设施园艺移动平台分布式驱动自适应防滑控制

针对设施园艺特殊作业场景对电驱移动平台灵活作业与高操纵稳定性需求,该研究设计了一种四轮轮毂电机独立驱动的分布式设施园艺电驱移动平台,并提出了一种可提高转向灵活性与稳定性的自适应防滑控制策略。在该控制策略中,首先构建电驱移动平台动力学模型与Ackermann差速转向模型,结合速度瞬心原理及轮胎侧偏角确定各车轮转向目标转速;其次,为提高电驱移动平台对时变附着系数的适应能力,采用改进的强跟踪自适应无迹卡尔曼滤波算法设计复杂路面识别器,实现对路面附着系数准确估计;最后,设计基于自适应滑模算法的防滑控制器,根据路面附着系数估计值确定车轮相对最佳滑转率并实时控制滑转率。为验证所提控制策略的有效性,开展了Carsim-MATLAB/Simulink联合仿真与分布式设施园艺电驱移动平台实车试验。试验结果表明,所提控制策略可准确估计复杂道路下路面附着系数,降低车轮滑转率误差;在不变路面、对接路面与对开路面3种工况下,左侧车轮滑转率误差分别为0.031、0.015和0.038,右侧车轮滑转率误差分别为0.026、0.005和0.028;在不变路面与随机路面实测路况下,电驱移动平台路面附着系分别数约为0.44和0.47,最大滑转率分别约为0.69和0.68,有效抑制了轮胎转向时的过度滑转,提高了电驱移动平台的行驶稳定性。研究可为设施园艺车辆驱动防滑控制提供具体理论依据和实施方案。

基于自抗扰控制器的永磁同步电机直接转矩控制

针对传统永磁同步电机直接转矩控制(DTC)中转矩和磁链脉动较大以及转速超调的缺点,文中提出了一种基于自抗扰控制器的直接转矩控制策略。对于传统的PI控制策略中的磁链环、转矩环以及转速环不能满足控制系统非线性的需求,所提出的控制策略中非线性的自抗扰控制器满足了系统的非线性需求,提高了控制系统的动态响应能力。该策略中使用自抗扰控制器取代了传统PI控制结构,设计磁链、转矩和转速自抗扰控制器。通过搭建半实物仿真平台,进行实验验证文中控制策略的有效性。实验结果表明所提出的控制策略与传统的直接转矩控制相比较,文中提到的控制策略可以有效降低转矩和磁链的波动并提高系统的稳定性,降低了转速超调,改善了系统的动态性能。

基于FPGA的永磁同步电机控制实验平台设计

永磁同步电机因具有功率密度大、控制精度高、输出响应快等优势,在工业生产和日常生活中应用广泛。为充分发挥永磁同步电机的性能,该文研制了基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的电机控制实验平台。平台以Xilinx公司的XC7A75T作为主控芯片,采用磁场定向控制算法实现控制永磁同步电机的位置、速度和转矩,实验平台可在不同工作模式下稳定运行,为学生深入学习和理解永磁同步电机的工作原理提供了软硬件支撑。

探测器阵列高精度二维标定平台控制系统设计

为了实现快速、高精度探测器阵列标定,对探测器阵列高精度二维标定平台控制系统进行了研究,设计了采用单片机控制步进电机加编码器的闭环位移控制系统。介绍了该平台的标定原理和硬、软件控制系统设计,并对控制PID算法进行了研究,最后搭建了标定系统对控制系统进行综合测试。实验结果表明该控制系统有良好的控制能力,平台在600 mm×600 mm的有效行程内定位精度可达-11~12μm,十次单点测试数据变异系数为0.13%,连续模式下平均测量误差为1.65%。该平台设计满足探测器阵列的标定要求,为探测器阵列标定提供了一种有效手段。

基于SiC的高电压平台电机控制器设计及研究

为解决纯电动车续航里程不足、充电时间长的痛点,开发一款基于SiC功率模块的800V电压平台电机控制器。文章首先对电机控制器高低压电路架构原理进行阐述,其次对主要高压元器件进行选型和设计,最后对控制器进行传感器标定,并进行台架测试验证。结果表明,所设计的电机控制器具有较高的电流电压采样精度、输出扭矩、功率、工作效率和系统效率,满足设计目标要求。

