一、一种微电机实时测速方法(论文文献综述)
韩振珍[1](2020)在《电机数字控制系统高精度转子速度检测方法研究》文中研究说明永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)因具有转动惯量低、能量密度大、响应速度快、整体构造简单等特点,在航天飞行、电动汽车、导航系统、船舶电力推进等领域得到普遍应用。实现永磁同步电机高性能闭环矢量控制的关键步骤为高精度的转子速度检测,快(少相移)、准(少衰减)、稳(少干扰)是速度采样的目标。通常采用对光电编码器输出位置信号微分的方法来检测电机速度,测速精度会受到光栅盘量化误差的限制;且所测值为一个采样周期内速度平均值而非某一时刻瞬时值,从而产生滞后环节,使速度采样的准确性并不十分理想。本文着重从改善上述两种误差入手,设计出高精度速度检测的方法。首先,从永磁同步电机的矢量控制模型切入,阐述了增量式光电编码器的相关概念、工作过程和三种基本的光电码盘信号测速方法即测频率法、测周期法、“M/T”法的适用速度段、误差讨论等。其次,在分析常见速度检测方法的基础上,针对光电编码器在控制系统中产生的脉冲信号上升沿与检测周期开始或结束时刻无法严格同步所产生的量化误差的问题,设计了不固定检测周期的转速观测器,实现了检测周期和码盘方波脉冲信号的同步,使量化误差减小。然后,针对永磁同步电机在低速运行时,借助编码器脉冲计数得平均速度存在检测延迟的固有缺陷,基于卡尔曼滤波原理设计了在转速范围宽、高噪声环境下的转速观测器,消除检测存在的滞后环节,获得了较高的速度反馈精确度。最后,为解决全阶卡尔曼滤波转速观测器计算量大、参数调试难度大的问题,提出了卡尔曼基础上增设负载转矩观测的降阶转速观测器,保证瞬时速度的采样效果,且能缩短系统运行的消耗时间。为验证所设计的几种转速观测器的精确度和跟踪性能,分别将上述算法应用于带有增量式码盘的PMSM矢量控制系统的Simulink仿真模型中进行分析,仿真结果表明了本文设计的高性能速度检测方法的可实施性和有效性。
赵仁鑫[2](2020)在《微电机教学平台的设计与应用》文中认为电机是大学电类专业如电气工程、自动化、电子信息工程等专业的教学中的一个非常典型应用对象,《电力拖动基础》、《微机原理》、《运动控制系统》、《电力电子技术》、《自动控制原理》等核心课程的教材中,都采用电机及其控制系统作为典型教学案例,来完成这些课程工程应用部分的课堂授课。因此,本文将针《电力拖动基础》、《微机原理》、《电力电子技术》、《运动控制系统》、《自动控制原理》等多门本科核心教学课程,研发一套高性能、便于携带的微电机教学平台,为本科教学打造一款直观、生动的教学设备,进一步提升课堂教学质量。本文主要工作如下:(1)本文将针对教学内容对微电机教学平台进行针对性的硬件设计,做到硬件模块分类清晰、元件选材通用合理、整体布局美观轻巧、可维护性高、成本低廉。硬件设计的内容主要是对控制芯片电路以及其外围电路的设计,最后整合各个硬件模块制成PCB板。(2)在搭建好硬件电路之上,本文将围绕所选取的两款常用的控制芯片分别进行软件配置,具体而言,是对这两款芯片的片内功能模块,如PWM功能模块、串口通信模块、ADC采样模块等分别进行配置与设计。(3)在完成了硬件电路和控制芯片功能模块配置后,本文还选用Lab VIEW编写了上位机系统,该上位机系统主要功能是发送上位机的数据指令以及接收下位机传输过来的实时的转速与电流数据。除此之外,滤波算法作为一种特色功能也在Lab VIEW中加以实现。(4)在完成了本教学平台的上位机与下位机的设计后,本文还对其投入课堂中的效果、学生的反馈等进行了探讨和叙述,得出了该教学平台的应用会给本科教学带来正面效益的结论。
苏志彬[3](2020)在《高速纯电动汽车电机控制器设计》文中研究指明近年来,能源危机进一步加剧,政府和市场都更加重视电动汽车,因此纯电动汽车有了广阔的进步空间。适当增加电机驱动系统的研发投入,提升产品性能,可以为企业带来更好的收益。电动汽车的电机比传统燃油机噪音更小、更环保,尤其是在起步和加速时利用电机的线性动力表现出色。电驱系统作为电动汽车电池、电驱和电控三大核心系统之一,其性能与整车性能密切相关。永磁同步电机(PMSM)具有便于安装,噪音及脉动小和扭矩高等优点,更加适用于纯电动汽车的应用。首先,论文以永磁同步电机的结构和工作原理为基础,建立了PMSM在不同的控制阶段的三种数学模型。利用电机的参数关系和特点,论文推导出电压、电流、磁链和转矩的表达式。通过对PMSM在三种坐标系的转换过程进行分析,给出了Clark变换、Park变换的过程和转换公式,简化了PMSM的建模和控制。另外还通过分析逆变器形式,扇区判断依据和七段式SVPWM,采取矢量控制结合弱磁控制方式,提高了控制效率,较好解决了电机扩速的需求。其次,论文以TMS320F28035芯片为核心设计搭建硬件系统。通过分析控制器的DC-DC电源及功率需求,完成了以LM5085为核心的开关电源设计制作,解决了控制器核心电源大功率宽电压的问题。通过分析逆变器多管并联状态下的驱动能力需求,完成了功率驱动电路设计,提高了逆变器的驱动能力,减小损耗并提高了效率。根据控制器的矢量控制闭环控制策略需求,实现了非接触式大电流检测,完成了其余功能电路设计和控制器的制作和搭建。通过分析电机控制的所需功能和逻辑,把矢量控制作为基本架构,结合PI调节器、弱磁控制、MTPA、SVPWM,完成了控制系统软件的设计和实施。最后,以一台额定功率1kW的试验电机作为功能验证对象,完成了控制器的实验室测试,测试结果良好。以一台额定功率8kW的试验电机为控制对象,完成了测试台架环境下的空载和台架测试。测试结果显示,电机在空载时和台架带载测试时均具有良好的调速性能。电机转矩脉动小,响应迅速。控制器达到了预期的设计要求。
