异步电机控制文献综述
文献综述
毕业设计题目：基于freescaleDSC
的电机控制设计
基于freescaleDSC的电机控制设计
滕昭跃
(08电子信息科学与技术(1)班E08640119)
一、前言
电机行业是一个传统的行业。经过多年的发展，它已经成为现代生产、生活中不可或缺的核心、基础，是国民经济中重要的一环。电动机主要分同步电动机、异步电动机与直流电动机三种，分别应用于不同的场合，而其中又以三相异步电动机的使用最为广泛。到目前为止，我国的电机制造业已经具有一定规模。在现代电动机控制中，长期以来存在着交流调速和直流调速方案之争，早在19世纪末，电力系统中就有过交流供电和直流供电之争，结果经过半个世纪的争论，由于三相交流电的发明，使电力系统的交流化取得了胜利[1]。由于电力电子器件的不断发展，这对交流电机的控制和调速奠定了物质基础。电力电子器件是实现弱电控制强电的关键所在。以普通晶闸管构成的方波形逆变器被全控型高频率开关器件组成的脉宽调制(PWM)逆变器取代，正弦波脉宽调制（SPWM）逆变器及其专用芯片得到了普遍应用。在现代电机控制理论中，交流变压变频技术是一种转差功率不变高效型调速技术，它是现代交流调速的主要控制方法，自20世纪60年代获得突破性进展以来，一直受到人们的高度重视。交流变压变频技术按其控制方式可简单分为：V/F恒定正弦脉宽调制(SPWM)、电压空间矢量(SVPWM)、矢量控制和直接转矩控制三代控制方式[2]。在20世纪80年代初期出现了数字信号处理器，DSP(Digital Signal Processors)以运算速度快为显著特征而单片机则以数字控制功能强为特点。电动机的数字控制既要求控制器有强大的 I/O 控制功能，又要求控制器有高速的信号处理能力以实现实时控制。因此世界上各大DSP生产商将DSP的高速运算速度与单片机的高控制能力相结合，开发出电机控制的专用DSC。其中由飞思卡尔公司生产的56f8300系列DSC就是为电机控制所研发。这种 DSC是目前用于电机控制中功能最强大的控制器。它足以满足以上几种控制方式的需求[3] [4]。
二、电机的交流调速
从世界上第一台电动机诞生以来，交流电机变频调速技术的发展一直没有得到大
规模的应用。这主要是由于交流电动机本身的控制复杂性以及电力电子技术不成熟，控制方法不完善造成的。但是，从20世纪70年代以后，随着电力电子技术和微电子技术的发展，带动了交流调速系统的兴起和发展，逐渐打破了直流调速系统占据的统治地位。针对交流电机（尤其是笼型感应电机）动态数学模型的非线性多变量强祸合特点，并随着智能控制技术的发展，许多学者提出了各种控制策略和技术方法。包括无速度传感器矢量控制技术、直接转矩控制技术、基于神经网络控制的矢量控制技术、空间电压矢量控制技术等[8]。
现代交流调速技术的发展依赖于微电子学、电力电子技术、计算机控制、现代控制理论和逆变技术的发展以及交流电动机制造技术的发展，是一门多学科交叉技术。近年来，交流电机的驱动在工业中得到了非常广泛的应用。
2.1直流电机与异步电机调速性能比较
异步电机相对于直流电机，具有坚固耐用，价格便宜，易于维护等显著特点，在各行各业得到广泛应用。但是，异步电机的调速性能远比直流电机差，这限制了异步电机在调速场合的应用。由电机原理可知，电机调速的本质是控制电机的电磁转矩实现加减速，达到调节转速的目的。电动机的电磁转矩是由主磁场和电枢磁场的相互作用产生的。主磁场和电枢磁场产生方法的不同，以及两者之间相互作用形式的不同产生了电机不同的调速性能。
直流电机调速性能优异、可控性好是因为它具备以下几个条件：
（1）主磁场由直流励磁电流产生，用补偿绕组克服电枢反应，一般可认为主磁场是稳定的直流磁场；
（2）当电刷位于几何中性线时，电枢磁场和主磁场在空间上是垂直的，不产生耦合；
（3）励磁电流和电枢电流互相独立，由各自所在回路控制，易于实现；
（4）在工程实现中，直流电机可以视为单输入/单输出的二阶线性系统（SISO ），输入为电枢电压，输出为转速。若忽略电枢反应和磁场饱和，直流电机的输出转矩可以表示为
f a af e I I G T = (1)
式中，e T 为电磁转矩，af G 为直流电动机的电动势常数，a I 为电枢电流，f I 为励磁电流。直流电机的构造决定了励磁电流f I 产生的磁链f ψ与电枢电流a I 产生的磁链
a ψ是垂直的，即两个矢量之间是解耦的。通过改变a I 控制转矩时，磁链f ψ不受影响，且在f ψ为额定值时，可以获得快速的瞬态响应和较高的单位安培转矩；通过f I 改变控制磁链f ψ时，不会影响到a ψ。这就是调速所希望的独立性、解耦性。应用经典的线性系统控制理论以及相应的工程设计方法可以很方便地分析和设计直流电机的调速系统。
异步电机和直流电机相比，具有以下特点：
（1）三相异步电动机的定子上施加三相对称正弦交流电流，产生一个空间旋转磁场；
（2）转子电流产生的旋转磁场在稳态时与定子电流产生的旋转磁场同步旋
转，但相位不同，在空间上不存在垂直关系，也就不存在解耦特性；
（3）异步电机多为鼠笼型，转子短路，只能调节定子电流；
（4）异步电机的动态数学模型是至少七阶的多输入多输出系统（MIMO ）。
显然，异步电机的动态数学模型极复杂，只有通过有效的简化与控制技术实
现解耦才有可能获得像直流电机类似的调速性能[5]。
2.2异步电机的控制
由于异步电机的控制与直流电机的控制不同，没有专门的励磁绕组或者永磁体，因此，异步电机的磁场控制现得尤其困难。因此，人们提供了多种异步电机控制策略，其核心均为对异步电机磁场的有效控制，其控制方法有开环控制，闭环控制，直接控制和间接控制等多种形式。
2.2.1变压变频控制（VVVF ）[1]
异步电机的同步转速是由给电机供电的电源频率和电机的极对数决定的，当供电频率改变时，电机的同步转速也随之改变。在负载条件下，电机转子的实际转速低于电机定子的同步转速，其转差的大小与电机的负载有关。异步电机的稳态 T 形等效电路如图 1所示。根据电机学基本原理，电机定子每相电动势的有效值为：
m N s g s k N f E Φ=144.4 ( 2 )
式中：g E 为气隙磁通在定子每相中感应电动势的有效值，单位为V ；1f 为定子频率, 单位为Hz ； s N 为定子每相绕组串联匝数;s N k 为基波绕组系数；m Φ每极气隙磁通量，单位为Wb 。
图 1异步电机稳态 T 形等效电路
在电机控制过程中，使每极磁通；m Φ保持恒定值不变是关键一环，其幅值通常保持为额定值。这是因为，如果磁通太弱，就没有充分利用电机的铁心，并影响电机的输出转矩；如果过分增大磁通，又会使铁心饱和从而导致过大的励磁电流，增加电机的铜耗和铁耗,使电机温升过高, 严重时会因绕组过热而损坏电机。在异步电机中，磁通m Φ是由定子和转子磁动势合成产生的，因此由式( 1 )可以看出, 只要将气隙感应电动势g E 和定子电压频率1f 协调控制，就能够将磁通m Φ控制为恒定值。其关系式为:
1f E K g
m ∙=Φ ( 3 )
然而，绕组中的感应电动势的检测和控制是比较困难的，当定子频率较高时，感应电动势的值g E 也较大，因此可以忽略定子阻抗所产生的压降，得到定子端电压近似与感应电势相等，即g s E U ≈，因此式 ( 2 )可以改写为:
