【图纸全套】管道爬行器的研究与设计【终稿】

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与定位．中小型电机，贵献国，徐殿国，王宗培．电机转子位置检测方法评述．微电机李志民，张遇杰．同步电机调速系统，机械工业出版社，谢宝昌，任永德，刘文瑛．无传感器电机位置检测策略综述．微电机郭庆鼎，罗睿夫，王丽梅．永磁同步电机的位置和速度检测方法．沈阳工业大学学报刘和平等．结构原理及应用．北京北京航空航天大学出版社，胡波，徐国卿，康劲松．无刷直流电机无位置传感器控制技术．电机与控制应用陈伯时.电力拖动自动控制系统.第版.北京机械工业出版社，.，．王晓明，王玲．电动机的控制．北京北京航空航天大学出版社，徐凯．矢量控制中电流采样值的定点格式处理.仪表技术.，．，．，陈荣．基于增量式光电编码盘的永磁同步电机转子位置初始定位电机控制与应用，黄永安，马路，刘慧敏以同步角频率旋转的三相定子合成磁动势空间矢量。．两相静止坐标系坐标系假定有两相空间位置相差的固定绕组，其轴线分别为，组成两相静止图常用的坐标系平顶山学院届本科毕业设计永磁同步电机矢量控制系统信号检测游松超坐标系轴逆时针超前轴。若在此两相固定绕组中，通以在时间上相差电角度的两相平衡交流电流，同在定子三相绕组中通以时间上互差的三相平衡正弦电流样，也会产生同样的合成磁动势空间矢量。．两相旋转坐标系坐标系前面的坐标系和坐标系都是静止不动的，而坐标系却是固定在电机转子上，同转子起以同步角频率旋转，因此称为旋转坐标系如图所示，其两坐标轴分别为，空间位置相差轴逆时针超前轴。如在该相互垂直的绕组中通入直流电流，同样也可以产生与上述三相定子合成磁动势空间矢量样的合成磁动势空间矢量。.坐标变换及变换矩阵目前，对交流电机的控制主要是在三相交流电动机上模拟直流电动机的控制规律进行的分析和研究从而将直流电动机的控制方法移植到交流电动机上，这其中最关键的问题就是交流量与直流量的转换，这就需要借助坐标变换使各物理量从静止坐标系转换到同步旋转坐标系。坐标变换必须遵循两个原则变换前后电流所产生的旋转磁动势完全致变换前后电动机的功率相等。由以上原则推导出三种坐标系之间的变换关系如下﹙﹚﹙﹚﹙﹚式中是轴与轴之间的夹角为电压电流与磁链等矢量，其中式就是通常所谓的变换，式则是通常所谓的变换。这些变换都是可逆的。平顶山学院届本科毕业设计永磁同步电机矢量控制系统信号检测游松超注意当各物理量由三相变换到两相时，为了满足功率不变的原则，两相定子线圈的有效匝数应为原来三相绕组每相有效匝数的倍，两相定子线圈内个物理量的正方向和原定子三相绕组的规定相同。.电机的数学模型电机的数学模型是我们研究系统动静态性能和对系统进行控制设计的依据因此，数学模型的好坏对控制系统的性能有着非常重要的影响。由于永磁同步电机的各物理量之间复杂的电磁耦合合关系，以及饱和等非线性的影响，使得的建模非常困难。为了简化分析，结合本课题所使用的的特点，对电机作如下些假设假设磁路线性，不计涡流磁滞以及铁心饱和的影响。假定永磁材料的电导率等于零，不计电机绕组漏感。假定定子绕组是三相对称分布，转子上无阻尼绕组。不计磁场的高次谐波，定转子绕组产生的气隙磁场看成正弦分布的。在三相定子坐标系中，由于电机参数与转子的位置有关，使得电机的数学模型非常复杂。