基于MC56F84789的PMSM伺服控制系统设计

目前,在数控机床、自动化生产线、工业机器人等应用场合,以永磁同步电机(PMSM)为控制对象的全数字交流伺服系统正逐步取代直流伺服系统。为了提高永磁同步电机控制器的控制性能,设计开发了基于飞思卡尔32位的MC56F84789型DSP的永磁同步电机数字化矢量控制器。MC56F8479包含各种先进的高速、高精度外设。文中介绍了PMSM的数学模型和磁场定向矢量控制原理,设计了一套功能完善、实时性好的PMSM交流伺服系统。实验结果表明电流环响应迅速、速度和位置闭环控制无稳态误差,所设计的系统工作可靠,控制速度快。     

纯电动汽车磁助力启动制动结构设计

根据纯电动汽车整丰在运行条件下制动力矩的需求，设计了一种磁助力启动制动系统。利用电磁同性相斥、异性相吸的原理，根据车轮速度时时变化控制和改变磁极磁性，在汽车起步和制动过程起到磁助力作用。计算了电磁启动制动力矩，设计了电磁制动控制电路。基于ECE法规设计了制动力分配算法，计算表明：在高响应测速传感器的反馈控刺中，磁动力启动制动结构能够迅速有效地起到助力作用，为改善纯电动汽车的行车效能提供了新的思路。     

基于DSP的工业平缝机伺服控制系统

以工业平缝机伺服控制系统为研究对象,基于永磁同步电机数学模型和磁场定向控制原理,提出了一种基于 DSP芯片MC56F8255的伺服控制系统。对系统整体控制方案进行了分析,设计了驱动电路、信号检测电路等,完成了M/T 测速法、积分分离PID控制算法等软件开发。仿真与实验结果表明,该伺服控制系统响应速度快、超调量小、稳态精度高。     

基于磁致伸缩换能器阻抗匹配网络的设计

在电磁超声检测中,针对磁致伸缩换能器换能效率低,接收到的信号通常十分微弱的问题,设计了一个在激励线圈和功率放大器之间的阻抗匹配电路,使之可以在30~150 kHz内的能量传输效率增大。通过Smith圆图法确定元器件数值并用阻抗变换得到的公式去验证,设计出阻抗匹配网络。该网络可以增大传输功率,提高激励线圈上的电流。仿真和实验结果表明:增加阻抗匹配电路,可以有效提高激励电流,进而增加电磁力,使得磁致伸缩效果明显,功率传输效率有效提高。     

一种改善PWM电流源变频器中暂态响应特性的有效方法

研究了一种改善脉宽调制式(PWM)电流源变频器暂态电流响应特性的有效方法。在变频器PWM开关切换的阶跃变化时,低通滤波器产生的谐波电流能够被开关信号的一个脉冲控制有效抑制。该方法不需设置电流或电压反馈回路,且不会出现器件的开关应力。控制开关的时延可在设计电路常数时预先计算确定。给出了单相和三相变频器的实验结果,与采用其他方法的变频器相比,该方法的变频器电源电流的暂态响应得到了有效改善。     

数据采集系统中通用信号调理电路的分析

信号调理的实质就是通过电子器件的有机组合,对信号进行调节、变换和整理的过程.信号调理电路的具体实现应综合考虑数据采集的目的、现场环境及控制系统的算法设计等各种因素审慎为之.该文论述了不同情况下通用信号调理电路的具体实现方法,并应用传递函数及其框图刻画了调理电路中信号的流动及转换过程,且在此基础上得出了信号调理电路的有关特征参数.     

一款新颖的滑差电机调速控制电路

根据滑差电机电磁调速器的技术特点,提出一种以UC3842为核心构建的双闭环脉宽调制控制电路,选用MOSFET构成PWM控制主回路,输出电压稳定、输出电流连续,具有快速的动态响应速度;用光电传感器测速、F/U转换电路代替传统的测速发电机,电路简洁,效率高、能耗低。实验表明电路的性能良好,可靠性高,成本低。     

