導語：如何才能寫好一篇控制器設計論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

1高速握手

USB2.0設備連接到主機后，主機給設備供電并發(fā)送復位信號復位設備，之后設備進入全速模式工作，由圖2所示在fullspeed狀態(tài)檢測到SE0(linestate[1:0]=00)持續(xù)2.5μs后,高速握手開始，設備控制器進入sendchirp狀態(tài)，設備向主機發(fā)送一個持續(xù)時間大于1ms的K(linestate[1:0]=01)信號以檢測主機是否支持高速模式。設備進入recvchirp狀態(tài)并準備接收來自主機的JK序列。主機支持高速并檢測到K之后，向設備發(fā)送JKJKJK序列以檢測設備是否支持高速模式。設備控制器在recvchirp狀態(tài)成功檢測到3對JK序列后高速握手成功，進入到highspeed模式工作；否則，設備以全速模式工作。

2設備掛起

根據(jù)USB2.0協(xié)議，為了減小功耗，當總線3ms沒有動作時，設備需進入掛起（suspend）狀態(tài)，設備在掛起狀態(tài)只能消耗小于500μA的電流，并且進入掛起后設備需要保留原來的狀態(tài)。(1)全速模式掛起:檢測到總線狀態(tài)為SE0達到3ms，設備從fullspeed狀態(tài)進入suspend狀態(tài)。(2)高速模式掛起：設備工作在高速模式時，由于高速復位和高速掛起都是發(fā)送一個大于3ms的總線空閑信號，因此設備需要區(qū)分這兩個事件。如圖2，處于highspeed狀態(tài)時，設備檢測到總線空閑(SE0)3ms，進入hsrevert狀態(tài)。之后檢測總線狀態(tài)不為SE0，此后設備掛起。假如在hsrevert狀態(tài)后還檢測到SE0持續(xù)100μs,則判斷為高速復位，clrtimer2=1。設備狀態(tài)轉(zhuǎn)換到sendchirp狀態(tài)，開始設備的高速握手。

3掛起恢復

設備處于掛起狀態(tài)時，在它的上行口接收到任何非空閑信號時可以使設備恢復工作[5]。(1)全速掛起恢復：設備從掛起狀態(tài)起檢測到的不是持續(xù)的J，則恢復到fullspeed狀態(tài)，以全速模式工作。(2)高速掛起恢復：掛起時保留著高速連接狀態(tài)，highspeed=1且hssupport=1,掛起恢復需要判斷是由總線動作引起還是系統(tǒng)復位引起。設備中測到總線狀態(tài)為SE0，說明是由復位引起的掛起恢復，設備狀態(tài)進入sus-preset，然后檢測到SE0持續(xù)2.5μs后，進入高速握手過程sendchirp狀態(tài)；反之，檢測到掛起恢復信號K，則設備從掛起恢復到高速模式。

4復位檢測

集線器通過在端口驅(qū)動一個SE0狀態(tài)向所連接的USB設備發(fā)出復位信號。復位操作可以通過USB系統(tǒng)軟件驅(qū)動集線器端口發(fā)出復位信號,也可以在設備端RE-SET信號置1，進行硬件復位。(1)設備是從掛起狀態(tài)復位：在suspend狀態(tài)檢測到SE0時，設備跳轉(zhuǎn)到suspreset狀態(tài)，檢測總線狀態(tài)為超過2.5μs的SE0后設備啟動高速握手檢測，即進入sendchirp狀態(tài)。(2)設備從非掛起的全速狀態(tài)復位：設備在檢測到2.5μs<T<3.0ms的SE0狀態(tài)后啟動高速握手檢測。硬件縱橫HardwareTechnique(3)設備從非掛起的高速狀態(tài)復位：設備在high-speed狀態(tài)檢測到總線上持續(xù)時間3.0ms的SE0后，設備狀態(tài)轉(zhuǎn)換到hsrevert，以移除高速終端并重連D+的上拉電阻，此時為全速連接狀態(tài)；之后設備需要在100μs<T<875μs的時間內(nèi)采樣總線狀態(tài),檢測到SE0持續(xù)2.5μs后，進入sendchirp狀態(tài)，開始高速握手過程。

