永磁同步电机(PMSM)因其无需励磁电流、运行效率和功率密度高,在交流调速系统中被广泛的应用,但PMSM高性能的矢量控制需要精确的转子位置和速度信号来实现磁场定向。在传统控制中,一般采用机械式传感器来检测转子位置和转速,但是机械式传感器存在诸如成本高、可靠性低、不易维护等问题,使得无速度/位置传感器控制技术成为永磁同步电机控制中的热点问题。虽然目前已有较多的研究成果,但是所采用的方法大多是基于电机基波方程的分析,一般不适用于低速甚至零速,并且对电机参数较为敏感,鲁棒性差。本文正是为了解决这个问题,而采用高频信号注入法实现转子位置估算,这种方法适合于低速甚至零速,对电机参数的变化不敏感,鲁棒性强。主要做了如下的工作: 首先详细介绍了永磁同步电机三种基本结构,在建立了旋转坐标系下永磁同步电机数学模型的基础上叙述了其矢量控制原理,分析了各种现有的永磁同步电机无速度/位置传感器控制策略;其次在永磁同步电机矢量控制的基础上详细讨论了旋转高频电压信号注入法与脉振高频电压信号注入法提取转子位置的基本原理,并在此基础上利用MATLAB/SIMULINK仿真工具建立了整个永磁同步电机无速度/位置传感器矢量控制系统的模型,进行了仿真研究,仿真结果验证了控制算法的正确性。最后利用TI公司推出的数字信号处理器DSP芯片TMS320F2812,实现了基于脉振高频信号注入法的永磁同步电机无速度/位置传感器的实验运行,实验结果验证了这种方法适合于低速运行,对电机参数的变化不敏感,鲁棒性强。
上传时间: 2013-06-06
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混合动力汽车作为解决汽车节能、降低排放的汽车工业新技术,具有低污染和低油耗的特点,尤其在油价日益攀高的今天,成为国内外汽车发展的新热点。驱动控制器作为混合动力汽车中的主要部件,在混合动力汽车中起到至关重要的作用,对其进行研究具有重要的理论和现实意义。 本文首先比较了常见的几种电动汽车的性能,概括了混合动力汽车的优点,介绍了混合动力汽车发电机/电动机一体化技术的发展现状;其次探讨了几种常用交流电动机的性能优劣。由于永磁同步电机具有高效、高功率密度以及良好的调速性能,因此该电机成为本课题混合动力汽车传动中所使用的电机,论文建立了永磁电动机的数学模型,分析了矢量控制原理;在矢量控制原理的基础上,设计出了基于TMS320F2812的永磁同步电机矢量控制系统的硬件结构,详细阐述了旋转变压器及其解码芯片在系统中的角度和速度的检测原理以及系统中其他重要的单元。设计了系统的软件结构,详细阐述了关键子程序如电流采集、位置检测程序和SVPWM产生子程序:使用UG软件设计出控制器的壳体。最后进行了实验研究,给出SVPWM波形、相电流波形,进行了全文总结,提出了下一步工作的建议。
上传时间: 2013-05-21
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由于永磁无刷直流电机既具备交流电机结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点,又兼有普通有刷直流电机调速特性好、运行效率高的优点,因此它在当今国民经济各个领域得到了越来越广泛的应用。本文对基于DSP的无刷直流电机控制系统进行了设计和研究。 本论文首先回顾了无刷直流电机的产生、发展历程,介绍了目前的热点研究方向和最新研究成果。 第二章对无刷直流电机的组成环节、结构、工作原理、运行特性进行了分析,并且建立了无刷直流电机的数学模型,对其控制方法进行了讨论。同时,DSP控制器由于其高速的处理能力和丰富的片上资源,已经广泛的应用于电机控制领域。 第三章介绍了TI的高性能DSP芯片 TMS320LF2407A的结构和性能,提出了基于 TMS320LF2407A 的 BLDCM 的控制方案,并且对系统的相关环节进行了讨论和分析。 第四、五两章分别完成了硬件和软件的设计。此系统是基于PWM技术和PID算法的双闭环控制系统。硬件电路包括了控制电路、主电路、检测电路、保护电路几个部分;软件采用模块化的编程思想,编制了各程序模块的控制流程图,并论述了其实现方面的若干问题。 第六章给出了系统的仿真实验结果及分析。 第七章对全文内容进行了总结,并对无刷直流电机控制系统提出了展望。