1f U K s
m ∙'≈Φ ( 4 )
但是在低频时g E 和s U 都较小，定子阻抗压降所占的份量就比较显著，不能忽略。这时需要人为地把电压s U 抬高一些，以便对定子阻抗压降作近似补偿。其中带定子压降补偿的恒压频比控制特性如图2中的曲线II 所示，无补偿的控制特性如曲线I 所示。这种变频调速方法又称变频变压调速( V ariable V oltage V ariable Frequency)，简称 VVVF 控制。
图2恒压频比控制特性
2.2.2正弦脉宽调制控制（SPWM ）[6]
交流电气传动中的脉宽调制技术一般称为正弦脉宽调制（SPWM ）。SPWM 波的基本实现方法是利用三角波对症先控制信号进行调制，通过调节脉冲宽度来形成包含正弦基波的脉冲调制波。它具有输出波形好、谐波分量少和调速范围宽等特点。SPWM 控制脉冲可以用模拟电子电路产生，但它存在使用元件多、控制线路复杂、控制精度难以保证等缺点。经常采用微机与专用芯片混合控制SPWM 变频调速系统或单片机生成SPWM 控制脉冲的交流电动机变频调速系统，但从微机控制角度看，希望少用硬件，尽可能多地用软件来完成各种功能，以降低成本，提高装置的可靠性和灵活性。对于交流异步电机，其转速
()s p f n -=
160 ( 5 )
其中
p ：为电动机磁极对数
f ：为电源频率
s ：为转差率 由式( 5 )可知，影响电动机转速的因素有：电动机的磁极对数，转差率和电源频率。其中，改变电源频率来实现交流异步电动机调速的方法效果最理想，这就是所谓的变频调速。在电动机调速时，总是希望保持每极磁通为额定值不变，磁通太弱没有充分利用电动机的铁芯，是一种浪费。若要增大磁通，则会使铁芯饱和，导致电动机过热而损坏。由式( 1 )可知，在基频(额定频率)以下变频时，定子电压s U 也要随之变
化，这样才能保持磁通恒定。在基频以上调节时， f 增高，电压不能增加得比额定电压还要高，这样磁通将会与频率成反比降低，相当于直流电动机的弱磁升速。如何才能实现变频的同时变压，这就需要用到正弦波脉宽调制（SPWM ）。
原始的SPWM 是由模拟控制来完成的，现在已经很少应用，数字控制是 SPWM 目前常用的控制方法。可以采用微机存储预先计算好的SPWM 数据表格，控制时根据指令调出；或者通过软件实时生成SPWM 波形；也可以采用大规模集成电路专用芯片产生 SPWM 信号。对于数字SPWM 控，根据产生信号原理的不同，可以将SPWM 的采样方法分为等效面积算法、自然采样方法和规律采样方法。
(1) 等效面积算法正弦脉宽调制的基本原理就是按面积相等的原则构成与正弦波等效的一系列等幅不等宽的矩形脉冲波形。根据已知数据和正弦数值可以依次算出每个脉冲的宽度，用于查表或实时控制。这是一种最简单的算法。
(2) 自然采样法移植模拟控制的方法，计算正弦调制波与三角载波的交点，从而求出相应的脉宽和脉冲间歇时间，生成 SPWM 波形。
(3) 规则采样法自然采样法的主要问题是，SPWM 波形每一个脉冲的起始和终了时间对三角波的中心线不对称，因而求解困难。工程上实用的方法要求算法简单，只要误差不太大，许作一些近似处理，这样就提出了规则采样法。
2.2.3空间矢量脉宽控制（SVPWM ）[5]
空间矢量的基本思想就是把异步电动机经过坐标变换等效成直流电动，然后仿照直流机的控制方法，求得直流电动机的控制，再经过相应的反变换，就可以控制交流电动机了。其矢量控制的原理如公式下公式：
1221M m
i P T L +=ψ ( 6 )
112211T M r m p e i i T L L n T += ( 7 )
由式( 6 )、式( 7 )可以看到，在矢量控制中，定子电流被分解为互相垂直的两个分量1M i 和1T i ，其中1M i 用于控制转子磁链，称为磁链分量，1T i 用于调节电机转矩，称为转矩分量。因此,矢量控制实现了定子电流分解，分别进行转子磁链和电磁转矩的解耦控制。从而模拟出类似直流电动机的工作状况。矢量控制交流变频调速系统的稳态、
动态性能能够与直流调速系统相媲美。SVPWM具有电流谐波少、转矩脉动小、噪音低等优点，而且相对于常规的SPWM直流电压利用率能提高约巧15%。
2.2.4 直接转矩控制（DTC）[2]
矢量控制方案是一种很有效的交流电机控制方案，但是由于该方案需要进行矢量旋转变换，且需要非常复杂的坐标变换，此外，由于电机的机械常数慢于电磁常数，矢量控制中转矩响应的较为缓慢。因此，德国学者DePen-brock于上世纪80年代提出了一种具有快速转矩响应特性的控制方案一直接转矩控制(DTC)方案。直接转矩不再使用矢量控制中解祸的控制思想以及电流反馈环节，而是采取定子磁链定向的方法，利用离散的两点式控制直接对电机的定子磁链和转矩进行调节，具有结构简单，转矩响应快等优点。直接转矩控制最早应用于感应电机，1997年LZhong等人将直接转矩控制算法改造后应用于永磁同步电机控制，目前已经有相关的仿真和实验研究。
2.3国内外研究现状
当前交流调速技术研究和讨论的热点是变频器矢量控制和直接转矩控制技术，二者都是在交流异步电动机高性能变频调速装置中得到广泛应用的两种控制方案，并且都已经普遍应用到实际的变频器产品中，实际中共同存在两方面的讨论研究。针对这些交流调速系统需要进行复杂的控制任务，世界上各大公司推出了针对电机控制数字信号处理（DSP）芯片。例如，由TI公司推出的TMS320LC240xA系列，飞思卡尔公司推出的MC56f8300系列。这使得电机调速系统以完全实现数字化[2]。
三、总结
随着电力电子技术的发展，电动机的数字控制是电动机控制的发展趋势，为电机控制而专门设计的DSP已逐渐地成为实现电机全数字实时控制的有力工具。现在许多公司将DSP的数值计算能力与MCU的控制能力相结合推出了更适合电机控制的DSC。目前，由于这些专用的芯片的推出使得交流调速逐步打破了直流调速占据了统治地位。对于异步电机的控制主要又SPWM控制和SVPWM控制，相对于矢量控制需要进行坐标转换等一系列的复杂运算，SPWM的控制较为简单，且容易实现，并且异步电机的交流调速中越来越成熟，并在高频变频领域占主导地位。
参考文献
[1]冬雷. DSP原理及电机控制系统应用[M]. 北京航空航天大学出版社, 第1版.
[2] 张翔. 基于DSP异步电机自适应矢量控制系统的研究[D]. 大连交通大学, 2008.
[3] 徐铁柱. 基于DSP的交流电机变频调速控制系统[J]. 电气传动白动化, 2003. 2(51)
15-17.
[4] Marko Hinkkanen．Analysis and Design of Full-Order Flux Observers for Sensorless Induction Motors．New Y ork：IEEE 2006，10(5):40-60
[5] 朱良焱. 异步电机矢量控制变频调速系统的研究与设计[D]. 湖南大学, 2009. (5).
[6] 宋店波, 王永生. 基于DSP的交流异步电机SPWM变频调速系统设计[J]. 煤矿机械. 2008,
12(12).