5仿真及驗證

篇2

1．1控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

為了滿足廢墟災難環(huán)境中的控制需求，設計了蛇形機器人控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)上層是監(jiān)控系統(tǒng)，通過ZigBee無線模塊給主控系統(tǒng)發(fā)送控制蛇步態(tài)的指令，如蜿蜒、蠕動、翻滾、分體等。主控系統(tǒng)的音視頻信息和慣導、溫度、濕度、壓力、有害氣體等傳感器信息分別通過1．2G無線收發(fā)模塊和ZigBee模塊傳輸給監(jiān)控系統(tǒng)顯示。主控模塊通過ZigBee無線模塊與從控系統(tǒng)進行通信，以控制其實現(xiàn)相關的步態(tài)。

1．1．1主控系統(tǒng)

主控系統(tǒng)主要由ARM核微處理器STM32、無線通信模塊以及傳感器組成。主控系統(tǒng)通過無線模塊接收監(jiān)控系統(tǒng)的控制指令，并根據(jù)指令決定搜救機器人的運動步態(tài)、運動方向以及到達目標的位置;傳感器收集災難環(huán)境中音視頻、溫度、濕度、有毒氣體以及紅外測距信息，微處理器根據(jù)測距信息選擇合適的運動步態(tài)，并將控制指令通過無線模塊發(fā)送給從控系統(tǒng)去執(zhí)行。

1．1．2從控系統(tǒng)

從控系統(tǒng)使用了和主控制器一樣的高速ARM處理器，可同時控制18路PWM舵機。從控系統(tǒng)通過ZigBee無線模塊從主控制系統(tǒng)獲得控制指令，通過PWM信號控制關節(jié)機構(gòu)運動。

1．2步態(tài)控制

Serpenoid曲線用來規(guī)劃蛇形機器人的運動軌跡，并確定搜救機器人的驅(qū)動函數(shù)。

2實驗平臺

2．1蛇形機器人簡介

該機器人具有如下幾個特點:1)采用3D打印而成，既縮短了加工周期又節(jié)約了成本;2)通過ADAMS軟件仿真，進行了機械結(jié)構(gòu)設計，直線長度為2m，具有6個正交關節(jié)和1個分體機構(gòu)，腿部具有變形機構(gòu)，可以進行站立、臥倒、蜿蜒、蠕動、分體、翻滾等步態(tài);3)機器人采用6V，4500mAh的電池供電，確保機器人能夠連續(xù)運動0．5h以上。

2．2平臺搭建

按照前文所述，搭建了柔性變形蛇形機器人控制系統(tǒng)的整套硬件電路。

3實驗結(jié)果

3．1通信實驗

蛇形機器人上位機監(jiān)控界面，上位機通過遠程監(jiān)控搜救機器人自主移動、翻越障礙物、爬坡等實驗，通過無線模塊實時傳輸機器人所處環(huán)境的各種傳感器信息，并能綜合各種環(huán)境信息通過無線模塊控制機器人運動。實驗驗證了蛇形機器人控制系統(tǒng)可實現(xiàn)多信息的實時準確無線通信，能夠滿足復雜搜救環(huán)境的通信需求。

3．2移動性能實驗

經(jīng)過多次實驗，不斷地調(diào)試分別實現(xiàn)了自主柔性變形蛇形機器人蜿蜒、蠕動、分體、翻滾等平面和立體運動步態(tài)，運動平穩(wěn)，曲線平滑，蜿蜒運動速度可達0．5m/s。通過穿越狹小空間、翻越障礙物、爬坡等試驗，驗證了蛇形機器人在不同的環(huán)境中，具有良好的多步態(tài)運動穩(wěn)定性和自主移動性能。蛇形機器人在模擬災難場景中的各種運動步態(tài)。

4結(jié)束語

篇3

1.1線路設計控制方式通用化原則

通用化指的就是制定的線路設計方案，可以使生產(chǎn)機械設備加工不同性質(zhì)對象。所以，在電氣控制線路設計過程中，一定要盡可能選擇滿足設計要求，并且在實踐活動中可以普遍運用的線路設計方案，進而符合生產(chǎn)機械設備、工藝等方面的要求，保證電氣控制線路設計工作的有序完成。

