超聲波換能器由于負(fù)載的變化以及外界環(huán)境的變化等因素，導(dǎo)致超聲波電源的輸出頻率與諧振頻率不匹配，從而使清洗效果不佳。超聲波電源是超聲清洗機(jī)的核心部分，為實(shí)現(xiàn)其高效穩(wěn)定的工作，需要對(duì)其工作頻率進(jìn)行自動(dòng)跟蹤控制。為此，本文設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)PIC16F886為控制核心的超聲波電源，其額定輸出功率為600W，工作頻率為20kHz，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)頻率的實(shí)時(shí)跟蹤控制。主要研究內(nèi)容如下： 首先，根據(jù)超聲波電源的性能指標(biāo)要求，設(shè)計(jì)了超聲波電源主電路系統(tǒng)，主電路系統(tǒng)由整流濾波電路、逆變電路、匹配電路等單元組成，逆變電路采用全橋逆變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，文中對(duì)主電路系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)分析與設(shè)計(jì)，并采用Multisim仿真軟件對(duì)主電路系統(tǒng)各個(gè)部分進(jìn)行仿真。 其次，設(shè)計(jì)了超聲波電源頻率跟蹤的控制方案，該控制方案采用鎖相環(huán)頻率跟蹤的控制思路并結(jié)合PID控制方法。為此設(shè)計(jì)了相應(yīng)的控制軟件，采用C語言編寫主程序、A/D轉(zhuǎn)換程序、PID控制程序等。 最后，以PIC16F866單片機(jī)芯片為控制核心，設(shè)計(jì)了超聲波電源控制系統(tǒng)，主要包括采樣電路、驅(qū)動(dòng)電路、單片機(jī)外圍電路等，分析了其工作原理。并采用Proteus軟件對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的超聲波電源控制系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)頻率自動(dòng)跟蹤，與超聲波換能器相匹配，工作在諧振狀態(tài)，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。
上傳時(shí)間： 2022-06-11
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自從超聲科技問世以來，其發(fā)展日新月異，應(yīng)用日益廣泛，已經(jīng)取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。但是作為一門綜合性極強(qiáng)的交叉學(xué)科，超聲學(xué)研究與應(yīng)用均起步較晚，技術(shù)狀況已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足我國經(jīng)濟(jì)事業(yè)多領(lǐng)域的需求，廣闊的市場前景促使我們加大研究力度。本文首先介紹了功率超聲波技術(shù)的原理和發(fā)展趨勢，然后詳細(xì)分析了超聲波設(shè)備的組成、關(guān)鍵技術(shù)以及設(shè)計(jì)難點(diǎn)，并采用三種不同的控制方案設(shè)計(jì)、制作了超聲波發(fā)生器，分別應(yīng)用在超聲波清洗機(jī)和焊接機(jī)中。主電路使用集MOSFET和GTR的優(yōu)點(diǎn)于一身的IGBT作為開關(guān)管，構(gòu)成半橋逆變電路。通過分析超聲波換能器的阻抗特性，比較換能器工作在串聯(lián)諧振頻率和并聯(lián)諧振頻率的優(yōu)劣，介紹了幾種匹配方式的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了匹配電路。控制電路中分別采用了鎖相方式、掃頻控制方式以及模糊自適應(yīng)控制方式實(shí)現(xiàn)了對(duì)超聲負(fù)載的自動(dòng)頻率跟蹤，并且功能完善，配備了軟啟動(dòng)、死區(qū)調(diào)節(jié)、限流、過流、驅(qū)動(dòng)自保護(hù)和過熱保護(hù)，有力的保障了系統(tǒng)長時(shí)間工作的穩(wěn)定性和可靠性。最后通過實(shí)驗(yàn)，證明了設(shè)計(jì)的方案可靠，適應(yīng)性強(qiáng)，樣機(jī)不僅具有頻率自適應(yīng)功能，而且能夠功率自適應(yīng)，具有良好的推廣應(yīng)用意義。關(guān)鍵詞：超聲波發(fā)生器、阻抗特性、匹配電路、鎖相環(huán)、掃頻控制、模糊自適應(yīng)
標(biāo)簽： 超聲波發(fā)生器
上傳時(shí)間： 2022-06-18