节能型能量回馈式电动车用电机对拖试验系统

针对混合动力车用感应电机传统测试系统耗能大的特点,提出一种通过直流母线连接双变频器的节能型能量回馈式感应电机对拖实验系统,介绍了系统的构成,并从能耗比、功率因数及附加装置容量三方面对系统进行了分析与评价,最后通过试验证明了该试验系统的节能性和有效性。

基于DSP的电机控制器通用开发平台的研究

以嵌入式DSP芯片为核心 ,采用可重构的模块化硬件结构 ,构造了一个面向电机控制的通用开发平台 .将面向对象的软件开发方法移植到电机控制器的硬件开发中 ;通过编写API应用子程序 ,实现各种通用控制和算法 ,构造软件库资源 .通过连接和集成多个API应用子程序 ,即可快速实现面向特定电机的控制器开发 .

基于STC单片机的多电机驱动平台系统设计

针对"制造工程综合实践"课程,开发出一套多电机驱动平台系统,用于典型机械系统模型的装配、测试。该平台电路部分采用STC89C52单片机进行控制,包括稳压、滤波、功率放大等,能实现多台直流电机和步进电机的正反转、调速、步进控制,同时具有红外遥控功能。该平台提供了一个开放式的编程环境,为机电教学中的装配、测试提供了一个可扩展的实验教学平台。

新能源汽车用无刷直流电机控制器性能测试平台设计

为了对新能源汽车用无刷直流电机控制器进行性能分析,研制开发了一套包括机械结构和测控软件两部分的性能测试系统。基于对新能源汽车电驱动系统的特性分析,搭建了试验台实物台架;基于虚拟仪器技术,开发了测控软件。通过对无刷直流电机及其控制器的装机测试,测试平台能够完成在线工况控制、实时数据采集和保存及离线信号处理等功能。系统自动化程度高,功能全,具有较高的推广价值。

基于虚拟仪器的电机测试平台设计

基于虚拟仪器和LabVIEW软件开发平台,完成电机测试平台的软硬件设计。测试平台主要对电机的电压、三相电流、功率因数、温度、转速、扭矩等信号进行采集,然后经过融合处理,对电机的综合性能进行评价。硬件设计主要包括信号采集、信号调理、信号处理等模块。其中信号调理电路主要包括电流转电压模块、电压放大模块、电流源模块和频压转换模块;信号处理主要利用NI-PCI6221数据采集和处理卡实现。软件设计主要是基于LabVIEW,利用信号选择控件、动态数据转换控件以及显示控件分别完成信号的采集与选择、信号的处理与显示,并利用PID控制算法完成电机转速和扭矩控制等。经过测试,测试平台可以达到预期的测试效果,研究工作是电机性能测试控制技术领域中的一次创新性尝试。

四旋翼飞行器的设计

设计了一种四旋翼飞行器的实验系统。电机调速器运用检测反电动势的方法控制三相全桥逆变电路从而调节无刷直流电机的转速。以ARM处理器为主控制器对电机调速器进行控制,从而实现飞行器的平衡和姿态控制。通过四旋翼工作模式的研究,利用加速度传感器和陀螺仪数据进行控制算法设计与研究,实现四旋翼飞行器姿态的控制调节。开发了仿真调试软件系统实时监测传感器的数据和控制量。实验表明,通过合适的控制算法可以四旋翼飞行器的平衡性能和各种飞行姿态,从而为学生提供了新的仿真和实践平台,有利于创新型实验教学任务的顺利开展。

电机控制系统综合实验平台的设计

为提高自动化学科相关专业实验课程的综合性,设计了电机控制系统综合实验平台。该平台基于DSP微处理器实现控制器的开发,图形化人机界面便于学生进行参数配置以及系统状态变量的监测。基于该综合实验平台,学生不仅能够完成电机控制的基本验证实验,还能进行转速信号处理,实现转矩、转速模式实验及其他控制算法等综合设计实验。培养了学生的动手能力与创新能力。

