運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)是機(jī)電一體化的核心部分，提高運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)水平對(duì)于提高我國(guó)的機(jī)電一體化技術(shù)具有至關(guān)重要的作用。運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展是制造自動(dòng)化前進(jìn)的旋律，是推動(dòng)新的產(chǎn)業(yè)革命的關(guān)鍵技術(shù)。對(duì)于數(shù)控系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，最重要的是控制各個(gè)電機(jī)軸的運(yùn)動(dòng)，這是運(yùn)動(dòng)控制器接收并依照數(shù)控裝置的指令來(lái)控制各個(gè)電機(jī)軸運(yùn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工的，數(shù)據(jù)加工中的定位控制精度、速度調(diào)節(jié)的性能等重要指標(biāo)都與運(yùn)動(dòng)控制器直接相關(guān)。目前對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的研究都集中在插入PC的NC控制器的研究上，而其核心部分就是對(duì)步進(jìn)、伺服電機(jī)進(jìn)行控制的運(yùn)動(dòng)控制卡的研究。對(duì)PC-NC來(lái)說(shuō)，運(yùn)動(dòng)控制卡的性能很大程度上決定了整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)的性能，而微電子和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用，使運(yùn)動(dòng)控制卡的性能得到了不斷改進(jìn)，集成度和可靠性大大提高。 本課題通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的深入研究，并針對(duì)國(guó)內(nèi)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的研究起步較晚的現(xiàn)狀，結(jié)合當(dāng)前運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域的具體需要，緊跟當(dāng)前運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)研究的發(fā)展趨勢(shì)，吸收了數(shù)控技術(shù)和相關(guān)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的最新成果，提出了基于PCI和FPGA的方案，研制了一款比較新穎的、功能強(qiáng)大的、具有很大柔性的四軸多功能運(yùn)動(dòng)控制卡。 本課題的具體研究主要有以下幾方面： 首先，通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)控制卡及運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)等行業(yè)現(xiàn)狀的全面調(diào)研，和對(duì)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的深入學(xué)習(xí)，在比較了幾種常用的運(yùn)動(dòng)控制方案的基礎(chǔ)上，提出了基于FPGA的運(yùn)動(dòng)控制設(shè)計(jì)方案，并規(guī)劃了板卡的總體設(shè)計(jì)。 其次，根據(jù)總體設(shè)計(jì)，規(guī)劃了板卡的結(jié)構(gòu)，詳細(xì)劃分并實(shí)現(xiàn)了FPGA各部分的功能；利用光電隔離原理設(shè)計(jì)了數(shù)字輸入/輸出電路。 再次，利用FPGA的資源實(shí)現(xiàn)了PCI從設(shè)備接口，達(dá)到跟控制卡通信的目的，針對(duì)運(yùn)動(dòng)控制中的一些具體問(wèn)題，如運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、實(shí)時(shí)控制以及多軸聯(lián)動(dòng)等，在FPGA上設(shè)計(jì)了四軸運(yùn)動(dòng)控制電路，定義了各個(gè)寄存器的具體功能，設(shè)計(jì)了功能齊全的加／減速控制電路、變頻分配電路、倍頻分頻電路和三個(gè)功能各異的計(jì)數(shù)器電路等，自動(dòng)降速點(diǎn)運(yùn)動(dòng)、A／B相編碼器倍頻計(jì)數(shù)電路等特殊功能。最后，進(jìn)行了本運(yùn)動(dòng)控制卡的測(cè)試，從測(cè)試和應(yīng)用結(jié)果來(lái)看，該卡達(dá)到預(yù)期的要求。
上傳時(shí)間： 2013-07-27