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超聲波電源廣泛應(yīng)用于超聲波加工、診斷、清洗等領(lǐng)域，其負(fù)載超聲波換能器是一種將超音頻的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械振動(dòng)的器件。由于超聲換能器是一種容性負(fù)載，因此換能器與發(fā)生器之間需要進(jìn)行阻抗匹配才能工作在最佳狀態(tài)。串聯(lián)匹配能夠有效濾除開關(guān)型電源輸出方波存在的高次諧波成分，因此應(yīng)用較為廣泛。但是環(huán)境溫度或元件老化等原因會(huì)導(dǎo)致?lián)Q能器的諧振頻率發(fā)生漂移，使諧振系統(tǒng)失諧。傳統(tǒng)的解決辦法就是頻率跟蹤，但是頻率跟蹤只能保證系統(tǒng)整體電壓電流同頻同相，由于工作頻率改變了而匹配電感不變，此時(shí)換能器內(nèi)部動(dòng)態(tài)支路工作在非諧振狀態(tài)，導(dǎo)致?lián)Q能器功率損耗和發(fā)熱，致使輸出能量大幅度下降甚至停振，在實(shí)際應(yīng)用中受到限制。所以，在跟蹤諧振點(diǎn)調(diào)節(jié)逆變器開關(guān)頻率的同時(shí)應(yīng)改變匹配電感才能使諧振系統(tǒng)工作在最高效能狀態(tài)。針對(duì)按固定諧振點(diǎn)匹配超聲波換能器電感參數(shù)存在的缺點(diǎn)，本文應(yīng)用耦合振蕩法對(duì)換能器的匹配電感和耦合頻率之間的關(guān)系建立數(shù)學(xué)模型，證實(shí)了匹配電感隨諧振頻率變化的規(guī)律。給出利用這一模型與耦合工作頻率之間的關(guān)系動(dòng)態(tài)選擇換能器匹配電感的方法。經(jīng)過分析比較，選擇了基于磁通控制原理的可控電抗器作為匹配電感，通過改變電抗控制度調(diào)節(jié)電抗值。并給出了實(shí)現(xiàn)這一方案的電路原理和控制方法。最后本文以DSPTMS320F2812為核心設(shè)計(jì)出實(shí)現(xiàn)這一原理的超聲波逆變電源。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明基于磁通控制的可控電抗器可以實(shí)現(xiàn)電抗值隨電抗控制度線性無級(jí)可調(diào)，由于該電抗器輸出正弦波，理論上沒有諧波污染。具體采用復(fù)合控制策略，穩(wěn)態(tài)時(shí)，換能器工作在DPLL鎖定頻率上；動(dòng)態(tài)時(shí)，逐步修改匹配電抗大小，搜索輸出電流的最大值，再結(jié)合DPLL鎖定該頻率。配合PS-PWM可實(shí)現(xiàn)功率連續(xù)可調(diào)。該超聲波換能系統(tǒng)能夠有效的跟隨最大電流輸出頻率，即使頻率發(fā)生漂移系統(tǒng)仍能保持工作在最佳狀態(tài)，具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
標(biāo)簽： 動(dòng)態(tài)匹配換能器 超聲波電源
上傳時(shí)間： 2022-06-18
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雙足步行機(jī)器人（Biped Walking Robot）是一種仿人機(jī)器人，是移動(dòng)式機(jī)器人領(lǐng)域中一類重要的仿生系統(tǒng)。雙足步行機(jī)器人作為一種移動(dòng)式機(jī)器人，它與輪式，履帶式機(jī)器人相比有許多優(yōu)點(diǎn)與優(yōu)越性。由于雙足步行機(jī)器人的行走具有獨(dú)特的適應(yīng)性和擬人性，其行走控制成為當(dāng)今研究的熱點(diǎn)。步行運(yùn)動(dòng)模式與運(yùn)動(dòng)控制是影響雙足步行機(jī)器人技術(shù)進(jìn)步的重要問題，也是雙足步行機(jī)器人成功而有效地實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定步行的理論基礎(chǔ)和技術(shù)關(guān)鍵。本文針對(duì)雙足步行機(jī)器人步行模式生成與步行控制相關(guān)問題進(jìn)行了研究，并在虛擬現(xiàn)實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人以給定步行模式的行走。取得的主要科研成果有：第一：基于平面倒立擺線性模型的雙足步行機(jī)器人步行運(yùn)動(dòng)模式生成。本文對(duì)雙足步行機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行了簡化，采用平面倒立擺的線性化模型作為雙足步行機(jī)器人步行模式生成的簡化模型。設(shè)計(jì)了基于倒立擺線性化模型步行模式生成算法，對(duì)雙足步行機(jī)器人前向行走，側(cè)向行走與拐彎行走的腰部重心位置軌跡與速度軌跡進(jìn)行了規(guī)劃。對(duì)于雙足步行具有雙腳作支撐期的特點(diǎn)，本文采用了七次多項(xiàng)式插值，分兩階段對(duì)具有雙腳支撐期的步行運(yùn)動(dòng)的腰部運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)了期望的運(yùn)動(dòng)模式。