[7] Seok Ho Jeon．Flux Observer With Online Tuning of Stator and Rotor Resistances for Induction Motors．New Y ork：IEEE 2007，6(3):49-55
[8] 姜涛. 基于DSP的异步电机失量控制系统研究[D]. 武汉理工大学.
[9] 张燕宾. SPWM变频调速应用技术. 机械工业出版社, 2002. 5.
[10] 徐铁. 基于DSP的交流电机变频调速控制系统[J]. 电气传动白动化, 2003.2(51)15-17.
[11] 姜涛, 谭思云, 陈锦. 基于DSP的异步电机变压变频控制系统研究[J]. 仪表技术. 2010, 第4期.
[12] 张燕宾. SPWM变频调速应用技术[M]. 机械工业出版社, 2002.
[13] 解维坤, 彭侠夫. 基于DSP的异步电机变频调速系统设计与应用[M]. 电机与控制与应用2008, 35(9).
[14] Consoli,A.SlipFreeney Detection for Indireet Field Oriented Control Drives, Indutry Applieations Conefrenee，2001.118一124
[15] Consoli.Speed and Current Sensorless Field Oriented Induction Motor Driveo Operating at LowStator Frequeneise.Industry Applieations Conferenee,2002.1679-1686
对“电机与电器”的文献综述
对“电机与电器”的文献综述 前言 电机是与电能有关的能量转换机械，它是工业，农业，交通运输，国防工程，医疗设备以及日常生活中常用的设备。电机与电器这一学科电机与电器学科主要涉及电机、电器及其它电磁与机电装置的理论、设计、制造、运行及控制规律。近几十年来，随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论的发展，中、小功率电动机在工农业生产及人们的日常生活中都有极其广泛的的应用。特别是在乡镇企业及家用电器中，更需要有大量的中、小功率电动机。由于这种电动机的发展及广泛的应用，它的使用、保养和维护工作也越来越重要。电动机机应用广泛，种类繁多、性能各异，分类方法也很多。本文主要介绍了电机技术起源发展及现状以及未来的发展趋势。 主体部分 01 电机与电器的起源发展 电机工作基本原理是利用带电导体和磁场间的相互作用而把电能变为机械能。电动机结主要包括两部分：转子和定子。转子为电动机的旋部分，由转轴座组成导体绕组的排列方式决定电动机的类型及其特性。1820年,奥斯特发现了电生磁现象，1821年英国科学家法拉第首先证明可以把电力转变为旋转运动。美国的达文波特也成功地制出了驱动印刷机的电动机，印刷过美国电学期刑《电磁和机械情报》。但这两种电动机都没有多大商业价值，用电池作电源，成本太大、不实用。相继在1833年出现了直流电机，1885年出
现了异步电动机，1889年的三相系统。1902年瑞典工程师丹尼尔森首先提出同步电动机构想，对以后电动机的研究及发展有重要影响。 02 电机与电器的当前发展状况 从19世纪末期起，电动机就逐渐代替蒸汽机作为拖动生产机械的原动机，一个多世纪以来，虽然电动机的基本结构变化不大，但电动机的类型增加了许多，在运行性能，经济指标等方面也都有了很大的改进和提高，而且随着自动控制系统和计算机技术的发展，在一般旋转电动机的理论基础上又发展许多种类的控制电动机，控制电动机具有高可靠性﹑好精确度﹑快速响应的特点，已成为电动机学科的一个独立分支。在现代化工业生产过程中，为了实现各种生产工艺过程，需要各种各样的生产机械。拖动各种生产机械运转，可以采用气动，液压传动和电力拖动。由于电力拖动具有控制简单﹑调节性能好﹑耗损小﹑经济，能实现远距离控制和自动控制等一系列优点，因此大多数生产机械都采用电力拖动。按照电动机的种类不同，电力拖动系统分为直流电力拖动系统和交流电力拖动系统两大类。纵观电力拖动的发展过程，交、直流两种拖动方式并存于各个生产领域。在交流电出现以前，直流电力拖动是唯一的一种电力拖动方式，19世纪末期，由于研制出了经济实用的交流电动机，致使交流电力拖动在工业中得到了广泛的应用，但随着生产技术的发展，特别是精密机械加工与冶金工业生产过程的进步，对电力拖动在起动，制动，正反转以及调速精度与范围等静态特性和动态响应方面提出了新的，更高的要求。由于交流电力拖动比直流电力拖动在技术上难以实现这些要求，所以20世纪以
电机与拖动文献综述
电机与拖动 文献综述 学生姓名 学号 院系 专业 完成日期
前言 (2) 电动机发展史 (3) 常用电机的种类及特性 (5) 电机的应用 (7) 我国电机发展趋势及展望 (13) 总结 (16) 参考文献 (18)
电机是一种能实现机电能量转换的电磁装置，是变压器、电动机和发电机的统称。不同类的电机有不同的特性，随着科学技术的不断更新发展，电机技术的改进也在日新月异。同时，电机是一门很实用的课程，配合电机实验，能让学生透彻的了解电机的特性，同时培养学生掌握对电机的实验方法和操作技能。 在现代工业企业中，利用电动机把电能转换成机械能，去拖动各种类型的生产机械按人们所给定的规律运动（即电力拖动），比其他拖动方式有无可比拟的优点。 电力拖动具有良好的调速性能，起动、制动、反转和调速的控制简单方便、快速性好且效率高。电动机的类型很多，具有各种不同的运行特性，可以满足各种类型生产机械的要求。电力拖动系各参数的检测、信号的变换与传送方便，易于实现自动控制。 因此，电力拖动成为现代工业电气自动化的基础。
电动机发展史 1820年7月21日，丹麦哥本哈根大学教授、物理学家奥斯特发现了“电流的磁效应”，建立了电磁的相互联系，诞生了电磁学。1821年英国著名的物理学家法拉第制成了第一个实验电动机的模型，经过40多年时间的研究与发展，终于使电动机得以在工业生产和日常生活中得以广泛应用。在这里我先谈一谈英国物理学家法拉第的一些研究工作。 1831年法拉第经过十余年时间的实验研究终于在8月29日实现了“磁生电”的梦想，发现了电磁感应定律。此外法拉第还发现了电解定律，还对气体放电现象进行了大量的卓有成效的研究，为后来伦琴射线、天然放射性、同位素等的发现准备了条件，为现代物理学的发展奠定了基础。他制造了第一台实验性电动机，发电机、第一台变压器。 电动机简称电机，其在生产和生活中应用最广，小到电动玩具，大到火车，从工厂到农村、从事业单位到企业单位等等。在实际生产生活的应用中的电动机有直流电动机和交流电动机，我分别来谈一谈直流电动机和交流电动机研究发展情况。 一、直流电动机。在电动机的发展中首先发展的是直流电动机，因为我们最先得到和推广的是直流电。直流电动机的发展大致可以分为四个阶段。1、是以永磁体作为磁场的阶段，这是最初直流电动机的共同特点。但是，由于天然磁极比较小，而且其磁性比较弱，电机只能获得很小的功率，获得的动力也是比较小，不过这段时间持续并不长，很快直流电机的发展就进入了第二个阶段。2、以电磁铁作为磁极的阶段。1825年英国的电工家斯特金制成了第一块电磁铁（用16个线圈导线绕制成的），1829年美国物理学家亨利所制成的电磁铁可以举起1吨的货物。1834年雅克比首先在电机中采用电磁铁代替永久磁铁，使其输出功率显著提高，并且首次采用换向装置，大大改变了直流电机的性能。3、第三阶段是改变励磁方式的阶段。励磁技术是直流发电机的一个关键性技术，因为电动机的使用必须要由直流发电机提供电流方可，解决了发电机的技术问题，就可以使电机的应用进入到一个新的阶段。1851年金斯捷首先运用电磁铁代替永久磁体励磁，最初供应电磁铁的电流都是来自他激式的伽伐尼电池，因为不管怎样发电机要发出电流必须先有励磁，而且必须先有电流才能产生磁场励磁。1854年
