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(lái)越突出。為解決IPv4網(wǎng)絡(luò)存在的各種問(wèn)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(guò)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(wú)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(kāi)來(lái)，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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目前，國(guó)內(nèi)礦井的排水系統(tǒng)多采用傳統(tǒng)的人工監(jiān)測(cè)、繼電器控制的方法。傳統(tǒng)方法設(shè)備運(yùn)行的自動(dòng)化程度低、可靠性較差、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、應(yīng)急能力不足，存在一定的安全隱患，不適應(yīng)數(shù)字化礦井發(fā)展的需要。本課題設(shè)計(jì)的自動(dòng)排水系統(tǒng)采用嵌入式微控制器作為就地控制系統(tǒng)與上位機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控相結(jié)合的方式，提高了工作的可靠性和穩(wěn)定性，具有運(yùn)行成本低、調(diào)試方便等特點(diǎn)。 本文首先根據(jù)某礦井下排水的實(shí)際情況，對(duì)各種排水形式和相關(guān)設(shè)備進(jìn)行了分析和比較，選擇其中一種典型的排水系統(tǒng)形式作為模型。根據(jù)井下排水系統(tǒng)的運(yùn)行原理展開(kāi)研究和論證，制定了井下水位監(jiān)控和水泵啟動(dòng)方案。在綜合自動(dòng)控制的相關(guān)理論和傳感器應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)上分析了排水系統(tǒng)中需要監(jiān)控的、能夠反映排水系統(tǒng)工作特征的關(guān)鍵參數(shù)，并提出了這些參數(shù)的監(jiān)測(cè)方法和這些方法的可行性。 全面分析了目前常用的微處理器和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，詳細(xì)研究了ARM和μC/OS-Ⅱ的性能和特點(diǎn)，充分利用ARM微處理器高性能、低功耗、低成本的優(yōu)勢(shì)，以及μC/OS-Ⅱ可移植性好、開(kāi)發(fā)成本低的優(yōu)點(diǎn)。選用以ARM7TDMI-S為CPU的LPC2220芯片作為就地控制系統(tǒng)，選用μc/OS-Ⅱ?yàn)閷?shí)時(shí)操作系統(tǒng)。并根據(jù)排水系統(tǒng)工作方案和要求設(shè)計(jì)了系統(tǒng)和接口硬件電路，完成了系統(tǒng)運(yùn)行程序代碼的編寫。 應(yīng)煤礦信息化發(fā)展趨勢(shì)的要求，選用LabVIEW作為上位機(jī)監(jiān)控軟件，以串行通訊協(xié)議與井下就地控制系統(tǒng)組成遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。從而實(shí)現(xiàn)工作人員能夠在地面監(jiān)控室輕松了解到井下水倉(cāng)水位、各排水設(shè)備工作狀態(tài)等信息，實(shí)現(xiàn)了排水系統(tǒng)運(yùn)行的“避峰就谷”和水泵房的無(wú)人化值守。此項(xiàng)研究對(duì)礦井的安全生產(chǎn)、節(jié)能降耗和數(shù)字化建設(shè)等工作具有一定參考價(jià)值。
標(biāo)簽： ARM 自動(dòng) 排水 監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-06-04
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在能源消耗日益增長(zhǎng)、環(huán)境污染日漸嚴(yán)重的今天,在當(dāng)今對(duì)可再生能源的開(kāi)發(fā)利用中,風(fēng)能由于其突出的優(yōu)點(diǎn)而成為世界各國(guó)普遍重視的能源,風(fēng)力發(fā)電技術(shù)也成為各國(guó)學(xué)者競(jìng)相研究的熱點(diǎn).而其中變速恒頻風(fēng)力發(fā)電技術(shù)因其高效性和實(shí)用性正受到越來(lái)越多的重視.無(wú)刷雙饋電機(jī)是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固可靠、異同步通用的電機(jī),可在無(wú)刷情況下實(shí)現(xiàn)雙饋.它具有功率因數(shù)可調(diào)、高效率的特點(diǎn),比較適用于變速恒頻恒壓發(fā)電系統(tǒng)中.該文在傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電的基礎(chǔ)上,致力于研究變速恒頻風(fēng)力發(fā)電技術(shù),以作為變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)用的籠型轉(zhuǎn)子型式的無(wú)刷雙饋電機(jī)為主要研究對(duì)象,進(jìn)行了深入的研究,主要包括以下幾方面:1.對(duì)國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電研究現(xiàn)狀作了較為全面的綜述,介紹了無(wú)刷雙饋電機(jī)發(fā)展概況和國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀.2.研究了無(wú)刷雙饋電機(jī)的原型及發(fā)展,基本結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理,電磁設(shè)計(jì)特點(diǎn).解釋了將無(wú)刷雙饋電機(jī)應(yīng)用于變速恒頻風(fēng)力發(fā)電的可行性和優(yōu)越性.探討了無(wú)刷雙饋電機(jī)的特性.3.首次推導(dǎo)了適用于變速恒頻風(fēng)力發(fā)電無(wú)刷雙饋電機(jī)的功率控制數(shù)學(xué)模型提出無(wú)刷雙饋電機(jī)變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的功率控制策略.通過(guò)仿真分析驗(yàn)證了模型和控制策略的正確性.4.研究了無(wú)刷雙饋電機(jī)作變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)的定子功率繞組磁鏈定向矢量控制策略.5.在總結(jié)無(wú)刷雙饋電機(jī)傳統(tǒng)各種控制策略的基礎(chǔ)上,探討了智能控制在無(wú)刷雙饋電機(jī)的應(yīng)用.通過(guò)仿真分析驗(yàn)證了模糊功率因數(shù)控制策略的正確性.