赵轩浩[4](2020)在《基于DSP的无刷直流电机驱动控制系统设计》文中研究指明与传统有刷直流电机相比,无刷直流电机由于其具有效率高、可靠性好、噪音低、寿命长的优点,被广泛应用于家用电器、无人机、电动汽车以及工业机器人等多种领域。本文针对无刷直流电机驱动和控制的快速性、稳定性和精确性需求,构建了无刷直流电机的数学模型,设计了一种基于DSP的无刷直流电机驱动控制系统,并在此基础上研究了基于单神经元的PI控制器,改进了串级PI控制算法,实现了无刷直流电机的稳定驱动与精确控制。结果表明,本论文所构建的驱动控制系统具有控制精度高,响应速度快,成本较低等优点。论文主要工作如下:1.分析了无刷直流电机的工作原理与控制方法。从电机本体、位置传感器及驱动控制电路等方面分析了控制系统的基本结构;通过分析位置、转速、电流等三个控制量的检测方案,以及无刷直流电机的驱动方式,阐述了控制系统的基本工作原理;建立了无刷直流电机的数学模型。2.研究了无刷直流电机串级PI控制算法。设计了电流内环、转速外环的无刷直流电机串级控制系统,研究了基于单神经元的PID控制器,以提高控制系统的性能;然后根据实验所用电机参数,基于MATLAB软件平台构建了仿真模型,并对仿真结果进行分析。3.设计了无刷直流电机驱动控制系统的硬件电路及软件代码。根据需求分别对电源模块、驱动模块、逆变电路模块和检测模块等四部分进行分析与计算,完成芯片的选型与外围电路的设计;利用DSP集成开发环境完成了 PWM控制信号的发生,位置、转速、电流三个反馈信号的检测,并实现了电流PI、转速PI串级控制算法。4.对所设计的驱动控制系统进行了实验测试。进行了信号波形试验,对PWM、霍尔和编码器信号进行了精确性验证,然后进行了电机空载以及调速试验。结果表明,本系统的调节时间不超过0.03s,调速范围在400r/min到3600r/min时转速较为稳定,且在此范围内稳定运行时转速波动不超过20r/min,电流波动及转矩波动也较小,基本满足设计要求。
张刘帅[5](2020)在《基于云台式PGK的控制方法研究》文中认为在现代化战争中低成本精确制导炮弹备受各国青睐,而采用气动力修正的PGK(精确制导组件)因其良好的修正能力、低廉的价格在制导弹药中得到越来越广泛的应用,但因其良好的控制受限于弹体转速,当弹体转速不在PGK反旋舵机控制范围内时,就失去相应的制导能力。本论文旨在解决这一问题设计了一款新型的云台式PGK,增强了PGK对弹体转速的适应范围,且控制系统动、静态性能良好,提高了弹箭精准度,在低成本精确制导弹药领域应用前景十分广阔。本文以云台式控制组件的整体系统作为研究对象,详细介绍了云台及反旋舵机的工作原理和结构设计,并基于此设计了双电机协调控制系统。云台及舵机驱动选用电子换相的无刷直流电机,分别设计二环和三环的控制策略,以传统PID作为其控制算法,建立以DSP+FPGA为核心的主控系统架构,实现对云台转速稳定控制和对反旋舵机转速及相位的精准控制,最终达到对弹体飞行弹道进行修正的目的,精准落向目标点。本论文通过对执行机构原理进行剖析,建立双电机协调控制的数学模型,并基于MATLAB2014a/SIMULINK模块搭建仿真模型,验证整体控制方案的可靠性。设计整体控制硬件平台,主要包括主控系统电路、双电机驱动电路和电源电路等,并编写相应软件程序,最后对整体系统进行半实物仿真测试。仿真结果表明:本控制方案使云台及舵机功能能够无误实现,且具有良好的动静态性能,满足本论文对云台制导组件控制系统的性能要求。
马元哲[6](2019)在《基于Labview的汽车微电机性能测试系统设计和实现》文中研究说明传统的直流电机性能测量是选用仪器仪表,对电机在运转过程中的物理量进行测量,然后通过人工计算得到各种特性曲线与特征参数。此过程数据处理效率低下,且测试结果存在人为误差。依据电机学原理,本论文论述了DC直流电机起动过程和换向过程,结果表明通过分析直流电机起动电流波形和空载电流波形,提取对应信号的脉动频率能够实现对转速的测量;而在电机起动运行时,其转矩变化与电机转速的增量成正比,由此可以实现对转矩的间接测量。直流电机的起动电流信号属于渐进非平稳信号,而傅里叶变换是对整个时间轴做积分变换,不具有局部时频信息。小波变换可以通过变换尺度和平移因子来提取信号的在不同时段具有的不同频率成分。本文正是基于此提出了将时频分析理论应用到直流电机测试领域,利用小波变换对直流电机启动电流信号的去噪和滤波及重构,以期得到经滤除直流信号的高频信号。进一步基于时频分析理论,在渐进信号小波分析的基础上,对高频信号实现提取瞬时频率的方法,从而实现直流电机性能测试在线的快速测试。结合直流电机的起动电流信号属于非平稳信号的特点,在充分利用PC机丰富的计算资源与快速的运算速度的基础上,本论文设计了基于Labview的直流电机性能测试分析处理系统,并利用Matlab强大的数据分析功能,通过Lab VIEW与Matlab混合编程以实现对采集信号的时频分析。论文中选取了NI公司的DAQ数据采集卡:PCI-6289,介绍了其与PC机的接口及其编程等与软硬件有关的问题以完成对电枢电流数据采集。同时论文详细讨论了直流电机供电电源的选取标准、直流电机启动电路的设计、直流电机制动电路的设计及电流采样电路的设计等外围驱动电路。对直流微电机的性能测试,传统的测量方法需安装转矩转速等非电量传感器,会附加大的负载偏移量,且对机械设计要求非常苛刻。而试验表明,本系统无需安装非电量感应器,便可以快速准确实现对启动电流信号的采集、处理,能够较好的实现对直流电机机械特性测试,特别适合微电机的高速自动化生产线快速测试的场合。
