直線電動機直接驅動運動設備，省略了機械轉換機構，完全消除機械傳動元件的速度和加速度的物理極限，具有長行程、低慣量、高精度、快響應和高速度等特征，是先進加工中心的標志。90年代中期以后，直線驅動技術在超精密定位領域中得到了廣泛的應用，吸引了越來越多的研究機構和人員投入到這一領域中來。 永磁直線同步電機與普通的直線異步電機相比，具有效率高、輸出力矩大、體積小、易于控制等優(yōu)點，極大地提高了進給系統(tǒng)的快速響應性和運動精度，成為新一代超精密機床中最具有代表的技術。永磁直線同步電機伺服控制系統(tǒng)將是當前和今后直線電機發(fā)展應用的一個方向。 本文以直線電機理論為依據，以現(xiàn)有的實驗設備及新的實驗方法為基礎，設計了永磁直線同步電動機控制系統(tǒng)，分析了永磁直線同步電機控制系統(tǒng)中存在的難點，并對直線電動機控制系統(tǒng)的控制性能進行了初步的實驗研究。 首先，介紹了永磁直線同步電機的結構、工作原理、相關控制策略，對直線電機控制難點進行了探討。在此基礎上，設計了永磁直線同步電機的控制系統(tǒng)的總體方案。 然后針對永磁直線同步電機控制系統(tǒng)的主要難點，分為位置檢測技術，硬件系統(tǒng)設計和軟件系統(tǒng)設計三個方面對控制系統(tǒng)進行分析。根據永磁直線同步電機的特點，提出一種簡易的初始位置檢測方法，并設計了檢測電路。該方法基于線性霍爾元件，基本上不增加控制系統(tǒng)成本，安裝簡便，效果良好。在普通的三相逆變電路的直流側添加DC/DC電力電子電路。這樣的做的好處是根據系統(tǒng)需求輸出直流電壓，減少諧波。由于傳統(tǒng)的基于前后臺工作機制的電機控制軟件存在響應不及時、不穩(wěn)定等弊病，提出了基于嵌入式實時操作系統(tǒng)機制上編寫電機控制軟件。 最后基于樣機和控制器做了相應試驗，分析了試驗結果，并提出了存在的問題和下一步的工作展望。
上傳時間： 2013-06-20
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以“混合式步進電動機驅動控制系統(tǒng)設計”和“電動座椅控制系統(tǒng)設計”作為實際應用背景，分析了兩種不同種類電動機的原理特性和控制方法，闡述了這兩個系統(tǒng)的開發(fā)過程，研究了單片機在這兩個系統(tǒng)中的應用，進一步挖掘了單片機在電機運動控制領域中的應用潛力。 文中分兩個部分分別對這兩個系統(tǒng)進行了介紹。在混合式步進電動機驅動控制系統(tǒng)部分，介紹了步進電動機的運行特性和控制方法，建立了仿真模型并對步進電動機各主要的運行特性進行了仿真研究，著重敘述了步進電動機多步距角控制、斬波恒流控制和升降頻控制等控制功能，以及上位機控制軟件的實現(xiàn)過程。電動座椅控制系統(tǒng)部分，首先闡述了無刷直流電動機的運行特性，建立了仿真模型并對先進PID控制方法在無刷直流電動機中的應用進行了仿真研究，著重闡述了位置記憶功能的實現(xiàn)過程。 實驗結果表明，系統(tǒng)硬件和軟件設計合理可行，圓滿的完成了既定的開發(fā)任務，實現(xiàn)了所有的預定功能，且運行性能良好。混合式步進電動機驅動控制系統(tǒng)可以通過上位機和控制面板分別控制，可以驅動不同種類的步進電動機且具備多種控制功能。電動座椅控制系統(tǒng)將無刷直流電動機應用到了電動座椅領域，且實現(xiàn)了電動座椅的智能化。這些也正是本文的創(chuàng)新之處。另外，結構化的硬件設計方法及模塊化的軟件設計法使得系統(tǒng)具有較好的通用性和可擴展性。
上傳時間： 2013-05-26
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本文主要研究電壓矢量定向控制和直接功率控制這兩種關于PWM整流器的控制策略，并針對電網不平衡情況對三相PWM整流器作了相應的研究。 首先對PWM整流器的原理做了詳細的介紹，主要是拓補結構，工作原理，分別在ABC靜止坐標系、αβ靜止坐標系和dq旋轉坐標系中建立了低頻和高頻數(shù)學模型。選擇了電壓型的三相PWM整流器作為研究對象，并在dq坐標系中對其數(shù)學模型進行解耦。此外設計了基于TMS320F2812和IPM模塊的硬件實驗系統(tǒng)，介紹了硬件系統(tǒng)的電感和電容的參數(shù)設計。 介紹了間接和直接電流控制，并在直接電流控制中，引入了空間電壓矢量定向控制，給出了實現(xiàn)該控制策略的主要算法，并建立了仿真模型。直接功率控制是近來發(fā)展起來的三相PWM整流器控制技術，在詳細介紹了傳統(tǒng)的直接功率控制策略后，針對其存在的問題，提出了空間電壓矢量調制的直接功率控制策略，并通過仿真和實驗驗證了控制策略的有效性。最后在三相電網不平衡的條件下，研究了對三相VSR的影響。詳細分析了抑制直流電壓波動的雙電流控制方法，以改善三相VSR在電網不平衡條件下的輸入輸出性能。