上传时间: 2013-04-24
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在现代交流伺服系统中,矢量控制原理以及空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)技术使得交流电机能够获得和直流电机相媲美的性能。永磁同步电机(PMSM)是一个复杂耦合的非线性系统。本文在Matlab/Simulink环境下,通过对PMSM本体、d/q坐标系向a/b/c坐标系转换等模块的建立与组合,构建了永磁同步电机控制系统仿真模型。仿真结果证明了该系统模型的有效性。
标签: MatlabSimulink PMSM 永磁同步电机
上传时间: 2013-04-24
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开关磁阻电机驱动系统(SRD)是一种新型交流驱动系统,以结构简单、坚固耐用、成本低廉、控制参数多、控制方法灵活、可得到各种所需的机械特性,而备受瞩目,应用日益广泛.并且SRD在宽广的调速范围内均具有较高的效率,这一点是其它调速系统所不可比拟的.但开关磁阻电机(SRM)的振动与噪声比较大,这影响了SRD在许多领域的应用.本文针对上述问题进行了研究,提出了一种新型齿极结构,可有效降低开关磁阻电机的振动与噪声.通过电磁场有限元计算可看出,在新型齿极结构下,导致开关磁阻电机振动与噪声的径向力大为减小,尤其是当转子极相对定子极位于关断位置时,径向力大幅度地减小,并改善了径向力沿定子圆周的分布,使其波动减小,从而减小了定子铁心的变形与振动,进而降低了开关磁阻电机的噪声.静态转矩因转子极开槽也略微减小,但对电机的效率影响不大.开关磁阻电机因磁路的饱和导致参数的非线性,又因在不同控制方式下是变结构的.这使得开关磁阻电机的控制非常困难.经典的线性控制方法如PI、PID等方法用于开关磁阻电机的控制,效果不好.其它的控制方法如滑模变结构控制、状态空间控制方法等可取得较好的控制效果但大都比较复杂,实现起来比较困难.而智能控制方法如模糊控制本身为一种非线性控制方法,对于非线性、变结构、时变的被控对象均可取得较好的控制效果且不需知道被控对象的数学模型,这对于很难精确建模的开关磁阻电机来说尤其适用.同时,模糊控制实现比较容易.但对于变参数、变结构的开关磁阻电机来说固定参数的模糊控制在不同条件下其控制效果难以达到最优.为取得最优的控制效果,该文采用带修正因子的自组织模糊控制器,采用单纯形加速优化算法通过在线调整参数,达到了较好的控制效果.仿真结果证明了这一点.
上传时间: 2013-05-16
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作为交流异步电机控制的一种方式,矢量控制技术已成为高性能变频调速系统的首选方案。矢量控制系统中,磁链的观测精度直接影响到系统控制性能的好坏。在转子磁链定向的矢量控制系统中,转矩电流和励磁电流能得到完全解耦[1]。一般而言,转子磁链观测有两种方法:电流模型法和电压模型法。磁链的电流模型观测法中需要电机转子时间常数,而转子时间常数易受温度和磁饱和影响。为克服这些缺点,需要对电机的转子参数进行实时观测,但这样将使得系统更加的复杂。磁链的电压模型观测法中不含转子参数,受电机参数变化的影响较小。矢量控制计算量大,要求具有一定的实时性,从而对控制芯片的运算速度提出了更高的要求。 本文介绍了一种异步电机矢量控制系统的设计方法,采用了电压模型观测器[2]对转子磁链进行估计,针对积分环节的误差积累和直流漂移问题,采用了一种带饱和反馈环节的积分器[3]来代替电压模型观测器中的纯积分环节。整个算法在tms320f2812 dsp芯片上实现,运算速度快,保证了系统具有很好的实时性。
上传时间: 2013-04-24