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电动机智能软起动控制系统研究文献综述 1 国外研究综述 自电动机诞生以来，国外就开始了对其起动方法的研究，最初采用的方法主要有串联电阻限流起动、串联电抗器限流起动、自耦变压器降压起动等等。直至20世纪70年代，当大功率晶闸管实现工业化生产以后，利用晶闸管交流调压技术所制作的固态软起动器才正式面世。软起动器的应用，相比其它传统方法具有更多功能上的优势，不仅可实现无极调节起动电流、节约电流、占用体积小等特点，而且还能电动机软停车功能。 目前，国外许多大型电气公司，都纷纷推出了属于自己品牌的软起动器产品，并在工农业控制领域中得到了广泛应用。例如，美国ABB公司生产的软起动器，主要分为PSA型、PSD型和PSDH型这三种，其中PSDH为重型起动型，常用电机容量为7.5～450 kW，其主要功能有起动斜坡时间设定、初始电压设定、停止斜坡时间设定、起动电流极限设定，脉冲突跳起动、大电流开断等，还有运行、故障、过载等的指示；法国施耐德电气公司生产的Altistart46型软起动器，主要有标准负载和重型负载这两大类，其额定电流从17～1 200A共分为21个额定值，电机功率2.2～800 kW，产品除具有软起动和软停车功能以外，还具有恒温加减速功能；德国西门子公司生产的3RW22、3RW30、3RW31、3RW34型软起动器，除具有软起动和软停车功能以外，还具备了良好的故障识别能力，并可根据需要改变其电压上升变化的斜率，以适应多种工况的要求。 总体而言，国外知名电气厂商所生产软起动器，普遍具有良好的技术先进性与实践应用效果。而在理论研究方面，则主要集中于变频软起动技术的导入研究，并通过建立更加准确、实用的仿真模型，以实现对软起动器性能的模拟与控制。 2 国内研究综述 我国对交流异步电动机软起动技术的研究也较早，最初起始于20世纪80年代，当时就有不少的研究者在开发电动机功率因素控制器时，就应用到了软起动技术。目前，国内对电动机软起动控制的研究已较为深入，并已有成熟的产品推出，例如，JKR型、JQ型、JQZ型交流电机固态起动器等，其单机最大容量普遍可达到800 kW以上，并具有斜坡恒流软起动、阶跃恒流起动、脉冲恒流起动以及软停车功能，还可实时根据电动机的负载变化，以随时调整电动机的工作
文献综述-电机变频驱动系统远程
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一、前言 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。变频调速通过改变电机定子的供电频率，以改变电机的同步转速达到调速的目的，其调速性能优越，调速范围宽，能实现无级调速。采用变频器驱动的电动机系统因其节能效果明显，调节方便维护简单，网络化等优点，而被越来越多的应用，但它的非线性，冲击性用电的工作方式，带来的干扰问题亦倍受关注。本设计采用单片机编程等知识应用PWM控制技术实现变频调速即实现对电动机的启动、停止、加速、减速、正反转等功能 二、主题 变频器不仪可以用于笼型异步电动机调速，而且也可以用于其他交流电动机调速，从工厂设备到家用空调都可以采用，在节能、减少维修、提高产量、保证质量等方面都取得了明显的经济效益，如果按行业分类，到口前为比，变频器已经在钢铁、有色冶金、石化、矿115,纺织印染、医药、造纸、卷烟、高层建筑供水、建材及机械行业得到广泛应用，而且应用领域正在不断扩大[1-3]。异步电动机用变频器调速运转时的结构通常由变频器上电路给异步电动机提供调压调频电源。此电源输出的电压或电流及频率，由控制回路的控制指令进行控制。而控制手指令则根据外部的运转指令进行运算获得。对于需要更精密速度或快速响应的场合，运算还应包含山变频器主电路和传动系统检测出来的信号和保护电路信号，即防止因变频器主电路的过电压、过电流引起的损坏外，还应保护异步电动机及传动系统等[4-5]。给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，称为主电路。其主电路由三部分构成，将工频电源变换为直流功率的“整流器”，吸收在整流和逆变时产生的电压脉动的“平波回路”，以及将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。给异步电动机供电(电压、频率可调)的主电路提供控制信号的回路，称为控制电路。控制电路由以下电路组成，频率、电压的“运算电路”，电路的“电压与电流检测电路”，电动机的“速度检测电路”，将运算电路的控制信号进行放大的“驱动电路”，以及逆变器和电动机的“保护电路”[4-9]。 变频调速技术是现代电力传动技术的重要发展方向，而作为变频调速系统的核心—变频器的性能也越来越成为调速性能优劣的决定因素，除了变频器本身制造工艺的“先天”条件外，对变频器采用什么样的控制方式也是非常重要的[4]。变频器中常用的控制方式可分为非智能控制方式和智能控制方式两种。在交流变频器中使用的非智能控制方式有哪协调控制、转差频率控制、矢量控制、直接转矩控制等。智能控制方式主要有神经网络控制、模糊控制、专家系统、学习控制等。随着电力电子技术、
自动窗帘控制系统综述【文献综述】
毕业论文文献综述 电子信息工程 自动窗帘控制系统综述 摘要：随着国民经济的发展和科学技术水平的提高，特别是计算机技术、通信技术、网络技术、控制技术的迅猛发展，生活现代化得以实现，居住环境向舒适化、安全化发展。家居智能化在这种形势下应运而生。[1]智能窗帘是家居智能化中最常见的一种。 关键词：窗帘；智能；控制 1 引言 随着人们生活水平的提高，智能家居成为了家居生活的主题，传统的电动控制窗帘一般功能单一，智能化程度低[2]。新型的智能窗帘的出现以迫在眉睫。它不仅能用无线遥控系统控制其开闭，还能还能根据光照强度来控制窗帘的打开程度。当然这些还是远远不够的，还必须具有定时功能。 2 无线遥控技术简介 2.1 无线遥控技术的分类 ()1 无线遥控技术，顾名思义就是指实现对被控目标的非接触遥远控制。无线遥控系统的种类和分类方法有很多，按传输控制指令信号的载体分为：红外线遥控、无线电遥控、无线电遥控；按信号的编码方式分：频率编码、脉冲编码；按传输通道数分为：单通道多通道遥控。 2.2 无线遥控系统的构成及其工作原理 该遥控器中主要包含无线指令接收模块、红外指令接收模块、红外指令发射模块以及息存储模块[3]。发射模块主要由发射电路由三极管和红外发射管组成,红外发射管将电能转化为近红外光辐射到空气中。无线指令接收模块主要负责接收辐射到空气中的近红外光，通过比对其发出的指令做出相应的动作。无线接收可分为两种方式:超外差与超再生接收方式。超外差式的接收器灵敏度高、抗干扰能力强，而且相对稳定些；超再生式的接收器体积小、价格便宜。而信息模块需要采用信息掉电不丢失的EPROM器件X25045[3]。 2.3 无线遥控系统的优缺点 无线遥控系统与有线控制系统相比，具有组网迅速、不受地理条件限制和成本低等诸多优点[4]。由于无线遥控系统具有上述的优点，在日常生活中正在逐步替代有线控制的地位。但与此同时，它也存在不少缺点。例如，易受大气层中的辐射干扰，不适合长距离的发射。但随着无线遥控遥控袭用的日渐成熟，这些难题将会被迎刃而解的。 3 光电传感器简介
直流电机控制系统的设计【文献综述】