上傳時(shí)間： 2013-06-24
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隨著生物工程及醫(yī)學(xué)影像學(xué)的發(fā)展，磁共振成像在醫(yī)學(xué)診斷學(xué)方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的角色。磁場(chǎng)的均勻性是大型醫(yī)療設(shè)備——核磁共振(MRI)成像的理論基礎(chǔ)，是評(píng)價(jià)該設(shè)備的一個(gè)重要的技術(shù)參數(shù)，磁場(chǎng)的均勻性分析也是電磁場(chǎng)理論分析的一個(gè)重要方向。良好、穩(wěn)定的磁場(chǎng)均勻性對(duì)核磁共振圖像的信噪比(SNR)的提高有重要的意義，同時(shí)也是飽和壓脂序列實(shí)現(xiàn)的唯一條件。 該課題的主要內(nèi)容是在介紹磁共振成像原理與磁共振超導(dǎo)磁體的超導(dǎo)勻場(chǎng)線圈的形狀及位置的基礎(chǔ)上，分析各個(gè)線圈中電流的大小與空間某點(diǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系。同時(shí)借鑒磁共振成像原理，設(shè)計(jì)輔助測(cè)量水膜，對(duì)空間某一特定半徑的球體腔內(nèi)各點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行自動(dòng)化測(cè)量。在當(dāng)前使用的被動(dòng)式勻場(chǎng)的基礎(chǔ)上，利用分析軟件，對(duì)線圈的選擇及電流的大小進(jìn)行計(jì)算與優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明效果良好，磁場(chǎng)均勻度有很大的改善。 采用的主要方法是利用磁共振成像原理及傅里葉轉(zhuǎn)化技術(shù)去設(shè)計(jì)一種精確、方便、快捷的勻場(chǎng)方法。通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬及有限元分析的方法進(jìn)行計(jì)算、優(yōu)化，最終得到理想的磁場(chǎng)均勻度。 良好的磁場(chǎng)均勻性是磁共振成像的基礎(chǔ)，是飽和壓脂序列(FATSAT)、平面回波成像(EPI)、彌散成像、頻譜分析等一系列近幾年新出現(xiàn)的先進(jìn)序列實(shí)現(xiàn)的前提條件。從而為臨床醫(yī)學(xué)提供了一種先進(jìn)的檢查手段，為疾病診治的及時(shí)性、準(zhǔn)確性、可靠性及病灶確切位置的判斷都提供了基礎(chǔ)。 該文所介紹的磁場(chǎng)均勻性測(cè)量、分析方法以及在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的勻場(chǎng)計(jì)算分析軟件已在多臺(tái)磁共振安裝調(diào)試過(guò)程中得到應(yīng)用，達(dá)到了預(yù)期的目的，能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的要求。該方法對(duì)于今后超導(dǎo)磁體磁共振的磁場(chǎng)均勻性調(diào)試，及在醫(yī)學(xué)影像學(xué)方面的發(fā)展有很好的應(yīng)用價(jià)值。該項(xiàng)技術(shù)在該領(lǐng)域的推廣必然會(huì)提高磁場(chǎng)均勻性的精度，推動(dòng)醫(yī)學(xué)影像學(xué)及臨床診斷學(xué)的發(fā)展。并能帶來(lái)良好的社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益，具有關(guān)闊的應(yīng)用前景。
標(biāo)簽： 磁共振 超導(dǎo)磁體 磁場(chǎng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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磁通反向電機(jī)(FRM)是一種新型的雙凸極永磁(DSPM)電機(jī),它把高磁能的永磁體放在定子極的表面,永磁體易于安裝.隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),FRM定子繞組所交鏈的永磁磁通改變極性,這意味著比磁通脈振產(chǎn)生更大的磁通變化.由于FRM的繞組利用率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小及適于高速運(yùn)轉(zhuǎn)等優(yōu)點(diǎn),可廣泛應(yīng)用于汽車制造業(yè)、航空航天等工業(yè)領(lǐng)域.本文將從模型建立、分析方法、性能分析等方面對(duì)該電機(jī)進(jìn)行深入研究.首先,為了解FRM基本理論和掌握其基本規(guī)律,寫出FRM的基本方程式;由于電機(jī)的雙凸極結(jié)構(gòu)以及飽和和非線性的影響,整個(gè)系統(tǒng)為一強(qiáng)非線性系統(tǒng).對(duì)該電機(jī)作適當(dāng)簡(jiǎn)化,建立其線性數(shù)學(xué)模型,這樣有利于對(duì)FRM的定性分析,弄清其內(nèi)部的基本電磁關(guān)系和基本特性.討論了繞組電感、繞組磁鏈、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及繞組電流、電磁轉(zhuǎn)矩等靜態(tài)特性,推導(dǎo)出FRM的功率密度計(jì)算公式.其次,為準(zhǔn)確計(jì)算FRM性能,要考慮磁路飽和、鐵磁材料的非線性以及永磁磁場(chǎng)與電樞反應(yīng)磁場(chǎng)之間的相互影響等因素,要建立FRM的非線性模型,提出用變網(wǎng)絡(luò)等效磁路法進(jìn)行分析.具體方法是建立FRM的非線性變網(wǎng)絡(luò)等效磁路模型,推導(dǎo)等效磁路中各部分磁導(dǎo)的計(jì)算公式,用節(jié)點(diǎn)磁位法建立相應(yīng)的方程,通過(guò)求解該非線性等效磁路方程,得到磁路各部分的磁通分布,進(jìn)一步求得靜態(tài)特性,計(jì)算出電磁參數(shù).