在此基础上进行控制系统的研究十分困难而在旋转坐标系中，由于坐标轴和磁链都以同步转速旋转，使得电机数学模型中的参数变成常数，有利于我们进行控制系统的设计因此，通常采用旋转坐标系下的数学模型来分析和设计永磁同步电动机伺服控制系统。在旋转坐标系下永磁同步电机的数学模型如下电压方程﹙﹚﹙﹚定子磁链方程﹙﹚﹙﹚电磁转矩方程平顶山学院届本科毕业设计永磁同步电机矢量控制系统信号检测游松超分别为相电流检测电路和二阶滤波及直流偏置电路图相电流检测电路图二阶滤波及直流偏置电路.电压的检测常用的电压检测方法有光电耦合直接检测法和电压传感器检测法。电压传感器检平顶山学院届本科毕业设计永磁同步电机矢量控制系统信号检测游松超测法的检测性能优良，然而成本太贵考虑实际情况，本系统采用第种方法。电压检测电路原理如图图所示。图电压检测电路原理把电阻接成型网络来模拟交流感应电机的三相绕组，通过测量型电阻上的电压来获得交流感应电机的三相电压。由于经电阻分压获得的电压具有高频谐波分量，瞬间峰值电压有可能会超过转换器输入的范围，况且电压还是有极性的，因此需要将此信号通过低通滤波器滤除谐辅助电路，接口电路设计变得非常简单。而且具有功能强大的通用定时器完成对脉冲信号的计数。其硬件接线如图所示。平顶山学院届本科毕业设计永磁同步电机矢量控制系统信号检测游松超图的硬件连接在本系统中，利用的单元检测两列正交解码输入脉冲的两个边沿实现码盘输出信号的四倍频，并且利用通用定时器作为电路的时间基准对脉冲进行计数，通过的计数就可以知道转子磁极的相对位置。信号用于确定转子磁极的绝对位置，信号与捕获输入引脚相连，当捕获单元使能后，能捕获的上升沿变化，触发个相应的捕获中断，在中断服务程序中，的计数值被存储在相应的级深度堆栈中，作为计算转角的基准值。转子每旋转周，基准值就被重新定义次，这样可以避免因两相信号的丢失或外界的干扰而引起的位置磁极位置的误差，保证了转角计算的准确性。当电机正转时，电路的方向检测逻辑测定出连接到光码盘相的输入引脚上脉冲序列的相位领先于上的脉冲信号，然后产生个方向信号此信号可以在特殊寄存器内读取，以此判别转向作为定时器的计数方向，则计数器递增计数反之，若电机反转，则递减计数。定时器在计数器下溢或溢时发生翻转，并重新开始计数。永磁同步电机矢量控制系统及仿真.永磁同步电机的矢量控制系统典型的转速电流闭环矢量控制系统如图所示。由于矢量控制的思想是平顶山学院届本科毕业设计永磁同步电机矢量控制系统信号检测游松超控制转子坐标系上的定子电流分量，所以需要转子位置信号以供坐标变换所需，同时也可据此计算出电机的转速，因此转子位置信号检测电路是系统的个关键部分。转速闭环调节器发出电机转矩指令，接着由图中的函数发生器根据电机运行特性等输出指令，然后分别经过两路独立的电流闭环通道电流调节器，输出轴的控制电压，再经过图中。变换后得到静止坐标系的电压控制量，最后采用空间矢量脉宽调制技术输出信号去控制电压源逆变器向永磁电机供电。图中虚线框内部单元由公司实现。图永磁同步电机矢量控制系统.仿真根据永磁同步电机数学模型用建立了永磁同步电机的模块如图所示平顶山学院届本科毕业设计永磁同步电机矢量控制系统信号检测游松超图永磁同步电机模块三相永磁同步电机矢量控制仿真框图如图所示图三相永磁同步电机矢量控制仿真框图图电流滞环控制模块平顶山学院届本科毕业设计永磁同步电机矢量控制系统信号检测游松超图模块实现框图图模块实现框图仿真中用到的电机参数如下定子电阻为．定子直轴电感和交轴电感都为.，永磁磁极与定子绕组交链的磁链为.，转动惯量.，极对数，给定转速为，在.