文献综述 电子信息工程 直流电机控制系统的设计 随着人们对控制系统的要求越来越高,电机调速成了人们研究的课题,现在对于普通直流电机的调速已经有了一些比较成熟的方法。直流电动机转速的控制方法可分为两类励磁控制法与电枢电压控制法。励磁控制法控制磁通,其控制功率虽然小,但低速时受到磁饱和的限制,高速时受到换向火花和换向器结构强度的限制,而且由于励磁线圈电感较大,动态响应较差,所以使用较少。电枢电压控制法总体上可以分为两种,一种是调节电压,一种是调节电流.传统的调速系统是用模拟电子电路来实现的,这种电路虽然响应快,但是灵活性较差,维修复杂。单片机作为一种可编程控制器技术上已经比较成熟。通过单片机对普通直流电机进行调速的系统已经存在。单片机具有性能高、速度快、体积小、价格低、稳定可靠、应用广泛、通用性强等突出优点[1]。 一、研究背景及动态 起先的电机电枢电压调节法采用串联电阻调速法,这种方法耗能大、且调速不太平稳,逐渐被其他调速装置代替[2]。以后又出现了晶闸管、MOSFET,IGBT等为主控元件的调速装置。电子技术的高速发展,促使直流电机调速逐步从模拟化向数字化转变,特别是单片机技术的应用,使直流电机调速技术进入一个新的阶段。传统的晶闸管直流调速系统控制回路的硬件设备极其复杂,安装调试困难,相对故障率较高,维修比较困难。而采用单片机控制的电机调速系统,其控制方案是依靠软件实现的,控制器由可编程功能模块组成,配置和参数调整简单方便,工作稳定[3]。 直流电动机转速的控制方法可分为两类：励磁控制法和电枢电压控制法。常用的控制方法是改变电枢端电压调速的电枢电压控制法，调节电阻R即可改变端电压，达到调速目的，但这种传统的调压调速方法效率低。随着电力电子技术的发展，创新了许多新的电枢电压控制方法。其中PWM（脉宽调制）是常用的一种调速方法。 脉宽调制（PWM）是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法,它不仅容易由软件来实现,而且从处理器到被控制信号都是数字形式无需数模转化,加上PWM对噪声的抵抗能力强。使得PWM成为目前电机调速的主要方法[4]。 PWM是通过控制固定电压的直流电源开关频率，从而改变负载两端的电压，进而达到控制要求的一种电压调整方法[5]。 二、方案分析 1.基于FPGA直流电机PWM控制系统
PLC毕业设计文献综述
P L C毕业设计文献综述-(总6 页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除
中国地质大学长城学院本科毕业设计文献综述 系别：信息工程系 专业：电气工程及其自动化 姓名： 学号： 2017 年日
前言 对现代工程的远程监控、故障诊断技术是近几年来研究的热点。统计显示大多数故障都是一般性故障，通常情况下故障诊断有两种方法：故障树方法和专家系统方法。故障树方法是利用系统的故障逻辑结构进行的逻辑推理，发现错误的输出对应的找到可能的输入错误。另外一种方法专家系统方法则是通过建立系统故障的知识库与推理机，计算机依据现场的数据依靠知识库和推理机进行深入的逻辑推理，最终找出相应的故障的原因。 PLC作为IE一种成熟稳定且可靠的控制器，现在已经在工业控制中得到了越来越广泛的应用。PLC系统的设计直接影响工业控制系统的安全可靠运行。一个完善的PLC系统除了能够正常运行，满足工业控制要求，还必须能在系统出现故障时及时进行故障诊断和故障处理。故障自诊断功能是工业控制系统的智能化的一个重要标志，对于工业控制具有较高的意义和实用价值。 PLC是现在应用非常多的一种控制装置，利用PLC丰富的内部资源以及强大的功能指令，进行编制故障检测报警程序，不仅可以代替传统继电器能实现的相应功能，还可以提高工作可靠性以及其系统的灵活性。 PLC控制系统部分 PLC作为控制部分的主要结构，其设计主要包括模板的估算与选取、PLC 的选取、系统框图的设计。下面围绕这三方面逐一介绍。 PLC的系统模块估算与选取。通常在PLC的系统设计时，应该详细的分析工艺过程的各个缓解的特点和控制要求，和求性价比的PLC和设计相应的控制系统最后选择有较高性能估算输入输出点数、所需储存容量。估算好相应的模块之后，就要进行相应的模块选择。包括输入输出模块、存储器和电源的估算与选择。对I/O点数进行估算时应当充分考虑适当的余量，一般情况下是根据统计的输入输出点数，在其基础上再增加10%~20%的可拓展余量、作为输入输出点数实际估算数据来使用。在实际订货时，还需根据制造商PLC的产品特点，对输入输出点数进行调整，输入输出模块的选择应当充分考虑与应用要求的统一。存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元的大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存数单元大小，因此程序容量小于存储器容量。在设计初期，因为用户的应用程序还未编制，所以，程序容量在设计初期是不能确定的，只有在程序调试之后才能知道。但为了再设计选型时能对程序容量有一定估算，一般情况下是采用对存储器容量的估算来代替。PLC的供电电源，除了引进设备的同时引进PLC应根据产品说明书要求设计和选用外，一般PLC的供电电源应设计选用220VAC电源，与国内电网电压一致。重
关于变频控制的文献综述
文献综述： 交流变频调速技术是集电力电子、自动控制、微电子、电机学等技术之大成的一项高技术。它以其优异的调速性能、显著的节电效果和在国民经济各领域的广泛应用而被国内外公认为是世界上应用最广、效率最高、最理想的电气传动方案，代表着电气传动的发展方向。它为提高产品质量、节约能源、降低消耗和提高企业经济效益提供了重要的新手段[1]。 经过了二十多年的发展，近代交流传动逐渐成为电气传动的主流。目前交流拖动系统的应用领域主要包括三个方面，一是一般性能的节能调速系统和按工艺要求调速系统，如一般的风机、水泵系统；二是高性能的交流调速系统和伺服系统，如精密机床拖动系统和火炮伺服系统；三是特大容量和极高转速的交流调速系统，直流电机由于换向能力的限制不适宜这些调速场合，如厚板轧机、矿井卷扬机和高速离心机等系统都以采用交流调速为宜。 变频器产业的潜力非常巨大，它包括所有与变频器技术相关的产业，如电力电子器件的生产、驱动保护集成电路的制造、电气传动技术、系统控制技术和工业现场应用技术等[7][2]。 近年来，交流调速在国内外发展十分迅速，打破了过去直流拖动在调速领域中的统治地位。交流拖动已进入了与直流拖动相媲美、相竞争、相抗衡的时代，并有取而代之的趋势，这是现代电力拖动技术发展的主要特征。 由于交流电机的诸多优点，其调速系统早就得到了人们的关注，早期的交流电机调速方法，如绕线式异步电机的转子串电阻调速、鼠笼式异步电机的变极调速、定子绕组串电抗器调速等方式都存在效率低、不经济等缺点。交流变频调速的优越性早在20世纪20年代就已被人们所认识，但受到元器件的限制，当时只能用闸流管构成逆变器，由于投资大，效率低，体积大而未能推广。 20世纪50年代中期，晶闸管的研制成功，开创了电力电子技术发展的新时代。晶闸管具有体积小、重量轻、响应快、管压低等优点[3]。 现代化的电机控制系统的核心技术是如何控制功率开关元件的开关状态，控制方式依据控制理论的不同而不同。 交流调速中采用的SPWM(正弦波PWM)、 SVPWM(电压空间矢量PWM)以及矢量控制、直接转矩控制等技术，其最终目的都是产生一系列幅值不同脉宽不同的脉冲列来控制电机的运行[4]。 20世纪70年代西德的F.Blasschke 等人首先提出矢量控制理论，其目的是把定子电流中励磁电流分量与转矩电流分量变成标量独立开来，进行分别控制,通过坐标变换重建异步电机的数学模型，可以使得异步电机等效于直流电机，从而像控制直流电机那样进行快速的转矩和磁通控制[5]。 随着计算机技术和电力电子器件制造技术的不断发展，新型电路变换器的不 断出现，现代控制理论向交流调速领域的不断渗透，特别是微型计算机及大规模集成电路的发展，交流电机调速技术正向高频化、数字化和智能化方向发展。单片机在交流调速系统中已经得到了广泛的应用。例如由Intel 公司开发生产的MCS-96系列的8×196KB、8×196KC、8×196MC 等型号的单片机，在通用开环交流调速系统中应用较多。 从总体上看我国电气传动的技术水平较国际先进水平差距10～15 年，就目前而言，尽管变频调速系统的研发在国内比较活跃，但是市场上的绝大部分产品还是被国外产品所占据[6]。
