开关磁阻电机(SR电机)驱动系统(SRD)是一种先进的机电一体化装置,但是其较大的振动噪声和转矩脉动问题制约了SRD的广泛应用。本文以减小SR电机振动噪声和转矩脉动为主题展开理论分析和实验研究。主要内容有:由于径向力引起的定子径向振动是SR电机噪声的主要根源,因此径向力的分析和计算是研究SR电机振动噪声的基础。本文利用磁通管法推导出径向力的解析表达式,定性分析了径向力与电机结构参数等之间的关系。根据虚位移原理,推导出基于矢量磁势的电磁力计算公式。该计算方法求解电磁力时只需进行一次磁场计算,不但减小了计算量,同时计算精度较传统虚位移法高。利用这一计算方法,求出了实验样机的转矩及径向力的精确数值解。针对在SRD性能仿真时,传统的非线性插值不但耗时,而且对有限元计算数据量要求高的问题,本文利用人工神经网络强大的非线性模型辨识能力,成功进行了SR电机磁链反演和转矩计算的模型训练,最后建立了基于人工神经网络的SR电机精确解析数学模型。因为SR电机本体结构形式的选择问题与振动噪声大小有着密切的关系。本文从噪声辐射和振动幅值角度探讨了SR电机主要尺寸的确定;接着从对称性、力波阶数等角度研究了SR电机相数及绕组连接方式、极数、并联支路数的选择问题。并对一些常用的降低电机机械噪声的措施和方法进行了综述。系统振动特性的研究对于减小振动噪声十分重要。本文从振动系统的运动方程出发,导出了从激振力到振动加速度的传递函数和系统的自由振动解;然后利用机电类比法得出了SR电机定子系统的固有频率以及振动振幅的解析解,定性分析了影响振动振幅的各种因素;最后利用基于能量法的有限元解法,通过建立不同的散热筋结构形式、高度、根数以及形状的SR电机三维有限元模型,分析得出了最有利于降噪和散热的散热筋结构是高度高、根数多、上窄下宽的梯形截面的周向散热筋的结论。通过建立不同绕组装配工艺下的SR电机三维有限元模型,分析得出了加强绕组刚度可以提高系统低阶固有频率的结论。通过比较实验样机的模态分析结果和运行实验结果,证实了模态分析的有效性。仿真是计算SRD系统性能和预估电机振动的有效手段。本文在用MATLAB建立SRD系统的非线性动态仿真模型的基础上,对SRD系统进行了稳态性能仿真、动态性能仿真以及负载突变仿真。接着利用稳态性能仿真,综合考虑最大平均转矩和效率这两个优化目标,对SR电机的开关角进行了优化。最后结合由磁场有限元计算得到的径向力数据表和稳态性能仿真,通过非线性插值得到径向力的波形,然后对径向力波形进行了频谱分析,从而找到其主要的谐波分量。在电机设计阶段避免径向力波主要频谱分量与SR电机定子的固有频率接近而引起共振是降低SR电机噪声的首要条件。合适的控制策略对于SR电机减振降噪是必不可少的。本文理论推导出三步换相法的时间参数取值公式。仿真证明本取值公式较原先文献的结论在阻尼比较小时有更好的减振效果。针对SR电机运行中可能出现多个模态振形被激发出来的情况,利用数值优化法对三步换相法的时间参数进行了优化,使得减振效果整体最佳,所提的数值优化方法对两步换相法同样有效。在分析已有的直接瞬时转矩控制的基础上,针对其不足之处,提出了转矩定频控制取代内滞环的方法、开始重叠区域的转矩控制方法、最佳开关角度二次优化法和时间参数优化的三步换相法等新的控制方案。动态仿真证明这些方案是切实有效的,达到了预期效果。最后在直接瞬时转矩控制的每一次转矩斩波都使用三步换相法,和在相关断时刻根据实际电平灵活选用两步或三步换相法以减小电机振动噪声,并提出了考虑减振要求的开关频率设计方法,最终形成了一套完整的降低振动噪声和转矩脉动控制策略。设计并研制了基于TMS320LF2407DSP的SR电机控制器。根据控制策略要求,选用了不对称半桥功率电路拓扑结构;出于降低成本以及提高可靠性考虑,采用了MOSFET双路并联电路方案。在控制软件中实现了本文所提出的降低SR电机振动噪声和转矩脉动控制策略。本文最后对实验样机进行了静态转矩的测量实验,对比转矩测量值与转矩有限元计算值,验证了磁场有限元计算的有效性。然后对实验样机进行了空载与负载、电流控制与转矩控制、低速斩波与高速单波、是否采用两步或三步换相法等一系列对比运行实验,对比各种实验结果,充分证实了本文所提出的降低振动噪声和转矩脉动控制策略的有效性。本课题组承担了国家十·五863计划电动汽车重大专项:“EQ6110HEV混合动力城市公交车用电机及其控制系统”(2001AA501421)。本文的研究是在该项目的资助下完成,并且本文关于电机本体结构形式、散热筋结构和机械降噪措施等的结论已在该项目的60kW实验样机上得到证实。