宿一鸣[7](2019)在《电动车用磁阻式旋转变压器的设计仿真与研究》文中进行了进一步梳理传统内燃机汽车尾气排放对城市环境造成不良影响,随着环保意识的提高,人类生活逐步向高效环保的方向发展。电动汽车作为新能源汽车得到广泛的使用。电机作为电动车的核心部件之一,需要使用可靠精确、适应恶劣环境的角度传感器。磁阻式旋转变压器可以适应电动汽车的使用条件。通过对磁阻式旋转变压器的原理分析,本文对磁阻式旋转变压器设计中的关键部分,即激磁绕组、信号绕组和转子外形等进行设计,并以此为基础,在Ansoft软件中建立有限元模型,仿真得到正确的正余弦信号输出感应电势波形,可以实现测角功能。同时对其谐波畸变率进行分析,发现还有进一步优化的空间。之后为提高旋变的性能,通过对气隙长度、转子外形进行优化,通过对比得到较为优越的数值,为之后的设计提供参考。同时引入转子外形补偿系数,降低气隙长度剧烈变化带来的影响,通过计算发现波形畸变率得到降低。考虑到在制作工艺和装配工艺方面对精度的影响是存在的,因此通过对转子偏心、定子偏心、激磁绕组偏移和激磁绕组绕向等方面具体分析,通过仿真得到各类因素对旋变输出信号的不良影响,发现制作和装配工艺对旋变性能的影响是显着的,应当尽量避免和减少此类问题的发生。最后,选择AD公司的AD2S1200作为主芯片,采用单相激磁的方式制作轴角变换电路,利用现有的多摩川样机实验验证得到合理的输出波形。本文根据永磁同步电机的结构和特性,分析其在三相和两相坐标系中的数学模型。建立了di=0的按转子磁链定向的控制策略,研究了矢量控制的原理和空间矢量脉宽调制技术。设计了永磁同步电机速度外环、电流内环的双闭环控制系统,同时利用设计得到的磁阻式旋变样机作为位置传感器,实现了永磁同步电机调速功能,具有较好的动态响应和稳态特性。
杨权[8](2019)在《电动车窗无刷直流电机控制系统设计》文中研究表明随着汽车行业的高速发展,汽车电子的相关研究受到了人们的关注。传统的汽车车窗使用有刷直流电机作为驱动源,整个车窗控制系统存在效率低、寿命短、控制精度低等问题。本课题将无刷直流电机代替有刷电机应用于车窗控制系统,研究了无刷直流电机控制算法,并实现了车窗的相关功能。本文主要研究内容如下:(1)根据车窗电机的工作需求,选择合适的无刷直流电机作为控制对象。分析车窗的基本功能和防夹要求,并对车窗控制器的整体方案进行设计。(2)根据无刷直流电机的数学模型,设计了无刷直流电机的单闭环和双闭环PI控制系统,并对PI参数进行整定。将模糊控制算法和双闭环PI控制系统相结合,设计模糊自适应PI算法用于无刷直流电机控制,并对控制效果进行仿真比较。(3)设计制作车窗控制器的硬件和软件部分。以TI公司的TMS320F28335作为主控芯片,硬件整体方案包括DSP芯片的最小系统、功率放大电路、供电电源电路、检测与保护电路等。软件系统由无刷直流电机的驱动程序和车窗控制程序组成。(4)完成整个控制器的制作,设计搭建实验平台,实验平台设计包括上位机和下位机两部分,可对实验过程中电机的电流、转矩等参数进行采集处理。最后在实验平台上完成对控制器的性能和车窗控制功能的测试,将测试结果与设计指标进行比较分析。
杨沛鑫[9](2019)在《基于FPGA的多轴永磁同步电机伺服控制系统研究》文中研究说明机械相控阵列天线采用螺旋天线作为辐射单元,微波波束的扫描控制需要通过机械转动螺旋天线以达到预定的辐射相位来实现。螺旋天线单元与电机等驱动设备相连,通过电机转动带动天线单元转动,从而实现辐射单元的相位控制。因此,用于驱动电机转动的电机伺服控制系统是相控阵列天线的重要组成部分。永磁同步电机具有功率密度高、体积小、效率高、惯性低、响应快等优点,采用永磁同步电机驱动螺旋天线转动可实现快速精确的单元相位控制。传统的永磁同步电机伺服控制系统采用三闭环控制策略,电流环作为其最内环,其动态响应和稳态响应能力直接影响着整个伺服控制系统的性能优劣。为了提高电流环性能、实现多轴电机并行控制,本文研究了一种基于电流预测控制的矢量控制方案,基于FPGA实现了多轴伺服控制系统。本文首先介绍了永磁同步电机伺服控制系统的研究意义,调研了国内外的研究现状,其次根据永磁同步电机的工作原理对永磁同步电机的数学模型和传统的矢量控制算法做了简要阐述,确定了id=0的控制策略。接着以提高电流环频响为目的,引入了永磁同步电机电流预测控制算法。为验证理论分析的有效性,基于MATLAB/Simulink平台搭建了双闭环永磁同步电机伺服控制系统,整体结构采用传统的矢量控制,其中电流环部分用无差拍预测控制器代替原有的PI控制器。仿真结果中,相比于PI控制器,在电流闭环上:无差拍电流预测控制器的q轴动态响应有明显提高,q轴稳态误差减小了5.4%;在速度闭环上:速度上升时间减小的同时其稳态误差稳态仅为PI控制器的1/5。仿真表明了与传统的矢量控制相比,引入无差拍电流预测控制能提高电流环频率响应。构建了永磁同步电机控制IP核,分别对控制算法中所需要的速度PI控制模块、电流预测控制模块、坐标变换模块、SVPWM模块、SPI模块、QEP模块、Cordic模块等进行设计和仿真。并搭建了2轴(多轴)SoPC伺服控制系统。最后对所设计的基于FPGA的多轴永磁同步电机伺服控制系统的控制性能进行了实验验证,包括准备实验、单轴电流闭环实验、单轴速度闭环实验和多轴联动实验。单轴测试表明:本文所设计的伺服控制系统实现了高控制频率下的速度环、电流环闭环控制,其中电流闭环的动态响应时间为7-8个控制周期,稳态误差为0.2A左右;当电机以600r/min、1200r/min、1800r/min的恒定速度转动时,速度闭环的上升时间为10ms、17ms、22.5ms,稳态误差分别为1%、0.91%、0.25%左右。整个系统能根据需要实时配置寄存器中各项参数,在多轴测试表明:各轴能独立接收NiosⅡ控制器的控制指令,并行完成所需功能。
