（定稿）企业技术中心项目可行性研究报告4（喜欢就下吧）

的转速计算与初始位置定位本文采用基于混合式光电编码器的位置检测方式。

所谓混合式光电编码器，是指同时具有绝对式和增量式两种计数方式的种光电编码器。

绝对式编码信号的跳变沿，可以实现些转角上的精确定位，与增量式编码信号相配合，就可以克服单独使用绝对式码盘为得到精确位置信号需要很多码道的不足，有效地降低系统成本。

混合式码盘的绝对式部分共有个码道，增量式部分为两路为两路相差互差的相正交信号路校正信号电机每转圈相输出信号个，经的下交编码模块倍频后可获得增量脉冲个。

另外，码盘每转还会产生个零位脉冲为电机极对数用来确定电机转动圈。

绝对式的个码道之问依次相差，且与信号脉冲的来临位置有着确定的绝对位置。

这样通过绝对式码道信号高低电平的识别，可将转子的位置精度确定在士以内，实现转子位置的初始定位。

电机起动时，在未得到跳变沿信号精确绝对角度之前，士的角度误差不会影响电机的运转方向，当电机转动后，即会得到跳变沿信号，实现转子绝对位置的精确定位。

永磁同步电动机的转速计算增量式光电编码器没有直接的转速信号输出，只能通过软件进行计算，目前通常用的计算方法有法法和法。

测速法是在固定采样时间内对电机编码器所发出的相正交脉冲信号进行计数，根据计数值和采样时间即可计算得到电机运行转速。

法的特点是被测电机速度越快，固定采样时间内采样得到的脉冲数愈多，被测电机速度准确度就愈高。

反之测速的相对误差则会增大。

故法主要使用于电机高速运行区转速的测量。

另外，在法中，速度环采样周期越大，同样条件下采样的编码器脉冲数就越多，转速的分辨率就越高。

因此在应用中采样周期值应根据实际情况取略微大的值，而由此带来的缺点分辨率低和速度环采样的延时大则可由低通滤波器来弥补。

例如当电机运行于极低速下时，如果此时的速环采样周期为，由于在这转速每方会得到个脉冲计数，因此这转速下运行的大部分时间速度环计算得到转速均为零，另外在反馈脉冲跳变时刻计算出的转速又远大于，这样转速环控制的性能将会受到极大的影响。

但在采用低通滤波器对反馈速度进行处理后，输出的量则不会剧烈变化，这就可以在定程度上提高响应速度和系统性能。

法测速需要使用高频脉冲，通过测得电机光电码盘反馈的两个相邻的相脉冲之间的时问问隔来实现转速的测量。

法的特点是被测电机转速速度越大，法测得的相邻脉冲的时间日隔将越小，其测量精度也随之降低。

因此法适用于电机低速运行区的转速测量。

而法测速则集合了法测速和法测速的优点，在低速运行时使用法测速，在电机高速运行时采用法测速，是种优良的测速方法。

控制系统需要电机有很宽的调速范围，达到。

而尽管法在低速时有很好的测速精度，但般要求速度环的采样滞后时间不能超过几个毫秒，否则容易造成系统震荡，但遗憾的是法和法在低速下都会造成速度采样较大的延时。

在法和法中，速度越低，两脉冲之间的时间越长，速度采样的延时越大，以转产生个脉冲的编码器为例倍频盾转有个脉冲在的转速下，个脉冲之间的时间间隔就达到在的转速下，两个脉冲之间的间隔就达到，按输出电压，采样电流信号经过电阻采样分压及偏置处理，由的口进行采样。

采用对其进行限幅处理，防止过高电压击穿的口。

另外，实际运行时应保证相反馈放大电路的反馈系数相等。

这就需要精心挑选放大电路的每个部件，反复调试放大电路的反馈系数。

主电路与驱动电路设计如图所示，系统的逆变电路使用常用的交直交三相电压源型变频电路，单相的输入电源，整流部分采用单相不控整流桥，其正常工作允许电流可达，管子可承受反相峰值电压为，最大浪涌电流。

正弦交流电经两相不可控整流桥整流，再经电容滤波后，直流侧电压为，其将作为三相逆变桥的直流电压源。

滤波电容既作为滤波电容滤除直流电压中的低次谐波以保持输出电压的稳定，又作为储能电容储存电机绕组续流时回馈的能量。

为保证直流电源电压质量，般电容可根据直流母线电压波形的好坏和电压等级选取容值大耐压高的电解电容，并使其尽可能地靠近。

电容容值较小，其作为滤波电容滤除电压中的高次谐波，般选取高耐压的电容。

电阻为电容的放电电阻，阻值较大，放电时间长。

由于模块内部集成了的驱动模块，因此只需将输出的波经过缓冲变换之后送模块，由于功率部分为强电信号，需要经过光耦隔离，如图所示，图中只举例画出路光电隔离驱动电路输入和自举电路。