然后用FRM樣機(jī)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證理論分析的正確性.樣機(jī)的理論分析結(jié)果同實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較表明,本文所介紹的FRM變網(wǎng)絡(luò)等效磁路模型具有較好的精度及通用性,基于等效磁網(wǎng)絡(luò)模型的FRM電磁計(jì)算是可行的,計(jì)算結(jié)果是正確的.最后對(duì)磁通反向汽車發(fā)電機(jī)的功率密度進(jìn)行分析.導(dǎo)出了磁通反向汽車發(fā)電機(jī)功率密度的計(jì)算公式,分析了影響電機(jī)功率密度的因素,并與電勵(lì)磁汽車發(fā)電機(jī)進(jìn)行了比較.
標(biāo)簽： 磁通 反向電機(jī) 數(shù)學(xué)模型 性能分析
上傳時(shí)間： 2013-07-30
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永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)是一種性能優(yōu)越、應(yīng)用前景廣闊的電動(dòng)機(jī),傳統(tǒng)的理論分析及設(shè)計(jì)方法已比較成熟,它的進(jìn)一步推廣應(yīng)用,在很大程度上有賴于對(duì)控制策略的研究.該文提出了一套基于DSP的全數(shù)字無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)雙?？刂葡到y(tǒng),將模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分別引入到無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的控制中來(lái).充分利用模糊控制對(duì)參數(shù)變化不敏感,能夠提高系統(tǒng)的快速性的特點(diǎn),構(gòu)造適用于調(diào)節(jié)較大速度偏差的模糊調(diào)節(jié)器,加快系統(tǒng)的調(diào)節(jié)速度;由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)既具有非線性映射的能力,可逼近任何線性和非線性模型,又具有自學(xué)習(xí)、自收斂性,對(duì)被控對(duì)象無(wú)須精確建模,對(duì)參數(shù)變化有較強(qiáng)的魯棒性的特點(diǎn),構(gòu)造三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)器,來(lái)實(shí)現(xiàn)消除穩(wěn)態(tài)偏差的精確控制.以速度偏差率為判斷依據(jù),實(shí)現(xiàn)模糊和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)兩種控制模式的切換,使系統(tǒng)在不同速度偏差段快速調(diào)整、平滑運(yùn)行.此外充分利用系統(tǒng)硬件構(gòu)成的特點(diǎn),采用適當(dāng)?shù)腜WM輸出切換策略,最大限度的抑制逆變橋換相死區(qū);通過(guò)換相瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩公式推導(dǎo)和分析,得出在換相過(guò)程中保持導(dǎo)通相功率器件為恒通,即令PWM輸出占空比D=1,來(lái)抑制定子電感對(duì)換相電流影響的控制策略.上述抑制換相死區(qū)和采用恒通電壓的控制方法,減小了換相引起的轉(zhuǎn)矩波動(dòng),使系統(tǒng)電流保持平滑、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大幅度減小、系統(tǒng)響應(yīng)更快、并具有較強(qiáng)的魯棒性和實(shí)時(shí)性.在這種設(shè)計(jì)下,系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)更精確的定位和更準(zhǔn)確的速度調(diào)節(jié),而且可以使無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期工作在低速、大轉(zhuǎn)矩、頻繁起動(dòng)的狀態(tài)下.該文選用TMS320LF2407作為微控制器,將系統(tǒng)的參數(shù)自調(diào)整模糊控制算法,BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法以及PWM輸出,轉(zhuǎn)子位置、速度、相電流檢測(cè)計(jì)算等功能模塊編程存儲(chǔ)于DSP的E2PROM,實(shí)現(xiàn)了對(duì)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的全數(shù)字實(shí)時(shí)控制,并得到了良好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的結(jié)果.
標(biāo)簽： DSP 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)矩
上傳時(shí)間： 2013-06-01