第二：基于小腦模型控制器的雙足步行機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)控制系統(tǒng)。本文針對(duì)雙足步行機(jī)器人腿部逆模型求解問題，提出一種基于小腦模型連接控制網(wǎng)絡(luò)CMAC（Cerebellar Model Articulation Controller）的機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)控制方法。機(jī)器人腿部正運(yùn)動(dòng)學(xué)模型采用Denavit-Hartenberg方法進(jìn)行建模，在建立雙足步行機(jī)器人正運(yùn)動(dòng)學(xué)模型基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于CMAC的控制系統(tǒng)。系統(tǒng)采用兩個(gè)CMAC直接控制機(jī)器人的腿部運(yùn)動(dòng)。兩個(gè)CMAC逆模型控制器分別逼近步行機(jī)器人支撐腿與擺動(dòng)腿的逆模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)腰部運(yùn)動(dòng)軌跡的跟蹤控制。第三：基于虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的雙足步行機(jī)器人行走控制實(shí)驗(yàn)。
標(biāo)簽： 雙足步行機(jī)器人系統(tǒng) 運(yùn)動(dòng)控制
上傳時(shí)間： 2022-06-19
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首先，本文分析了雙足機(jī)器人動(dòng)態(tài)步行過程的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征。即分析雙足步行機(jī)器人連桿的位置和姿態(tài)與各個(gè)關(guān)節(jié)角之間的關(guān)系。包含雙足機(jī)器人動(dòng)態(tài)步行的正運(yùn)動(dòng)學(xué)與逆運(yùn)動(dòng)學(xué)特性。其中，針對(duì)雙足步行機(jī)器人的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問題，使用了解析法與數(shù)值法進(jìn)行求解，并對(duì)上述兩種方法進(jìn)行了對(duì)比。其次，在針對(duì)雙足機(jī)器人動(dòng)態(tài)步行過程運(yùn)動(dòng)學(xué)特性的分析基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出雙足步行機(jī)器人零力矩點(diǎn)（ZMP）的計(jì)算公式，該公式稱為ZMP基本方程。ZMP基本方程描述了機(jī)器人ZMP與機(jī)器人質(zhì)心之間的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，使用拉格朗日方法建立了雙足步行機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)模型，其中包括單腳支撐階段與雙腳支撐階段的動(dòng)力學(xué)模型。為了方便得到雙足步行機(jī)器人的步行模式，使用桌子——小車模型模擬機(jī)器人動(dòng)態(tài)步行。使用該等效模型與2MP基本方程，本文設(shè)計(jì)了基于ZMP的雙足機(jī)器人動(dòng)態(tài)步行模式生成算法。生成步行模式之后，將機(jī)器人關(guān)節(jié)角時(shí)間序列帶入機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算，可以得到關(guān)節(jié)力矩時(shí)間序列。關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器按照力矩時(shí)間序列控制關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)步行。但是，考慮到數(shù)值計(jì)算等因素導(dǎo)致的誤差累計(jì)，本文同時(shí)基于桌子—一小車模型設(shè)計(jì)了動(dòng)態(tài)步行穩(wěn)定控制器，該控制器的作用是通過修正期望ZMP軌跡調(diào)節(jié)機(jī)器人軀干的傾斜角度。最后，基于本文所設(shè)計(jì)的雙足步行機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問題求解算法、動(dòng)態(tài)步行模式生成算法與步行穩(wěn)定控制器所組成的控制系統(tǒng)，采用開放源代碼動(dòng)力學(xué)引擎0pen Dynamic Engine 進(jìn)行仿真驗(yàn)證。首先在三維虛擬環(huán)境中建立了雙足步行機(jī)器人虛擬樣機(jī)模型，其次設(shè)計(jì)了零重力環(huán)境下剛體運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)與雙足動(dòng)態(tài)步行實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證了本文針對(duì)雙足步行機(jī)器人動(dòng)態(tài)步行所設(shè)計(jì)的控制方法的有效性。