其中光电隔离驱动电路采用高的快速光耦。

般普通驱动电路的驱动电源需要四路，包括上桥臂路，下桥臂因共地需要路。

而内部己集成自举电路，故只需要路电压即可驱动六路驱动电路，极大地简化辅助电源设计。

图中自举电容选取的容量取决于被驱动功率器件的开关频率占空比以及充电回路电阻，必须保证电容充电到足够的电压，而放电时其两端电压不低于欠压保护动作值。

自举二极管的作用是防止上桥臂导通时的直流母线电压直接加到的引脚上，而使供电电源烧毁，因此应有足够的反向耐压能力。

由于与串联，为了满足主电路功率管开关频率要求，应选快速恢复二极管。

另外，模块内部还集成有欠压过流等保护功能。

系统的软件设计系统的软件部分由的语言编写，软件主要由主程序定时器中断服务子程序速度计算子程序初始位置检测子程序功率驱动保护中断程序等组成。

下面具体介绍各个重要功能模块的程序结构和流程。

主程序主程序主要完成初始化子程序对的各个用到的模块寄存器和相关参数变量初始化设置，其后就不断循环等待中断的发生，在循环等待中可通过按键调整并显示参数，如加减速调节，参数调节等。

而在中断发生时，就响应中断并执行相应的中断子程序，主程序流程如图所示软件定时器下溢中断子程序软件定时器下溢中断子程序是本系统实现矢量控制策略的核心程序，其中在中断服务子程序中完成的功能包括定子电流转换定子电流变换和变换转子位置角计算转速计算速度电流调节逆变换和计算，定时器下溢中断子程序流程图如图所示。

定时器下溢中断子程序设置为连续增减计数，下溢周期为。

也就是每过，系绕就进入次图所示中断程序，运行次程序则更新次其中的控制参数。

工作时钟频率达，其指令周期可以达到以内，因此的时间足够运行中断控制的所有程序。

下面将分别介绍其中重要的模块，如转速计算程序初始位法测。

小结本试验设计是电动排种器，即排种器的转速由电动机驱动，避免了以往排种器需要控制和协调排种器的转速和机车作业速度，为农业生产提供了方便，节约了时间。

结语通过个学期的努力，终于圆满地完成了这次毕业设计。

本毕业设计课题涉及电机和排种器，设计内容丰满，专业性强，是我们学习锻炼的好题材。

首先根据排种器的种类及特点工作性能及实验分析，然后设计排种器，并进行装配及运动仿真，以二维设计软件和为开发工具，绘制排种器的二维及三维图然后选择电动机的型号，并设计其与排种器的连接方式及相关计算，进而设计出整个电动排种器。

主要结果如下论文较全面的阐述了排种器的概况和发展现状，对现有排种器的结构和工作原理进行了全面的分析，制定了本设计的方案，并对各个部分进行了设计计算。

通过对主要部件的设计，得到了各个部件的基本参数，并在电脑上利用建立的二维模型，实现了零部件的数字化设计。

根据机械设计及力学原理，对本设计的关键零部件进行了相关分析，验证了设计的合理性与可靠性，并通过实验进行了验证。

运用三维设计软件对电动排种器进行了造型和运动仿真设计。

通过设计过程中的资料收集分析排种器设计和电机的选用等，我对本专业在农业生产中的应用有了更深的认识，对播种机中的排种器有了进步的了解。

我认为电动排种器为我们带来了巨大的契机，它节省时间，而且播种更准务要求，利用所学过的知识完成装置的相关计算，设计和绘图撰写毕业论文，格式内容以及字数达到毕业设计要求。

毕业论文设计工作计划查阅资料，学习电动排种器工作原理，构思电动排种器装置结构完成电动排种器设计计算，绘出装置图纸撰写毕业论文，准备答辩。

接受任务日期年月日要求完成日期年月日学生签名指导教师签名院长签名年月日大学本科毕业设计论文指导教师评语学生姓名所在班级论文题目指导教师评语成绩满分分指导教师签字年月日大学本科毕业设计论文评阅人意见学生姓名所在班级论文题目评阅人评语成绩满分分评阅人签字年月日本科毕业设计论文答辩委员会意见答辩委员会评语成绩满分分答辩委员会主席签字最终等级学院意见院长签字或盖章年月日学院本科生毕业设计论文质量评价体系指标评价要素评价指标内涵选题质量目的明确符合要求符合培养目标，体现学科专业特点和教学计划中对能力知识结构的基本要求，达到毕业综合训练的目的理论意义或实际价值符合本学科的理论发展，解决学科建设科学发展的理论或方法问题，有定的科学意义，符合我国经济建设和社会发展的需要，解决应用性研究中的个理论或方法问题，具有定的实际价值。

