電流誤差和三相總開關次數等因素.但是由于需要考慮的因素大多而且它們相互制約,因此如何選擇合適的外滯環寬度就成為SVMHCC中難以解決的問題. 在仿真研究的基礎上,該文提出了改進方案.仿真和實驗結果均表明,改進的滯環電流控制器綜合了以上幾種控制器的優點,具有三相總開關次數低、開關頻率變化規則、三相控制對稱和能有效控制三相最大電流誤差等優點.
上傳時間: 2013-06-07
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作者在論文中系統地研究了目前新穎的電機伺服控制系統——永磁同步電動機及其數字化伺服控制系統的關鍵技術。在理論分析的基礎上,探討了永磁電機的各種磁路結構對電機電抗及其它性能的影響,并分別討論了各種結構在不同應用場合的優缺點,最后選擇了表面凸出式磁路結構,建立了手算電磁設計程序,進行了多方案的優選;探討了引起電動機轉矩波動的原因和減小波動的措施,采用了一系列諸如分數槽、增大氣隙、斜槽、合適的繞組節距等措施,成功地減小了力矩波動,改善了伺服電動機低速運轉特性;在電磁設計手算的基礎上,首次采用優秀的數學工具軟件Mathcad2001進行了Windows平臺下的PMSM機輔設計程序的開發,增加了可視性,并大大簡化了程序的開發,提高了設計效率,快速方便準確地進行了電機的電磁計算;應用先進的AutoCAD 2000繪圖軟件設計和繪制了全套電機結構圖紙;參加了樣機的全部試驗項目,試驗結果達到了設計預定目標,全面滿足了伺服系統用電機的高效率、高功率因數、小振動、低噪音、低發熱、動態性能良好等苛刻要求。 在伺服控制系統部分里,作者探討了永磁同步電動機磁場定向矢量控制理論,探討了快速電流跟蹤方法的實現;在永磁同步電動機數學模型的基礎上,建立了基于DSP的永磁同步電動機磁場定向數字化伺服控制系統的方案,使用了最新推出的電機專用DSP芯片TMS320LF2407、功率驅動IR2130芯片、軸角/數字量轉換RDC-19222芯片及串行通信轉換MAX232芯片,在消化了這些芯片的大量手冊和開發工具的資料后,對整個系統進行了軟、硬件設計,包括編寫和調試了部分DSP程序,設計和焊接了部分硬件電路板。這些預研工作為設計伺服控制系統數字化專用控制器打下了基礎。
上傳時間: 2013-05-17
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該文研究了一種新型電壓空間矢量控制兩相逆變器—異步電動機的變頻調速系統,該系統可以廣泛應用于小功率、寬調速運行的場合.該項研究完成兩相逆變器的設計,并組成了試驗用的兩相逆變器—異步電動機系統.系統是一個轉速開環的變頻調速系統,由單片機機控制電路、功率驅動電路、逆變器主電路、保護電路組成.論文通過對電機基本方程進行Kron變換和對稱分量變換,分別建立了系統完整的數學模型,編制了動態和穩態仿真程序,并對系統進行了仿真,對系統的動態、穩態性能進行分析.相對于方波等其它供電方式的控制,采用電壓空間矢量技術在小功率兩相異步電動機的變頻調速控制上的應用可使轉矩脈動減少,效率提高,具有一定的經濟性和實用性.
上傳時間: 2013-08-01
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本課題就是從研究永磁電機的設計著手,最大程度的改進電動機本體的性能,設計出符合伺服驅動要求的永磁同步電動機,然后針對設計出來的具體電機開發相應的驅動控制電路以及相關的控制軟件,使電動機、驅動控制電路和控制軟件三者相互配合,從整體上提高整個伺服控制系統的性能。 論文首先介紹永磁電機的發展前景和基本結構;接著具體論述如何使用Visual Basic 6.0和ANSYS有限元分析軟件進行永磁同步電動機設計,為電機設計引入一種較新的方法,使電機許多性能參數得到進一步較為精確的量化,設計者可據此對電機性能進行更可靠的評估,從而為電機性能結構的改進提供了基礎、指明了方向;然后,論文著重研究如何使用DSP實現對永磁同步電動機的伺服控制,控制部分從電機矢量控制理論入手,引入一套全新的電機轉子初始位置確定理論和算法,還涉及到正弦波脈寬調制和電壓空間矢量調制理論,系統的速度位置環采用滑模變結構控制方法,這些在論文中都做了詳細地論述,從軟件和硬件兩個角度分別具體闡述了整個伺服控制系統的實現過程。最后整個控制系統實現與PC機上的VB程序進行串行通訊,使用者可通過PC機提供的控制界面程序方便的監控伺服系統的運行狀況,同時文中還實現了對整個控制系統的Matlab建模及其仿真。
上傳時間: 2013-04-24
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從雙饋電機的基本工作原理出發,分析雙饋電機調速的特點,引入矢量控制技術,進行坐標變換,得出雙饋電機同步坐標系上的數學模型.用MATLAB的S函數建立雙饋電機仿真模型,對雙饋電機起動性能進行分析.對雙饋電機的調速性能進行了詳細討論,得知雙饋電機要完全進行調速必須實現MT軸轉子電壓矢量的完全解耦.為此我們確定雙饋電機調速時的矢量控制策略即轉子電流定向的矢量控制.在進行定子磁場定向后,保持轉子電流與定子磁鏈相垂直,進行轉子電流定向.雙饋電機轉子電流定向矢量控制調速系統完全分為兩個通道,解除了雙饋電機的內部耦合,實現電機的勵磁電流與轉距電流的分別控制,使雙饋電機的調速性能優異.試驗證明調速系統具有變頻器功率小、功率因數高、動態性能好、調速范圍廣等優點,適用于風機、泵類負載的調速,有良好的工業應用前景.
