摘要将异步电机调速的矢量控制方法与电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术相结合,构建了以SVPWM信号驱动功率器件的异步电机矢量控制调速系统结构图,并用Matlab软件对该系统建模与仿真。仿真结果表明:该系统不仅具有矢量控制调速系统的优越性能,同时具有减少转矩波动,降低输出电流谐波,提高直流电压利用率等优点。本世纪70年代提出的矢量控制通过坐标变换的方法分解定子电流,使之转化为转矩和磁场两个分量,实现解耦控制,从而获得与直流电动机一样良好的动态调速特性,开创了交流电动机等效直流电动机控制的先河"1。随着矢量控制技术的发展,如何优化矢量控制系统的研究已成为热门课题。同时,信号调制技术的发展也使得多种调速系统达到了很好的控制效果,其中SVPWM技术把电动机和逆变器看为一体,通过跟踪圆形旋转磁场来控制逆变器的工作,能达到转矩脉动小、谐波成分少、直流母线电压利用率高的效果,目前已在变频产品中得到了广泛地应用,本文通过软件对基于SVPWM的电机矢量控制系统进行了仿真,得到了良好的控制效果。
上传时间: 2022-06-22
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本文开展的主要工作如下:1,设计实现了可通过蓝牙、语音和Wi-Fi三种方式控制的智能家居电源开关控制器。设计了元器件电路、PCB线路和Android UI界面,可应用于Android手机、平板、蓝牙程式实施进程控制,改变了传统家居布线模式,可免开关布线,也可相容已有线路布局,还可与各种智能家庭系统实现无缝连接。借助热成像实验测试了环境温度对该控制器的影响,并对控制器的性能做了全面的分析和研究。2基于稳定性、安全性、易于扩展及便于施工的原则,规划了整个智能家居终端控制系统的通信协议和组网方式,选用支持OpenWrt系统的哦耶路由器改装成中控智能家庭网关。以CO传感器监控报警为例,实验验证了整个系统的可行性。3本文使用蓝牙组网,相对于ZigBee功耗更低。在消费电子领域,蓝牙具有更多优势,也得到了越来越多的青睐。随着蓝牙自组网技术(BLE Mesh)的发布,进一步规范了基于IPv6数据包的交换设备间的蓝牙通信,克服了短距离通信和限制通信拓扑结构的缺陷,可免疫电磁干扰。蓝牙的另一大优势就是可直接与手机连接,必将成为近程通信发展的主要方向。注:本文第三章电源开关控制器是独立开发准备投放市场的产品,后来和蓝牙CSR厂商有合作,其提供了CSR1010蓝牙芯片及开发API,所以在架构整个智能家居终端控制系统时,整个系统内所选用的蓝牙芯片都用的是厂商提供的CSR1010芯片,组建BLE mesh网络。
上传时间: 2022-06-23
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白光LED(White Light-Fmitting Diode)以其高效、节能、环保、寿命长、无污染等优点逐渐取代传统的白炽灯成为新一代照明光源。与此同时,与LED配套的驱动集成电路的研发也由LED的应用逐渐普及而得到长足的发展。本文对基于LDO(Low dropout voltage 1inear regulator)恒流型的白光LED驱动集成电路进行了设计分析。该驱动电路采用PWM亮度调节模式,支持3位数字信号输入,8段亮度调节功能。在电路设计中,根据要求设计了电路的总体框图,再对电路的所有子模块电路进行了详细设计与分析。电路主要有以下模块组成:电压基准源、振荡器、锯齿波发生器、DAC模块、PWM比较器、LDO。电压基准源为各个子模块提供基准电压。锯齿波发生器将振荡器输出的100KHz时钟信号转换为锯齿波信号,该信号与DAC的输出电压通过PWM比较器比较后得到亮度调整信号。亮度调整信号经过LDO的整形后控制驱动模块的开和关,使电路输出恒定的驱动电流。在中芯国际0.35um工艺库下,使用Hspice仿真软件对电路进行了模拟仿真。模拟结果表明该电路完成了设计功能、达到了预先制定的设计指标。整个电路以恒定的电流输出,输出电流达到了350mA,可以驱动lW的大功率白光LED。满足了电源电压在10%波动时,输出电流的变化量不超过5%。整个控制电路的效率超过了85%。关键词:PWM调制、LDO、恒流驱动
上传时间: 2022-06-23