基于模型预测控制的电动汽车起步工况仿真与性能评价

为提高电动汽车起步工况时的性能,设计了基于模型预测控制的驾驶员模型,建立了纯电动汽车整车模型和驾驶员模型。将驾驶员意图转化为加速踏板和制动踏板的开度变化,利用基于模型预测控制方法的上层控制器得到期望加速度,下层控制器根据期望加速度得到加速指令和减速指令,从而对车辆进行起步工况的加、减速控制。利用起步时间、驱动电机电压电流和冲击度3个评价指标对提出的模型预测控制方法和常规PID控制方法进行起步工况仿真的控制性能比较。分析了不同坡度(0%、10%和20%)和加速踏板开度下电驱动系统的性能。仿真结果验证了模型预测控制方法的有效性。     

逆变式co_2/MAG气体保护焊机控制系统

本文设计了一套用于逆变式co_2/MAG气体保护焊机电源的电压、电流双闭环无静差调节控制系统,有效地解决了电源静特性和动特性的矛盾,限制了短路电流峰值,减少了飞溅,改善了焊缝成型,还设计了一套闭环无静差调节的PWM控制送丝系统,使得送丝平衡,精确可靠.     

VIENNA整流器PI滑模混合控制与晶闸管软启动研究

针对三相VIENNA整流器采用传统PI双闭环控制时系统参数设计困难、鲁棒性差的问题,提出了一种滑模控制(sliding mode control,SMC)策略。该控制策略外环采用滑模控制器,提高了系统的动态性能和鲁棒性,内环采用PI控制器满足系统稳定性要求并简化了控制系统。此外,为抑制VIENNA整流器的启动冲击电流,提出了一种两段式软启动控制方法。首先,使用晶闸管对直流母线电容进行预充电;其次,在PWM整流过程将直流母线电压给定值设定为以一定斜率增长至期望值的斜坡信号;最后切入直流侧负载。仿真结果表明:采用所设计PI滑模混合控制策略的VIENNA整流器,具有良好的动、稳态性能以及鲁棒性;所提出的两段式软启动控制方法具有良好的抑制冲击电流能力。     

基于积分补偿模糊控制的气压控制系统

针对电磁阀无法建立精确的数学模型，及存在小信号死区时间的问题，课题组设计了基于STM32单片机的控制系统，提出了一种积分补偿模糊控制算法，将目标气压和实际气压的气压差以及气压差的变化率作为输入，建立模糊控制规则库，将脉冲宽度调制(PWM)信号作为输出作用于电磁阀，实现了气压的精准跟踪控制。实际运行结果表明：该方法在气压控制系统中具有控制精度高、鲁棒性好等特点，优于传统的PID控制方法。     

分布式电动车转向横向稳定性力矩适应性分配策略

为了提高分布式驱动电动汽车转向行驶的横向稳定性,基于Matlab/Simulink和CarSim建立了分布式驱动电动汽车二自由度动力模型,并设计了车辆的横向稳定性控制策略。控制系统由上下两部分组成：上层力矩计算控制器,主要基于PID控制策略计算车辆所需的附加横摆力矩;下层力矩分配控制器,根据车辆转向行驶时所需附加横摆力矩的大小,在差动驱动、差动制动、摩擦制动3种力矩分配方式中选取相适应的分配方式将力矩合理分配到各个轮毂电机上。研究结果表明：所设计的横向稳定性控制系统最大能够使车辆横摆角速度减小58%,并且可以良好地追踪理想质心侧偏角,且波动减少,有效提高了车辆转向行驶时的横向稳定性。在差动驱动分配方式控制下车辆对追踪期望速度具有良好的效果;车辆所需附加横摆力矩较大时,下层力矩分配控制器采用差动制动、摩擦制动分配方式将牺牲对期望速度的追踪。     

基于STM32F207主控芯片的棉袜机控制系统

针对国内棉袜机控制系统存在稳定性、实时性不高导致袜品有脱边、松散等现象，课题组设计了一种基于STM32F207主控芯片的控制系统。基于棉袜机结构和工艺的研究，通过对袜机关键工艺尤其是各步段走针轨迹的分析，提出了总体分层式控制结构；设计了基于STM32F207主控芯片的主控板硬件系统；设计了基于飞思卡尔KE06芯片的选针器、气阀和电机板控制系统；设计了基于CAN总线协议的主控与驱动板之间的数据传输形式；依据外接编码器脉冲计数获得当前针数和针位信号，设计了零位检测电路；结合RUMI WELLKNIT的AOTU RSD机型的棉袜机，进行了功能测试。研究结果表明：设计出的控制系统可精准控制执行器，各执行器配合良好，针位位置捕获准确，实时性高；编织的袜品花型图案连接完好，袜品没有脱边和松散等现象。     