尤向阳[10](2019)在《基于DSP的超声波电机转速测量与频率跟踪算法设计》文中指出基于DSP56F801说明了超声波电机驱动控制系统PWM信号产生方法。在此基础上设计了电机测速的算法和频率自动跟踪的算法并通过软件实现在线测速和实时频率跟踪。该自动测速和频率跟踪算法实现简单,计算量小,运行效率高。在此基础上,下一步可结合各种控制策略对超声波电机进行闭环控制研究,实现对超声波电机运行的高效实时控制。
二、一种微电机实时测速方法(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一种微电机实时测速方法(论文提纲范文)
(1)电机数字控制系统高精度转子速度检测方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题的背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 永磁同步伺服控制系统在国内外研究现状 |
1.2.2 永磁同步电机转速测量的方法及研究现状 |
1.3 课题主要研究内容和章节安排 |
第二章 永磁同步电机矢量控制模型及常见测速方法 |
2.1 永磁同步电机的数学模型 |
2.1.1 定子电压和磁链方程 |
2.1.2 转矩方程 |
2.1.3 机械运动方程 |
2.2 永磁同步电机矢量控制 |
2.2.1 i_d=0控制方式 |
2.2.2 电压空间矢量SVPWM调制技术 |
2.3 增量式光电编码器的测速原理 |
2.4 常见的测速方法与对比分析 |
2.4.1 定时测角法(“M”法) |
2.4.2 定角测时法(“T”法) |
2.4.3 “M/T”法 |
2.4.4 “M”法、“T”法、“M/T”法的比较 |
2.5 本章小结 |
第三章 不固定检测周期转速观测器 |
3.1 状态观测器基本原理 |
3.2 不固定检测周期转速观测器的设计 |
3.2.1 二阶不固定检测周期转速观测器算法 |
3.2.2 三阶不固定检测周期转速观测器算法 |
3.3 系统仿真与建模 |
3.3.1 在PMSM双闭环调速系统中的应用 |
3.3.2 二阶观测器仿真及结果分析 |
3.3.3 三阶观测器仿真及结果分析 |
3.3.4 二阶和三阶观测器法性能比较 |
3.4 本章小结 |
第四章 基于卡尔曼滤波的转速观测器 |
4.1 卡尔曼滤波器的基本原理 |
4.2 卡尔曼滤波的转速观测器设计 |
4.2.1 一般型卡尔曼滤波观测器算法 |
4.2.2 改良型卡尔曼滤波观测器算法 |
4.3 系统仿真与建模 |
4.3.1 一般型卡尔曼滤波观测器仿真结果分析 |
4.3.2 改良型卡尔曼滤波观测器仿真结果分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 基于降阶卡尔曼滤波的转速观测器 |
5.1 基于改良型卡尔曼的降阶观测器算法 |
5.2 系统仿真及结果分析 |
5.2.1 在PMSM双闭环调速系统中的应用 |
5.2.2 仿真结果分析 |
5.3 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
参考文献 |
攻读学位期间的研究成果 |
致谢 |
(2)微电机教学平台的设计与应用(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 开发背景 |
1.2 课堂实验教学 |
1.3 微电机教学平台软硬件设计的技术概述 |
1.3.1 硬件设计概述 |
1.3.1.1 外壳的选择 |
1.3.1.2 电源和信号线接插口的选择 |
1.3.1.3 联轴器的选择 |
1.3.1.4 电机的配型 |
1.3.1.5 双微处理器的选择 |
1.3.1.6 控制芯片介绍 |
1.3.2 软件设计概述 |
1.3.2.1 IAP15W和 C8T6 产生PWM波形的原理 |
1.3.2.2 PWM频率的选择 |
1.3.2.3 异步通信概述 |
1.3.2.4 C8T6的DMA工作原理 |
1.3.2.5 单片机获取转速值的几种方法 |
1.3.2.6 关于采样时机与采样方式 |
1.3.2.7 数字PI算法 |
1.4 本文工作 |
第2章 教学平台的硬件设计 |
2.1 教学平台硬件总框架 |
2.2 硬件电路设计 |
2.2.1 电源模块电路设计 |
2.2.2 按键电路设计 |
2.2.3 控制芯片电路设计 |
2.3.3.1 IAP15W电路设计 |
2.3.3.3 C8T6电路设计 |
2.2.4 驱动电路设计 |
2.2.5 运算放大电路设计 |
2.2.6 通信电路设计 |
2.2.7 继电器电路设计 |
2.3 整体PCB板 |
2.4 本章小结 |
