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变频调速<b>系统</b>

  • 无位置传感器无刷直流电动机控制系统的设计.rar

    无刷直流电动机利用电子换相器代替了直流电动机的机械电刷和换向器,不但具有直流电机的调速性能,而且体积小、效率高,在许多领域已得到了广泛应用。采用无位置传感器控制技术,不但可以克服有位置传感器的诸多弊端,而且还进一步拓展了无刷直流电动机的应用领域。近些年来,无位置传感器无刷直流电动机控制技术成为大家研究的热点之一。 本课题紧扣研究热点,以方波无刷直流电动机为控制对象,设计了一套无位置传感器无刷直流电动机控制系统。该系统采用TMS320LF2407ADSP芯片作为控制核心,运用反电动势过零点检测原理和预定位与升频升压相结合的启动方法,实现无位置传感器无刷直流电动机的控制。为了提高系统的调速性能,控制方法采用了转速、电流双闭环控制。 首先,本文研究了无刷直流电动机的基本结构、性能、工作原理及数学模型,利用数学模型在Matlab/Simulink环境中建立无刷直流电动机的仿真模型。接着,给出了系统总体的设计方案,对控制系统设计中的几个关键技术--反电动势过零点及其相位补偿原理、启动、单神经元PID转速控制器以及PWM产生电路进行了深入的研究。 然后,根据控制系统总体方案和系统功能要求,进行软硬件设计。在硬件设计中,主要进行了DSP最小系统、电流和转子位置检测电路、IR2130驱动电路等方面电路的设计。在软件设计中,主要设计出了主程序和A/D中断程序。其中,主程序包括DSP系统设置、变量初始化、电机正反转选择、电机启动、速度计算及显示等方面程序;A/D中断程序包括反电动势计算、换相时刻计算、电流转速调节子程序等方面程序。 最后,经实验结果表明,电机启动快速、稳定,具有较宽的调速范围。同时,该系统还具有结构简单、可靠性高等特点,具有广泛的应用前景。

    标签: 无位置传感器 控制系统 无刷直流电动机

    上传时间: 2013-07-08

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  • 基于DSP2812的混合动力车用电机控制系统的研究.rar

    随着全球汽车保有量的与日俱增,能源危机和环境污染正逐渐成为制约世界汽车工业发展的瓶颈。而新兴的混合动力汽车(HEV)在节能和排放上的优越性正逐步体现出来。由于采用“油、电”配合的方式来驱动车体,其所搭载电动机及其驱动控制系统的研究则成为混合动力汽车研发中的关键技术之一,它直接决定着整车的动力性,燃油经济性和排放指标。 论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电机及其控制系统技术的发展现状;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,本文混合动力汽车传动系统选用永磁同步电机;根据混合动力汽车所搭载电动机在功率和扭矩上的要求以及永磁同步电机在结构上的特点,选取了发动机电机系统的结构布置形式;论文建立了永磁同步电动机的数学模型,分析了永磁同步电动机矢量控制的原理;设计了基于TMS320F2812DSP的永磁同步电动机矢量控制系统,详细阐述了功率驱动电路,速度及位置检测电路,电流反馈及过流保护电路,CAN通讯模块等系统中重要的组成单元;软件采用模块化的结构,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。 最后,搭建了实验平台,对硬件进行了调试和修改,通过样机及系统台架试验,取得了大量的实验数据,检验了所设计样机的特性,发现其制作过程中的不足,并实现了电机控制系统的闭环控制,从而达到了对混合动力汽车用永磁同步电动机控制系统的探索与研究的目的。

    标签: 2812 DSP 混合动力

    上传时间: 2013-05-23

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  • 基于DSP的异步电动机直接转矩控制系统研究.rar