1.2線路設計控制電路電源可靠性原則

電路電源是電氣控制工程中確保機械設備正常運行的基礎與前提，一定要予以高度重視。在進行線路設計的時候，一定要對配電方案、接地回路、線路布局等因素進行全面的考慮，確保電路電源負載處在標準范圍以內(nèi)。與此同時，一定要加強控制系統(tǒng)各電路的設置，避免其互相影響，并且，防止出現(xiàn)振蘊、電路過熱等問題。除此之外，當線路控制非常簡單的時候，可以選擇電網(wǎng)電源；當生產(chǎn)機械設備自動化程度比較高的時候，可以選擇直流電源。

2強化電氣控制線路設計的策略

2.1盡可能減少連接導線

在設計電氣控制線路的時候，設計人員一定要充分考慮各元器件的位置設定，盡可能減少配線連接導線。如圖1（a）所示線路連接是不合理的，主要原因就是，一般按鈕是安裝在操作臺上的，而接觸器是安裝在電氣柜中的，也就是說，在設計控制線路的時候，需要從電氣柜中二次引出連接導線，使其和操作臺進行連接，所以，一般而言，均是將啟動按鈕和停止按鈕進行直接相連，這樣就可以減少一次引出連接導線。如圖1（b）所示線路連接是合理的。

2.2確保連接電器的線圈正確

一般而言，電壓線圈是禁止串聯(lián)使用的，如圖2（a）所示線路連接是不正確的，主要原因就是，其阻抗不相同，進而非常容易導致出現(xiàn)兩個線圈電壓分配不均衡的現(xiàn)象。盡管兩個線圈型號一致，外加電壓是其額定電壓之和，那也線路也不可以進行這樣的連接，因為不管是如何連接導線，所有電器動作總是存在著先后之分，而當其中一個接觸器動作的時候，其線圈阻抗就會逐漸增加，進而造成該線圈的電壓也隨之增加，進而出現(xiàn)另一個接觸器無法吸合的情況，出現(xiàn)線圈被燒壞的問題。如果是兩個電感量相差較大的電器線圈，也是不可以進行并聯(lián)的。如圖2（b）所示的直流電磁鐵YA、繼電器KA并聯(lián)，在此連接形式下，接通電源之后，能夠進行正常運行，但是切斷電源之后，就會因為電磁鐵線圈電感量大于繼電器線圈電感量，出現(xiàn)繼電器電感量釋放快的情況，但是電磁鐵線圈產(chǎn)生的自感電動勢就會致使繼電器出現(xiàn)吸合現(xiàn)象，導致繼電器出現(xiàn)誤動作。如圖2（c）所示線路連接是正確的。

3結(jié)束語

篇4

本設備筒體較為危險的開孔分別為DN400mm的沖洗水入口DN500mm和人孔。

1．1氣化裝置人孔應力分析

鎖斗人孔的設計為鍛件與筒體內(nèi)壁齊平結(jié)構(gòu)，筒體壁厚130mm，人孔鍛件尺寸為752mm×145mm。Sv(局部薄膜應力+一次彎曲應力+二次應力+峰值應力)為204．59MPa。

1．2氣化裝置沖洗水入口應力分析

鎖斗沖洗水入口的設計為鍛件與筒體內(nèi)壁齊平結(jié)構(gòu)，筒體壁厚130mm，沖洗水入口鍛件尺寸602mm×120mm。Sv(局部薄膜應力+一次彎曲應力+二次應力+峰值應力)為198．62MPa。

1．3分析設計結(jié)果評定

從分析設計評定結(jié)果可以看出，筒體上開孔的最大應力點在筒體上的最大開孔人孔鍛件內(nèi)側(cè)。此處的應力分析結(jié)果是控制整個筒體壁厚設計結(jié)果的關鍵因素。如果通過人孔結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和改進達到降低最危險處的應力值，從而降低筒體壁厚的目的，將是一種經(jīng)濟合理的措施。