第3章 教学平台的软件设计 |
3.1 整体编程框架 |
3.2 按键程序 |
3.3 PWM信号程序 |
3.4 串口通信程序 |
3.5 转速采样程序 |
3.6 电流采样程序 |
3.7 PI算法程序 |
3.7.1 传统数字PI算法 |
3.7.1.1 位置式数字PI调节器 |
3.7.1.2 增量式数字PI调节器 |
3.7.1.3 对比 |
3.7.2 比例系数K_p和积分系数K_i |
3.7.2.1 比例系数K_p |
3.7.2.2 积分系数K_i |
3.7.3 数字PI算法的实现 |
3.8 本章小结 |
第4章 教学平台的上位机设计 |
4.1 Lab VIEW简介 |
4.2 上位机界面功能介绍 |
4.3 上位机编程框架 |
4.4 串口操作程序 |
4.5 页面切换程序 |
4.6 超时事件 |
4.7 按键触发指令发送程序 |
4.8 演示效果 |
4.8.1 开环模式实验结果 |
4.8.2 闭环模式实验结果 |
4.8.3 双闭环模式实验结果 |
4.8.4 PI实验结果 |
4.9 电流信号的数字滤波器的实现 |
4.9.1 电流波形的仿真 |
4.9.2 模拟式滤波和数字式滤波 |
4.9.3 数字滤波器的实现方法 |
4.9.4 基础滤波器 |
4.9.4.1 算术平均值滤波器 |
4.9.4.2 加权平均值滤波器 |
4.9.4.3 递推平均滤波器 |
4.9.4.4 加权递推平均滤波器 |
4.9.4.5 中位值滤波器 |
4.9.4.6 限幅滤波器 |
4.9.4.7 一阶滞后滤波器 |
4.9.5 卡尔曼滤波器 |
4.9.5.1 卡尔曼滤波器的原理 |
4.9.5.2 迭代过程 |
4.9.5.3 卡尔曼滤波器效果 |
4.10 本章小结 |
第5章 教学平台的上位机设计 |
结论与展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 B 攻读学位期间所参与的科研项目 |
(3)高速纯电动汽车电机控制器设计(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题的背景及意义 |
1.2 电机控制系统的研究现状 |
1.2.1 动力驱动电机的比较和选择 |
1.2.2 永磁同步电机控制策略的比较和选择 |
1.3 课题的主要研究内容 |
1.4 论文的章节安排 |
第二章 永磁同步电机简介及其数学模型 |
2.1 永磁同步电机的结构特点及工作原理 |
2.2 建立永磁同步电机的数学模型 |
2.2.1 三相静止坐标系(ABC)的数学模型 |
2.2.2 两相静止坐标系(α-β)的数学模型及Clark变换 |
2.2.3 旋转坐标系(d-q)的数学模型及Park变换 |
2.3 电流、速度检测方法比较和选择 |
2.4 本章小结 |
第三章 矢量控制系统设计 |
3.1 系统整体设计 |
3.2 PI调节器设计 |
3.3 空间矢量脉宽调制(SVPWM)的原理和实现 |
3.4 Id=0控制及弱磁控制 |
3.5 本章小结 |
第四章 永磁同步电机控制器硬件设计 |
4.1 控制器硬件系统架构设计 |
4.2 DSP核心选择及其最小系统设计 |
4.3 系统电源设计 |
4.4 电源开关电路设计 |
4.5 信号隔离及驱动电路设计 |
4.5.1 PWM驱动电路 |
4.5.2 功率驱动电路 |
4.6 检测电路设计 |
4.6.1 电流检测电路 |
4.6.2 工作模式设定电路 |
4.6.3 编码器电路 |
4.7 JTAG及 EEPROM电路 |
4.8 印刷电路板(PCB)设计 |
4.9 本章小结 |
第五章 永磁同步电机控制器软件设计 |
5.1 软件系统架构设计 |
5.2 永磁同步电机矢量控制的Simulink仿真 |
5.3 FOC和 ADC模块设计 |
5.4 速度测量模块设计 |
5.5 本章小结 |
第六章 硬件PCB制作及系统调试 |
6.1 控制器平台制作及搭建 |
6.2 系统测试 |
第七章 总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 |
(4)基于DSP的无刷直流电机驱动控制系统设计(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 本文主要内容 |
第2章 无刷直流电机驱动控制系统基本原理 |
2.1 无刷直流电机驱动控制系统基本结构 |
2.1.1 电机本体 |
2.1.2 位置传感器 |
2.1.3 驱动电路 |
2.1.4 控制电路 |
2.2 无刷直流电机驱动控制系统工作原理 |
2.3 无刷直流电机数学模型 |
2.3.1 无刷直流电机简化模型 |
2.3.2 无刷直流电机运动方程 |
2.4 无刷直流电机转速调节 |
2.5 本章小结 |
第3章 基于单神经元的串级PI控制算法研究 |
3.1 转速、电流串级PID控制器设计 |
3.1.1 PID控制算法 |
3.1.2 串级控制器设计 |
3.2 基于单神经元的PID控制器设计 |
3.2.1 单神经元模型及算法 |
3.2.2 单神经元PID控制器设计 |
3.3 仿真分析 |
3.3.1 串级PI控制器仿真 |
3.3.2 单神经元PI控制器仿真 |
3.4 本章小结 |
第4章 无刷直流电机驱动控制系统硬件设计 |
4.1 系统总体硬件方案 |
4.2 控制芯片的选择 |
4.3 电源模块设计 |