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開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)(SwitchedReluctanceMotor，SRM)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、效率高和成本較低等優(yōu)點(diǎn)，在很多領(lǐng)域都顯示出強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力，但是位置傳感器的存在不僅削弱了SRM結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，而且降低了系統(tǒng)高速運(yùn)行的可靠性，增加了成本，探索實(shí)用的無(wú)位置傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置的方案成為開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(SwitchedReluctanceMotorDrive，SRD)研究的熱點(diǎn)。SRM高度非線性的電磁特性決定了在精確的數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)無(wú)位置傳感器控制十分困難，而人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)為解決這個(gè)問(wèn)題提供了新的思路。徑向基函數(shù)(RadialBasisFunction，RBF)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種映射能力極強(qiáng)的前向型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，具有收斂速度快、全局逼近能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。本文提出一種利用自適應(yīng)RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)SRM進(jìn)行控制的新方法，所采用的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以電機(jī)繞組的相電流、磁鏈作為輸入，轉(zhuǎn)子位置作為輸出，通過(guò)離線和在線相結(jié)合的方法對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，建立SRM電流、磁鏈與轉(zhuǎn)子位置之間的非線性映射，從而實(shí)現(xiàn)SRM的無(wú)位置傳感器控制。 常規(guī)的PID控制以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、易于工程實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)至今仍被廣泛采用。在系統(tǒng)模型參數(shù)變化不大的情況下，PID控制效果良好，但當(dāng)被控對(duì)象具有高度非線性和不確定性時(shí)，僅靠PID調(diào)節(jié)效果不好。對(duì)于SRM，它的電磁關(guān)系高度非線性，固定參數(shù)的PID調(diào)節(jié)器無(wú)法得到很理想的控制性能指標(biāo)。論文提出了一種基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在線辨識(shí)的SRM單神經(jīng)元PID自適應(yīng)控制新方法。該方法針對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的非線性，利用具有自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力的單神經(jīng)元來(lái)構(gòu)成開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的單神經(jīng)元自適應(yīng)控制器，不但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且能適應(yīng)環(huán)境變化，具有較強(qiáng)的魯棒性。同時(shí)構(gòu)造了一個(gè)RBF網(wǎng)絡(luò)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行在線辨識(shí)，建立其在線參考模型，由單神經(jīng)元控制器完成控制器參數(shù)的自學(xué)習(xí)，從而實(shí)現(xiàn)控制器參數(shù)的在線調(diào)整，能取得更好的控制效果。 仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，自適應(yīng)RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)的準(zhǔn)確換相，從而實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的無(wú)位置傳感器控制；基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在線辨識(shí)的單神經(jīng)元自適應(yīng)控制能夠達(dá)到在線辨識(shí)在線控制的目的，控制精度高，動(dòng)態(tài)特性好，具有較好的自適應(yīng)性和魯棒性。
標(biāo)簽： RBF PID 控制 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
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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在交流伺服系統(tǒng)中,永磁同步電動(dòng)機(jī)(PMSM)作為執(zhí)行元件具有高效、節(jié)能、便于維修的特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服單元及機(jī)器人等需精確定位的裝置中.由于PMSM驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)受電機(jī)參數(shù)變化、外部負(fù)載擾動(dòng)、對(duì)象未建模和非線性動(dòng)態(tài)特性等不確定性的影響,因此,采用并發(fā)展先進(jìn)的控制技術(shù),不斷改善與提高位置伺服系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度、動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性及對(duì)系統(tǒng)參數(shù)變化的自適應(yīng)性和抗干擾性是一個(gè)必然趨勢(shì).