步进电机概述论文中英文资料对照外文翻译文献综述
步进电机概述 中英文资料对照外文翻译文献综述 外文文献： Knowledge of the stepper motor What is a stepper motor： Stepper motor is a kind of electrical pulses into angular displacement of the implementing agency. Popular little lesson: When the driver receives a step pulse signal, it will drive a stepper motor to set the direction of rotation at a fixed angle (and the step angle). You can control the number of pulses to control the angular displacement, so as to achieve accurate positioning purposes; the same time you can control the pulse frequency to control the motor rotation speed and acceleration, to achieve speed control purposes. What kinds of stepper motor sub-： In three stepper motors: permanent magnet (PM), reactive (VR) and hybrid (HB) permanent magnet stepper usually two-phase, torque, and smaller, step angle of 7.5 degrees or the general 15 degrees; reaction step is generally three-phase, can achieve high torque output, step angle of 1.5 degrees is generally, but the noise and vibration are large. 80 countries in Europe and America have been eliminated; hybrid stepper is a mix of permanent magnet and reactive advantages. It consists of two phases and the five-phase: two-phase step angle of 1.8 degrees while the general five-phase step angle of 0.72 degrees generally. The most widely used Stepper Motor. What is to keep the torque (HOLDING TORQUE) How much precision stepper motor? Whether the cumulative： The general accuracy of the stepper motor step angle of 3-5%, and not cumulative. Stepper motor to allow the minimum amount of surface temperature Stepper motor to allow the minimum amount of surface temperature： Stepper motor causes the motor temperature is too high the first magnetic demagnetization, resulting in loss of torque down even further, so the motor surface temperature should be the
基于单片机的直流电机控制系统设计的文献综述
基于单片机的直流电机控制系统设计的文献综述 随着科技的不断发展，单片机技术在电机控制系统中的应用越来越普遍。本文综述了基于单片机的直流电机控制系统的设计与实现，包括硬件设计、软件设计、电机控制策略等方面。结果表明，基于单片机的直流电机控制系统具有控制精度高、响应速度快、可靠性强等优点，是一种高效、实用的电机控制方法。 关键词：单片机；直流电机；控制系统；硬件设计；软件设计；控制策略 一、引言 直流电机广泛应用于工业生产、家电、交通运输等领域，其控制系统的设计和实现对于提高电机的性能和效率具有重要意义。随着单片机技术的不断发展，基于单片机的电机控制系统成为了研究热点。本文综述了基于单片机的直流电机控制系统的研究进展和应用现状，以期为相关研究提供参考和借鉴。 二、硬件设计 基于单片机的直流电机控制系统的硬件设计包括电机驱动模块、传感器模块、单片机模块和电源模块等部分。其中，电机驱动模块是整个系统的核心部分，其设计直接影响了系统的性能和稳定性。 电机驱动模块的设计需要考虑电机的电压、电流、转速等参数，以及驱动电路的稳定性和可靠性。常用的电机驱动器包括PWM调速器、H桥驱动器、单向驱动器等。另外，传感器模块用于检测电机的位置、速度、转向等信息，常用的传感器包括霍尔传感器、编码器、光电传
感器等。 三、软件设计 基于单片机的直流电机控制系统的软件设计包括控制算法、驱动程序和用户界面等部分。其中，控制算法是整个系统的核心部分，其设计直接影响了系统的控制精度和响应速度。 常用的控制算法包括PID控制算法、模糊控制算法、神经网络控制算法等。驱动程序用于实现电机控制算法，包括PWM输出、速度控制、位置控制等功能。用户界面用于显示电机的运行状态和控制参数，包括LCD显示屏、LED指示灯等。 四、电机控制策略 基于单片机的直流电机控制系统的电机控制策略包括速度控制、位置控制、转向控制等方面。其中，速度控制是电机控制的基本功能，其目的是保持电机在指定的转速范围内运转。 常用的速度控制方法包括开环控制和闭环控制。开环控制是指根据电机的负载特性和转速曲线，通过调整电机的电压和电流来控制电机的转速。闭环控制是指根据电机的实际转速和目标转速之间的误差，通过调整PWM输出来控制电机的转速。 位置控制是指控制电机在指定位置上停止或转动，其目的是实现精确的定位控制。常用的位置控制方法包括PID控制算法、模糊控制算法等。 转向控制是指控制电机正转或反转，其目的是实现电机的正反转控制。常用的转向控制方法包括H桥驱动器、单向驱动器等。
文献综述-异步电动机无速度传感器矢量控制系统的设计与分析
