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运动控制开发

  • 永磁直线同步电机控制技术的研究.rar

    直线电动机直接驱动运动设备,省略了机械转换机构,完全消除机械传动元件的速度和加速度的物理极限,具有长行程、低惯量、高精度、快响应和高速度等特征,是先进加工中心的标志。90年代中期以后,直线驱动技术在超精密定位领域中得到了广泛的应用,吸引了越来越多的研究机构和人员投入到这一领域中来。 永磁直线同步电机与普通的直线异步电机相比,具有效率高、输出力矩大、体积小、易于控制等优点,极大地提高了进给系统的快速响应性和运动精度,成为新一代超精密机床中最具有代表的技术。永磁直线同步电机伺服控制系统将是当前和今后直线电机发展应用的一个方向。 本文以直线电机理论为依据,以现有的实验设备及新的实验方法为基础,设计了永磁直线同步电动机控制系统,分析了永磁直线同步电机控制系统中存在的难点,并对直线电动机控制系统的控制性能进行了初步的实验研究。 首先,介绍了永磁直线同步电机的结构、工作原理、相关控制策略,对直线电机控制难点进行了探讨。在此基础上,设计了永磁直线同步电机的控制系统的总体方案。 然后针对永磁直线同步电机控制系统的主要难点,分为位置检测技术,硬件系统设计和软件系统设计三个方面对控制系统进行分析。根据永磁直线同步电机的特点,提出一种简易的初始位置检测方法,并设计了检测电路。该方法基于线性霍尔元件,基本上不增加控制系统成本,安装简便,效果良好。在普通的三相逆变电路的直流侧添加DC/DC电力电子电路。这样的做的好处是根据系统需求输出直流电压,减少谐波。由于传统的基于前后台工作机制的电机控制软件存在响应不及时、不稳定等弊病,提出了基于嵌入式实时操作系统机制上编写电机控制软件。 最后基于样机和控制器做了相应试验,分析了试验结果,并提出了存在的问题和下一步的工作展望。

    标签: 直线 同步电机 控制技术

    上传时间: 2013-06-20

    上传用户:siguazgb

  • 永磁同步电机伺服控制系统研究.rar

    本文通过对永磁同步电机进行了建模,提出了永磁同步电机的数学模型。分析了永磁同步电机矢量控制的原理和特点,选取了采用基于id=0转子磁场定向的方案,确立了基于矢量控制PMSM三闭环调节的伺服控制系统的实施方案。给出了伺服系统的设计及伺服控制中的一些控制策略,并进行了仿真验证,表明该方案是切实可行的。在此基础上,确立了以MC56F8357为核心的永磁同步电机伺服驱动控制器的硬件系统,搭建了相应的试验平台。在Codewarrior集成开发环境下完成了整个伺服控制系统的软件设计,并在PCMaster的基础上完成了伺服控制系统上位机控制界面的设计。实验及使用证明,所研制的试验软硬件平台能很好地完成永磁同步电机位置伺服控制功能,能够完全满足高性能伺服控制系统的基本要求。

    标签: 永磁同步电机 伺服控制 系统研究

    上传时间: 2013-08-02

    上传用户:sh19831212

  • 永磁同步电动机弱磁调速控制.rar

    作为数控机床、机器人等的重要组成部分,随着加工制造、汽车等行业的发展,永磁交流伺服系统成为国内外研究和应用的一个重要领域。同时随着功率电子器件和微处理器的进步,伺服系统也逐步向全数字化方向发展,全数字化系统具有可靠性高、实现新控制策略容易、功能丰富等优点。 本文论述了永磁同步电机空间矢量脉宽调制控制的最新发展,分析了从基础理论到最新的控制算法的有关永磁同步电机空间矢量控制的许多问题。在对永磁同步电动机(PMSM)的数学模型和控制理论进行全面、深入研究的基础上,本文在PMSM 的电压空间矢量的弱磁控制方面做了大量的理论和实验研究,提出一种基于空间矢量PWM (SVPWM)的PMSM 定子磁链弱磁控制定方法,在电机转速达到基本转速之前采用最大转矩/电流策略控制,超过基本转速之后采用弱磁扩速的电流控制策略,使电机具有更大的调速空间,该策略可实现电压矢量近似连续调节,有效减小了PMSM 的转矩脉动,提高了系统的性能,仿真结果证明了这一结论。 在上述工作的基础上,研制开发了一套基于TMS320LF2407A 的高性能全数字永磁交流调速系统。该系统以空间矢量PWM 控制为核心。

