以产学研合作为依托的地方工科院校创新型人才培养模式的探索与实践——以安徽工程大学电气工程学院为例

创新型人才的培养是综合性很强的系统工程,要求学校抓住培养学生创新精神和实践能力这个关键环节,通过将创新实践活动纳入培养教育体系,使广大学生在接受专业知识教育的同时,创新性能力也能得到较好的发展.安徽工程大学电气工程学院以产学研一体化为依托,将工程实践与人才培养紧密结合起来,探索创新人才培养模式,培养出来的学生具有良好的实践能力、设计能力以及解决工程问题的能力.

《电力拖动控制系统》虚拟实验平台的开发

针对《电力拖动控制系统》实践教学中存在的问题和学生的不同层次需求,利用MATLAB的图形用户界面开发工具和仿真工具箱,开发电力拖动控制系统的虚拟实验平台.虚拟实验平台由验证性实验、综合性实验、设计性实验和开发性实验组成,不仅能有效扩展实验空间和时间,加强实验内容的深度,提高学生综合运用知识能力和创新能力,而且也可作为科研、设计和分析的重要工具.

基于多处理器的交流伺服控制器实验研究

设计一种基于DSP+FPGA多处理器的交流伺服控制器,FPGA完成I/O口扩展、键盘的扫描、霍尔信号检测和保护信号的处理等功能,DSP完成算法的实现、PWM信号的输出和模拟信号的检测等功能。同时设计一种新型负载实验测试平台,采用磁粉制动器模拟不同大小的负载,通过改变其输入的激磁电流大小产生不同大小的制动力矩。在负载实验平台上进行实验,结果表明设计的伺服控制器能适用于各种转速下的电机和在各种负载下运行,有效地提高了系统的速度响应能力和抗负载扰动的能力。

永磁同步电机自抗扰反步控制

为实现永磁同步电机的高性能控制,提出一种复合控制策略。在永磁同步电机矢量控制基础上,设计反步控制器用于电流环控制,得到同步旋转坐标系下定子电压,并能保证系统全局稳定。设计结构优化的线性自抗扰控制器用于速度环控制,提高系统抗干扰能力。采用二阶环节平滑速度指令,实现转速无超调。仿真结果表明该控制策略较传统PI控制具有转速适应范围广、无超调、抗扰动性能强等优点。

基于RBF神经网络的永磁同步电机速度控制

针对常规PID控制的永磁同步电机调速系统性能不足,利用RBF神经网络较强的非线性映射能力,提出一种基于RBF神经网络PID自整定方案。该算法通过RBF神经网络在线辨识对PID参数整定,改善常规PID控制效果。在Matlab/Simulink构建了基于S函数的RBF神经网络PID控制器和永磁同步电机调速系统,并结合研究对象进行仿真研究。仿真结果表明:该控制器具有较好的静、动态性能,并有较强的自适应性和鲁棒性。

工业控制网络与组态技术在可编程控制器教学中的交互应用研究

根据可编程控制器(PLC)课程具有"自动控制、计算机和网络技术"相结合的鲜明特色,从该课程的知识结构出发,整合网络技术、组态技术等PLC课程教学内容,构建了以PLC为核心的知识体系和实践能力培养体系,从适应创新人才教育的需要出发,努力把学生培养成在工业控制方向具有基础扎实、实践能力强、综合素质全面的高级工程技术人才。

无刷直流电机控制中DSP系统电源可靠性设计

基于TMS320F2812-DSP的方波驱动无刷直流电机控制具有良好的调速性能,而随着电子技术的飞速发展,微电子器件的供电电压逐渐降低。介绍了一种无刷直流电机控制中基于TMS320F2812-DSP的电源解决方案,给出了电源可靠性的详细设计,并利用Matlab对电源电压的效率进行了仿真研究,结果表明该设计在电源可靠性方面达到了更高的要求,取得了良好的效果。

基于PLC和MCGS的高炉煤气燃烧控制系统的设计

为了解决炼铁过程中产生的高炉煤气安全排放问题,设计了分别以MCGS和PLC为核心的高炉煤气放散燃烧控制系统.下位机控制3个燃烧炉,根据管道内压力的大小,适当选择燃烧炉的个数,将采集到的温度、压力等模拟信号经A/D转换后输入给PLC并由其进行控制操作;上位机对系统的工作、运行状态进行实时监控,并将实时采集到的数据进行报表显示,实现监、管、控一体化.

永磁同步电机自抗扰控制研究

将自抗扰控制引入永磁同步电机的速度环控制中,为减少算法计算量和降低参数调整难度,对非线性自抗扰控制进行结构优化和线性化处理,完成永磁同步电机的线性自抗扰控制器设计和仿真分析.仿真结果表明,自抗扰控制较常规PI控制抗负载扰动能力强,对不同转速的运行具有较强适应性.