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本課題設(shè)計(jì)和完成了一套基于DSP+FPGA結(jié)構(gòu)的小波變換實(shí)時(shí)圖像處理系統(tǒng)。采用小波算法對(duì)圖像進(jìn)行邊緣提取、圖像增強(qiáng)、圖像融合等處理，并在ADSP-BF535上實(shí)現(xiàn)了小波算法，分析了其運(yùn)行小波算法的性能。圖像處理的數(shù)據(jù)量比較大，而且運(yùn)算比較復(fù)雜，DSP的特殊結(jié)構(gòu)和性能很好地滿足了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的需要，而FPGA的高速性和靈活性也滿足了系統(tǒng)實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性的需要，所以采用DSP+FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)圖像處理系統(tǒng)是可靠的，也是可行的。系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)以DSP和FPGA為平臺(tái)，DSP實(shí)現(xiàn)算法、管理系統(tǒng)運(yùn)行、并實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的自啟動(dòng)；FPGA實(shí)現(xiàn)一些接口、時(shí)序控制等，簡(jiǎn)化了外圍電路，提高了系統(tǒng)的可靠性。結(jié)果表明，在ADSP-BF535上實(shí)現(xiàn)小波算法，效果良好，而且滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求。最后，總結(jié)了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，對(duì)調(diào)試時(shí)遇到的一些問(wèn)題進(jìn)行了分析。
標(biāo)簽： FPGA DSP 小波變換 實(shí)時(shí)圖像
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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ARM嵌入式技術(shù)在工業(yè)和生活中正得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，為了適應(yīng)技術(shù)的發(fā)展和社會(huì)的需求，滿足為社會(huì)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的需要，高校通信類和電子類專業(yè)開(kāi)設(shè)ARM嵌入式技術(shù)相關(guān)課程及其實(shí)驗(yàn)課程將成為趨勢(shì)。在課程中設(shè)置合理實(shí)驗(yàn)，可以有效提高學(xué)生的動(dòng)手能力和培養(yǎng)創(chuàng)新性思維，幫助學(xué)生更快、更好地掌握理論和應(yīng)用技術(shù)。 論文設(shè)計(jì)的ARM嵌入式教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括一塊適合普通高校嵌入式技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板及其配套的實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)針對(duì)一般高校所開(kāi)設(shè)的ARM嵌入式技術(shù)相關(guān)課程的要求而設(shè)計(jì)，配套實(shí)驗(yàn)符合教學(xué)大綱及實(shí)驗(yàn)課時(shí)的要求。 論文設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板主要組成模塊有：最小系統(tǒng)，包括控制器模塊、電源模塊、復(fù)位模塊、Flash ROM模塊、SDRAM模塊、JTAG接口等；擴(kuò)展接口，包括LED、鍵盤、RS232串口、I2C接口、液晶模塊、以太網(wǎng)模塊等。實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板采用S3C4510B網(wǎng)絡(luò)控制芯片用作控制和信號(hào)處理，使用網(wǎng)絡(luò)接口芯片DM9161和隔離變壓器H1102完成網(wǎng)絡(luò)接入，使用AM29LV160和HY57V641620HG構(gòu)建16位存儲(chǔ)單元，使用AT24C01和PCF8583來(lái)構(gòu)建I2C接口，使用MAX232完成TTL電平轉(zhuǎn)換以擴(kuò)展RS232串口，并擴(kuò)展鍵盤和LCD實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板的硬件設(shè)計(jì)充分考慮了一般高校實(shí)驗(yàn)室的條件和需求，能夠較好地將成本控制在150元左右，有利于在有限的條件下為每個(gè)學(xué)生盡可能的創(chuàng)造動(dòng)手制作PCB的實(shí)驗(yàn)條件。實(shí)驗(yàn)板的接口設(shè)計(jì)能夠讓學(xué)生較為方便地開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，并考慮了實(shí)驗(yàn)板擴(kuò)展和二次開(kāi)發(fā)的需要。 