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步进电机是将电脉冲信号变换成角位移或直线位移的执行部件。步进电机可以直接用数字信号驱动,使用非常方便。一般电动机都是连续转动的,而步进电动机则有定位和运转两种基本状态,当有脉冲输入时步进电动机一步一步地转动,每给它一个脉冲信号,它就转过一定的角度。步进电动机的角位移量和输入脉冲的个数严格成正比,在时间上与输入脉冲同步,因此只要控制输入脉冲的数量、频率及电动机绕组通电的相序,便可获得所需的转角、转速及转动方向。在没有脉冲输入时,在绕组电源的激励下气隙磁场能使转子保持原有位置处于定位状态。因此非常适合于单片机控制。步进电机还具有快速启动、精确步进和定位等特点,因而在数控机床,绘图仪,打印机以及光学仪器中得到广泛的应用。步进电动机已成为除直流电动机和交流电动机以外的第三类电动机。传统电动机作为机电能量转换装置,在人类的生产和生活进入电气化过程中起着关键的作用。步进电机可以作为一种控制用的特种电机,利用其没有积累误差(精度为100%)的特点,广泛应用于各种开环控制。
上传时间: 2013-04-24
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目前见到的许多关于直流电机的测速与控制类文献中,以研究无刷直流电机较多,采用PID算法,PWM调速的居多。这些文献所采用的控制器一般都是Motorola公司的MC33035,MICROLlinear公司的ML4425/4428,诸如Infineon的嵌入式单片机C504或采用通用的PWM芯片如SG3524、TL494等。采用这些ASIC芯片,虽然能实现直流电机的无级调速,但还存在一些问题,如无法与计算机直接接口,许多较为复杂的控制算法无法在不增加硬件成本的情况下实现,控制器的人机界面不理想。总的来讲,控制器的智能化程度不高,可移植性差。虽然采用PWM芯片来实现电机无级调速的方案成本较低,但当控制器针对不同的应用场合增加多种附加功能时,其灵活性不够,而且反而增加硬件的成本。还有一些使用PLC控制器或高档处理器芯片(如DSP器件)的文献,它们虽然具有较高的控制性能,但由于这些高档处理器价格过高,需要更多的外围器件,因此也不具备在通常情况下大规模使用的条件。 从发展趋势上看,总体的研究方向是提出质量更高的算法和调速方案,以及在考虑成本要求的前提下选择适合这种算法的核心控制器。 在研究方法上,有的采用软件仿真,从理论作深入的研究;有的通过实践总结提出一些具有使用价值的实践方法。其中常见的有PID算法,模糊PID算法,结合神经算法的PID算法等;在调速方案上,有采用普通的PWM调速,也有特殊PWM(PWM-ON-PWM)调速以及其它调速方式。另外电机转速测量方案通常有光电式和磁电式,也有用超声波测量的方案。 直流电机,尤其是永磁直流无刷直流电机(PM-BLDC),由于其固有的许多特点,在加上我国的稀土资源丰富,被众多电机专家认为是21世纪的新型换代产品。随着半导体集成电路,电力电子器件,控制原理和稀土材料工业的发展,可以预见这种产品必然会逐步取代传统结构的交流电动机加变频调速器的模式,近年来已广泛应用于家电、汽车、数控机床、机器人等更多的领域。
上传时间: 2013-06-25
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一 实验目的: 1. 了解单片机的用途,增加感性认识,激发学习微机原理这门课的兴趣 2. 对单片机不同型号和种类有一定的了解,抓住内在规律学好微机原理这门课 二 实验内容: 1. 观看单片机控制演示实验 a) 单片机控制红绿灯 b) 单片机控制软驱步进电机 c) 单片机演奏音乐 d) 单片机调速步进马达 2. 通过CAI软件了解单片机不同型号和种类 三 实验报告: 1. 到图书馆或网站查找不同种类的单片机(至少写出与CAI课件不同的五种型 号) 2. 你认为单片机用途大吗?对该课程有兴趣吗?打算怎样学习这门课?
上传时间: 2014-12-27
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简介:本产品是将三相晶闸管主电路和移相触发调控电路封装在一起的多功能功率集成模块。它是一个完整电力移相开环控制系统,可实现对三相电力进行整流调压。产品可广泛用于直流电机调速、工业自动化、电加热控制、机电一体化、各类电源、化工、纺织通讯等领域;可实现手动、自动控制接口,主电路交流输入无相序要求,线性控制电路,精度高,稳定性好。
上传时间: 2013-11-12
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