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串联电池组广泛应用于手携式工具、笔记本电脑、通讯电台、便携式电子设备、航天卫星、电动自行车、电动汽车及储能装置中。本文就电动汽车的串联电池组加以研究。 随着社会的发展以及能源、环保等问题的日益突出,电动汽车以其零排放,噪声低等优点越来越受到世界各国的重视,被称作绿色环保车。作为发展电动车的关键技术之一的电池管理系统(BMS),是电动车产业化的关键。电动汽车的快速发展,它的能量源-动力电池组,成了电动汽车发展的瓶颈。电池技术和电池能量管理系统(BMS)的研究成为解决这一问题的关键,越来越受到人们的关注。 电动汽车电池组相关技术中的电池管理系统是目前国内外研究的热点。本文描述了电动公交用锂电池配套的电池管理系统的设计与实现。 该电池管理系统在拓扑结构上采用集散式的检测方法,即每箱电池都配备检模块,将各模块所检测的相关电池数据通过内部总线传送给主控模块,再由主模块对整体数据进行分析和存储,并由CAN总线发送给电动公交各车载装置。 本论文首先比较了现有的几种电动汽车常用的电压测量方法,然后提出了电池管理系统中的串联电池组电压测量方法的整体设计方案。即采集各个电池单体的基本信息到BMS控制芯片(单片机MC9S12D64)中进行处理计算,从而得出电池工作状态等信息。 介绍了CAN总线与电动汽车中心控制器进行通信,实现整车的控制。在硬件设计中详细介绍了小系统的设计,电压采集系统的设计,CAN通信接口电路的设计,以及抗干扰等方面的电路设计。并介绍了一些重要器件的选择与参数确定。软件实现方面,着重讲述了检测板电压检测的的功能模块,最后对电池管理系统的进一步发展给出了一些展望。 目前,本课题的研究在理论和实践中都取得了很大的进展,在经过大量的软硬件调试与改进的基础上,该方法已经实现了良好、可靠的运行,取得了很好的效果,为下一阶段的准备打下了很好的基础。
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非接触式IC卡是IC卡领域的一项新兴的技术,它是射频识别技术和IC卡技术相结合的产物。由于非接触式IC卡具有操作快捷、抗干扰性强、工作距离远、安全性高、便于一卡多用等优点,在自动收费、身份识别和电子钱包等领域具有接触式所无法比拟的优越性,具有广阔的市场前景。非接触式IC卡读卡器是非接触式IC卡应用系统的关键设备之一。基于实际项目的需要,本课题开发了一种读写距离在10cm左右的非接触式IC卡读卡器,它可以应用于电子消费场合,如公交和地铁电子售票,食堂售饭等场合。 本文首先研究了用于本系统的基本理论,包括射频识别技术、ARM处理器体系结构和嵌入式系统,然后基于这些理论,给出了非接触式IC卡读卡器的设计方案。系统由三个部分组成:第一部分是读卡器的收发模块,选用Philips公司的高集成度非接触式读写芯片MF RC500设计射频收发模块,对射频芯片接口电路设计做了详细的论述;第二部分是核心控制模块,以Philips公司的ARM7芯片LPC2292为核心,对电源供应电路、存储器电路、通信接口电路、LED显示电路等设计做了一定的描述,并给出了电路。第三部分是系统的程序设计,采用移植嵌入式系统并添加任务的模式来实现读卡器的各功能。通过对软硬件的调试实现了非接触式IC卡读卡器的硬件与软件平台的构建。
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本文主要考虑用单片机来实现公交车辆的自动考核与报站。文中介绍了系统设计的基本思路,详细设计分硬件和软件两方面,硬件主要包括:最小系统、显示部分电路、计数部分电路和语音电路等。软件部分介绍了主要
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CANopen协议讲座(4)之CANopen从站设备及其应用 由于可靠性、实时性、低成本、抗干扰性、兼容能力等多个方面的优势,CAN-bus与其高层协议CANopen已成为了车辆数据通信系统的事实标准,并普遍应用于所有的可移动设施,例如船舶舰艇、客车火车、升降电梯、重载车辆、工程机械、运动系统、分布式控制网络等。几乎所有的通用I/O模块、驱动器、智能传感器、PLC、MMI设备的生产厂商都提供有支持CAN-bus与CANopen标准的产品。只要符合CANopen协议标准及其设备协议子集标准的系统,就可以在功能和接口上保证各厂商设备的互用性和可交换性。