論文設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)配套實(shí)驗(yàn)主要有基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)主要幫助學(xué)生熟悉嵌入式系統(tǒng)的片內(nèi)資源和特殊功能寄存器的配置方法，對(duì)整個(gè)嵌入式系統(tǒng)的架構(gòu)有一定的理解，能編程完成一些簡(jiǎn)單的控制功能；擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)主要幫助學(xué)生建立嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)的基本理念，能夠設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)常見(jiàn)的外設(shè)驅(qū)動(dòng)程序，能夠進(jìn)行操作系統(tǒng)的配置和移植，能夠自行對(duì)實(shí)驗(yàn)板進(jìn)行一定程度的擴(kuò)展；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驇椭鷮W(xué)生提高嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)能力，使學(xué)生能根據(jù)需要設(shè)計(jì)出實(shí)現(xiàn)一定功能的擴(kuò)展模塊，從而使實(shí)驗(yàn)板擴(kuò)展成實(shí)現(xiàn)具體功能的工業(yè)產(chǎn)品。基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)包括ADS集成環(huán)境實(shí)驗(yàn)、鍵盤實(shí)驗(yàn)（GPIO輸入）、LED實(shí)驗(yàn)（GPIO輸出）、定時(shí)器實(shí)驗(yàn)、外部中斷實(shí)驗(yàn)、UART串口通信實(shí)驗(yàn)、I2C接口實(shí)驗(yàn)、液晶顯示實(shí)驗(yàn)；擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)包括建立交叉編譯環(huán)境實(shí)驗(yàn)、操作系統(tǒng)編譯實(shí)驗(yàn)、操作系統(tǒng)移植實(shí)驗(yàn)、以太網(wǎng)通信實(shí)驗(yàn)、TFTP實(shí)驗(yàn)、WEB訪問(wèn)實(shí)驗(yàn)；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)包括TCP/IP協(xié)議棧實(shí)驗(yàn)、Web服務(wù)器實(shí)驗(yàn)。學(xué)生通過(guò)完成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)達(dá)到教學(xué)大綱的要求，并可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行更深入的創(chuàng)新性開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)，可以滿足一般高校嵌入式技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的需要。 論文介紹了嵌入式交叉編譯環(huán)境的建立以及實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板設(shè)計(jì)完成后進(jìn)行的調(diào)試。實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板移植的嵌入式操作系統(tǒng)為uClinux，采用的Bootloader為U-boot。論文還簡(jiǎn)單介紹了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的擴(kuò)展方案和二次開(kāi)發(fā)方案，并對(duì)嵌入式新技術(shù)的發(fā)展做了粗淺的探討。 論文所做的工作以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，是對(duì)普通高校ARM嵌入式技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)的一次有益探索。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式 教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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諧波帶來(lái)的影響已經(jīng)嚴(yán)重危及到電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行。解決諧波污染的關(guān)鍵在于精確實(shí)時(shí)地確定諧波的成分、幅值和相位等因素。而今普通工業(yè)控制計(jì)算機(jī)已越來(lái)越不能滿足系統(tǒng)運(yùn)行的高效性、高實(shí)時(shí)性、高穩(wěn)定運(yùn)行性和高可靠性等要求，給諧波的測(cè)量帶來(lái)誤差，因而開(kāi)發(fā)新一代基于ARM平臺(tái)和嵌入式Linux系統(tǒng)的電力諧波檢測(cè)裝置來(lái)滿足這些要求顯得很重要。 同時(shí)，友好的圖形界面也已經(jīng)成為人們普遍關(guān)注的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。電力諧波檢測(cè)裝置的圖形用戶系統(tǒng)更是存在著進(jìn)程獨(dú)立、網(wǎng)絡(luò)通信能力、跨平臺(tái)等特殊需求。