    异步电动机直接转矩控制技术是近年来发展起来的一种新型、高性能交流调速技术。它利用电压源型逆变器的工作过程,控制定子磁链的走或停,即调整定子磁链与转子磁链的夹角大小,从而对电机转矩进行直接控制以获得良好的动态性能。 论文首先探讨了直接转矩控制技术的现状和发展趋势,阐述了直接转矩控制的基本原理,分析了常用的圆形磁链轨迹控制方法,详细介绍了直接转矩控制系统主要模块的设计和实现。在分析交流异步电机动态数学模型、转矩和磁链计算方程的基础上,分析了直接转矩控制的异步电动机在低速运行时存在转矩脉动和转速波动较大的问题。基于占空比控制和离散占空比控制的异步电动机直接转矩控制方法,由电机电磁转矩公式和合成电压矢量理论推导了直接计算占空比的方法,在不影响系统各方面性能指标的情况下使降低转矩脉动的计算量大大减少,方便了计算和使用。两种方法均具有系统结构简单、占空比计算量小等优点。研究结果验证了这两种方法的正确性和有效性。在第一种方法中加入了单神经元控制器,使系统的动静态性能得到了提高。接着对利用空间电压矢量调制的直接转矩控制系统进行了研究。仿真结果表明此种方法能够有效的降低转矩脉动,使系统性能得到提高。 以TMS320F2812DSP为CPU搭建了直接转矩控制硬件实验平台,调试了硬件电路。编写了相关软件流程图和程序清单。

    标签: DSP 异步电动机 直接转矩控制

    上传时间: 2013-04-24

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  • 位置伺服控制系统.rar

    随着国内交流伺服电机等硬件技术逐步成熟,高运算能力的控制芯片与电机控制技术相结合,具有高效、节能和可移植性好等特点,这样使得交流伺服系统成为现代电机伺服驱动系统的一个发展趋势。 本文主要是基于MCU研究和设计了交流永磁电机位置伺服控制系统。针对三相永磁同步电机的物理方程,通过坐标转换,在d-q旋转坐标系下建立转矩方程,采用Id=0的矢量控制策略,建立一套完整的全数字交流位置伺服控制系统。 硬件方面,采用的是瑞萨公司专用电机控制Tiny系列芯片M30262F8作为控制芯片,并由三菱公司的第三代IPM模块PS21564实现功率驱动,简化了系统电路,缩小了系统的体积,提高了系统的可靠性。由交流电流传感器检测三相定子绕组电流;由增量式磁性编码器检测永磁转子位置,并设计一种比较快速的转子初始检测方法。 软件方面,采用结构化语言C和单片机M16C汇编语言混编,实现了单片机初始化、三环控制、电流跟随型PWM控制,提高编写代码的效率,同时保证系统的实时控制性能;由软件方式实现经典PID控制和简单模糊控制相结合构成“串联校正”闭环控制系统,提高了系统的快速性和抗干扰能力。此外,本文对控制策略进行了研究,阐述了模糊PID控制策略;还介绍了SPWM、SVPWM和跟随型PWM调制。 实验结果表明,本文所设计的伺服控制系统能实现电机的启动,调速和定位等,并能达到系统的性能指标。

    标签: 位置伺服 控制系统

    上传时间: 2013-05-19

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  • 牵引逆变器分段同步调制算法及切换冲击抑制的研究.rar

    现如今,逆变器的脉冲宽度调制(PWM)技术作为一种最常见的调制方式在交流传动系统中广泛应用。采用PWM调制技术的最终目的在于追求逆变器输出电压、电流波形更接近正弦从而进一步控制负载电机的磁通正弦化。为了达到这些目的,很多种基于PWM原理的调制方法被相继提出并应用。 在铁道牵引调速系统中,逆变装置具有调速范围宽,输出频率变化快等特点,而逆变器本身器件的开关频率又不是很高。这种情况下,分段同步调制模式的使用有效地改善了变频器的输出,达到了减少谐波的目的。本文围绕分段同步调制在交流牵引传动系统中的应用进行研究,主要目的在于解决该调制模式应用中存在的切换点选择、切换震荡冲击等问题。文章详细讨论了分段调制模式下载波比和载波比切换点选取的原则,重点分析了分段同步调制模式下载波比切换点冲击电压的产生原因和危害,提出了改善电压电流冲击的方法,并在搭建的实验平台上验证了理论分析的正确性。此外,本文还对列车高速时载波比极低的极限情况下分段同步调制对变频器输出交流电压和直流回流电流谐波的改善情况进行了理论推导和仿真分析。 论文搭建了用于调制实验的3.7kW小功率电机实验平台,在开环的VVVF调速系统中进行了分段同步调制载波比切换实验;在Matlab/Simulink环境下搭建了分段同步调制模式下的电机牵引模型,进行了分段同步调制载波比切换仿真;实验和仿真结果表明,文章所提出的方法很好地完成了分段同步算法且有效抑制了可能发生的冲击,所得结果验证了理论分析的正确性。