上傳時間： 2013-06-09
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作為數(shù)控機床、機器人等的重要組成部分，隨著加工制造、汽車等行業(yè)的發(fā)展，永磁交流伺服系統(tǒng)成為國內外研究和應用的一個重要領域。同時隨著功率電子器件和微處理器的進步，伺服系統(tǒng)也逐步向全數(shù)字化方向發(fā)展，全數(shù)字化系統(tǒng)具有可靠性高、實現(xiàn)新控制策略容易、功能豐富等優(yōu)點。 本文論述了永磁同步電機空間矢量脈寬調制控制的最新發(fā)展，分析了從基礎理論到最新的控制算法的有關永磁同步電機空間矢量控制的許多問題。在對永磁同步電動機(PMSM)的數(shù)學模型和控制理論進行全面、深入研究的基礎上，本文在PMSM 的電壓空間矢量的弱磁控制方面做了大量的理論和實驗研究，提出一種基于空間矢量PWM (SVPWM)的PMSM 定子磁鏈弱磁控制定方法，在電機轉速達到基本轉速之前采用最大轉矩/電流策略控制，超過基本轉速之后采用弱磁擴速的電流控制策略，使電機具有更大的調速空間，該策略可實現(xiàn)電壓矢量近似連續(xù)調節(jié)，有效減小了PMSM 的轉矩脈動，提高了系統(tǒng)的性能，仿真結果證明了這一結論。 在上述工作的基礎上，研制開發(fā)了一套基于TMS320LF2407A 的高性能全數(shù)字永磁交流調速系統(tǒng)。該系統(tǒng)以空間矢量PWM 控制為核心。
上傳時間： 2013-06-08
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本文論述了基于ST7FMC的電動摩托車控制系統(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重污染，以及人們生活水平、環(huán)保意識的逐漸提高，綠色交通工具己成為時代發(fā)展的重要課題。考慮到我國目前的國情，發(fā)展電動車具有重要的環(huán)保意義。 隨著電機技術及功率器件性能的不斷提高,電動車的控制器發(fā)展迅速。但是目前市場上大多數(shù)的電動車產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體芯片ST7FMC的永磁無刷直流電動機的控制系統(tǒng)設計方案，進行了低成本、高智能的無刷直流電機控制系統(tǒng)設計，能滿足更多應用場合的需要。主要從以下幾個方面進行了分析與研究: 首先，建立無刷直流電機的數(shù)學模型，并分析其電機運行特性。 其次，根據ST專用單片機的特點詳細設計了系統(tǒng)的控制策略：將調速系統(tǒng)設計為電流、速度雙閉環(huán)的PI算法控制，以保證調速性能和電流控制精度；采用ST芯片固有的寄存器進行速度的檢測，比較精確；將相電流檢測設計成母線電流PWM On中點檢測；采用了高性能的驅動集成電路IR2136來驅動MOSFET組成的全橋逆變電路；驅動方式采用新型的凸形波驅動控制方法。 最后，組裝了試驗樣車，通過實驗室觀測及實地運行，驗證了系統(tǒng)運行的可靠性。 由此得出結論：本課題設計的基于ST7FMC的電動摩托車控制系統(tǒng)具有運行性能良好、可靠性高的特點，為后續(xù)的研究工作提供了一定的基礎。
標簽： ST7FMC 電動摩托車 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-17
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由于直流調速的局限性和交流調速的優(yōu)越性，以及計算機技術和電力電子器件的不斷發(fā)展，異步電動機變頻調速技術正在快速發(fā)展之中。在現(xiàn)代微機技術的快速發(fā)展下，計算機運行速度不斷提高，指令的執(zhí)行速度也達到了前所未有的高度，使得復雜算法應用計算機來進行實時運算、執(zhí)行成為可能。經過最近十幾年的應用開發(fā)，交流異步電動機的變頻調速性能已經優(yōu)于直流調速系統(tǒng)。 目前廣泛研究應用的異步電動機調速技術有恒壓頻比控制方式、矢量控制、直接轉矩控制等。