在眾多的圖形用戶界面軟件中，因QT/Embedded具有跨平臺(tái)、面向?qū)ο蟆⒛茉O(shè)計(jì)精美的人機(jī)界面等優(yōu)點(diǎn)，系統(tǒng)便選取QT/Embedded作為支撐平臺(tái)，并解決了QT/Embedded跨平臺(tái)移植和中文化等問(wèn)題。 因頻譜泄露和柵欄效應(yīng)以及系統(tǒng)基本頻率的波動(dòng)，普通的FFT算法不能準(zhǔn)確測(cè)量諧波和間諧波成份。為了提高測(cè)量精度，本文先用頻域插值法確定系統(tǒng)的基本頻率，以及插值多項(xiàng)式方法重構(gòu)時(shí)域采樣信號(hào)，接下來(lái)用FFT計(jì)算整數(shù)次諧波成份，以及頻域插值方法計(jì)算間諧波成份。 系統(tǒng)選用長(zhǎng)沙科瑞捷機(jī)電有限公司提供的基于ARM處理器的SAM7430模塊，在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)諧波檢測(cè)軟件，包括數(shù)據(jù)采集、FFT分析以及界面顯示程序。經(jīng)初步調(diào)試系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠，具有一定的實(shí)用參考價(jià)值。
標(biāo)簽： ARMLinux 電力諧波 檢測(cè)算法
上傳時(shí)間： 2013-08-02
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高溫超導(dǎo)（High Temperature Superconductor,HTS）磁陰電動(dòng)機(jī)與傳統(tǒng)磁陰電動(dòng)機(jī)相比，能夠以更小的體積和重量實(shí)現(xiàn)更大的輸出功率、更高的功率因數(shù)和效率.國(guó)外有關(guān)超導(dǎo)磁阻電動(dòng)機(jī)的研究目前還處于初級(jí)階段，國(guó)內(nèi)在這一領(lǐng)域更為滯后.論文以普通磁阻電動(dòng)機(jī)的電磁關(guān)系為基礎(chǔ)，結(jié)合超導(dǎo)材料特殊的電磁特性，初步提出了超導(dǎo)磁阻電動(dòng)機(jī)電磁設(shè)計(jì)的一般原則;并嘗試進(jìn)行了一臺(tái)額定功率為150W的內(nèi)反應(yīng)式HTS磁阻電動(dòng)機(jī)的電磁設(shè)計(jì).論文以實(shí)際設(shè)計(jì)的一臺(tái)內(nèi)反應(yīng)式HTS磁阻電動(dòng)機(jī)樣機(jī)作為分析實(shí)例，基于第二類超導(dǎo)體臨界態(tài)Kim模型和電磁場(chǎng)的有限元方法，提出了一般HTS磁阻電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部磁場(chǎng)及交、直軸同步電抗的分析與計(jì)算方法.并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究了如何借助HTS磁阻電動(dòng)機(jī)的電抗曲線分析HTS磁阻電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)工作特性.論文對(duì)常規(guī)磁阻電動(dòng)機(jī)與HTS磁阻電動(dòng)機(jī)進(jìn)行了比較.計(jì)算結(jié)果表明，在電機(jī)尺寸、結(jié)構(gòu)不變的前提下，超導(dǎo)磁阻電動(dòng)機(jī)比常規(guī)磁阻電動(dòng)機(jī)明顯地提高了電機(jī)X/X值，因而以更小的尺寸獲得了更大的輸出轉(zhuǎn)矩、更高的效率和功率因數(shù)，同時(shí)電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)間也有所增大.計(jì)算結(jié)果還表明，采用抗磁性更強(qiáng)的YBCO塊材作為交軸阻磁介質(zhì)，能夠保證轉(zhuǎn)子在獲得較大的直、交軸磁阻差異的同時(shí)不必犧牲較大的極孤系數(shù)和氣隙寬度，從而氣隙磁密有較好的波形，電機(jī)具有較好的同步性能.論文也對(duì)幾種具有相同定子但轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同的HTS磁阻電動(dòng)機(jī)做了比較，比較結(jié)果顯示，ALA式HTS磁阻電動(dòng)機(jī)比內(nèi)反應(yīng)式HTS磁阻電動(dòng)機(jī)具有更大的輸出轉(zhuǎn)矩;當(dāng)輸出功率較大時(shí)，ALA結(jié)構(gòu)的HTS磁阻電動(dòng)機(jī)還比內(nèi)反應(yīng)結(jié)構(gòu)具有更好的穩(wěn)態(tài)工作特性.另外發(fā)現(xiàn)，thin-zebra ALA式HTS磁阻電動(dòng)機(jī)的同步性能比thick-zebra ALA式HTS磁阻電動(dòng)機(jī)更好.在進(jìn)行內(nèi)反應(yīng)式HTS磁阻電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)時(shí)，內(nèi)反應(yīng)槽既要盡量阻隔交軸磁通，又要分布的比較均勻，這樣才能既獲得足夠的直、交軸同步電抗比，又削弱轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，從而最終改善電機(jī)的同步性能.