    标签: 牵引逆变器 分段 调制

    上传时间: 2013-08-04

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  • 基于DSP的交流伺服控制系统的研究.rar

    随着现代电机技术、现代电力电子技术、微电子技术、控制技术及计算机技术等支撑技术的快速发展,先前困扰着交流伺服系统的电机控制复杂、调速性能差等问题取得了突破性的进展。交流伺服系统的性能日渐提高,价格趋于合理。交流伺服系统取代直流伺服系统尤其是在高精度、高性能要求的伺服驱动领域成了现代伺服控制系统的一个发展趋势。由于感应电机具有结构坚固,制造容易,价格低廉等优势,因而感应电机伺服系统具有很好的发展前景,代表了将来交流伺服技术的发展方向。 首先,本文结合大量的文献资料,总结和分析了当前交流伺服系统的发展现状,明确了加强开发交流感应电机伺服系统的意义。 其次,深入研究了矢量控制的坐标变换理论和交流感应电机的数学模型。在此基础阐述了基于转子磁场定向的矢量控制原理,建立其相应的控制方程。结合空间矢量脉宽调制(SVPWM)的原理,提出了交流伺服系统的控制方案。 再次,本研究以DSP TMS320F2812A为核心控制单元,以一体化智能功率模块(ASIPM)为功率电路主体,基于模块化设计原则设计和实现了一台软、硬件结合的全数字化控制系统;并对设计中的一些关键环节进行了理论研究和实践探索。 最后,对感应电机伺服系统进行了试验研究。本文通过实验分析,验证了系统设计方案的有效性和可行性,并指出了系统进一步的改进方向。

    标签: DSP 交流伺服 控制系统

    上传时间: 2013-06-01

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  • 基于DSP的无刷直流电机控制系统的设计与研究.rar

    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。

    标签: DSP 无刷直流电机 控制系统

    上传时间: 2013-04-24

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  • 基于DSP的变频电源电参数测量系统的设计.rar

    变频电源具有低损耗和高效率等显著优点,其性能的优劣直接关系到整个系统的安全性和可靠性指标,随着工业上变频电源的广泛应用,对其性能参数的检测也越来越重要,因此对变频电源设备输出电参数进行测量方面的研究具有重要的意义。 论文综述了国内外各种交流变频电参数测量系统的研究现状和应用技术,根据变频设备的工作机理和输出特性,提出了系统的总体设计方案。由于变频设备的输出范围广且变化快,并且国内大部分参数测量设备都是针对工频进行设计的,基于此本文采用高速的数字处理器和改进的算法来进行控制实现。 论文首先给出了各电参数测量的国际标准和理论基础,重点分析了如何通过希尔波特变换来实现频率的测量。为了滤除不需要的高次谐波并精确的测量频率,建立了FIR滤波器模型,通过MATLAB编程进行了数字仿真,验证了算法的正确性;利用周期法进行了其它电参数的测量实现,并在Labview 中进行了仿真,作为辅助分析软件具有快速直观的特点并有很大的通用性。 在理论分析和仿真的基础上,论文设计了基于TMS320F2812 DSP的控制系统,并结合原理图介绍了各模块运行原理;重点分析了如何利用CPLD来实现时序控制的功能,并给出了VHDL设计的程序和仿真结果。最后进行软件程序上的设计,对各部分进行了程序分析和设计,各模块结构相互关联,具有很好的扩展性和移植性。