本論文中所討論的是異步電動機矢量控制調速方法，相對于恒壓頻比控制和直接轉矩控制，它有動態(tài)性能和低速性能好、調速范圍寬等優(yōu)點。 本文對異步電動機的數(shù)學模型的建立進行了詳細的分析和闡述。通過對異步電動機的動態(tài)電磁關系的分析以及坐標變換原理概念的介紹，建立了異步電動機在不同坐標系上的數(shù)學模型，指出了異步電動機的模型特點是一多變量、強藕合的非線性系統(tǒng)。 在對異步電動機的矢量控制原理進行闡述時，給出了矢量變換方法實現(xiàn)的步驟，并依次說明了三相異步電動機數(shù)學模型是如何解耦的。在論述了二相異步電功機的磁場定向原理后，介紹了轉子磁鏈的計算方法并設計了轉子磁鏈觀測器。 詳細地分析了磁通調節(jié)器，轉矩調節(jié)器和轉速調節(jié)器的工作原理，并設計了磁通調節(jié)器，轉矩調節(jié)器，轉速調節(jié)器。以DSP為控制核心，設計了異步電動機的矢量控制系統(tǒng)的硬件，并編制了軟件程序。 運用MATLAB的工具軟件SIMULINK對磁通閉環(huán)的矢量控制系統(tǒng)進行仿真，給出了仿真結果，并對仿真結果進行了分析。
上傳時間： 2013-04-24
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論文針對兩輪電動車輛(EV)用稀土永磁(REPM)無刷同步電動機(SM)，分別進行了正弦波和方波兩種工作方式下的控制技術研究。論文在全面分析正弦波和方波無刷電機工作原理、調速控制方法及其性能特點的基礎上，分別對36VDC電動自行車和96VDC電動摩托車用稀土永磁無刷同步電動機進行了正弦波、方波驅動系統(tǒng)的構建和控制電路設計。 論文采用高集成度智能專用芯片與廉價的EEPROM配合作為核心控制單元，生成穩(wěn)定的SPWM脈沖信號，構成36VDC正弦波驅動系統(tǒng)，其外圍電路簡單緊湊，克服了傳統(tǒng)SPWM信號產生方法中微處理機程序容易“跑飛”和模擬系統(tǒng)復雜的缺陷。同時，采用專用PWM調制芯片和硬件邏輯器件構成96VDC方波驅動系統(tǒng)，采用寬范圍輸入電壓的開關電源實現(xiàn)系統(tǒng)的控制供電，將直流電機系統(tǒng)常用的電流截止負反饋電路引入無刷電機驅動系統(tǒng)中，提高了大功率方波驅動系統(tǒng)的可靠性，其原理樣機性能穩(wěn)定，負載電流可達30A。 兩種系統(tǒng)測試結果分析對比表明：相同結構的稀土永磁無刷同步電動機，采用正弦波或方波驅動控制各有利弊。正弦波驅動采用變頻調速，電機運行平穩(wěn)，利用弱磁調速，還可實現(xiàn)超高速恒功率運行，但易于失步；而方波驅動采用PWM調壓調速，電機則具有良好的控制特性，機械特性較硬，起動轉矩大，車輛提速快，適于爬坡，但轉矩脈動較大。 綜上所述，采用方波驅動更適合于兩輪電動車輛的運行特點，論文介紹的方波驅動系統(tǒng)在電動車輛應用領域有著較好的發(fā)展前景。
標簽： 電動車輛 驅動控制 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-04-24
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超聲波電機是上個世紀八十年代逐步發(fā)展起來的新型微電機。它利用壓電陶瓷逆壓電效應激發(fā)的超聲振動作為驅動力，通過定轉子間的摩擦力來驅動轉子運動。與傳統(tǒng)的電磁馬達相比，它具有低速大轉矩、無電磁干擾、動作相應快、運行無噪聲、無輸入時能自鎖等卓越特性，在非連續(xù)運動領域、精密控制領域要比傳統(tǒng)的電磁電機性能優(yōu)越得多。目前，旋轉型超聲波電機，尤其是環(huán)形行波型超聲波電機，在工業(yè)、辦公、過程自動化等領域的伺服系統(tǒng)中作為直接驅動執(zhí)行器得到廣泛的關注。 本論文主要研究并設計了用于超聲波電機控制驅動的小型控制系統(tǒng)。其目的是針對市場需要，提供給用戶一種價格較低、體積小、性能指標適中，操作簡便，能夠實現(xiàn)快速定位，速度可調節(jié)的標準的閉環(huán)控制器。 控制器的核心為MSP430F167。課題對外圍檢測、控制、驅動電路進行相關的研究和設計，并按照控制器的需求設計相應的軟件。最后給出實驗結果：系統(tǒng)運行穩(wěn)定，速度曲線較為理想，達到了最初的設計要求。 系統(tǒng)總結了超聲波電機的發(fā)展、特點、分類，通過與傳統(tǒng)電磁電機的對比給出了超聲波電機的廣闊的應用前景。