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本文首先就永磁同步电机弱磁控制的国内外发展现状和未来发展趋势进行了简单介绍,建立了永磁同步电机在旋转坐标系下的动态模型,介绍了常用的矢量控制策略,并通过控制效果对比引出永磁同步电机弱磁控制方法。然后,详细介绍了永磁同步电机的弱磁控制原理,并对弱磁控制的约束条件、弱磁控制区间的电流给定及现有弱磁控制策略做了简单的介绍,推导了电机在恒转矩控制和弱磁控制阶段中永磁同步电机电流矢量在电流平面的运行轨迹及其相关说明。深入研究了基于电压反馈的永磁同步电机弱磁控制算法。最后,基于电压反馈弱磁算法对控制系统建模,构建了以SVPWM为调制算法,基于电压反馈的永磁同步电机弱磁控制系统框图,对框图中的关键模块进行了分析和设计,并借助Matlab/Simulink 软件对控制系统进行了建模和仿真,仿真结果验证了基于电压反馈的弱磁控制方法的可行性和有效性。并由仿真结果分析指出基于电压反馈弱磁控制策略的不足点,从而为该弱磁控制策略的进一步完善提出新的思路。关键词:永磁同步电机,SVPWM调制,弱磁控制,电压反馈,Matlab/Simulink仿真
上传时间: 2022-06-24
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电力电子技术的发展使电机驱动系统摆脱了常规两电平逆变器拓扑的限制,电机驱动系统与多电平逆变器的结合成了新的思路。多电平逆变器的输出电平数多,因此其输出波形更好,在大容量交流调速系统中优势明显。作为多电平逆变器的研究基础,三电平逆变器应用最为广泛,而其中首选的是二极管钳位型三电平逆变器。因此采用二极管钳位型三电平逆变器驱动PMSM的模型预测控制系统作为研究对象。在PMSM驱动系统中,位置与转速的检测是非常重要的,一般采用的方法是通过机械传感器来进行测量,但这种测量方法在实际应用中有很多缺陷,会降低电机系统的稳定性和可靠性,同时会增加成本。而无速度传感器技术是通过检测电机中的电流或电压,来对电机的实际转速和位置信息进行估计,这种技术省略了常规使用的机械传感器,能够实现电机系统的高精度、高动态性能的控制。因此PMSM的无速度传感器控制技术成为了近些年的研究热点。主要研究内容分为以下几个方面:(1)基于同一Pl转速调节器,设计三电平逆变器驱动PMSM模型预测转矩控制系统,与两电平逆变器驱动PMSMMPTC系统对比,并对两个系统的运行性能进行对比分析。(2)为进一步提高系统响应性能,克服未知负载转矩扰动、增强系统鲁棒性,设计扩张状态负载转矩观测器,进而得到将负载转矩观测器和基于幂函数滑模转速调节器相结合的复合控制器。(3)设计基于分数阶滑模观测器的PMSMMPCC系统,实现对电机转速的快速准确估计。
上传时间: 2022-06-24
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本文档描述了基于飞思卡尔电机控制专用的数字信号控制器MC56F8274S的三相交流感应电机矢量控制方案。三相交流感应电机因为其结构简单、工艺成熟、造价低廉、无电刷、维护简单、鲁棒性强等优点,被广泛应用于工业控制中。如水泵、风机、压缩机、制冷系统中。为了实现三相交流感应电机的调速,需要对电机提供电压幅值和频率可变的交流电,一般使用由数控开关逆变器构成的三相变频器。电机的控制算法大体分为两类,一类是标量控制,如被广泛应用的VF恒压频比控制。另一类被称为矢量控制或磁场定向控制(FOC),相对于标量控制,矢量控制全面提升了电机驱动性能,比如矢量控制实现了转矩和磁链的解耦控制、全转矩控制、效率更高且提高了系统的动态性能。基于飞思卡尔电机控制专用的数字信号控制器MC56F82748的三相交流感应电机矢量控制是一个面对客户和工业应用的设计方案。低成本和高可靠性是两个关键的考量指标。为了减小系统成本,我们采用了单电阻电流采样方案。为了减少系统对参数的依赖,我们使用了闭环的磁链估算方案,提升了系统稳定性和鲁棒性。本文档介绍了基本的电机控制理论,系统的设计理念,硬件设计、软件设计,包括FreeMASTER可视化软件工具。
上传时间: 2022-06-24
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摘要:针对永磁同步电机速度估算及定子电阻变化引起的稳定性问题,根据模型参考自适应控制法的原理,在同步旋转坐标系下,提出永磁同步电机转速估算与定子电阻辨识的自适应律,建立永磁同步电机无速度传感器矢量控制系统及定子电阻在线辨识的数学模型.通过控制系统简化,确定调速控制系统中电流调节器与速度调节器的传递函数,并对电流调节器与速度调节器的控制增益进行了设计.仿真结果表明:控制系统对定子电阻变化鲁棒性好,转速估算与速度调节精度高,验证了本控制系统的可行性.关键词:永磁同步电机;无速度传感器;矢量控制;模型参考自适应;定子电阻;在线辨识;控制增益