標(biāo)簽： 機(jī)器人 動(dòng)態(tài)步行控制
上傳時(shí)間： 2022-06-19
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電力電子技術(shù)包括功率半導(dǎo)體器件與1C技術(shù)、功率變換技術(shù)及控制技術(shù)等幾個(gè)方面，其中電力電子器件是電力電子技術(shù)的重要基礎(chǔ)，也是電力電子技術(shù)發(fā)展的“龍頭"。從1958年美國通用電氣（GE）公司研制出世界上第一個(gè)工業(yè)用普通晶閘管開始，電能的變換和控制從旋轉(zhuǎn)的變流機(jī)組和靜止的離子變流器進(jìn)入由電力電子器件構(gòu)成的變流器時(shí)代，這標(biāo)志著電力電子技術(shù)的誕生。到了70年代，晶閘管開始形成由低壓小電流到高壓大電流的系列產(chǎn)品。同時(shí)，非對(duì)稱晶閘管、逆導(dǎo)晶閘管、雙向品閘管、光控晶閘管等品閘管派生器件相繼問世，廣泛應(yīng)用于各種變流裝置。由于它們具有體積小、重量輕、功耗小、效率高、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，其研制及應(yīng)用得到了飛速發(fā)展。由于普通晶閘管不能自關(guān)斷，屬于半控型器件，因而被稱作第一代電力電子器件。在實(shí)際需要的推動(dòng)下，隨著理論研究和工藝水平的不斷提高，電力電子器件在容量和類型等方面得到了很大發(fā)展，先后出現(xiàn)了GTR，GTO、功率MOSET等自關(guān)斷、全控型器件，被稱為第二代電力電子器件。近年來，電力電子器件正朝著復(fù)合化、模塊化及功率集成的方向發(fā)展，如IGPT，MCT，HVIC等就是這種發(fā)展的產(chǎn)物
標(biāo)簽： igbt 驅(qū)動(dòng)電路
上傳時(shí)間： 2022-06-19
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摘要：對(duì)幾種三相逆變器中常用的IGBT驅(qū)動(dòng)專用集成電路進(jìn)行了詳細(xì)的分析，對(duì)TLP250，EXB系列和M579系列進(jìn)行了深入的討論，給出了它們的電氣特性參數(shù)和內(nèi)部功能方框圖，還給出了它們的典型應(yīng)用電路。討論了它們的使用要點(diǎn)及注意事項(xiàng)，對(duì)每種驅(qū)動(dòng)芯片進(jìn)行了IGBT的驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，通過有關(guān)的波形驗(yàn)證了它們的特點(diǎn)，最后得出結(jié)論：IGBT驅(qū)動(dòng)集成電路的發(fā)展趨勢是集過流保護(hù)、驅(qū)動(dòng)信號(hào)放大功能、能夠外接電源且具有很強(qiáng)抗干擾能力等于一體的復(fù)合型電路。關(guān)鍵詞：絕緣柵雙極晶體管：集成電路；過流保護(hù)1前言電力電子變換技術(shù)的發(fā)展，使得各種各樣的電力電子器件得到了迅速的發(fā)展.20世紀(jì)80年代，為了給高電壓應(yīng)用環(huán)境提供一種高輸入阻抗的器件，有人提出了絕緣門極雙極型品體管（IGBT）[1].在IGBT中，用一個(gè)MoS門極區(qū)來控制寬基區(qū)的高電壓雙極型晶體管的電流傳輸，這藏產(chǎn)生了一種具有功率MOSFET的高輸入阻抗與雙極型器件優(yōu)越通態(tài)特性相結(jié)合的非常誘人的器件，它具有控制功率小、開關(guān)速度快和電流處理能力大、飽和壓降低等性能。在中小功率、低噪音和高性能的電源、逆變器、不間斷電源（UPS）和交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，它是日前最為常見的一種器件。
標(biāo)簽： 三相逆變器 igbt 驅(qū)動(dòng)電路
上傳時(shí)間： 2022-06-21
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1、弧焊逆變器的基本結(jié)構(gòu)1.1弧焊逆變器的基本原理采用逆變技術(shù)的裝置稱為逆變器，而用于電弧焊的逆變器則稱為弧焊逆變器。弧焊逆變器的基本原理方框圖如圖1-1所示。由圖可見，三相50Hz的交流網(wǎng)路電壓先經(jīng)輸入整流器整流和濾波，經(jīng)過大功率開關(guān)電子元件的交替開關(guān)作用，變成幾百赫茲到幾十千赫茲的高頻電壓，經(jīng)高頻變壓器降至適合焊按的電壓，再用輸出整流器整流并經(jīng)電抗器濾波，則可將中頻交流變?yōu)橹绷鬏敵?。在弧焊逆變器中可采用如下兩種模式："AC-DC-AC"或"AC-DC-AC-DC"，根據(jù)不同弧爐工藝的需要，通過電子控制電路和電弧電壓、電流反饋，弧焊逆變器即可獲得各種不同的輸出特性。1，2逆變技術(shù)和微機(jī)技術(shù)在弧焊電源中的應(yīng)用逆變電源運(yùn)用先進(jìn)的功率電了器件和高頻逆變技術(shù)，比傳統(tǒng)的工頻整流電源的材料減少80%～90%，節(jié)能20%~30%，動(dòng)態(tài)反應(yīng)速度提高2-3個(gè)數(shù)量級(jí)。這種“明天的電源”正在以極高的速度變成今天的電源，并且隨著功率開關(guān)元器件、微電子技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，不斷研究開發(fā)出新的技術(shù)成果和新產(chǎn)品，使得逆變電源向著高頻化、輕量化、模塊化、智能化和大容量化方向發(fā)展。