    标签: 永磁同步电动机 调速控制

    上传时间: 2013-06-08

    上传用户:bjgaofei

  • 异步电机矢量控制研究.rar

    由于直流调速的局限性和交流调速的优越性,以及计算机技术和电力电子器件的不断发展,异步电动机变频调速技术正在快速发展之中。在现代微机技术的快速发展下,计算机运行速度不断提高,指令的执行速度也达到了前所未有的高度,使得复杂算法应用计算机来进行实时运算、执行成为可能。经过最近十几年的应用开发,交流异步电动机的变频调速性能已经优于直流调速系统。 目前广泛研究应用的异步电动机调速技术有恒压频比控制方式、矢量控制、直接转矩控制等。本论文中所讨论的是异步电动机矢量控制调速方法,相对于恒压频比控制和直接转矩控制,它有动态性能和低速性能好、调速范围宽等优点。 本文对异步电动机的数学模型的建立进行了详细的分析和阐述。通过对异步电动机的动态电磁关系的分析以及坐标变换原理概念的介绍,建立了异步电动机在不同坐标系上的数学模型,指出了异步电动机的模型特点是一多变量、强藕合的非线性系统。 在对异步电动机的矢量控制原理进行阐述时,给出了矢量变换方法实现的步骤,并依次说明了三相异步电动机数学模型是如何解耦的。在论述了二相异步电功机的磁场定向原理后,介绍了转子磁链的计算方法并设计了转子磁链观测器。 详细地分析了磁通调节器,转矩调节器和转速调节器的工作原理,并设计了磁通调节器,转矩调节器,转速调节器。以DSP为控制核心,设计了异步电动机的矢量控制系统的硬件,并编制了软件程序。 运用MATLAB的工具软件SIMULINK对磁通闭环的矢量控制系统进行仿真,给出了仿真结果,并对仿真结果进行了分析。

    标签: 异步电机 矢量 控制研究

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:qweqweqwe

  • 超声波电机小型控制驱动系统的实用性研究.rar

    超声波电机是上个世纪八十年代逐步发展起来的新型微电机。它利用压电陶瓷逆压电效应激发的超声振动作为驱动力,通过定转子间的摩擦力来驱动转子运动。与传统的电磁马达相比,它具有低速大转矩、无电磁干扰、动作相应快、运行无噪声、无输入时能自锁等卓越特性,在非连续运动领域、精密控制领域要比传统的电磁电机性能优越得多。目前,旋转型超声波电机,尤其是环形行波型超声波电机,在工业、办公、过程自动化等领域的伺服系统中作为直接驱动执行器得到广泛的关注。 本论文主要研究并设计了用于超声波电机控制驱动的小型控制系统。其目的是针对市场需要,提供给用户一种价格较低、体积小、性能指标适中,操作简便,能够实现快速定位,速度可调节的标准的闭环控制器。 控制器的核心为MSP430F167。课题对外围检测、控制、驱动电路进行相关的研究和设计,并按照控制器的需求设计相应的软件。最后给出实验结果:系统运行稳定,速度曲线较为理想,达到了最初的设计要求。 系统总结了超声波电机的发展、特点、分类,通过与传统电磁电机的对比给出了超声波电机的广阔的应用前景。在此基础上,指出了超声波电机研究的发展方向,明确了本文的研究内容。 总结了环形行波型超声波电机的结构特点、运行机理,并在此基础上总结了环形行波型超声波电机调频、调相、调幅等控制方法以及推挽、半桥和全桥驱动逆变电路的优缺点。 本课题设计了基于超声波电机的控制驱动系统电路。首先,提出了本次设计的设计思想及目的;其次,介绍了本设计的控制器硬件电路具体设计过程以及调频调速的实现方式。然后,详细介绍了该控制系统的软件构成,包括上位机软件、下位机软件以及通讯部分。详细阐述了在本控制系统中的调速、定位原理。最后通过实验结果说明了该小型控制系统的有效性。