標(biāo)簽： 高溫超導(dǎo) 磁阻電動(dòng)機(jī)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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橫向磁通電機(jī)是近些年來(lái)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(guó)對(duì)該種電機(jī)的研究尚處于起步階段。 本課題是國(guó)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(zhēng)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(guó)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(jiǎn)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(wú)法采用簡(jiǎn)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(wèn)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(lái)的誤差。最后，通過(guò)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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永磁同步電機(jī)(PMSM)是一種性能優(yōu)越、應(yīng)用前景廣闊的電機(jī)。永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)是以永磁同步電機(jī)為控制對(duì)象，采用變壓變頻技術(shù)對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速的控制系統(tǒng)。因其具有能耗低、可靠性高、控制精確等優(yōu)點(diǎn)，在許多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。然而，轉(zhuǎn)子無(wú)阻尼繞組的PMSM的采用變頻技術(shù)開(kāi)環(huán)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)不太穩(wěn)定，電機(jī)效率有所下降，轉(zhuǎn)子溫升高，易造成釹鐵硼永磁體退磁，危及電機(jī)安全運(yùn)行，有時(shí)甚至還會(huì)出現(xiàn)失步現(xiàn)象，系統(tǒng)無(wú)法運(yùn)行。PMSM控制系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行控制都是建立在閉環(huán)控制基礎(chǔ)之上的，因此如何獲取轉(zhuǎn)子位置和速度信號(hào)是整個(gè)系統(tǒng)中相當(dāng)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。當(dāng)前，在大多數(shù)調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，最常用的方法是在轉(zhuǎn)子軸上安裝位置傳感器。但這些傳感器增加了系統(tǒng)的成本，降低了系統(tǒng)的可靠性和耐用性。因此，在一些特殊及控制精度要求不很高的場(chǎng)合，無(wú)傳感器控制將會(huì)得到廣泛的應(yīng)用。它通過(guò)測(cè)量電動(dòng)機(jī)的電流、電壓等可測(cè)量的物理量，通過(guò)特定的觀測(cè)器策略估算轉(zhuǎn)子位置，提取永磁轉(zhuǎn)子的位置和速度信息，完成閉環(huán)控制。本文以無(wú)位置傳感器PMSM控制系統(tǒng)作為研究對(duì)象，介紹了永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)及其數(shù)學(xué)模型，詳細(xì)地闡述了空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)技術(shù)的理論基礎(chǔ)及其波形的產(chǎn)生機(jī)制，并對(duì)閉環(huán)控制策略進(jìn)行了研究。鑒于數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)TMS320LF2407控制芯片出色的性能和豐富的外設(shè)資源，使用該芯片設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)的試驗(yàn)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了永磁同步電機(jī)的無(wú)位置傳感器控制。 本文借助于MATLAB建立了永磁同步電機(jī)的仿真數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)空間矢量脈寬調(diào)制的工作原理，構(gòu)建了永磁同步電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的仿真模型。系統(tǒng)采用αβ定子靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，依據(jù)滑模變結(jié)構(gòu)控制原理，對(duì)永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置角θe和轉(zhuǎn)速ωe進(jìn)行實(shí)時(shí)在線估算，不斷修正估算位置^θe，控制定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)垂直并保持與轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的閉環(huán)調(diào)速運(yùn)行。理論分析和仿真結(jié)果表明，所提出的永磁同步電機(jī)無(wú)傳感器控制方法具有較強(qiáng)的魯棒性和令人滿意的性能。
標(biāo)簽： 滑模觀測(cè)器 永磁同步電機(jī) 無(wú)位置傳感器 控制