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基于单片机的LED汉字显示屏设计与制作:在大型商场、车站、码头、地铁站以及各类办事窗口等越来越多的场所需要用LED点阵显示图形和汉字。LED行业已成为一个快速发展的新兴产业,市场空间巨大,前景广阔。随着信息产业的高速发展,LED显示作为信息传播的一种重要手段,已广泛应用于室内外需要进行服务内容和服务宗旨宣传的公众场所,例如户内外公共场所广告宣传、机场车站旅客引导信息、公交车辆报站系统、证券与银行信息显示、餐馆报价信息豆示、高速公路可变情报板、体育场馆比赛转播、楼宇灯饰、交通信号灯、景观照明等。显然,LED显示已成为城市亮化、现代化和信息化社会的一个重要标志。 本文基于单片机(AT89C51)讲述了16×16 LED汉字点阵显示的基本原理、硬件组成与设计、程序编译与下载等基本环节和相关技术。2 硬件电路组成及工作原理本产品拟采用以AT89C51单片机为核心芯片的电路来实现,主要由AT89C51芯片、时钟电路、复位电路、列扫描驱动电路(74HC154)、16×16 LED点阵5部分组成,如图1所示。 其中,AT89C51是一种带4 kB闪烁可编程可擦除只读存储器(Falsh Programmable and Erasable Read OnlyMemory,FPEROM)的低电压、高性能CMOS型8位微处理器,俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,能够进行1 000次写/擦循环,数据保留时间为10年。他是一种高效微控制器,为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。因此,在智能化电子设计与制作过程中经常用到AT89C51芯片。时钟电路由AT89C51的18,19脚的时钟端(XTALl及XTAL2)以及12 MHz晶振X1、电容C2,C3组成,采用片内振荡方式。复位电路采用简易的上电复位电路,主要由电阻R1,R2,电容C1,开关K1组成,分别接至AT89C51的RST复位输入端。LED点阵显示屏采用16×16共256个象素的点阵,通过万用表检测发光二极管的方法测试判断出该点阵的引脚分布,如图2所示。 我们把行列总线接在单片机的IO口,然后把上面分析到的扫描代码送人总线,就可以得到显示的汉字了。但是若将LED点阵的行列端口全部直接接入89S51单片机,则需要使用32条IO口,这样会造成IO资源的耗尽,系统也再无扩充的余地。因此,我们在实际应用中只是将LED点阵的16条行线直接接在P0口和P2口,至于列选扫描信号则是由4-16线译码器74HC154来选择控制,这样一来列选控制只使用了单片机的4个IO口,节约了很多IO资源,为单片机系统扩充使用功能提供了条件。考虑到P0口必需设置上拉电阻,我们采用4.7 kΩ排电阻作为上拉电阻。
上传时间: 2013-10-16
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采用飞利浦公司的Mifare卡作IC卡,设计以射频技术为核心,以单片机为控制器的IC公交自动收费系弘中的应用。
上传时间: 2014-12-28
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随着城市人口的急剧膨胀导致交通超载负荷,城市地铁的建设极大的缓解了城市交通问题,然而由于众多出入口,往往导致人们出行的困扰,本文以Android为开发平台,以区域电子地图为基础开发了地铁出口导航系统,实现了地铁站各站点出口及周边道路、公交信息等的查询, 并通过集成SQLite及Google Map实现数据库管理及地图服务应用。首先介绍了android 智能操作系统的基本情况,然后通过分析软件运用的各项技术展现了android平台的强大开放性和兼容性,在引入这些类库的同时又对Android通用框架下应用软件的开发进行了总结,最后以上海南站作为应用背景,通过实例可视化地展示了系统应用的实用性、时效性,为人们的方便快捷出行提供了辅助决策支持。
上传时间: 2014-01-05
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1986 年 2 月,Robert Bosch 公司在 SAE(汽车工程协会)大会上介绍了一种新型的串 行总线——CAN控制器局域网,那是 CAN 诞生的时刻。今天,在欧洲几乎每一辆新客车均 装配有 CAN 局域网。
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基于大型车辆车身长、倒车有盲区的特点,提出了一种部署简便的、基于无线射频信号传输方式的智能辅助倒车系统。简要介绍了超声波测距原理和本系统设计方案,采用温度补偿方法消除温度对超声波测距精度的影响,采用433 MHz无线射频通信减少雷达主机与显示器之间布线的不便。本方案实施方便、可靠、实用性强,可在半挂车、挂车、重型载货汽车和大型客车等不便于布线的车辆上应用推广,特别适合于车辆辅助倒车系统的后装市场。
上传时间: 2013-10-13
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