4.4 驱动电路设计 |
4.5 三相桥逆变电路 |
4.6 检测模块 |
4.6.1 位置检测 |
4.6.2 速度检测 |
4.6.3 电流检测 |
4.7 本章小结 |
第5章 无刷直流电机驱动控制系统软件设计 |
5.1 控制系统软件设计总体要求 |
5.2 DSP软件开发介绍 |
5.3 控制系统软件设计 |
5.3.1 控制系统软件总体结构 |
5.3.2 DRV8323RS配置 |
5.3.3 PWM信号发生 |
5.3.4 信号检测 |
5.3.5 串级PI控制算法 |
5.4 本章小结 |
第6章 实验结果及分析 |
6.1 实验平台 |
6.2 信号波形实验 |
6.2.1 PWM控制信号 |
6.2.2 转子位置检测信号 |
6.2.3 编码器信号 |
6.3 电机运行实验 |
6.3.1 空载运行实验 |
6.3.2 电机调速实验 |
6.4 本章小结 |
第7章 总结与展望 |
7.1 总结 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
在读期间发表的学术论文及取得的其他研究成果 |
(5)基于云台式PGK的控制方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 选题的背景与意义 |
1.2 国内外研究现状与分析 |
1.3 论文主要研究内容 |
2 云台式制导组件结构组成和工作原理 |
2.1 云台式制导组件结构组成简介 |
2.2 系统工作原理 |
2.2.1 云台工作原理 |
2.2.2 反旋舵机工作原理 |
2.2.3 无刷电机工作原理 |
2.3 控制系统 |
2.3.1 云台控制系统 |
2.3.2 反旋舵机控制系统 |
2.3.3 无刷电机换相控制系统 |
2.4 控制系统主要性能要求 |
2.5 总体硬件系统方案设计 |
2.5.1 主控系统架构 |
2.5.2 主控芯片选型 |
2.5.3 电机驱动系统 |
2.5.4 相位检测及电机换向 |
2.6 双电机系统控制方案设计 |
2.6.1 电机协调控制方法 |
2.6.2 双电机主从控制 |
2.7 双电机闭环控制算法 |
2.7.1 PID控制原理 |
2.7.2 数字PID控制算法实现 |
2.7.3 数字PID参数整定 |
2.8 本章小结 |
3 双电机协调控制仿真模型建立 |
3.1 执行机构数学模型 |
3.1.1 修正机构数学模型 |
3.1.2 驱动机构数学模型 |
3.2 Simulink仿真模块建立 |
3.2.1 电压模块 |
3.2.2 转矩模块 |
3.2.3 控制信号产生模块 |
3.2.4 电源模块 |
3.2.5 相位环与转速环控制模块 |
3.2.6 反旋舵机偏角计算模块 |
3.3 系统总体仿真模型 |
3.4 反旋舵机仿真结果 |
3.4.1 系统速度跟随仿真 |
3.4.2 系统相位跟随仿真 |
3.4.3 系统动态性能仿真 |
3.5 本章小结 |
4 云台式制导组件硬件电路设计 |
4.1 主控系统设计 |
4.1.1 DSP芯片简介 |
4.1.2 FPGA芯片简介 |
4.2 主控系统基本电路设计 |
4.2.1 时钟和复位电路设计 |
4.2.2 JTAG接口电路设计 |
4.2.3 DSP扩展电路设计 |
4.2.4 FPGA的配置电路设计 |
4.2.5 上位机通信接口电路 |
4.3 系统电源电路 |
4.3.1 主电源电路设计 |
4.3.2 芯片核电源电路设计 |
4.4 电机驱动电路设计 |
4.4.1 双电机换相电路 |
4.4.2 保护电路设计 |
4.5 地磁信号放大电路 |
4.6 位置及速度检测电路 |
4.7 本章小结 |
5 云台式PGK控制系统软件设计 |
5.1 软件开发环境介绍 |
5.1.1 CCS开发环境简介 |
5.1.2 ISE开发软件简介 |
5.2 系统主程序设计 |
5.3 执行机构软件控制实现 |
5.3.1 PID控制算法实现 |
5.3.2 脉宽调速控制 |
5.3.3 电机堵转检测 |
5.3.4 转速信号测算 |
5.4 本章小结 |
6 调试与分析 |
6.1 系统调试 |
6.1.1 电源模块 |
6.1.2 时钟模块 |
6.1.3 链路测试模块 |
6.2 执行机构控制测试 |
6.2.1 双电机霍尔输出信号 |
6.2.2 控制信号PWM输出 |
6.2.3 速度跟随实验 |
6.2.4 舵机相位跟随测试 |
6.3 本章小结 |
7 总结与展望 |
7.1 全文总结 |
7.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(6)基于Labview的汽车微电机性能测试系统设计和实现(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景、研究目的及意义 |
1.1.1 课题背景 |
1.1.2 研究目的及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 论文创新点 |
1.4 论文结构 |
第2章 直流电机性能测试原理和方案 |
2.1 测试需求分析 |
2.1.1 测试系统的目的 |
2.1.2 测试需求分析 |
2.2 自动测试系统的设计目标 |
2.3 测试系统方案建立 |
2.3.1 直流电机换向解析 |
2.3.2 直流电机起动解析 |
2.3.3 直流电机测试方案提出 |
2.4 系统总体方案设计 |