文献综述 电气工程及其自动化 异步电动机无速度传感器矢量控制系统的设计与分析前言： 电机分为两种，分别是直流电机与交流电机。异步电机和同步电机则构成了交流电机。这几种电机分别有优缺点:直流电机容易控制，调速也简单，所以它主要在变速传递动力领域得到了运用，但它的缺点是结构不简单，成本高，电刷经常被磨坏，维护不是很便利，对外部因素的要求比较高; 异步电机的结构不复杂，成本低，但是因为它的不简易的数学模型，比较难于实现对它的控制，所以长久以来它只在变速传动领域得到较多应用;同步电机的优点则是电源频率稳定的时候，其转速则保持恒定，但以前都存在着不容易起动、重载时振荡经常产生甚至是失去步骤的可能，故实际生产中应用很少。但是在最近一段时间里，这种格局己经渐渐发生了变化，伴随着电力电子、微电子和控制技术的不断进步，提出了许多新的控制异步电机的技术，交流电机调速的发展解决了瓶颈，电气传递动力交流化的时代接踵而至。交流变频调速系统对于调速的优越和起动、制动的性能还有高效省电的现象，变频调速方面的电机得到大量使用，它的容量、速度和电压等级都可以很高;调速系统体积小、重量轻、惯性小，运行可依靠性高，维护工作量少，适宜比较恶劣的工作环境，成本低廉。由于变频调整速度技术尤其是矢量控制技术的突出特点，所以从一般工业技术到航空、航天军事工业，以至家电空调、精密伺服机器人控制等等，变频调速技术都有所涉及，渐渐的取代了直流调速。过去因为直流调速系统调速方法不复杂、转矩的控制也不难，比较易于得到优良的动态特殊性质，所以高性能的传递动力系统都在对直流电机进行使用，直流调整速度系统在变速传递动力领域中有着不一般的位置。但是直流电机的机械改变方向的器件结构不简单、需要经常的监测和修理、运行过程中经常冒出火星、制造需要的资金不低，致使直流传递动力系统的维持资金需求很大，特别是因为改变方向问题的存在，直流电机达到做成高速大容量的机组的目的。 主题： 本文较为简略的研究了异步电机无速度传感器矢量控制技术。建立了异步电动机电压解耦矢量控制系统与基于模型参考自适应法的无速度传感器异步电动机矢量控制系统等，其中的
异步电机控制文献综述
文献综述 毕业设计题目：基于freescaleDSC 的电机控制设计
基于freescaleDSC的电机控制设计 滕昭跃 (08电子信息科学与技术(1)班E08640119) 一、前言 电机行业是一个传统的行业。经过多年的发展，它已经成为现代生产、生活中不可或缺的核心、基础，是国民经济中重要的一环。电动机主要分同步电动机、异步电动机与直流电动机三种，分别应用于不同的场合，而其中又以三相异步电动机的使用最为广泛。到目前为止，我国的电机制造业已经具有一定规模。在现代电动机控制中，长期以来存在着交流调速和直流调速方案之争，早在19世纪末，电力系统中就有过交流供电和直流供电之争，结果经过半个世纪的争论，由于三相交流电的发明，使电力系统的交流化取得了胜利[1]。由于电力电子器件的不断发展，这对交流电机的控制和调速奠定了物质基础。电力电子器件是实现弱电控制强电的关键所在。以普通晶闸管构成的方波形逆变器被全控型高频率开关器件组成的脉宽调制(PWM)逆变器取代，正弦波脉宽调制（SPWM）逆变器及其专用芯片得到了普遍应用。在现代电机控制理论中，交流变压变频技术是一种转差功率不变高效型调速技术，它是现代交流调速的主要控制方法，自20世纪60年代获得突破性进展以来，一直受到人们的高度重视。交流变压变频技术按其控制方式可简单分为：V/F恒定正弦脉宽调制(SPWM)、电压空间矢量(SVPWM)、矢量控制和直接转矩控制三代控制方式[2]。在20世纪80年代初期出现了数字信号处理器，DSP(Digital Signal Processors)以运算速度快为显著特征而单片机则以数字控制功能强为特点。电动机的数字控制既要求控制器有强大的 I/O 控制功能，又要求控制器有高速的信号处理能力以实现实时控制。因此世界上各大DSP生产商将DSP的高速运算速度与单片机的高控制能力相结合，开发出电机控制的专用DSC。其中由飞思卡尔公司生产的56f8300系列DSC就是为电机控制所研发。这种 DSC是目前用于电机控制中功能最强大的控制器。它足以满足以上几种控制方式的需求[3] [4]。 二、电机的交流调速 从世界上第一台电动机诞生以来，交流电机变频调速技术的发展一直没有得到大
步进电机控制【文献综述】
文献综述 电气工程及自动化 步进电机控制 摘要：步进电机用于将电脉冲信号转换为角位移或线位移进行操作，已广泛应用于各个领域。在简要介绍步进电机发展现状的基础上，详述步进电机的分类构造及其工作原理，进一步探讨采用单片机和可编程逻辑器件进行步进电机的控制。 关键词：分类；构造；发展；单片机；PLC 1、步进电机的发展现状 步进电机是国外发明的。国外在大功率的工业设备驱动上，目前基本不使用大扭矩步进电动机，因为从驱动电路的成本，效率，噪音，加速度，绝对速度，系统惯量与最大扭矩比来比较，比较不划算，还是用直流电动机，加电动机编码器整体技术和经济指标高。一些少数高级的应用，就用空心转杯电机，交流电机。 国外在小功率的场合，还使用步进电机，例如一些工业器材，工业生产装备，打印机，复印件，速印机，银行自动柜员机。国外用许多现代的手段将步进电机排挤出驱动应用，除了前面提到的旋转编码器，打印机还使用光电编码带或感应编码带配合直流电动机，实现闭环直线位移控制[9]。 国内过去是用大力矩步进电动机实现机床数控，有实力的公司现在也采用交流电动机驱动数控机床，在驱动设备的主要差距，是国外对交流电动机的控制理论与工程分析和应用能力强，先进的控制理论作为软件，写在控制器内部。 总的来说，步进电机是一种简易的开环控制，对运用者的要求低，不适合在大功率的场合使用。 在卫星、雷达等应用场合，中国在文化大革命后期，就生产了力矩电机，就生产了环形力矩电机，在高品质的控制场合，有时还不能使用步进电机。步进电机的细分控制，在改革开放初期，国内就已经基本掌握，这与交流电动机的矢量控制相比，难度要低得多。 2、步进电机的分类构造 2.1 步进电机的分类 目前，通常使用的步进电机主要包括永磁式步进电机（PM）、混合式步进电机（HB）、反应式步进电机（VR）和单相式步进电机。 永磁式步进电机，采用磁性转子铁芯，同时钉子产生脉冲电磁场，二者相互作用产生转
y802-4 0.75 kw三相鼠笼式异步电动机设计()
三相鼠笼式异步电动机设计 一、选题的依据及意义 现在社会中，电能是使用最广泛的一种能源，在电能的生产、输送和使用等方面，作为动力设备的电机是不可缺少的一部分。电机在国家经济建设，节约能源、环保和人民生中起着十分重要的作用。发电机主要用于移动电源、风力发电、小型发电设备中；电动机在生产和交通运输中得到广泛使用，电动机主要用于驱动水泵、风机、机床、压缩机、冶金、石化、纺织、食品、造纸、建筑、矿山等机械产品上。随着科学技术的不断创新和工农业的迅猛发展，电气化与自动化水平不断提高，国民经济各部门对异步电动机的需求量日益增加，对其性能，质量，技术经济指标也相应地提出了越来越高的要求。因此，对异步电动机品种，必须适时实地做出更新与发展，以适应各个新兴工业领域不同的特殊要求，特别是对需求量最大的中小型异步电动机，在保证其质量运行，寿命长和能满足使用要求的同时，进一步节约铜、铁等材料，提高效率和功率因数，以提高其经济技术指标与降低耗电量，是具有十分重要的意义。 由于Y系列异步电动机具有体积小，重量轻，运行可靠，结构坚固耐用，外形美观等特点，具有较高的效率，有良好的节能效果，而且噪音低，寿命长，经久耐用。作为普遍用于拖动各种机械的动力设备，其用电量在总的电网的总的负荷中占有重要的一席。Y系列共有两个基本系列、十六个派生系列、九百多个规格，能满足国民经济各部门的不同需要。所以设计研究三相异步电动机意义重大。 国内外研究现状及发展趋势（含文献综述） 1、现状 国外公司注重新产品开发，在电机的安全、噪声、电磁兼容等方面很重视。国外的先进水平主要体现在电机的可靠性高，寿命长，通用化程度高，电机效率不断提高，噪声低，重量轻，电机外形美观，绝缘等级采用F级和H级，而且也考虑电机制造成本的降低等国内虽有部分产品已达90年代初的国际水平，但相当部分的产品可靠性差，重量重，体积大和噪声大，综合水平只相当于80年代初期国际水平，其主要原因是制造工艺落后，关键材料的质量和品种不能满足要求，科研和设计工作没有跟上，科研投入少，新产品开发资金匮乏，企业技术创新能力较弱 2、电机行业发展趋势 1）企业在改造中求发展 企业要自己选准位置，立足生求，真抓实干，稳步发展。我国中小电机生产销售受各种因素的影响，变化幅度比较大，企业要看准改革市场，并重点地去占领他，发