上傳時間: 2013-07-02
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永磁無刷直流電動機體積小,功率密度高,控制性能好,效率很高,在工業、車輛、家電、計算機及軍事等諸多領域得到廣泛應用,尤其在電動車應用領域倍受青睞,是當前電動車電動機研發的熱點.可以預見,隨著永磁材料和電力電子器件的價格的進一步降低,以及無刷直流電機驅動的理論研究和實踐應用的不斷完善和提高,永磁無刷直流電機及其控制系統將在很多場合有廣泛的應用前景.該文通過大量的文獻資料閱讀,在對永磁無刷直流電機的發展和現狀有了一個整體了解的基礎上,針對復合式轉子結構永磁無刷直流電機研制了一套弱磁恒功率控制系統,提出一種"雙模控制"的控制策略,成功的實現了基速以下恒轉矩控制,基速以上弱磁恒功率控制.該文的主要內容包括:首先介紹了永磁無刷直流電機的應用現狀和基本原理,以及永磁無刷直流電機弱磁恒功率控制運行機理和難點;其次,對采用復合式永磁無刷直流電機本體的弱磁控制,詳述了其本體結構和整套控制系統,給出了硬件電路和軟件編程,提出了相關控制策略;最后,系統成功運行,獲得了相關實驗數據和波形,驗證了控制策略和系統設計的正確性.
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:user08x
數字控制技術在開關電源中的應用正變得越來越廣泛,開關電源的數字控制器包含三個主要的功能模塊:模數轉換器、數字補償器和數字脈寬調制器。本論文總結和比較了當今國際上高頻開關電源數字控制器各個模塊的先進技術和發展方向。 數字電源要在高頻開關電源應用領域中實用化、市場化,在技術上仍然存在許多的難關需要攻克。其中模數轉換器和數字脈寬調制器的分辨率問題給系統帶來了極限環振蕩的隱患,采樣時滯現象增加了實現電源的電壓調節快速動態響應特性的難度,同時數字補償器必須在一個開關周期內完成若干次乘法和加法運算以便及時更新占空比信息,從而對數字控制器的運算速度提出了非常高的要求。本文集中研究和討論解決這些技術難點的途徑,利用matlab中的SISOTOOL塊,通過直接數字設計提出了2P2Z的數字補償算法。按照高頻開關電源的設計步驟,本文對主要元器件進行了參數的計算以及選型,并利用matlab中的SIMULINK模塊對電路的穩態瞬態性能進行仿真研究。 為了對理論分析和仿真研究進行驗證,本文設計實現了一款基于DSPic30F2020高性能數字信號處理器并采用2P2Z控制算法的高頻全橋拓撲大功率通信一次電源整流模塊。實驗結果表明,該數字電源方案穩定可靠,性能參數優異,能夠滿足應用的需要。
上傳時間: 2013-04-24
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研究表明,茶葉做青環境及工藝等是影響烏龍茶品質的重要因素。由于烏龍茶茶青在發酵過程會產生大量水汽,因此,對茶青發酵的溫度控制要求十分高,而且還要求能夠不間斷除濕。目前,很多中小型烏龍茶加工車間采用空調來調節烏龍茶茶青發酵過程的溫度和濕度,但是由于空調不能在制熱過程中除濕,因此,采用空調是無法在低溫天氣用于茶青發酵加工的。 本文通過對空調系統的研究,結合除濕機的工作原理,設計了一種具有新型結構的茶青發酵溫濕度控制系統。通過制冷回路的改進和閥門的切換,使得本系統既可以象普通空調一樣制冷制熱,也可以當作除濕機來用,滿足了烏龍茶茶青發酵加工過程不間斷除濕的要求。 論文詳細介紹了該系統的工作原理和控制方法,包括模糊PID控制策略的研究,并基于DSP平臺設計了相關的控制算法。最后,采用MATLAB進行仿真研究,證明較常規PID算法具有更好的控制性能。
上傳時間: 2013-04-24
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傳統的電梯門機采用的是直流或交流旋轉電機來實現。前者調速性能好,但由于存在換向器、電磁火花和干擾,可靠性差;后者雖然電機結構相對簡單,但控制復雜,性能差。兩者都需要通過一些復雜的傳動機構將電機旋轉運動轉換為直線運動以實現電梯門的開/關。 本文設計了一種采用扁平型直線感應電機驅動的電梯門機及其微機控制系統,提出了一種適用于該系統的恒壓調頻(CVVF)控制方式并設計了開/關門運行曲線;另外,通過Maxwell2D有限元軟件分析了電機的磁場和起動推力特性。論文中給出了樣機的實驗結果,其性能已達到預定的要求。
上傳時間: 2013-06-15
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