采用非线性观测器的PMLSM无位置传感器控制

为了满足永磁直线同步电机(PMLSM)运动控制系统必须确定电机磁极位置的需求,提出一种利用电机端电压和端电流信号,通过非线性观测器估计定子磁极位置和动子速度的方法。该非线性观测器首先估计出磁极位置角的正弦量和余弦量,再估计出位置角θ,然后利用PI跟踪控制器得到动子速度信号。该算法和Lunberger观测器以及Kalman滤波观测器相比,不仅算法简单易于执行,而且估计位置时不需要速度信号,非常适用于低速时的位置估计。仿真和实验结果表明:基于该非线性观测器的无位置传感器控制具有良好的跟踪调节性能,而且具有良好的低速性能,能够满足一般伺服系统要求。

模糊自适应PID控制器在无刷直流电机控制系统中的应用研究

对于具有多变量、时变性、非线性、强耦合等特性的无刷直流电机(BLDCM)控制系统,传统的PID控制很难实现良好的控制效果.基于无刷直流电机(BLDCM)的数学模型,提出一种基于模糊自适应PID控制的速度控制方案.该算法根据电机转速变化,采用模糊控制原理对PID的参数进行在线整定,实现优化控制.仿真结果表明,模糊自适应PID控制具有转速响应快,超调量小等优点,使系统对扰动和参数变化都具有较强的鲁棒性,控制效果优于传统的PID控制.

PLC课程体系的多层次实验结构的研究

因为可编程控制器PLC课程具有自动控制、计算机和网络技术相结合的特色,本文以PLC为核心,从控制系统的知识结构出发,构建了一个PLC、组态技术和工业控制网络交互的多模式、多层次的实验系统,使学生达到知识与能力的有机统一。该研究与实践为推动自动化专业创新教育,培养具有综合素质和全面发展的应用型高级工程技术人才起到一个重要的作用。

基于洛伦兹力三自由度球形电机的矢量控制

针对永磁球形电机结构和洛伦兹力的控制方法,借鉴单自由度永磁同步电机的矢量控制,提出一种基于球面切矢量的球形电机控制算法。该控制算法通过球面空间的矢量分析和四元数计算,获得球面切矢量,进而解得控制电机定子各个线圈中电流所产生的洛伦兹力,实现球形电机的点到点运动。仿真实验给出了该算法的实验结果,实验结果表明,该算法下,球形电机的球面切矢量得到计算,获得的矢量将直接应用于永磁球形电机洛伦兹力的控制。

基于模糊自适应PI控制的智能车的设计与研究

为实现智能车自动寻迹,研制一种基于汽车模型为硬件平台的智能车系统.传统PI控制的参数固定,难满足模型沿指定路径行驶的智能化要求;而模糊自适应PI控制具有控制精度高,控制灵活且适应性强的优点,可以精确、稳定的控制车速.路径信息采集模块将摄像头采集的道路信息传送至微处理器,微处理器输出合适控制量对舵机进行方向控制,同时综合编码器将测得的速度反馈给微处理器,采用模糊PI控制对智能车直流电机进行速度控制,该方案可以使智能车快速稳定的沿指定路径行驶.

基于PLC和WinCC的机械手与传送带控制系统设计

针对机械手与传送带系统的监控问题,结合PLC和WinCC组态的特点,设计了基于PLC和WinCC的机械手与传送带控制系统.系统利用WinCC组态软件创建人机交互界面对系统进行实时监控,同时建立过程值归档及相应的数据库以便查阅系统数据.实验验证表明,监控系统达到了设计要求.

基于ARM+DSP的汽车防追尾控制系统的研究

针对汽车追尾事故所带来的严重危害,本文运用现代传感技术、激光测距雷达等技术设计了以ARM为控制核心、DSP为数据处理核心的双处理器架构的汽车防追尾控制系统。介绍了系统的工作原理、设计了整个硬件结构,并在此基础上对两车间的安全距离算法以及模糊算法进行了研究。最后,通过Matlab的仿真,结果表明该系统在防止汽车追尾的问题上切实有效。

车辆半主动悬架中步进电机的控制研究

根据车辆底盘系统动力学方程,对半主动悬架进行了简易高效的AMESim建模。基于微处理器C8051F020研制了半主动悬架步进电机控制系统并进行了台架试验。结果表明所建的模型正确,控制系统有效实现了对半主动悬架的控制,验证了步进电机控制方案的可行性。

模糊自适应PID控制器在交流伺服控制系统中的研究

交流伺服控制系统中的永磁同步电机是一种多变量、强耦合和非线性的系统,采用传统的PID控制难以达到较好的控制效果。将模糊自适应PID应用于永磁同步电机的控制中,运用模糊控制原理对PID参数进行整定。仿真结果表明,与传统的PID控制相比较,采用模糊自适应PID控制器的交流伺服控制系统具有更好的动态和稳态性能,实现了较好的控制效果。

基于粒子群算法的变论域模糊控制在二级倒立摆中的研究

为了实现二级倒立摆系统的快速稳定控制,设计了一款基于粒子群算法的变论域模糊控制器。通过对二级倒立摆系统结构和参数的分析,建立了二级倒立摆的数学模型,再利用粒子群算法优化了变论域模糊控制器的参数,改进了控制器的性能,最后通过仿真证明该算法切实可行。

模糊自适应控制在变频恒压供水系统中的应用

通过对变频恒压供水系统的研究,结合其具有的非线性、不确定、大迟延等特点,采用了模糊自适应控制策略,并进行了模糊自整定PID控制器的设计,克服了传统PID控制设计中的参数调整困难的问题。仿真结果表明,系统取得了良好的控制效果。