    标签: DSP 变频电源 电参数

    上传时间: 2013-04-24

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  • 基于DSP的永磁同步电动机矢量控制系统的研究与软件开发.rar

    随着永磁同步电机在许多领域得到广泛应用,对永磁同步电机的研究成为一种必然的发展趋势,具有实际的意义和价值。本文采用TI公司专用于电机控制的TMS320F240型数字信号处理器作为核心,开发了全数字化的永磁同步电机矢量控制调速系统的软件,并在改进的清华电机控制试验平台上进行了带机试验,结果验证了系统设计方案的可行性。 本文首先深入的研究了永磁同步电机的矢量控制理论,建立了永磁同步电机数学模型,并在此基础上讨论了永磁同步电机的矢量控制调速方案;然后,以清华电机控制试验平台为基础介绍了控制系统硬件结构,其中主要论述了控制电路各部分及外围辅助电路的设计和调试。在硬件的基础上,软件采用汇编语言编程,实现了转速和电流双闭环矢量控制,并给出了系统主程序和PWM下溢中断处理程序流程图,永磁同步电机矢量控制的主要控制策略如转子相位的初始化、电流采样、速度位置采样、矢量坐标变换、sinθ、cosθ值生成、PI调节、空间电压矢量(SVPWM)模块等都是在PWM下溢中断服务子程序中完成的。为达到数值的统一,对软件中所采用的参数进行了定标。最后在基于硬件平台的基础上,对软件进行带机调试,试验表明电机能快速响应并跟踪给定转速,从而证明整个系统设计的正确性。 另外,本文还在MATLAB/SIMULINK的基础上,建立采用模糊神经网络控制器的永磁同步电机的仿真模型,仿真结果表明:该控制系统具有较好的位置响应和抗干扰能力强。 在论文的最后,对全文的工作做了总结。

    标签: DSP 永磁同步电动机 矢量控制系统

    上传时间: 2013-07-27

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  • 采用FPGA的步进电机控制系统研究.rar

    论文以反应式步进电机为研究对象,应用了先进的FPGA/CPLD技术,设计了一种全数字的步进电机控制系统,通过了仿真、综合和下载的各个程序测试环节,并在实验中得到了良好的应用。 本论文分析了反应式步进电机工作原理以及其具体的控制过程,然后阐述了FPGA的设计原理以及所涉及到的相关芯片,接着对所要应用的硬件语言VerilogHDL方面的知识进行了简要地介绍,这些为论文的具体设计部分提供了理论基础。 本系统针对需要实现对步进电机的调速,设计出了一种符合要求的连续可调的脉冲信号发生器,整个脉冲信号发生器有两个大的模块组成,最后用一个顶层的模块将二者连接起来,并且每个子模块以及顶层的模块都通过了仿真测试。系统采用了模块化的设计思路,为系统的设计和维护提供了方便,同时也提高了系统性能的可扩展性。系统采用一种软件硬化的设计思路,应用了VerilogHDL硬件语言,该语言较容易理解。软件也是采用了目前应用比较广泛的几种。在最后的实物实验中也取得了良好的效果,从而证明了设计的正确性。论文针对VerilogHDL硬件语言的应用技巧以及实际编写程序中经常遇到的问题都做了详细的解释,并提出了几个解决问题的方法;对于如何合理的选择芯片,文章也做了仔细说明。 FPGA+VerilogHDL+EDA工具构成的数字系统现场集成技术,是本系统设计的核心部分,该门技术具有操作灵活、利用广泛以及价廉等特点。该门技术具有旺盛的生命力和广阔的前景,必然推动着整个集成电路产业系统集成的进一步发展。整个系统设计采用了全数字化的控制方案,使系统更加紧凑、更加合理以及经济节约。由于系统的全数字化,使得整个系统运行变得十分可靠,调试也极为方便。作为一种先进技术的应用,论文在很多方面做了新的尝试。

    标签: FPGA 步进电机控制 系统研究

    上传时间: 2013-05-20

    上传用户:zoushuiqi