机器人控制系统设计(毕业设计)文献综述
(2)控制系统的硬件结构 通过小组初步讨论决定控制计算机使用研华的主机，运动控制卡选用ADT（深圳众为兴），电机选用伺服电机。 (3)控制系统的软件部分 主要采用VC进行编程，构建一个控制系统平台，在程序中给定坐标后，实现机械手从一点移动到另一点进行上下料的搬运工作。之所以使用VC，一方面，ADT 的运动控制卡支持VC进行编程，另一方面，使用VC进行编程比较灵活，易于改进和变化。 (4)电路图部分 根据所选的硬件设备，使用Protel进行绘制。 三、作者已进行的准备及资料收集情况 在设计之前，翻阅了多篇关于机器人方面的书籍。对于控制系统的发展及其在机器人上的应用都有了相关的了解，这为建立机器人控制系统的模型做了一些前期准备工作。在此期间，还自学Protel和Solidworks等软件，为控制系统的电路设计和程序设计做好了准备。还借了《单片机基础》、《48小时精通Solidworks2014》、《工业机器人》等书籍便于今后设计过程翻阅参考。 四、阶段性计划及预期研究成果 1.阶段性计划 第1周：阅读相关文献（中文≥10篇，英文≥1篇），提交文献目录及摘要。 第2周：翻译有关中英文文献，完成文献综述、外文翻译，提交外文翻译、文献综述。 第3~6周：控制系统总体设计，提交设计结果。 第7~11周：硬件元器件的选型、I/O口接线图，提交设计结果 第,12~14周：软件编程，装配图。 第15周：工程图绘制，工程图。 第16周撰写毕业设计说明书，提交论文，准备答辩。
2.预期的研究成果 (1)通过该课题的完成，能让自己对控制系统的开发设计及应用有全面的了解，增强对控制系统的设计能力。 (2)通过该课题的完成，综合考虑无负载条件和有负载条件下的工况要求，通过减少扰动误差来提高系统精度。 五、参考文献 1．刘文波，陈白宁，段智敏编著,工业机器人. 东北大学出版社, 2007.12. 2．王承义著, 机械手及其应用.机械工业出版社, 1981(TP241/2). 3．(苏)尤列维奇著, 新时代出版社,机器人和机械手控制系统. 1985(TP24/1). 4．机械结构《工业机械手》编写组编,工业机械手.上册, 上海科学技术出版社, 1978( TP241/1:1) 5．王淑英.电气控制与PLC的应用. 机械工业出版社，2007. 6．张奇志,周亚丽编著. 机器人学简明教程. 西安电子科技大学出版社,2013.04(TP242/103) 7. Saeed B. Niku著. 机器人学导论:分析、控制及应用:analysis, control, applications (美). 电子工业出版社, 2013(TP24/36). 8. 布鲁诺·西西利亚诺, (美) 欧沙玛·哈提卜编辑. 机器人手册(意). 机械工业出版社,2013 (TP242-62/1) 9.金广业编译.工业机器人与控制.东北大学出版社,1991.3 10.周伯英编著.工业机器人设计.机械工业出版社,1995 11.(俄)索罗门采夫主编.工业机器人图册.机械工业出版社,1993.5 12. A. Mohammadia, n, M. Tavakoli b, nn, H. J. Marquez b, F. Hashemzadeh b.Nonlinear disturbance observer design for robotic manipulators. Control Engineering Practice 21 (2013) 253–267 六、指导教师审阅意见 签名 年月日
基于单片机步进电机的设计与仿真毕业设计文献综述
本科生毕业设计（文献综述） 题目：步进电机旳设计与仿真 姓名： 学号： 系别：电气工程 专业：电气工程及其自动化 年级： 指导教师：
步进电机控制器旳设计与仿真 ——文献综述 一选题旳背景与意义 步进电机作为一种将电脉冲信号转化为机械角位移或者线位移旳机电元件,它可以在不波及伺服系统复杂反馈环路旳状况下实现良好旳定位精度,并且具有性价比高、易于控制及无合计误差等长处,在民用、工用旳经济型数控开环定位系统中获得了广泛旳应用,且具有较高旳实用价值。步进电动机与一般电动机不一样。它旳角位移量或者直线位移量正比于电脉冲数,而其线速度或者转速则正比于脉冲频率。并且,在负载能力变化范围内,不会因电源电压、负载、环境条件旳波动而变化[5]。此外,步进电动机还可以在较宽旳范围内,通过变化脉冲频率来调速;可以迅速起动、制动和正反转;并且步进电动机尚有一定旳自锁功能。 由于步进电动机具有上述特点,因此由它和驱动控制器构成旳开环数控系统,既具有较高旳控制精度,良好旳控制性能,又能稳定可靠旳工作。这些长处使得步进电动机在庞大旳电机家族中占有不可替代旳位置。而混合式步进电动机旳设计措施使得它就像是反应式和永磁式步进电动机旳结合,可以像反应式同样旳小步距,也具有永磁式控制功率小、绕组电感较小旳特点。 目前广为使用旳是两相混合式步进电动机,它旳经典构造是定子8个极,转子齿数为50个,步距角为1.8度，它是上世纪60年代旳美国专利,70年代初因应用于计算机外设,且专利保护旳取消而迅速发展，不过它存在着两个明显旳固有缺陷,一种是步距角较大,使得低速转动时有较严重旳振动和噪声,另一种是当频率突变过大时轻易堵转、丢步或者过冲,这两个缺陷对定位系统旳精度会产生
电气工程与智能控制毕业论文文献综述
电气工程与智能控制毕业论文文献综述 引言 电气工程与智能控制是现代科技领域中一个重要的研究方向。随着 科技的不断发展，电气工程和智能控制在各个领域得到广泛应用。本 文将对电气工程与智能控制的相关文献进行综述，从理论研究到应用 实践，从传统方法到智能化技术，全面了解该领域的最新进展。 一、电气工程的发展历程 电气工程作为一门学科，始于19世纪末的电力革命。自那时起， 电气工程经历了一个漫长的发展历程。其中包括电力系统、电机与传 动系统、电器与电子系统等诸多分支领域的研究。文献中对电气工程 的发展历程进行了详细的回顾，总结了各个时期的重要研究成果和创 新思想。 二、传统方法在电气工程中的应用 传统方法在电气工程中占据着重要地位。例如，功率电子技术在电 力系统中的应用，嵌入式系统在电机控制中的应用等。这些方法经过 长期的实践验证，为电气工程领域的发展做出了重要贡献。文献综述 了一些传统方法在电气工程中的应用案例，并对其优缺点进行了分析。 三、智能控制技术在电气工程中的应用 随着人工智能技术的快速发展，智能控制技术在电气工程中的应用 越来越广泛。例如，深度学习在电力系统负荷预测中的应用，遗传算
法在电机控制中的优化设计等。文献中对智能控制技术在电气工程中 的应用进行了梳理，探讨了其在提高系统性能、节能减排等方面的优势。 四、电气工程与智能控制的交叉研究 电气工程与智能控制的交叉研究是当前热点领域之一。这种交叉研 究不仅可以提高电气系统的性能，还可以推动智能控制技术的发展。 例如，基于人工智能的电力系统自动化、智能电网等。文献中对电气 工程与智能控制的交叉研究进行了综述，分析了其应用前景和挑战。 五、电气工程与智能控制的未来发展方向 电气工程与智能控制在未来仍有许多需要探索和研究的方向。例如，对电力系统进行智能化改造，提高系统的可靠性和智能管理能力；开 发新型的电机驱动控制方法，提高系统的运行效率和可调控性等。文 献中对电气工程与智能控制的未来发展方向进行了展望，并提出了一 些建议和思考。 结论 通过文献综述，我们可以了解到电气工程与智能控制领域的最新进 展和应用情况。传统方法在电气工程中仍然具有重要作用，而智能控 制技术的应用也越来越受到关注。电气工程与智能控制的交叉研究以 及未来的发展方向将会给该领域带来新的突破和机遇。随着科技的不 断进步，我们有理由相信电气工程与智能控制将为社会和经济的可持 续发展做出更大的贡献。