2.4.1 系统构成 |
2.4.2 软件整体设计 |
2.5 本章小结 |
第3章 系统硬件设计 |
3.1 电机供电电源选择 |
3.2 电流采样电路 |
3.2.1 空载电流采样放大电路 |
3.2.2 电流采样差分传输 |
3.3 起动及制动电路 |
3.3.1 电机起、停驱动电路 |
3.3.2 MOSFET驱动电源电路 |
3.4 同步采样电路 |
3.5 数据采集卡选取 |
3.6 本章小结 |
第4章 系统软件设计 |
4.1 Labview和Matlab混合编程简介 |
4.2 数据采集软件设计 |
4.2.1 数字I/O功能模块 |
4.2.2 GPIB通讯功能模块 |
4.2.3 双采集卡高速同步采样功能模块 |
4.3 空载转速软件设计 |
4.3.1 傅里叶变换的测速应用 |
4.3.2 空载转速算法设计 |
4.4 小波分析在性能测试中应用 |
4.4.1 小波分析理论 |
4.4.2 小波降噪应用 |
4.4.3 小波提取起动电流中的高频分量 |
4.4.4 小波包提取电机转速变化曲线 |
4.5 电机系统参数计算分析 |
4.6 本章小结 |
第5章 测量结果分析 |
5.1 硬件电路设计实现 |
5.2 电机空载转速实现 |
5.3 电机性能参数实现 |
5.4 测试系统应用 |
5.5 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
(7)电动车用磁阻式旋转变压器的设计仿真与研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
英文摘要 |
1 绪论 |
1.1 课题背景 |
1.1.1 光电编码器 |
1.1.2 磁性编码器 |
1.1.3 旋转变压器 |
1.2 旋转变压器的简述 |
1.2.1 旋转变压器的研究现状 |
1.2.2 旋转变压器的分类 |
1.3 旋转变压器的工作原理 |
1.4 旋转变压器的技术指标 |
1.5 本文主要研究目的与内容 |
2 磁阻式旋转变压器的设计 |
2.1 主要尺寸选择 |
2.2 导磁材料的选择 |
2.3 激磁频率的确定 |
2.4 激磁绕组确定 |
2.5 信号绕组设计 |
2.6 转子外形设计 |
2.7 电磁场仿真分析 |
2.7.1 电磁场有限元分析的基本原理 |
2.7.2 建立有限元模型 |
2.8 本章小结 |
3 磁阻式旋转变压器的参数优化与精度影响因素分析 |
3.1 参数优化的目的 |
3.2 参数优化的方法 |
3.3 旋转变压器的参数优化 |
3.3.1 气隙长度优化 |
3.3.2 定子极靴的选择 |
3.3.3 转子外形优化 |
3.3.4 引入转子外形补偿系数的优化 |
3.4 精度影响因素分析 |
3.4.1 偏心因素影响 |
3.4.2 转子偏心 |
3.4.3 定子偏心 |
3.4.4 激磁绕组偏移 |
3.4.5 激磁绕组绕向 |
3.5 本章小结 |
4 磁阻式旋转变压器的数字解码电路研制 |
4.1 AD2S1200 简介 |
4.2 AD2S1200 工作原理 |
4.3 数字解码电路设计 |
4.3.1 电源电路设计 |
4.3.2 正弦激磁放大电路设计 |
4.3.3 回馈信号电路设计 |
4.3.4 错误指示电路设计 |
4.4 与DSP通讯模式 |
4.5 实验结果验证 |
4.6 本章小结 |
5 基于磁阻式旋转变压器的永磁同步电机实验研究 |
5.1 基于磁阻式旋转变压器的永磁同步电机控制系统设计 |
5.1.1 整体仿真模型 |
5.1.2 基于MATLAB/Simulink模型的控制系统代码生成 |
5.1.3 电机矢量控制的硬件部分 |
5.2 搭建基于磁阻式旋转变压器的永磁同步电机实验平台 |
5.3 实验结果研究 |
6 总结与展望 |
参考文献 |
附录 |
A.作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目 |
B.学位论文数据集 |
致谢 |
(8)电动车窗无刷直流电机控制系统设计(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 研究意义与背景 |
1.1.1 汽车电子行业研究背景 |
1.1.2 无刷直流电机的背景与应用 |
1.2 车窗控制系统的主要问题 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 无刷电机控制国内外研究现状及热点 |
1.3.2 车窗防夹技术 |
1.4 本文主要研究内容与工作安排 |
1.4.1 论文主要研究内容 |
1.4.2 工作安排 |
2 车窗电机控制系统的总体设计 |
2.1 主要功能需求和性能指标 |
2.1.1 车窗电机的功能需求 |
2.1.2 车窗电机的性能指标 |
2.2 无刷直流电机基本组成 |
2.2.1 无刷直流电机本体 |
2.2.2 转子位置传感器 |
2.2.3 电子换相电路 |
2.3 无刷直流电机工作原理 |
2.4 总体解决方案设计 |
2.5 本章小结 |
3 无刷直流电机控制算法研究与仿真 |
3.1 无刷直流电机数学模型 |
3.1.1 电压方程 |
3.1.2 转矩方程 |
3.2 PID控制 |
3.3 单、双闭环控制系统PID参数整定 |
3.3.1 单闭环PI调节器的参数整定 |
3.3.2 双闭环系统PI调节器的参数整定 |