上傳時(shí)間： 2022-06-21
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本書著眼于現(xiàn)代永磁同步電機(jī)控制原理分析及 MATLAB 仿真應(yīng)用，系統(tǒng)地介紹了永磁同步電機(jī)控 制 系統(tǒng)的基本理論、基本方法和應(yīng)用技術(shù) 。全 書分為 3 部分共 10 章，主要內(nèi)容包括 三 相永磁同步電 機(jī) 的數(shù)學(xué)建模及矢量控制技術(shù)、 三 相電壓源逆變器 PWM 技術(shù)、 三 相永磁同步電機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制、 三 相永磁同步電機(jī)的無傳感器控制技術(shù)、六相永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)建模及矢量控制技術(shù)、六相電壓源逆變器 PWM 技術(shù)和五相永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)建模及矢量控制技術(shù)等。每種控制技術(shù)都通過了 MATLAB 仿真建模并進(jìn)行了仿真分析 。 本書各部分既有聯(lián)系又相互獨(dú)立，讀者可 根據(jù)自己的需要選擇學(xué)習(xí) 。本書可作為從事電氣傳動(dòng)自動(dòng)化、永磁同步電機(jī)控制、電力電子技術(shù)的工程技術(shù)人員的參考書，也可作為大專院校相關(guān)專業(yè)的教師、研究生和高年級(jí)本科生的參考書 。
標(biāo)簽： 永磁同步電機(jī)控制 matlab
上傳時(shí)間： 2022-06-21
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本文圍繞光伏離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的高效率發(fā)電技術(shù)和逆變控制技術(shù)進(jìn)行了研究，主要內(nèi)容如下：（1）研究了單相全橋光伏離網(wǎng)逆變器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，詳細(xì)分析了全橋逆變電路的工作原理。研究了面積中心等效SPWM控制算法及電壓電流雙閉環(huán)PI控制算法，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)逆變器的穩(wěn)壓控制。（2）重點(diǎn)研究了光伏陣列的輸出特性、最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）控制算法和蓄電池充電特性。在對(duì)比分析幾種常見MPPT控制算法的基礎(chǔ)上，提出了一種改進(jìn)型變步長擾動(dòng)觀察的MPPT控制方法，同時(shí)介紹了幾種實(shí)現(xiàn)MPPT算法的常用DCIDC變換電路，對(duì)Boost變換電路的原理進(jìn)行了分析，并基于Boost電路建立了改進(jìn)型變步長擾動(dòng)觀察法MPPT控制系統(tǒng)的Matlab/Simulink仿真模型，仿真結(jié)果表明改進(jìn)型變步長擾動(dòng)觀察的MPPT算法能有效地跟蹤太陽能光伏系統(tǒng)的最大功率點(diǎn)，提高了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能；設(shè)計(jì)了帶MPPT和恒壓充電功能的光伏充電控制器，有效地提高了光伏陣列的利用率并實(shí)現(xiàn)了蓄電池充電控制的優(yōu)化。（3）給出了20KW光伏離網(wǎng)逆變器的主電路元件參數(shù)及部分硬件電路的原理圖設(shè)計(jì)。（4）給出了詳細(xì)的軟件控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案和各功能子模塊的軟件流程圖.重點(diǎn)闡述了帶死區(qū)補(bǔ)償?shù)腄SPWM控制信號(hào)、穩(wěn)壓控制及信號(hào)檢測的軟件實(shí)現(xiàn)方法。
上傳時(shí)間： 2022-06-21
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