該文對(duì)PMSM的控制機(jī)理和特性作了較為深入的分析;建立了PMSM的數(shù)學(xué)模型,并采用了id=0的矢量控制策略;對(duì)控制系統(tǒng)組成及控制方式作了分析和比較,在此基礎(chǔ)上建立了電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)的三閉環(huán)控制系統(tǒng),對(duì)作為反饋主回路的位置環(huán)采用了模糊CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法,該方法兼具模糊控制器的快速性和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)能力;構(gòu)建了針對(duì)PMSM位置伺服系統(tǒng)的模糊CMAC控制器結(jié)構(gòu)及其相應(yīng)的算法;利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)仿真工具(Matlab下的Simulink)對(duì)所提出的控制策略進(jìn)行了數(shù)字仿真和分析;仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文所提出的控制策略對(duì)PMSM位置伺服系統(tǒng)進(jìn)行控制具有良好的魯棒性能和快速性.該文首次提出將兼具快速性和自學(xué)習(xí)能力的模糊CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器應(yīng)用于PMSM位置伺服系統(tǒng)中,可以說(shuō)該文為發(fā)展高性能PMSM位置伺服系統(tǒng)提供了充分的技術(shù)資料,也為今后進(jìn)一步提高其性能提出了新的思路和方法.
標(biāo)簽： CMAC PMSM 模糊 位置伺服系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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無(wú)刷直流電機(jī)具有輸出轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速性能好、運(yùn)行可靠等一系列優(yōu)點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景，其傳統(tǒng)的理論分析及設(shè)計(jì)方法已經(jīng)比較成熟。它的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用，在很大程度上有賴于對(duì)其控制策略的研究。本文主要研究了無(wú)刷直流電機(jī)的速度控制問(wèn)題。 無(wú)刷直流電機(jī)是一種多變量和非線性的控制系統(tǒng)，傳統(tǒng)的控制方法很難滿足對(duì)它的精確控制。近代模糊控制理論在無(wú)刷直流電機(jī)的控制中得到了廣泛的應(yīng)用，提高了控制系統(tǒng)的性能。但是，在模糊控制器控制規(guī)則優(yōu)化和參數(shù)在線調(diào)整方面還存在著許多不足。針對(duì)這些問(wèn)題，本文提出了一種使用遺傳算法優(yōu)化的模糊控制器，并且應(yīng)用到無(wú)刷直流電機(jī)的控制中。系統(tǒng)采用雙閉環(huán)控制，內(nèi)環(huán)采用電流負(fù)反饋對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行調(diào)節(jié)；外環(huán)應(yīng)用模糊控制器進(jìn)行速度控制，通過(guò)遺傳算法離線優(yōu)化模糊控制規(guī)則和在線調(diào)節(jié)模糊控制器的參數(shù)以提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。同時(shí)本文使用Matlab和電機(jī)仿真軟件VisSim對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)的速度控制進(jìn)行了軟件仿真。 數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)是一種高速的信號(hào)處理芯片，近幾年在電機(jī)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本文以TI公司的TMS320LF2407控制器為基礎(chǔ)，介紹了DSP在無(wú)刷直流電機(jī)控制中常用的應(yīng)用技術(shù)。同時(shí)為了降低系統(tǒng)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，提高控制系統(tǒng)的可靠性以及軟件開(kāi)發(fā)的快速性，本文將嵌入式操作系統(tǒng)移植到DSP中，并在該操作平臺(tái)上開(kāi)發(fā)出高效的控制算法。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，通過(guò)遺傳算法優(yōu)化的模糊控制器對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)模型的不確定性和負(fù)載變化具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和魯棒性，而且控制系統(tǒng)具有較好的動(dòng)態(tài)性能。
標(biāo)簽： 模糊遺傳算法 無(wú)刷直流電機(jī) 速度控制
上傳時(shí)間： 2013-06-12
上傳用戶：h886166
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