给大家推荐9篇关于磁场定向控制的计算机专业论文

今天分享的是关于磁场定向控制的9篇计算机毕业论文范文, 如果你的论文涉及到磁场定向控制等主题,本文能够帮助到你

基于模型设计的永磁同步电机变频控制系统设计与开发

这是一篇关于永磁同步电机,基于模型设计,磁场定向控制,DSP,实时仿真的论文, 主要内容为永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)具有体积小、结构简单、功率因数高、效率高、损耗小等一系列优点,在许多高性能的控制场合被广泛地应用。由于PMSM本身是一个强耦合、非线性的复杂系统,控制策略的复杂性导致它的变频调速系统的设计与开发也较其他电机调速平台更具难度。此外,传统的PMSM变频调速平台中相互独立的仿真环节和硬件调试给调速系统设计和开发增加了大量的工作,这已经不符合当前永磁同步电机调速系统开发的需求。为了简化永磁同步电机调速系统的设计与开发,适应当前工业控制的需要,本文采用了基于模型设计的方法,并基于磁场定向控制(Field-Oriented Control,FOC)策略,结合DSP高性能控制芯片,设计与开发了一套PMSM变频调速控制系统,主要研究工作包括:首先,详细介绍了永磁同步电机的结构和工作原理,分析并推导了包括Clarke变换、Park变换等坐标变换的方程及PMSM在各坐标系下的动态数学模型。在这些基本理论的基础上,再着重研究和分析了磁场定向控制策略及空间矢量脉宽调制SVPWM的基本理论,为永磁同步电机的变频调速系统设计与开发提供了理论基础。其次,根据磁场定向控制理论以及基于模型设计的开发方式,在MATLAB/Simulink平台上搭建永磁同步电机磁场定向控制的电流、转速双闭环控制系统的控制模型,详细分析各个控制子模块的功能及配置原理。基于模型设计的开发方法,可以有效地解决传统开发方法中的周期长、代码维护难、成本高、效率低的弊端,通过自动代码生成技术和实时的仿真测试,大大提高了开发的效率和系统的稳定性。最后,基于矢量控制的方法,设计与开发永磁同步电机变频调速控制系统的硬件平台。控制平台以DSP TMS320F28335为控制核心,并结合采用奥尔堡大学设计的CPLD控制板改良的变频器和包括滤波模块、采集模块、调理模块等模块,为上述了控制软件提供了仿真和实验分析的硬件载体,建立成一个完整的PMSM变频调速实时仿真平台,并在该系统上进行PMSM变频调速的实验,验证了FOC控制的正确性和可靠性。

基于模型设计的六相永磁同步电机控制系统研究

这是一篇关于六相永磁同步电机,脉宽调制,磁场定向控制,直接转矩控制,模型设计的论文, 主要内容为相较于传统三相电机,多相电机具有低压大功率输出、低转矩脉动、适于容错运行等优势。然而随着电机相数的增加,其控制算法、PWM策略更加复杂,出现谐波电流较大,增加定子损耗等问题。同时传统电机系统的应用开发存在着开发周期长、成本高、效率低等问题。因此本文以对称型六相永磁同步电机为研究对象,对其控制算法、PWM策略进行了研究,并采用基于模型设计的方式对该电机系统进行了开发。主要研究内容如下:(1)设计了六相永磁同步电机快速模型验证平台。针对传统电机系统应用开发效率低、周期长的问题,利用模型设计的优势来缩短控制系统的开发周期,提高了控制系统后期的可维护性和可靠性。在此基础上,联合Simulink和STM32CubeMX软件搭建了电机的快速模型系统的整体模型,以及电流检测、位置及速度计算和PWM信号输出等接口模块,并对主要硬件资源进行参数配置,为后续算法的整体模型搭建和代码生成奠定基础。(2)研究了六相永磁同步电机的双d-q磁场定向控制系统。针对多相电机存在谐波电流大,控制算法复杂的问题,采用双d-q坐标变换将六相电机解耦成两个三相系统来简化算法,从而完成了两套绕组的d、q轴电流的单独控制,并分别采用SPWM和SVPWM策略来控制逆变器。同时结合算法仿真和快速模型验证平台生成相应代码。在此基础上,设计硬件实验平台并利用其进行了硬件实物验证,进一步验证双d-q磁场定向控制对谐波的抑制作用以及模型设计开发方式的有效性。(3)研究了六相永磁同步电机的直接转矩控制系统。针对多相电机控制结构、PWM策略复杂的问题,采用滞环控制器和矢量开关表直接对逆变器开关的通断进行最佳控制,从而提高电机转矩控制的快速性和准确性。同时基于Simulink进行了算法的仿真分析,结合仿真算法和快速模型验证平台生成相应代码。在此基础上,通过实验平台进行了硬件实物验证,进一步验证直接转矩控制结构简单,运算速度快的特点。