时，负载转矩由突变为，见图平顶山学院届本科毕业设计永磁同步电机矢量控制系统信号检测游松超图外加负载曲线由上述仿真结果可知，普通三相永磁同步电机采用基于转子磁场定向的矢量控制方案，且速度外环采用控制时，速度响应过程中有定超调见图。当突加负载时，速度立即下降，然后逐渐恢复稳定见图，若在速度外环采用控制，即在速度外环加个小的微分环节并适当降低比例放大系数，可有效降低超调量并且缩短电机启和突加负载时电机到达稳态的时间。交轴实际电流始终跟踪交轴给定电流见图建模仿真开发与高级工程应用.北京清华大学出版社，平顶山学院届本科毕业设计永磁同步电机矢量控制系统信号检测游松超致谢本论文是在导师宋晓燕副教授的悉心指导下完成的。导师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己宽以待人的崇高风范，朴实无华平易近人的人格魅力对我影响深远。不仅使我树立了远大的学术目标掌握了基本的研究方法，还使我明白了许多待人接物与为人处事的道理。本论文从选题到完成，每步都是在导师的指导下完成的，倾注了导师大量的心血。在此，谨向导师表示崇高的敬意和衷心的感谢！本论文的顺利完成，离不开各位老师同学和朋友的关心和帮助。在此感谢周丰群院长李阔湖老师王化冰老师薛亚许老师张晓朋老师的指导和帮助，没有他们的帮助和支持是没有办法完成我的论文的。，且启动过程中和突加负载时，两者变化幅度较大，而稳定时两者都基本恒定，稳态时电磁力矩恒定见图，以便平衡外加负载，速度稳定时三相定子电流为规整的正弦流，且相位依次相差约。图定子电流曲线平顶山学院届本科毕业设计永磁同步电机矢量控制系统信号检测游松超图速度响应曲线图电磁力矩曲线平顶山学院届本科毕业设计永磁同步电机矢量控制系统信号检测游松超图交轴电流曲线结论本文研究了采用位置传感器法对永磁同步电机矢量控制系统信号检测，实现提高信号检测的准确性，对于如何降低控制系统的成本，提高系统性能有着很好的借鉴作用。理论分析仿真和试验对比研究永磁同步电机矢量控制系统，表明实时检测并利用检测信号，才能保证电机的更好运行。平顶山学院届本科毕业设计永磁同步电机矢量控制系统信号检测游松超参考文献何飚，齐智平，冯之钺．无速度传感器矢量控制系统的电机参数测算.农业机械学报陈荣，严仰光．永磁电机的转子位置检测模式研究基于的分析，中国工业经济，年月，第期.赵曙明，人力资源管理理论研究现状分析，外国经济与管理，年第卷第期.朱晓妹，心理契约管理战略人力资源管理的新思路，华东交通大学学报，年第卷第期.中国人力资源开发网，年中国企业人力资源管理现状调查报告，年月日，中国人力资源开发网，经理人薪酬调查报告，年月日，，.，.，.，.，，，复旦大学出版社，鸣谢忙碌的研究生生活马上就要结束了，回顾这三年的学习生活，我风雨无阻地持续着学业，努力平衡好学习工作和生活。首先我发自内心深处地感激我的导师王重鸣教授，感谢王老师的辛勤教导和培养。他不仅教授给我许多人力资源管理方面的专业知识，更培养了我独立思考研究问题和解决问题的能力。王老师超前的学术意识深厚的学术素养深邃的洞察力严谨的治学态度和对事业的投入，永远创新的研究精神是我终身的榜样。感谢刘兵陈宽陈路和王道省同学，在我完成论文的过程中给予的支持，在学习生活中给予的帮助。在此，谨向所有关心帮助我的人们表示诚挚的敬意和衷心的感谢！感谢时空让我们相聚！任者计划等提供相关依据。公司对部分岗位的进行了工作分析，编制了部分职务岗位说明书