数控技术是20世纪制造技术取得重大成就之一,成为当代国际间科学竞争的重点,数控技术对现代制造业的影响是多方面的和重大的。制造业是各种产业的支柱工业,数控技术和数控装备是制造业工业现代化的重要基础,直接影响到一个国家的经济发展和综合国力。发展数控技术和数控机床是当前制造工业技术改造,技术更新的必由之路。数控机床的发展在很大程度上取决于数控系统的性能和水平,而数控系统的发展及其技术基础离不开微电子技术和计算机技术。 插补控制功能是数控制造系统的一个重要组成部分,是数控技术中的核心技术。它的性能直接代表制造系统的先进程度,它的好坏直接影响着数控加工技术的优劣,是目前数控技术急需提高和完善的环节之一。 本论文首先对数控技术的发展史、数控技术特点、研究对象及发展趋势等进行了概述,介绍了数控装置的组成和工作过程,并阐述了论文的选题意义及研究内容。 其次,在分析传统基准脉冲插补、数据采样插补算法的基础上,着重介绍了数控技术插补原理,并且对常用的插补方法进行分析和比较。 然后,在软件技术方面详细地分析了逐点比较法、数字积分法、最小偏差法等实用插补算法的组成和特点,重点论述了以上各种插补算法的软件实现。在硬件技术方面,在研究硬件插补器的设计原理和实现技术的基础上设计了DDA法直线和圆弧的硬件插补器,说明了它的工作原理。 最后,总结性地介绍了课题的主要工作、成果和对课题的展望。
标签: 数控机床
上传时间: 2013-04-24
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基于ucos的ARM嵌入式系统开发设计,在ADS下的的嵌入式程序的设计以及硬件系统的开发.
上传时间: 2013-06-17
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在太阳能路灯控制系统中,引入最大功率跟踪技术(简称为MPPT),不仅降低了成本,还提高了太阳能路灯的可靠性。太阳能路灯的控制系统采用C8051F330D作为核心器件。其主电路为Buck电路,采用MPPT技术,增强了太阳能光伏电池的转换效率。本论文着重对太阳能路灯控制系统的硬件电路设计,并设置MPPT技术电路的主要器件的参数,对整个路灯控制系统的设计流程进行了分析。 论文综述了太阳能光伏发电及控制技术以及我国在路灯照明应用方面的发展情况。对太阳能光伏电池的输入-输出特性,在不同外界环境的太阳能电池板的输出状况进行了分析对比,结合整个系统的工作能力,对负载选用依据及所选负载参数、蓄电池充放电控制原理进行分析。对采用MPPT技术的小功率光伏发电路灯控制系统做了较为详细的介绍,主要包括MPPT的硬件电路原理及电路中各元器件的参数的选定,以及控制系统中防反接保护、过流保护、信号采集、CPU控制、功率管驱动电路及电源电路等电路设计,还有其它器件的选定和控制器的散热等。也对整个系统的软件设计予以阐述,从CPU的性能、开发工具、主控制程序、MPPT技术控制程序、滤波、稳压、定时、蓄电池充放电控制等程序具体设计逐一分析。论文最后对全文的工作做了总结,对实验数据进行了比较分析,并对太阳能路灯的优缺点进行概括。并对设计的实验结果、实用性进行了总结,并指出本设计中优点与不足,为后续研究提供了参考方向。
上传时间: 2013-06-15
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随着自动化技术的发展和城市化进程的加快,照明用电占人类总发电量的比重也越来越大,对电子镇流器的要求也越来越高,即功率因数高低的要求更加明确,功率因数高低已成为综合衡量整流设备的一个重要指标。 本次课题采用功率因数控制芯片UC3854为核心,设计了一种较宽电压输入范围、固定电压输出的250W的AC/DC变换器。对该变换器所用的有源功率因数校正(APFC)系统与UC3854芯片的原理和结构做了详细的分析与讨论,介绍了UC3854的管脚排列及功能。所设计的以UC3854为核心的有源功率因数校正器能在90V~220V的宽电压输入范围内得到稳定的380V直流电压输出,并使功率因数达到0.99以上。 MATLAB强大的信号分析处理能力对高效地设计APFC系统及整定各个环节的参数带来了极大便利。本文同时也采用MATLAB设计实现了一个有源功率因数校正器的仿真,用SIMULINK已有模块模拟了UC3854的控制过程,给出了仿真电路和波形。 本文创新性的将系统工程引入APFC电路中,将系统工程中的建模分析和状态空间法应用到此次设计的系统中,使得此次工程设计提升到了抽象的数学概念上。用数学模型可以表达出主电路的工作原理,从状态空间法中找出了改变系统动态性能的相应参数,为此类电路的设计提供了理论依据。
上传时间: 2013-05-24