在此基礎上，指出了超聲波電機研究的發(fā)展方向，明確了本文的研究內容。 總結了環(huán)形行波型超聲波電機的結構特點、運行機理，并在此基礎上總結了環(huán)形行波型超聲波電機調頻、調相、調幅等控制方法以及推挽、半橋和全橋驅動逆變電路的優(yōu)缺點。 本課題設計了基于超聲波電機的控制驅動系統(tǒng)電路。首先，提出了本次設計的設計思想及目的；其次，介紹了本設計的控制器硬件電路具體設計過程以及調頻調速的實現(xiàn)方式。然后，詳細介紹了該控制系統(tǒng)的軟件構成，包括上位機軟件、下位機軟件以及通訊部分。詳細闡述了在本控制系統(tǒng)中的調速、定位原理。最后通過實驗結果說明了該小型控制系統(tǒng)的有效性。
上傳時間： 2013-07-18
上傳用戶：caixiaoxu26
文中設計完成了以數(shù)字信號處理器DSP為控制核心，以智能控制功率模塊IPM為驅動，以無刷直流電機作為伺服電機的一套高性能的電梯門機交流伺服系統(tǒng)。 論文闡述了設計的目的，給出了電機的選擇，介紹了無刷直流電機的優(yōu)點；說明了門機運行曲線的形成及加減速運行時按S曲線方式運行的優(yōu)點，并給出了加減速運行時S曲線的具體形成方法；針對門機控制系統(tǒng)的控制策略進行了詳細的研究，將自適應控制理論引入了電梯的門機控制系統(tǒng)中，并針對模型參考自適應控制的方法進行了分析，該方法的實施使系統(tǒng)的性能得到了提高。 系統(tǒng)采用TMS320LF2407A作為電梯的門機控制系統(tǒng)的核心控制器，對TMS320LF2407A作了詳細的介紹。文中對系統(tǒng)采用了全數(shù)字化設計，完成了總體硬件電路的設計，主要包括計算控制電路、信號采集電路、鍵盤輸入及顯示電路、驅動及保護電路等，并對每一部分電路的設計進行了具體的說明；驅動電路選用了智能控制功率模塊IPM，并針對所選模塊進行了說明。 在系統(tǒng)軟件設計中，采用對曲線進行離散的方式，給出了門機運行的參考模型，并根據采集的信號與參考模型進行對比，求出加/減速運行時S曲線實現(xiàn)的補償算法；并針對運行參數(shù)變化的影響，提出了對門機系統(tǒng)進行自適應控制的方法，給出了系統(tǒng)軟件的流程。 通過對系統(tǒng)的硬件及軟件的設計，實現(xiàn)了對電梯門機系統(tǒng)安全、可靠、平穩(wěn)控制的目的。
標簽： 電梯門 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-22
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隨著社會生產的發(fā)展和人民生活水平的提高，對供電質量的要求也越來越高，電壓是標志電能質量的一個基本技術指標，它與無功功率密切相關。本文闡述了電壓無功綜合控制對于電力系統(tǒng)運行及工農業(yè)生產的重大意義；綜述了國內外在這一領域中的研究所取得的成果、面臨的問題和發(fā)展的前景。針對目前我國應用最為廣泛、性能價格比最佳的并聯(lián)電容與有載調壓變壓器綜合控制裝置的研制開發(fā)中所涉及的問題進行了較全面的分析與研究，提出了一種符合當前變電站綜合自動化發(fā)展需要的可靠性高、組態(tài)靈活、功能齊全的變電站電壓無功綜合控制方案。該方案主控單元選用抗干擾能力強、指令豐富、擴展靈活、通訊聯(lián)網能力強的西門子S7-226PLC作為控制核心；參數(shù)檢測單元選用可靠性高、具有通訊功能的智能型綜合電量變送器；控制主機通過與參數(shù)檢測單元通訊獲得所需參數(shù)，同時還可與上位機或其他具有串口的設備通訊。采用的電壓無功控制策略，從系統(tǒng)的實際需要出發(fā)，充分考慮了影響電壓無功控制效果的主要因素，控制決策以實時計算數(shù)據為參考，控制精度高，并有效避免了無效調節(jié)對設備及系統(tǒng)造成的危害；控制軟件根據已經確定的控制算法做出控制決策并能夠完成系統(tǒng)運行方式的自動識別、電容器的循環(huán)投切，電容器及分接頭的保護及通訊等功能。文中還闡述了電容器接線形式選擇、串聯(lián)電抗及高壓真空開關的選擇依據以及變壓器調檔控制原理。 理論分析和仿真計算均證明了本文中所提出的控制策略的精確性和嚴密性；試驗證明了該設計方案先進、靈活、可靠、功能齊全，符合電力系統(tǒng)自動化對控制裝置的要求。
上傳時間： 2013-06-01
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