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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盤式永磁同步電動(dòng)機(jī)是一種性能優(yōu)越、但結(jié)構(gòu)特殊的電動(dòng)機(jī)。作為一種理想的驅(qū)動(dòng)裝置，其應(yīng)用范圍遍及航天、國(guó)防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活的各個(gè)領(lǐng)域。本文利用稀土永磁材料釹鐵硼的高矯頑力，提出了一種省卻了鐵心的雙轉(zhuǎn)子、單定子結(jié)構(gòu)盤式無(wú)鐵心永磁同步電機(jī)，進(jìn)一步減輕了電機(jī)的質(zhì)量并消除轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。 對(duì)電機(jī)的設(shè)計(jì)、性能預(yù)測(cè)都離不開(kāi)電機(jī)電磁場(chǎng)的計(jì)算。不同于傳統(tǒng)的圓柱式徑向磁通電機(jī)，盤式無(wú)鐵心電機(jī)是軸向磁通電機(jī)，外加其無(wú)鐵心的結(jié)構(gòu)，決定了該電機(jī)的磁場(chǎng)呈三維、開(kāi)域分布。對(duì)它的電磁場(chǎng)分析，不能采用對(duì)待徑向磁通電機(jī)的化為二維磁場(chǎng)的分析方法。 本文研究的重點(diǎn)內(nèi)容分為兩部分：(1)在盤式無(wú)鐵心永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)上，建立其磁場(chǎng)三維模型，由三維有限元法計(jì)算三維電磁場(chǎng)，分析計(jì)算結(jié)果，并總結(jié)出盤式無(wú)鐵心永磁同步電機(jī)的磁場(chǎng)分布規(guī)律。 (2)在磁場(chǎng)計(jì)算的基礎(chǔ)上，將Halbach型永磁體陣列的理論應(yīng)用到磁鋼設(shè)計(jì)中來(lái)，提出磁鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，研究出適合于盤式無(wú)鐵心永磁同步電機(jī)的磁鋼結(jié)構(gòu)，以獲得理想的磁場(chǎng)波形和磁密值。 本文首先從磁路計(jì)算的方法入手，通過(guò)磁路計(jì)算分析出盤式無(wú)鐵心永磁同步電機(jī)的磁場(chǎng)分布特點(diǎn)。其后直接運(yùn)用三維有限元法求解該電機(jī)的電磁場(chǎng)，分析計(jì)算結(jié)果。為了獲得低漏磁、高氣隙磁密值、正弦形的氣隙磁場(chǎng)分布，本文先后提出普通軸向充磁磁鋼結(jié)構(gòu)、不等厚軸向充磁磁鋼結(jié)構(gòu)并將Halbach陣列的理論應(yīng)用到盤式無(wú)鐵心永磁同步電機(jī)的磁剛結(jié)構(gòu)優(yōu)化中，討論了三種不同角度的Halbach型永磁體陣列。最后為了簡(jiǎn)化磁鋼的加工工藝，將不等厚永磁體陣列與Halbach永磁體陣列相結(jié)合，提出了最經(jīng)濟(jì)、有效的改進(jìn)型Halbach永磁體陣列，給出具體磁鋼尺寸，并運(yùn)用ANSYS軟件對(duì)各種磁鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的磁場(chǎng)進(jìn)行結(jié)果仿真。
標(biāo)簽： 永磁同步電機(jī) 磁場(chǎng)分析 磁鋼
上傳時(shí)間： 2013-06-23
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近年來(lái)，嵌入式技術(shù)發(fā)展迅速，已經(jīng)滲透到工業(yè)控制、智能設(shè)備以及電子消費(fèi)品等人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€(gè)領(lǐng)域，而Internet技術(shù)也取得了巨大的發(fā)展，為人們所廣為接受，于是嵌入式技術(shù)和Internet技術(shù)相結(jié)合形成的嵌入式Internet技術(shù)適時(shí)地出現(xiàn)了，并且成為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、信息共享的關(guān)鍵技術(shù)。 本文首先闡述了課題研究的背景、目的和意義，以及嵌入式TCP/IP協(xié)議棧研究的現(xiàn)狀，然后分析了嵌入式操作系統(tǒng)μ C/OS-Ⅱ的工作原理并描述了把它移植到LPC2210上的過(guò)程，為嵌入式TCP/IP協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)提供了操作系統(tǒng)支持。接著，針對(duì)嵌入式協(xié)議棧的特殊需求，詳細(xì)分析并采用了零拷貝技術(shù)、跨層技術(shù)等對(duì)LwIP協(xié)議棧進(jìn)行了有效的裁剪和優(yōu)化，結(jié)合μ C/PS-Ⅱ設(shè)計(jì)了一種緊湊的協(xié)議棧工作模型和內(nèi)存管理機(jī)制。并且結(jié)合μ C/OS-Ⅱ設(shè)計(jì)了協(xié)議棧的工作模型和內(nèi)存管理機(jī)制。在驅(qū)動(dòng)程序的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了對(duì)LwIP中的IP協(xié)議、ARP協(xié)議、ICMP協(xié)議、UDP協(xié)議和TCP協(xié)議等幾個(gè)協(xié)議棧的裁剪和優(yōu)化。并分析了它們的安全漏洞及基于這些漏洞的攻擊方式，在這個(gè)基礎(chǔ)上提出了如攻擊檢測(cè)算法等填補(bǔ)漏洞和抵抗攻擊的一些技術(shù)和措施。最后在目標(biāo)板上成功移植了優(yōu)化后的LwIP。 本文同時(shí)還設(shè)計(jì)了一種能夠提供足夠多軟定時(shí)器資源的算法。在不需要操作系統(tǒng)支持的情況下，軟定時(shí)器可以給多任務(wù)的系統(tǒng)提供足夠的定時(shí)服務(wù)，而且不影響中斷處理時(shí)間。并且具有自動(dòng)回調(diào)功能，啟動(dòng)一次以后就可自動(dòng)調(diào)用定時(shí)器。此軟定時(shí)器使用方便且易移植，大大方便了本課題多次使用定時(shí)器的需要。課題結(jié)合具體項(xiàng)目“蓄電池狀態(tài)記錄儀的設(shè)計(jì)”，分析了它的各個(gè)功能模塊，設(shè)計(jì)了其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。對(duì)各個(gè)功能模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了代碼編寫和測(cè)試，借助于TFTP服務(wù)器實(shí)現(xiàn)了基于協(xié)議的嵌入式目標(biāo)板和PC機(jī)間的網(wǎng)絡(luò)通信。 本課題經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的軟硬件設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，已實(shí)現(xiàn)了最初的設(shè)計(jì)目標(biāo)。構(gòu)建出了實(shí)驗(yàn)硬件平臺(tái)和一個(gè)多任務(wù)多協(xié)議的基本實(shí)時(shí)系統(tǒng)框架。以后的開(kāi)發(fā)者可以不必深入了解μ C/OS-Ⅱ?qū)崟r(shí)操作系統(tǒng)和嵌入式TCP/IP協(xié)議棧的情況下就可以方便的創(chuàng)建一個(gè)嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，并能在平臺(tái)上開(kāi)發(fā)其它的應(yīng)用任務(wù)，為以后的研究提供了參考并奠定了基礎(chǔ)。