    标签: 超声波 电机 控制驱动

    上传时间: 2013-07-18

    上传用户:caixiaoxu26

  • PLC的变电站电压无功综合控制系统的研究.rar

    随着社会生产的发展和人民生活水平的提高,对供电质量的要求也越来越高,电压是标志电能质量的一个基本技术指标,它与无功功率密切相关。本文阐述了电压无功综合控制对于电力系统运行及工农业生产的重大意义;综述了国内外在这一领域中的研究所取得的成果、面临的问题和发展的前景。针对目前我国应用最为广泛、性能价格比最佳的并联电容与有载调压变压器综合控制装置的研制开发中所涉及的问题进行了较全面的分析与研究,提出了一种符合当前变电站综合自动化发展需要的可靠性高、组态灵活、功能齐全的变电站电压无功综合控制方案。该方案主控单元选用抗干扰能力强、指令丰富、扩展灵活、通讯联网能力强的西门子S7-226PLC作为控制核心;参数检测单元选用可靠性高、具有通讯功能的智能型综合电量变送器;控制主机通过与参数检测单元通讯获得所需参数,同时还可与上位机或其他具有串口的设备通讯。采用的电压无功控制策略,从系统的实际需要出发,充分考虑了影响电压无功控制效果的主要因素,控制决策以实时计算数据为参考,控制精度高,并有效避免了无效调节对设备及系统造成的危害;控制软件根据已经确定的控制算法做出控制决策并能够完成系统运行方式的自动识别、电容器的循环投切,电容器及分接头的保护及通讯等功能。文中还阐述了电容器接线形式选择、串联电抗及高压真空开关的选择依据以及变压器调档控制原理。 理论分析和仿真计算均证明了本文中所提出的控制策略的精确性和严密性;试验证明了该设计方案先进、灵活、可靠、功能齐全,符合电力系统自动化对控制装置的要求。

    标签: PLC 变电站 电压无功

    上传时间: 2013-06-01

    上传用户:hxy200501

  • 玻璃直线双边磨边机电气控制系统.rar

    玻璃磨边机这项技术国外在上世纪九十年代末期发展起来;但设备价格比较昂贵。而国产机尚处于起步阶段。根据玻璃深加工企业的实际需要,本课题设计和完成了这种高精度的玻璃磨边设备。 本文主要研究了步进电机、变频器、光电编码器、可编程控制器和由它们组成的控制系统在玻璃直线磨边机上的应用。介绍了步进电机、变频器、光电编码器和可编程控制器的功能、特点。通过PLC、步进电机、变频器、编码器组成的控制系统来对玻璃加工进行控制。该系统在控制精度上基本达到了生产的需要。这里采用该系统来代替伺服系统,不仅降低了成本而且也满足了企业的要求。文中还设计了PLC程序来对其进行控制,而且进行现场调试,达到了预期的目标。其间,还采取一些办法解决了一些干扰问题,也掌握了实际选型的有关知识。本文还介绍了人机界面的主要设计参数。 本文对玻璃直线双边磨边机电气控制系统的总体设计方案进行了综合性论述对控制系统进行了功能分析,阐述了系统的性能要求;根据控制系统的性能要求,提出了系统的总体设计方案。为了实现设计方案,本文对位置控制的方法进行分析和研究,给出了玻璃直线双边磨边机电气控制系统的具体实现方案;对变频器和光电编码器的原理进行了分析,给出了变频器与光电编码器的选型方法。玻璃直线双边磨边机的夹持梁升降系统采用开环控制;工作台开合控制系统采用变频调速闭环控制,光电编码器测量开合位置,反馈给PLC,对开合系统进行慢速开合,以提高定位精度,降低了开发成本。 本文还对采用可编程控制器作为下位机现场控制进行了软硬件设计。详细介绍了PLC的软件设计,包括主程序,初始化程序,开合机构控制系统程序,夹持梁升降控制系统程序,玻璃传送控制系统程序及上位机与下位机的通信处理方法。

    标签: 玻璃 双边 直线

    上传时间: 2013-06-04

    上传用户:a673761058

  • 电动摩托车无刷直流驱动电机的控制方法.rar

    电动摩托车具有零排放、低噪声等优点,是真正的绿色环保轻型交通工具,它以方便j快捷等特点被越来越多的人们所接受,成为大中城市公共交通的理想补充。而无刷直流电动机以其控制简单、可靠性高、输出转矩大等优点,被大量地用作电动摩托车驱动电机。本文主要研究基于AVR单片机的电动摩托车控制技术。 首先,分析了电动摩托车的发展趋势,以及无刷直流电动机能在电动摩托车驱动领域得到广泛应用的原因,并探讨了电动摩托车无刷直流驱动电机的控制方法。 其次,在分析无刷直流电动机工作原理的基础上,构造了无刷直流电动机的数学模型,确立了通过PWM调节改变电枢电压的大小来调节转速的控制策略。 第三,采用ATMEL公司的ATmega88单片机为控制核心,设计了包括电流检测与保护、位置信号检测、功率开关管驱动、电源转换和电压采样与欠压保护等一系列硬件电路,充分利用了ATmega88单片机成本低、功能丰富、运算能力强等优点,简化了控制电路,提高了控制系统的可靠性,降低了控制成本。 第四,采用C语言编写了控制程序,完善了控制功能,实现了软、硬件控制方法的结合。使用ICC-AVR集成开发环境和SL-ISP在线编程,降低了开发成本;采用模块化设计方法设计控制程序,提高了程序的可维护性。完成的功能模块主要包括启动与换相模块、电动机转速调节模块、过电流与堵转保护模块、欠电压保护模块和定速巡航模块等。 最后,对开发的控制系统进行了调试,并对实验结果进行了分析。结果表明,控制系统运行可靠、实时性好,证明ATmega88单片机适合用作电动摩托车驱动电机的控制芯片。