PWM在合成语音输出电路中的应用

基于采用权电流D/A方式实现合成语音输出方式有集成电阻离散性大、开关的非线性,以及功耗高等缺点,提出了利用脉冲宽度调制(PWM)技术的方法将数字语音信号直接转换为脉冲宽度调制波,并通过低通滤波器生成模拟语音信号。PWM语音输出方式相对一般的DAC语音输出方式具有功耗小、工艺适应能力强、设计可靠等优点,并且PWM语音输出方式已经成功应用于语音合成芯片中,输出合成语音质量良好。     

PLC在电梯变频调速控制系统中的应用

传统继电器控制的电梯控制线路复杂、体积大、故障率高、难于维护,将PLC应用于电梯控制,克服了上述缺点,并增强控制系统的可靠性。本设计用PLC、变频器改造原有的控制系统,应用变频器完成电梯拖动控制,采用PLC作为信号控制单元,完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定,实现电梯的自动调度和集选运行功能,并介绍了交流变频调速电梯的工作过程、PLC控制系统的硬件和软件,着重分析了位置检测及其控制。     

基于矢量控制的电动汽车用永磁同步电机系统研究

针对传统PWM调制技术运用到电动汽车时，存在的谐波含量较大，转矩脉动较高等缺点，设计了基于矢量控制的电动汽车 用永磁同步电机系统。基于矢量控制的原理，在MATLAB/Simulink环境下搭建了永磁同步电机矢量控制系统模型，采用id=0控制策略，仿真研究了系统 动态响应。以TI公司的数字信号处理器(DSP) TMS320F28335作为控制芯片，搭建了永磁同步电机控制系统实验平台，实验研究了电机系统在基速以下运行的状态 和效率。仿真和实验结果具有很好的一致性，该研究可为电动汽车用永磁同步电机系统的设计和分析提供参考。     

基于LTR动态预测的重载车辆防侧翻滑膜控制研究

为改善重载汽车的主动防侧翻能力,提出基于LTR动态预测的重载汽车防侧翻差动制动控制方法。针对重载汽车的实际干扰,将其简化为三自由度重载车非绊倒型侧翻动力学模型,以最大横向载荷转移率为控制目标,融合差动制动控制原理设计了可动态预测重载汽车侧翻且主动防侧翻的ABS差动制动控制方法;应用滑膜控制实时调控差动制动系统制动力,保证车辆的转向性能及制动性能。利用TruckSim及Matlab/Simulink进行联合仿真,并在车辆有较大负载的情况下选取了角阶跃实验及Fish-Hook实验2种典型工况对算法进行仿真测试分析。结果表明,该控制模型能够有效提高车辆的防侧翻能力,改善车辆的操纵稳定性。     

一种微波波导电缆拉制机用计算机控制系统

针对一种自行研制并投入实际应用的椭圆波导拉制机用计算机控制系统,介绍了其系统结构设计、功能设计与有关软、硬件的具体实现方法。该系统在单片机控制系统的控制下,自动完成椭圆波导电缆的拉制。经过试运行表明,系统能满足设计和使用要求。     

三相整流器直接功率控制方法研究

根据直接功率控制原理,分析了瞬时有功功率和无功功率对于三相PWM控制系统的作用,并根据坐标变换理论得到了瞬时有功功率和无功功率.另外,为了减少误差,在瞬时有功功率分析中引入了电流补偿.最后根据传统的开关表对系统进行控制.仿真结果进一步说明了所用方法的合理性和有效性.     

电磁风扇离合器装配线控制系统的设计

为了解决传统装配流水线容易出现托盘扎堆和无法自动循环利用等问题,采用PLC、触摸屏和变频器等设计了电磁风扇离合器装配线控制系统。当平面托盘到达装配工位后滞留一段时间,然后自动地流到下一个工位;当平面托盘到达两端横向位置时,通过自动升降的输送小车传送。该系统经过实践证明安全可靠、操作简便、高效实用,具有推广应用价值。