上传时间: 2022-06-25
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开关电源具有体积小、效率高等特点,广泛应用在工业、商业、民用、军事和航空航天等领域。随着计算机、通讯等信息产业的飞速发展,便携式电子产品的广泛应用,我国开关电源市场的不断增长,开关电源控制芯片的研究已经成为国内功率电子学研究的热点。本论文主要研究了升压式PWM开关电源控制芯片的设计。开关电源变换器是一个由主回路和控制回路构成的闭环系统,所以本文首先分析了变换器CCM和DCM两种模式下主回路的稳态和动态特性,接着分析了整个闭环系统的控制模式和稳定性。在理论分析的基础上,研究了开关电源集成电路的主要模块,包括基准电压,振荡器,运算放大器,PWM比较器,并完成了电路设计。在系统级和电路级的分析和设计的基础上,利用Hspice对主要模块和整个系统进行仿真。仿真结果表明,本论文设计的升压式PWM开关电源控制芯片满足高效率、高精度、低工作电压等设计要求,适合应用在单电池供电的便携式电子产品中。本论文设计的芯片采用0.5umN阱1P2M的CMOS工艺制造。
上传时间: 2022-06-25
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三相无刷直流电机是近年来迅速发展起来的一种新型电机,它利用电子换相代替机械换相,既具有直流电机的调速性能,又具有交流电机结构简单、运行可靠、维护方便等优点,并且体积小、效率高,在许多领域已得到了广泛的运用。本文首先介绍了三相无刷直流电机在国内外的发展及其控制系统的研究现状,详细论述了三相永磁无刷直流电机的构成、运行原理、特性分析和其转子位置信号的检测方法;然后设计了控制系统的硬件电路及相应软件,最后对设计的控制系统进行调试并分析了影响系统可靠性的因素及给出了相应解决的方案。根据控制系统的设计参数、成本及灵活性等各方面的要求,本控制系统设计了以Atmega8L单片机及ECN30206集成驱动器为核心的硬件平台。Atmega8L单片机对由ECN30206构成的功率驱动电路进行转速PID闭环控制、并定时采集电流信号对电流进行过流保护及采用Max7219串行显示转速、电流、相关故障信息,通过光电隔离对永磁无刷直流电机诸如转向等控制及接收外部信息,通过RS-485总线接口与外部其它系统交换信息、对各种信息进行分析处理、协调各部分的工作。
标签: 三相无刷直流电机控制系统
上传时间: 2022-06-27
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无刷直流电动机是现代工业设备中重要的运动部件,保留了有刷直流电动机宽阔而平滑的优良调速性能,同时又克服了有刷直流电动机机械换向带来的一系列的缺点,在各个领域中得到广泛应用。本论文阐述了无刷直流电动机的系统构成和工作原理,分析了无刷直流电动机的数学模型、等效电路、传递函数以及调速原理。采用转速电流双闭环控制与H PWM.L ON的脉宽调制方法驱动控制无刷直流电机,并在MATLAB/Simulink平台上进行了计算机仿真。仿真结果表明,控制系统有较好的动静态特性。论文还分析了经典PID控制和模糊控制各自的优缺点,并介绍了结合二者优点的模糊自适应PID控制的优点。在MATLAB/Simulink平台进行了基于模糊自适应PID控制器的无刷直流电机控制系统的计算机建模仿真。与采用经典PID控制器的控制系统相比,采用模糊自适应PID控制器的控制系统的动静态特性都得到改善。本论文设计了无刷直流电机控制系统的硬件,包括控制单元、功率变换单元,并进行了电磁兼容性设计。控制单元以TI的TMS320F2812DSP控制器为核心,设计了位置传感器接口电路、人机界面电路、电平转换电路、电流采样电路以及采样调理电路等。功率变换单元以三菱的IPM PS21 563.P为核心,设计了整流电路、逆变电路、能耗制动电路以及多项保护电路。设计了基于TMS320F281 2 DSP控制器的速度电流双闭环电机驱动控制程序、位置检测程序、电流采样程序、人机界面程序以及各项安全保护程序等。在对硬件部分和软件部分进行调试后,对控制系统进行了实验,通过实验波形,检验了控制系统的工作性能。本文最后对整个系统的设计进行了总结,并对本系统存在的问题和后续的研究工作提出了自己的看法看法。
上传时间: 2022-06-28
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