標(biāo)簽： TCPIP ARM 輕量級(jí) 協(xié)議棧
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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在實(shí)際工程中，往往有大量分布廣泛的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)需要遠(yuǎn)程采集傳輸。數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)已經(jīng)在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化過(guò)程中發(fā)揮了重大作用。但還存在采集通道少、速率低、數(shù)據(jù)傳輸方式不靈活，操作復(fù)雜，對(duì)測(cè)試環(huán)境要求較高等問(wèn)題。如何建立起新一代靈活、高效、高速、多通道、實(shí)用性強(qiáng)、覆蓋面廣、適應(yīng)復(fù)雜監(jiān)測(cè)環(huán)境的數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)成為一個(gè)重要的工程問(wèn)題。 隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，環(huán)境和生態(tài)的惡化越來(lái)越明顯，日益威脅著人類的生存和發(fā)展。環(huán)境監(jiān)測(cè)是環(huán)境保護(hù)的重要組成部分和基礎(chǔ)性工作。國(guó)家環(huán)保部于2008年制定了《污染源在線自動(dòng)監(jiān)控(監(jiān)測(cè))數(shù)據(jù)采集傳輸儀技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)》。本文在分析數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，依照該標(biāo)準(zhǔn)，研究了一種多種信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)兼容，多種采集通道可選的環(huán)境監(jiān)測(cè)用數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)。課題來(lái)源于濟(jì)南大陸機(jī)電有限公司委托科研項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：W0624)。本文主要進(jìn)行了以下工作： (1)分析研究數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)的重要意義。調(diào)研數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。分析環(huán)境監(jiān)測(cè)用數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)的特點(diǎn)。 (2)以國(guó)家環(huán)境保護(hù)部制定的《污染源在線自動(dòng)監(jiān)控(監(jiān)測(cè))數(shù)據(jù)采集傳輸儀技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)》為依據(jù)，分析了環(huán)境監(jiān)測(cè)用數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)的特殊功能需求，制定了系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)。為解決系統(tǒng)核心板與功能板架構(gòu)存在的接口防震性差，系統(tǒng)不穩(wěn)定等問(wèn)題，提出功能主板與擴(kuò)展接口板的系統(tǒng)架構(gòu)。選用ARM9處理器S3C2440和嵌入式linux操作系統(tǒng)。 (3)以開(kāi)發(fā)達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)為目標(biāo)，進(jìn)行了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)制作。分析了系統(tǒng)的地址空間。詳細(xì)分析了系統(tǒng)的擴(kuò)展接口分配和地址空間分配，避免了總線等硬件資源的沖突。基于系統(tǒng)功能主板的總線擴(kuò)展接口和GPIO擴(kuò)展接口擴(kuò)展了開(kāi)關(guān)量采集單元、開(kāi)關(guān)量輸出單元、串口單元、模擬量采集單元、人機(jī)交互單元等功能單元等電路。設(shè)計(jì)制作了印制電路板。 (4)研究嵌入式linux開(kāi)發(fā)過(guò)程，分析嵌入式linux驅(qū)動(dòng)與應(yīng)用程序架構(gòu)。構(gòu)建了交叉的嵌入式linux開(kāi)發(fā)環(huán)境。對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)用數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)的特定功能單元進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)。主要進(jìn)行了總線操作、模擬量采集、RS-232串口數(shù)據(jù)傳輸、GPRS數(shù)據(jù)傳輸、智能儀表的RS-485通訊等驅(qū)動(dòng)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)。
標(biāo)簽： ARM 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集 傳輸系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-07-10
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