基于模型设计的六相永磁同步电机控制系统研究

电梯门机控制器的算法研究和软件设计

这是一篇关于实时操作系统,磁场定向控制,转子初始位置侦测,电机参数自学习,脉宽调制的论文, 主要内容为近年来,随着电梯市场快速成长,电梯相关产品取得了良好的发展。门机控制器作为电梯重要部件之一,经历了驱动同步电机的门机控制器、驱动异步电机的门机控制器以及驱动永磁同步电机的门机控制器三个阶段。由于永磁同步电机具有体积小、效率高、转矩电流比高等优点,目前已受到各大电梯厂家的重视,并积极投入精力去尝试开发。同时,门机控制器作为一种工业控制领域的产品,其内部控制器的软件架构,通用的做法为采用前后台的操作系统。针对处理任务量少、实时性要求不高的控制器而言,能够满足需求,但对于一些实时性要求较高且任务处理复杂的控制单元,如:电梯专用变频器、门机控制器等,会导致软件任务分配不方便,而且软件工程师在搭建平台时往往取决于个人经验和风格,这样势必导致软件难以协同开发。因此,对于经验不足的软件工程师来说,可能导致其在软件架构搭建时,任务分配不合理,造成CPU资源的不必要浪费。本论文主要从驱动永磁同步电机的门机控制器算法,包括磁场定向控制的原理、速度环和电流环的闭环原理、转子初始位置确定方法、电机内部参数自测方法以及脉宽调制原理,通过对这些算法的理论研究并分析,得出它们的算法模型和软件实施方案。由于嵌入式实时操作系统,如:μC/OS、FreeRTOS、Vxworks等,具有占用内存少、代码紧凑、运行效率高等特点,是实时操作系统典型的应用平台。因此,本论文采用μC/OSII操作平台进行研究,分析该操作系统的基本结构和工作原理,并移植于门机控制器的软件。本论文试图通过对门机控制器的软件算法以及实时操作平台的研究和分析,提供门机控制器软件处理的基本解决方案,并通过实际验证分析该方案的基本效果,从而为开发一款新的门机控制器提供基本的思路。

基于FOC的爬壁机器人PMSM控制器的研究与设计

这是一篇关于爬壁机器人,永磁同步电机,磁场定向控制,无位置传感器,自抗扰控制的论文, 主要内容为钢结构桥梁的上层结构需要定期进行打磨、探伤以及喷漆等工作。但目前普遍采用的传统的人工施工的方式,存在着施工周期长、劳动强度大以及安全性较差等诸多不利因素,因此需要开发一款机器人,可以代替人工进行高空施工。由于爬壁机器人在工作过程中需要克服磁铁吸附于金属桥面上的阻力,且要面临较为复杂的工况,传统的驱动电机控制器性能不足,在实际测试过程中存在偏航问题严重,需要人工频繁干预的问题,因此在爬壁机器人的研发过程中关于其驱动电机的控制是极其重要的一个环节。本文设计实现了一款爬壁机器人PMSM(永磁同步电机)控制器。采用了无传感器FOC(矢量控制)算法,然后根据ADRC(自抗扰技术)优化基于传统PI控制的FOC算法,并根据电机控制模型对ADRC算法进行了改进和优化。首先,本文分析了PMSM的理论数学模型,包括电机的磁链方程、定子感应电动势方程以及电磁转矩方程等。根据PMSM的数学模型研究了FOC算法的实现方式,并进行了ADRC算法的理论分析。设计了PMSM控制系统,采用无传感器的FOC控制策略,设计了无位置传感器的控制方法,采用I/F开环启动方式进行电机的开环启动,通过磁链位置估算器与锁相环获得电机转子的位置和速度信息,实现电机的无感控制。并使用ADRC优化了传统FOC控制中的速度环,并且对传统的ADRC算法进行了改进,提出了一种带有观测误差反馈的ADRC控制器,提升了控制器对外部扰动的观测速度,提高了系统的抗扰动性。然后,本文采用ST公司的STM32F407IGT6芯片作为主控MCU,设计实现了爬壁机器人PMSM控制器。系统硬件设计包括MCU及外围电路、电源电路、过流保护电路、功率驱动电路以及电流采样电路。开发完成了控制器软件部分,采用状态机编程的设计模式,进行电机的故障检测与保护。实现了PMSM的矢量控制功能,主要包括转速环ADRC控制、三相电流重构、坐标变换、电流环PI控制以及SVPWM实现。最后,本文对所设计的爬壁机器人PMSM控制器进行了测试,搭建了系统仿真模型,验证了本文设计的优化ADRC算法相较于传统PI算法有更好的控制效果。并对本文设计的爬壁机器人PMSM控制器进行了测试,包括转速稳定性测试、抗扰动性能测试,爬壁过程偏航测试以及电机温度测试。测试结果表明,PMSM控制器能有效解决爬壁机器人在实际工作过程中的偏航严重的问题,具有实际的应用价值。