选题适当题目贴切，有较强的科学性，难易度适中，题目规模适当。

能力水平查阅文献资料能力能独立查阅相关文献资料，归纳总结本领域有关科学成果。

综合运用知识能力能运用所学专业知识分析论述有关问题，能对占有资料进行分析整理并适当运用，概念清楚，能以恰当的论据对科学论点进行有说服力的论证。

研究方案的设计能力设计论文的整体思路清晰，结构完整，研究方案完整有序。

研究方法和手段的运用能力能较熟练的运用本学科的常规科学研究方法，能适当运用置检测程序电流调节程序等。

的转速计算与初始位置定位本文采用基于混合式光电编码器的位置检测方式。

所谓混合式光电编码器，是指同时具有绝对式和增量式两种计数方式的种光电编码器。

绝对式编码信号的跳变沿，可以实现些转角上的精确定位，与增量式编码信号相配合，就可以克服单独使用绝对式码盘为得到精确位置信号需要很多码道的不足，有效地降低系统成本。

混合式码盘的绝对式部分共有个码道，增量式部分为两路为两路相差互差的相正交信号路校正信号电机每转圈相输出信号个，经的下交编码模块倍频后可获得增量脉冲个。

另外，码盘每转还会产生个零位脉冲为电机极对数用来确定电机转动圈。

绝对式的个码道之问依次相差，且与信号脉冲的来临位置有着确定的绝对位置。

这样通过绝对式码道信号高低电平的识别，可将转子的位置精度确定在士以内，实现转子位置的初始定位。

电机起动时，在未得到跳变沿信号精确绝对角度之前，士的角度误差不会影响电机的运转方向，当电机转动后，即会得到跳变沿信号，实现转子绝对位置的精确定位。

永磁同步电动机的转速计算增量式光电编码器没有直接的转速信号输出，只能通过软件进行计算，目前通常用的计算方法有法法和法。

测速法是在固定采样时间内对电机编码器所发出的相正交脉冲信号进行计数，根据计数值和采样时间即可计算得到电机运行转速。

法的特点是被测电机速度越快，固定采样时间内采样得到的脉冲数愈多，被测电机速度准确度就愈高。

反之测速的相对误差则会增大。

故法主要使用于电机高速运行区转速的测量。

另外，在法中，速度环采样周期越大，同样条件下采样的编码器脉冲数就越多，转速的分辨率就越高。

因此在应用中采样周期值应根据实际情况取略微大的值，而由此带来的缺点分辨率低和速度环采样的延时大则可由低通滤波器来弥补。

例如当电机运行于极低速下时，如果此时的速环采样周期为，由于在这转速每方会得到个脉冲计数，因此这转速下运行的大部分时间速度环计算得到转速均为零，另外在反馈脉冲跳变时刻计算出的转速又远大于，这样转速环控制的性能将会受到极大的影响。

但在采用低通滤波器对反馈速度进行处理后，输出的量则不会剧烈变化，这就可以在定程度上提高响应速度和系统性能。

法测速需要使用高频脉冲，通过测得电机光电码盘反馈的两个相邻的相脉冲之间的时问问隔来实现转速的测量。

法的特点是被测电机转速速度越大，法测得的相邻脉冲的时间日隔将越小，其测量精度也随之降低。

因此法适用于电机低速运行区的转速测量。

而法测速则集合了法测速和法测速的优点，在低速运行时使用法测速，在电机高速运行时采用法测速，是种优良的测速方法。

控制系统需要电机有很宽的调速范围，达到。

而尽管法在低速时有很好的测速精度，但般要求速度环的采样滞后时间不能超过几个毫秒，否则容易造成系统震荡，但遗憾的是法和法在低速下都会造成速度采样较大的延时。

在法和法中，速度越低，两脉冲之间的时间越长，速度采样的延时越大，以转产生个脉冲的编码器为例倍频盾转有个脉冲在的转速下，个脉冲之间的时间间隔就达到在的转速下，两个脉冲之间的间隔就达到，按