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高压TSC(Thyristor Switch Capacitor)装置是指额定工作电压为6kV-35kV晶闸管投切电容器补偿装置,是一种典型静止无功补偿器,其对增强系统稳定性、提高系统运行经济性,保证电压质量及改善电能质量都能发挥良好的作用。目前国内对高压TSC装置研制与生产还处于起步阶段,加速高压TSC装置的国产化,对在我国电力系统中早日推广与应用高压TSC装置具有重大意义。 首先在无功功率的测量上,如何在有谐波干扰等复杂环境下准确检测无功功率,本文采用了基于快速傅立叶变换的方法,可以很好的完成无功功率的采集。在主电路结构上,晶闸管开关阀是高压TSC装置的关键构成部件,高压TSC装置要求晶闸管开关应具有良好的电气性能,要求晶闸管开关应是有效和可靠的。本文通过晶闸管特性和串联技术的研究,给出了晶闸管串联开关的静态均压和动态均压方法,设计出合理使用的电路结构。通过仿真分析,验证了均压电路的效果。 电容器无涌流投入技术也是TSC主要研究点,由于在高压系统中器件两端承受的电压较高,低压TSC系统中常用的过零固态继电器或集成过零触发芯片满足不了耐压的需要,本文设计了专门的过零检测及触发电路,在器件两端电压过零时触发,避免了由于电容器残压过高而造成的巨大冲击电流,从而在硬件电路上实现电容器组的无过渡过程投切,电路简单可靠。同时,在控制策略上将几种投切判据进行了比较,采用了电压无功复合投切判据,以无功功率作为主判据,电压作为辅助判据,有效地克服了仅以功率因数作为投切判据的控制方式中的轻载时容易产生投切振荡而重载时容易出现补偿不充分的缺点。
上传时间: 2013-05-24
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本文研究了高频感应加热电源的锁相控制技术。分别建立了定角与定时控制技术的MOSFET电压型谐振逆变器仿真模型,分析比较了两者的优缺点,从而得出了定角控制技术为较优的结论;通过理论分析与实验测量MOSFET损耗的方法对最优锁相角度的选取进行了探索;最后设计了以DSP为核心的定角锁相控制电路,并运用MATLAB软件进行了仿真研究以及DSP代码自动生成,验证了方案的可行性。这种控制方法可以使逆变器工作在小感性准谐振状态,降低了MOSFET损耗,具有线路简单、响应迅速、控制灵活等优点,为工程运用打下了坚实的基础。
上传时间: 2013-05-29
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随着电力电子技术的发展,交流电源系统的电能质量问题受到越来越多的关注。传统的整流环节广泛采用二极管不控整流和晶闸管相控整流电路,向电网注入了大量的谐波及无功,造成了严重的污染。提高电网侧功率因数以及降低输入电流谐波成为一个研究热点。功率因数校正技术是减小用电设备对电网造成的谐波污染,提高功率因数的一项有力措施。本文所做的主要工作包括以下几部分: 1.分析了单位功率因数三相桥式整流的工作原理,这种整流拓扑从工作原理上可以分成两部分:功率因数补偿网络和常规整流网络。在此基础上,为整流电路建立了精确的数学模型。 2.这种单位功率因数三相桥式整流的输入电感是在额定负载下计算出的,当负载发生变化时,其功率因数会降低。针对这种情况,提出了一种新的控制方法。常规整流网络向电网注入的谐波可以由功率因数补偿网络进行补偿,所以输入功率因数相应提高。负载消耗的有功由电网提供,补偿网络既不消耗有功也不提供任何有功。根据功率平衡理论,可以确定参考补偿电流。双向开关的导通和关断由滞环电流控制确定。在这一方法的控制下,双向开关工作在高频下,因此输入电感值相应降低。仿真和实验结果都表明:新的控制方法下,负载变化时,输入电流仍接近于正弦,功率因数接近1。 3.根据IEEE-519标准对谐波电流畸变率的要求,为单位功率因数三相桥式整流提出了另一种控制方法。该方法综合考虑单次谐波电流畸变率、总谐波畸变率、功率因数、有功消耗等性能指标,并进行优化,推导出最优电流补偿增益和相移。将三相负载电流通过具有最优电流补偿增益和相移的电流补偿滤波器,得到补偿后期望的电网电流,驱动双向开关导通和关断。仿真和实验都收到了满意的效果,使这一整流桥可以工作在较宽的负载范围内。 4.单位功率因数三相桥式整流中直流侧电容电压随负载的波动而波动,为提高其动、静态性能,将简单自适应控制应用到了直流侧电容电压的控制中,并提出利用改进的二次型性能指标修改自适应参数的方法,可以在实现对参考模型跟踪的同时又不使控制增量过大,与常规的PI型简单自适应控制相比在适应律的计算中引入了控制量的增量和状态误差在k及k+1时刻的采样值。利用该方法为直流侧电压设计了控制器,并进行了仿真与实验研究,结果表明与PI型适应律相比,新的控制器能提高系统的动态响应性能,负载变化时系统的鲁棒性更强。
上传时间: 2013-06-15
