新工科背景下“DSP数字控制技术”课程四位一体教学模式探索

“DSP数字控制技术”是电气工程及其自动化专业的一门重要专业课,其课程内容多且分散、学时少,教学内容及方法难于把握和学生不重视等影响了教学效果与学生能力的提高。为了提高教学质量,提高学生的动手能力,培养“新工科”人才,文章提出“课堂教学+编程实践+实验验证+工程训练”四位一体教学模式。教学实践表明,四位一体教学模式可以有效改善教学质量,提升学生应用所学知识解决实际问题的能力,进而提高学生的专业素养。

无刷直流伺服电机的DSP全数字控制系统研究

提出一种基于数字信号处理器 (DSP)的无刷直流伺服电机全数字控制系统 充分利用TMS32 0F2 4 3DSP控制器外设接口丰富、运算快的特点 ,采用霍尔元件检测磁极位置 ,作为电流换相信号 ,以光电脉冲编码器作为位置和速度传感器 ,通过数字PI控制策略 ,实现无刷直流电机的速度控制 讨论数字控制系统的结构原理与软硬件体系 。

基于DSP的单脉冲焊及双脉冲焊全数字控制系统的研究

设计并实现了脉冲焊电流和弧长的全数字控制,取得了良好的控制性能:电流波形的灵活精确控制和弧长的高速稳定调节。采用变参数数字PI调节器,取得了良好的脉冲电流波控效果,同时在弧长调节中不再应用PI或PID控制器,实现了在全范围内对弧长的快速、稳定调节,满足自动焊、无人干涉焊接的需要。实验结果表明,设计的脉冲焊全数字控制系统取得了一致性好的理想电流波形,在焊矩高度等扰动发生时,弧长可以实现快速、稳定地调节。同时将上述设计应用于双脉冲焊焊铝的设计中,实验证明同样获得了好的控制效果和工艺效果。

基于Matlab/Simulink的全数字控制双脉冲焊建模和仿真研究

应用Matlab/Simulink工具对数字控制逆变焊机进行了整体仿真研究,建立了同时带有功率逆变器、数字控制系统和动态电弧负载的系统仿真模型。从整体上对数字控制逆变焊机系统进行了仿真研究,提出用受控源的方法实现了动态电弧负载模型与系统的连接。仿真结果和实验波形吻合,证明了所建的系统仿真模型的正确性,该仿真研究可以应用于弧焊数字控制器的实现和系统的动态分析。双脉冲焊焊铝具有鱼鳞状焊缝表面美观、有效抑制气孔发生和降低裂纹敏感性等优点。基于所建系统仿真模型,在此对全数字控制的双脉冲焊进行了仿真研究。

新型随动系统的非线性控制和综合方法及实验验证(英文)

提出了一种新的电动机随动系统的非线性控制和综合方法。通过引进逆步式设计方法和流程,作者提出了新的随动系统非线性控制的算法和解析解,并且推证了系统的指数式稳定性。进而,作者将非线性控制算法和解析解演化为新的非线性控制系统结构图。在通过数字仿真验证了理论推导后,作者用了单片DSP(TMS320C32)来实现新的电动机随动系统的非线性数字控制。实验和仿真结果验证了新的控制结构和综合方法可以提高随动控制系统的外环频带宽度,减少对于斜坡给定信号的跟踪误差,和提高抗负荷干扰的性能。

用于实验教学的单相无功功率补偿器设计

为了使本科专业教育更贴近工业生产和反映主流的先进技术,针对目前电力电子实验课程对无功补偿教学部分的缺失,以实验平台中接阻感负载的单相桥式晶闸管整流器为补偿对象,讨论动态无功补偿实验装置的设计和实现。分析动态无功补偿的拓扑和基本原理,设计基于DSP的数字双闭环控制系统,进行了参数计算及相关的器件选型,实现了装置输出无功功率的动态调节,使实验装置单位功率因数运行。同时,该无功补偿实验平台还可以用于补偿其他实验装置给公共连接点带来的无功污染。Matlab仿真及样机实验均表明,该动态无功补偿实验平台具有良好的补偿性能,可以使电气工程专业学生直观地了解动态无功补偿的原理,实现对现有教学实验装置的有效补充。

基于DSP控制的Semi-bridgeless Boost PFC设计

通过去除传统Boost PFC电路的整流桥,基本型无桥Boost PFC电路有可能取得比传统Boost PFC电路更高的效率。Semi-bridgeless Boost无桥PFC拓扑通过增加两个回路二极管可以降低基本型无桥Boost PFC电路的共模干扰。在此研究了基于DSP数字控制技术的Semi-bridgeless Boost无桥PFC拓扑的应用,详细介绍了该电路连续导通模式的设计方法并给出了建模和仿真结果。根据设计搭建了DSP数字控制Semi-bridgeless Boost无桥PFC拓扑平台,在500W纯阻性负载下进行了实验并给出了实验结果。实验结果验证了该设计电路的可行性及优良的工作特性。