3.4 无刷直流电机的模糊PI控制及仿真 |
3.4.1 模糊控制基本原理 |
3.4.2 模糊PI控制器的设计及仿真 |
3.5 本章小结 |
4 车窗控制系统硬件设计 |
4.1 硬件电路设计方案 |
4.2 DSP控制电路设计 |
4.2.1 TMS320F28335 最小系统 |
4.2.2 电源电路及防反接电路 |
4.3 功率电路设计 |
4.4 检测及保护电路 |
4.4.1 电流检测 |
4.4.2 电压检测 |
4.4.3 霍尔位置信号检测 |
4.4.4 温度检测 |
4.5 其他电路及PCB可靠性设计 |
4.5.1 串口通信电路 |
4.5.2 按键及电位器控制电路 |
4.5.3 PCB可靠性设计 |
4.6 本章小结 |
5 车窗控制系统软件设计 |
5.1 软件系统整体结构 |
5.2 主程序设计 |
5.3 中断程序设计 |
5.3.1 霍尔位置信号的采集 |
5.3.2 按键外部中断 |
5.3.3 系统故障查询 |
5.3.4 ADC采样中断及双闭环PI控制 |
5.4 车窗功能设计 |
5.4.1 车窗基本功能的实现 |
5.4.2 车窗防夹的实现 |
5.5 本章小结 |
6 车窗控制器性能测试 |
6.1 测试系统设计与制作 |
6.1.1 测试系统硬件设计 |
6.1.2 测试系统软件设计 |
6.2 测试项目和测试结果分析 |
6.2.1 电机相关信号测试 |
6.2.2 无刷直流电机控制器比较测试 |
6.2.3 无刷直流电机控制器响应测试 |
6.2.4 车窗控制功能测试 |
6.3 本章小结 |
7 总结与展望 |
7.1 总结 |
7.2 展望 |
参考文献 |
作者简历 |
(9)基于FPGA的多轴永磁同步电机伺服控制系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 论文主要研究内容 |
第2章 永磁同步电机控制基础 |
2.1 永磁同步电机原理 |
2.2 永磁同步电机的数学模型 |
2.2.1 线性坐标变换 |
2.2.2 永磁同步电机在αβ坐标下的数学模型 |
2.2.3 永磁同步电机在dq坐标下的数学模型 |
2.3 矢量控制原理 |
2.4 空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术原理 |
2.5 本章小结 |
第3章 基于无差拍电流预测控制的伺服控制系统仿真 |
3.1 电流预测控制原理 |
3.1.1 永磁同步电机的预测控制模型 |
3.1.2 电流型预测控制 |
3.1.3 电压型预测控制 |
3.2 仿真平台搭建 |
3.2.1 电流预测控制模块 |
3.2.2 坐标变换模块 |
3.2.3 SVPWM模块 |
3.3 仿真分析 |
3.3.1 仿真参数选取 |
3.3.2 仿真结果分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 基于FPGA的永磁同步电机伺服控制系统设计 |
4.1 总体方案设计 |
4.2 电机控制IP核设计 |
4.2.1 设计定义阶段 |
4.2.2 设计输入阶段 |
4.2.3 时分复用策略 |
4.3 子模块设计 |
4.3.1 速度PID控制器模块 |
4.3.2 无差拍电流预测控制模块 |
4.3.3 坐标变换模块 |
4.3.4 SVPWM模块 |
4.3.5 SPI模块 |
4.3.6 QEP模块 |
4.3.7 Cordic模块 |
4.3.8 时序模块 |
4.3.9 接口子模块 |
4.4 子模块仿真 |
4.5 本章小结 |
第5章 实验验证 |
5.1 实验平台 |
5.2 实验测试结果及分析 |
5.2.1 准备实验 |
5.2.2 单轴电流闭环实验 |
5.2.3 单轴速度闭环实验 |
5.2.4 多轴联动实验 |
5.3 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
(10)基于DSP的超声波电机转速测量与频率跟踪算法设计(论文提纲范文)
1 PWM信号的产生 |
2 超声波电机转速测量 |
3 超声波电机的频率跟踪 |
4 小结 |
四、一种微电机实时测速方法(论文参考文献)
- [1]电机数字控制系统高精度转子速度检测方法研究[D]. 韩振珍. 青岛大学, 2020(01)
- [2]微电机教学平台的设计与应用[D]. 赵仁鑫. 湖南大学, 2020(07)
- [3]高速纯电动汽车电机控制器设计[D]. 苏志彬. 济南大学, 2020(01)
- [4]基于DSP的无刷直流电机驱动控制系统设计[D]. 赵轩浩. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [5]基于云台式PGK的控制方法研究[D]. 张刘帅. 南京理工大学, 2020(01)
- [6]基于Labview的汽车微电机性能测试系统设计和实现[D]. 马元哲. 深圳大学, 2019(10)
- [7]电动车用磁阻式旋转变压器的设计仿真与研究[D]. 宿一鸣. 重庆大学, 2019(01)
- [8]电动车窗无刷直流电机控制系统设计[D]. 杨权. 中国计量大学, 2019(02)
- [9]基于FPGA的多轴永磁同步电机伺服控制系统研究[D]. 杨沛鑫. 西南交通大学, 2019(03)
- [10]基于DSP的超声波电机转速测量与频率跟踪算法设计[J]. 尤向阳. 安阳工学院学报, 2019(02)