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当今高新技术不断发展,越来越多的高精度仪器设备对输入电源,特别是对输入交流电源的稳压精度要求越来越高。与此同时,随着我国经济的发展和用电负载的急剧增加,电压波动和波形畸变等供电质量问题日趋突出,不能满足高精度仪器设备的需要,因而就需要在电网和这些设备之间增加高稳压精度、宽稳压范围的交流稳压电源。基于Delta逆变技术的交流稳压电源既能进行瞬时的交流电压稳定补偿,又能提高整流输入端的功率因数,减少谐波对电网的污染,因而具有重要的实际意义和研究价值。 本文采取串联补偿型变换器作为主电路的拓扑结构,并从能量双向传输方面对主电路进行了详细阐述。针对Delta逆变器工作特点对交流稳压电源的工作原理进行了分析,并提出一种正向补偿采取整流加高频斩波,负向补偿采取有源箝位Buck变换器的工作模式。建立Delta逆变器与电网相互作用的等效电路模型,得出了理想补偿电压与实际补偿电压定量关系式,分析了逆变输出滤波器的结构、位置对滤波效果的影响和电气参数对实际补偿效果的作用规律。完成了逆变器的输出滤波器、补偿变压器的设计和PWM整流器电容参数的计算。 针对稳压系统中Delta逆变器和PWM整流器两个主体环节,对Delta逆变器的前馈、反馈控制特性和PWM整流器的间接、直接电流控制特性分别进行了综合比较,并应用MATLAB软件建立了改进前馈控制与直接电流控制的仿真模型,对Delta逆变交流稳压速度和精度进行了系统仿真分析,给出了仿真波形,验证了文中所述控制策略的可行性。
上传时间: 2013-07-10
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社会发展对内燃机车柴油机安全、节能、低污染等方面提出了更高的要求,传统的机械式控制已很难满足这些新要求。对机车柴油机采用电子控制技术成为当前提高柴油机乃至整车性能的一种有效方法。柴油机电子控制技术包含的范围很广,其中标定技术决定了电控系统中最佳控制参数的获取,从而影响着柴油机的工作性能,而喷油泵特性的标定是标定众多内容中首先要解决的问题,因此本文将机车柴油机电控系统中的油量特性标定作为研究重点,首先对电控单体泵的组成和原理进行了分析,确定了其作为机车应用的合理性;其次完成了电子燃油喷射控制单元的设计,并对其实验方法进行了研究。 喷油泵在匹配任何一种类型柴油机之前,其数学模型和控制特性应该基本确定,能不能使得被匹配的柴油机性能达到最佳水平,将取决于能否通过有效的标定方法来获得准确的喷油控制参数。本文在电子控制单元基本功能完成的基础上,充分利用现场总线技术的优势,在实现物理层和数据链路层接口的同时,针对标定应用进行了扩展,制订出一套完整的通信协议,并开发出上位机标定软件,使得电子控制单元与上位机之间建立起了良好的通信平台。标定系统的建立同时为机车故障诊断技术带来了新思路,本文提出了一种基于分布式机车控制网络的故障诊断策略,多个智能化节点可以共同来完成复杂的故障诊断操作,性能完备的网络构成和通讯协议使得大量故障信息的交互显得有条不紊。这种思路,对电控系统乃至整车的故障诊断技术的发展产生着深远的影响。 方案的确定,软硬件的设计,实验方法的分析,都必须结合真正的台架实验,在实验过程中不断的改进。本文最后,介绍了在机车厂单体泵试验台上进行的电磁阀驱动和油泵特性标定实验,从中获得了机车柴油机电控系统研究的宝贵经验,为后期的柴油机匹配实验打下了坚实的基础。
上传时间: 2013-04-24
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近年来,世界各国竞相发展绿色可再生能源,太阳能因其洁净、储量巨大等优点倍受青睐。在太阳能的各种应用中,光伏发电倍受关注。随着光伏组件价格的不断降低和电力电子技术的发展,光伏发电的系统容量和变换设备的转换效率不断增加,体积逐渐减小,对光伏发电系统相关设备的设计和制造提出了新的要求。 本文从提高光伏发电系统整体效率的角度出发,以光伏发电系统中电能变换装置作为研究目标,研究光伏发电中的关键性技术之一——光伏阵列的最大功率点跟踪技术。主要研究适用于光伏发电系统的最大功率点跟踪变换器的拓扑;研究光伏发电系统的最大功率点跟踪变换器的控制方法。论文在分析研究光伏电池的工作原理及输出特性的基础上,分析研究了几种基于DC/DC变换器的最大功率跟踪算法及各自优缺点和适用场合。在拓扑研究方面,分析研究了Buck、Boost和全桥电路应用于光伏发电中的优缺点以及适用的最佳功率等级,并对这三种电路的功率损耗进行分析,通过仿真进行验证。探讨了把软开关技术、三电平技术应用于光伏发电系统的可行性,并详细分析了应用于光伏发电系统的移相全桥ZVS DC/DC变换器电路的换流过程。在理论分析的基础上,论文设计实现了应用移相全桥软开关DC/DC变换电路作为主电路的MPPT变换器,构建了1000W小型独立光伏发电系统,进行仿真和实验,对实验结果进行损耗分析。证实了移相全桥ZVS DC/DC变换电路作为中小型光伏发电系统的前级变换器,可以在实现太阳能光伏阵列的最大功率点跟踪的同时,保证开关管实现软开关,从而提高了系统的转换效率和功率密度。
上传时间: 2013-05-23
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