基于PLC和触摸屏的便携式电机控制实验台

为提升学生理论联系实际的能力,研制了一套基于PLC和触摸屏的便携式电机控制实验台,通过AD转换模块、控制按钮、指示灯和各类驱动模块等元器件对步进电机进行调速、寸动、点动和回零等控制,对直流电机进行启动、调速、测速等控制,直流电机的转动圈数通过指示灯变换指示。此外,可以通过触摸屏实现相同功能的控制和显示。该实验台的结构简单,便于携带,既可作为教师授课的演示教具,也可作为学生的实验平台,可有效地提升课程和实验的教学效果。

天线转台控制系统

在天线外场自动测量系统中,通过AT89C51控制75BF003型步进电机转动,带动步进电机上的转台平稳转动,测得放置在转台上的待测天线的幅度方向图。文中给出详细的软硬件设计方法。实验证明,该转台控制系统工作稳定可靠,完全满足天线自动测量的要求。

行波型超声波电机及其控制平台

对行波型超声波电机及其控制进行总结和研究,据此设计制作了样机。为了进一步对影响超声电机运行特性的几个因素进行研究,搭建了基于虚拟仪器的超声波电机的控制平台。在该控制平台上,对样机的性能进行测试和分析,最后分析了电机定子中不同厚度压电陶瓷片对电机性能的影响以及影响电机运行特性的几个参数。

往复式永磁直线电机实验教学平台

本文研制了往复式永磁直线电机实验教学平台。相较于传统直线电机实验教学平台,该实验教学平台通用性和灵活性强,可实现永磁直线电机的多种实验研究,同时具有较高的实验精度。基于该实验教学平台,开展了永磁直线电机的定位、定位力、静态推力以及开环和闭环实验研究。该实验教学平台的研制和应用,丰富了电机类课程的教学内容,为学生提供了良好的实践环境。

多轴运动控制技术实验平台的设计

介绍了以摩信MCT8000F4运动控制器为核心,以交/直流伺服电机、步进电机为控制对象的4轴运动控制实验平台的设计思想、基本组成和主要功能。该平台能满足学生理解运动控制的基本概念,掌握单轴运动控制和多轴混合运动控制的编程方法,掌握面向工业应用的运动控制技术和设计方法的实训教学需要。文中还给出了单轴运动控制编程实例。该平台既可作为运动控制技术及应用课程的实训教学用设备,也可作为数控系统的开发工具。

dSPACE电机控制平台的设计与矢量控制实现

电机的数学模型一般较复杂,离线仿真出来的算法在实际应用中较难得到理想的结果.利用dSPACE与Simulink无缝连接技术,可以实现离线仿真到半实物仿真的快速过渡,提高运动控制系统研究工作的效率.本文介绍了dSPACE的软硬件环境,设计出dSPACE到主驱动的转接电路,并完成电机控制实验平台的搭建;最后在此平台上实现了异步机定子磁链定向的矢量控制,验证了实验平台的高效性.

交直流电机控制教学实验平台的开发

本文基于TMS320F28069型微控制器和Matlab/Simulink开发了一种交直流电机控制线上线下混合教学实验平台,可实现有刷直流电机、永磁无刷直流电机和永磁同步电机的各类控制实验,可满足从控制理论实践到电机控制算法开发等不同学习目标。该平台还支持线下实际动手操作和线上远程控制,不受疫情、地域和时间上的限制,大大提高了实验装置的利用率,在教学实践中取得了较好的应用效果。

智能永磁拖动装置的应用研究

结合大庆某采油厂东区3口游梁式抽油机井安装智能永磁拖动装置的试验项目,分析一种抽油机拖动装置及其功能特点。通过一年多的应用,并根据权威机构的节能性测试结果,对其应用进行了经济效益测算,结果显示,综合节能率在20%以上,3口井年节省电费4.02万元,经济效益显著。智能永磁拖动装置通过应用高过载永磁电动机配合智能控制系统,解决了机采电动机普遍存在的能耗高、故障率高、退磁、运行不稳定等问题,是一种新型绿色节能产品,为油田机采拖动设备选取提供了一种新的解决方案。