电梯门机控制器的算法研究和软件设计

永磁同步电机驱动器设计与控制算法研究

这是一篇关于永磁同步电机,伺服驱动器,磁场定向控制,无传感器控制,高频信号注入法的论文, 主要内容为本课题来源于课题组承担的“穿梭车直流驱动器设计”项目,需要设计一款用于仓储式四向穿梭车的永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)驱动器。四向穿梭车受其内部空间以及工作环境的影响,对电机驱动器有特殊的要求,因此设计一款专用型的PMSM驱动器非常有意义。本文的主要研究工作如下。首先设计了PMSM的驱动器硬件平台,主要包括控制器、逆变器、辅助电源、通信模块、采样和保护模块组成。控制器采用STM32F407系列微处理器,其强大的计算能力能够保证电机控制对实时性的要求。在保证基本的电机控制功能的前提下,加入硬件保护和通信接口提高整个系统的运行稳定性以及扩展能力。随后基于Free RTOS实时操作系统开发用于本驱动器平台的专用控制程序,采用多线程的程序结构,各线程间由Free RTOS内核基于优先级调度策略进行调度,实现对系统资源的合理分配。控制策略采用磁场定向控制,由于其简单高效,易于数字化实现等优点,成为电机控制领域应用最为广泛的控制策略。为了进一步提高驱动器系统的稳定性,对基于高频信号注入法的无传感器控制方法进行理论研究。提出一种采用改进的幅值观测器和扩张状态观测器配合来观测电机转子位置和转速的新方法。新方法解决了传统方法中利用锁相环来观测转速所带来的带宽受限、动态性能较差的问题,并利用simulink仿真验证了新方法的可行性。本课题利用项目为切入口,针对PMSM控制领域在硬件平台设计、控制策略软件实现以及控制算法研究方向展开工作。通过本文的工作,设计完成一款PMSM驱动器原型机,并开发出一种新的无传感器控制方法,为该项目的继续开展奠定了基础。

基于磁场定向控制技术的空调用无刷直流电机的研究

这是一篇关于无刷直流电机,磁场定向控制,无位置传感器,低噪声的论文, 主要内容为随着电力电子技术的飞速发展,以及单片机和功率元件性能的不断提高,无刷直流电机(BLDCM)已广泛应用于工业控制和家用电器等各个领域。在空调行业,无刷直流电机正逐步代替原有的异步电机,尤其是随着国家对家电产品能效要求的提高,以及节能政策的出台,产品直流化的进程大有提速的趋势。但目前普通的无刷直流电机及其有感方波控制方案存在振动、噪声大以及对安装环境要求高的问题,需要针对空调用无刷直流电机,围绕其磁场定向控制(FOC,Field Oriented Control)与无位置传感器控制做理论研究和技术攻关,研制出能效高、噪声小、可靠性好的产品。论文对家电用无刷直流结构组成和电磁方案进行了详细介绍与分析,通过理论计算和有限元仿真设计,确定了电机的电磁方案,同时针对电机转矩脉动提出抑制方法,完成电机本体的优化设计。控制技术方面,论文重点研究了无位置传感器和FOC控制的关键技术,其中包括:电机顶层采用FOC控制策略,基于滑模观测器模型的无位置传感器控制方法,以及底层的空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法,最后采用仿真软件进行仿真建模并完成了结果分析。控制器硬件电路方面,论文以意法公司STM32F030C8T6为控制核心,并选用东芝的智能功率模块(IPM)TPD4144AK作为执行元件,设计电流电压采样和相关保护功能,完成相关硬件平台的搭建。在Keil集成开发环境下完成无刷直流电机无感控制器的软件设计。结合各项理论研究的成果,完成了系统主程序、中断子程序和软件算法的编写与程序调试。实验结果说明,所研制的无刷直流电机较常规电机在效率、振动、噪声方面有较大提升,且系统响应快、运行可靠,达到了设计开发要求。