    标签: 电动摩托车 无刷直流 控制方法

    上传时间: 2013-05-20

    上传用户:lanhuaying

  • 基于dsPIC的永磁同步电机矢量控制系统.rar

    随着现代化工业生产的不断发展,更高的调速精度、更大的调速范围和更快的响应速度成为永磁同步电机调速系统的迫切要求,数字化控制系统正代表着这一发展方向。高性能数字信号处理器(控制器)的出现、电机控制理论以及电力电子器件的发展都为数字化控制的实现创造了条件。本文采用Microchip公司专用于电机控制的dsPIC30F3011型数字信号控制器(DSC)为核心,开发了用于电梯门机控制的数字化永磁同步电机矢量控制系统,并在硬件实验平台上获得了验证。 本文首先在永磁同步电机数学模型的分析基础上,深入的研究了永磁同步电机的矢量控制的原理和常用控制策略。接着,经过比较各种矢量控制策略的优缺点,确定了i<,d>=0的控制策略和空间矢量脉宽调制(SVPWM)的电压调制方法。文中对空间矢量脉宽调制(SVPWM)的原理及实现方法进行了详细的阐述,并在此基础上提出利用查表实现SVPWM控制的算法。然后,论文详细论述了控制电路各部分及外围辅助电路的设计和调试。软件开发均在Microchip的MPLAB IDE集成开发环境下完成,软件采用C语言编写,实现了带位置传感器的速度闭环和位置闭环矢量控制,并给出了系统主程序及定时中断服务程序的流程图。永磁同步电机矢量控制的主要控制策略如转子初始位置检测、速度采样计算及PI调节、SVPWM查表实现方法等都在定时中断服务程序中完成。最后在硬件平台上,对软件进行系统调试,试验表明本矢量控制系统能够有效满足电梯门机的控制需求,从而证明了系统设计的可行性。 在论文的最后,对全文的工作做了总结,并提出了系统需要进一步完善的地方。

    标签: dsPIC 永磁同步电机 矢量控制系统

    上传时间: 2013-06-27

    上传用户:HGH77P99

  • 无刷直流电机无位置传感器控制的研究.rar

    随着无刷直流电机在工业控制和家用电器等领域中的应用越来越广泛,其传统的带位置传感器无刷直流电机控制呈现出越来越多的局限性,由此,无位置传感器控制便应运而生,特别是“反电势”法无位置传感器控制逐渐受到了人们的青睐,并成为无刷直流电机控制系统的研究热点及发展主流。 论文在详细介绍了无刷直流电机的运行原理及数学模型的基础上,对反电势过零检测法无位置传感器控制的原理以及过零检测电路的设计进行了详细的分析和研究。由于在零速或低速时电机反电势为零或很小,基于反电势的控制方法都需要特殊的起动技术,本文在分析常有起动方法的优缺点的基础上,提出了一种新的起动方法一转子位置闭环起动法,该起动方法包括转子零初始位置检测、转子位置闭环加速以及切换至反电势法运行三个步骤,并通过仿真和实验证明,与传统的三段式起动方法相比,该起动方法具有更优良的起动性能。同时,本文还对反电势法无位置传感器控制的检测误差及干扰影响进行了系统的理论分析,并提出了相应的误差补偿及干扰抑制措施。 最后,确立了以MC56F805为核心的无刷直流电机无位置传感器控制系统的硬件系统,搭建了相应的硬件实验平台。在Codewarrior集成开发环境下完成了整个无刷直流电机无位置传感器控制系统的软件设计。实验证明,所研制的试验软硬件平台能很好地完成无刷直流电机无位置传感器控制功能,控制系统结构简单、响应快速、可靠性高。

    标签: 无刷直流电机 无位置传感器 控制

    上传时间: 2013-07-21

    上传用户:小眼睛LSL