2設計優(yōu)化

根據(jù)傳統(tǒng)氣化裝置開孔補強公式，筆者想到，如果接管內(nèi)伸一定的數(shù)值，其可以增加開孔補強面積，進而改善筒體開孔處的補強效果，那么這種內(nèi)伸結(jié)構(gòu)在承受交變載荷的疲勞設備上是否也能起到同樣的效果呢?根據(jù)這個構(gòu)想，筆者進行了一系列的不同人孔結(jié)構(gòu)的應力分析:

①在鎖斗筒體壁厚為130mm、人孔鍛件尺寸為752mm×145mm的情況下，應力分析結(jié)果云圖，內(nèi)伸170mm的應力分析結(jié)果;

②在筒體壁厚90mm、人孔鍛件尺寸為652mm×95mm的情況下，應力分析結(jié)果云圖，取不同內(nèi)伸量的應力分析

3筒體壁厚及人孔鍛件厚度設計結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析與結(jié)論

3．1分析

在操作壓力為0～6．6MPa的交變載荷下，鎖斗上的最大開孔———人孔處的鍛件采用內(nèi)伸結(jié)構(gòu)可以有效的大幅降低總應力Sv，筒體壁厚和鍛件尺寸有了進一步優(yōu)化的可能性。人孔鍛件最大應力值隨內(nèi)伸量的增大而減小，但是總體應力值變化不大?？紤]到實際制造和設備使用情況，可以適當選擇一個比較合適的人孔鍛件內(nèi)伸量數(shù)值。以不同人孔設計結(jié)構(gòu)，其鋼材耗用量見，可看出人孔設計結(jié)構(gòu)優(yōu)化的效果。

3．2結(jié)論

(1)人孔內(nèi)伸結(jié)構(gòu)的內(nèi)伸量增加很大的情況下，應力水平降低并不明顯，而人孔鍛件內(nèi)伸過多會造成材料的浪費和設備制造難度的加大。故在控制合理應力水平的情況下，盡量減少鍛件內(nèi)伸量是較為合理的。

(2)以筒體壁厚90mm、人孔鍛件95mm、內(nèi)伸150mm為例，相同應力水平下，人孔鍛件采用內(nèi)伸結(jié)構(gòu)與人孔鍛件不內(nèi)伸結(jié)構(gòu)相比減少了約31．87%的鋼材用量，大大節(jié)約了設備的制造成本。

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求學網(wǎng)小編為你提供論文范文：“計算機理論直流電機速度控制器設計”，大家可以結(jié)合自身的實際情況寫出論文。

計算機理論直流電機速度控制器設計

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關鍵詞 單片機AVR-ATMEGA16；紅外線對管；車速檢測；L298驅(qū)動

中圖分類號TP242 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）54-0202-02

1 方案確定

智能小車控制系統(tǒng)選用AVR-ATMEGA16單片機為控制核心，通過光電編碼器對小車速度進行檢測，將速度反饋給單片機，由單片機對小車驅(qū)動直流電機進行轉(zhuǎn)速控制，從而控制小車的速度并且通過控制PWM脈沖占空比對小車的速度進行調(diào)節(jié)。當按鍵按下時，啟動小車運行，小車運行過程中由裝在車身的紅外線對管，檢測起始標志線、轉(zhuǎn)彎標志線、超車標志線，將檢測到的信號后送給單片機，由單片機控制L298驅(qū)動左右輪的電機，來控制電機進行轉(zhuǎn)彎、加速、減速、超車區(qū)超車等功能。光電編碼器測出兩輪電機的轉(zhuǎn)速，送回給單片機來調(diào)整小車的行進速度。

2 單元電路設計

2.1 最小系統(tǒng)電路

最小系統(tǒng)選用AVR-ATMEGA16，主要用于對各個模塊進行控制，以保證每個模塊正常運行，此模塊為整個系統(tǒng)的控制核心，通過IO口對接受和發(fā)送數(shù)據(jù)，來實現(xiàn)控制，包括控制PWM波的占空比來控制電機的轉(zhuǎn)速，光電編碼器將測得的電機轉(zhuǎn)速送回單片機，紅外線對管檢測的信息送回單片機，來控制小車按要求進行。

2.2 電機驅(qū)動電路

設計過程，由于主控芯片上沒有自帶的PWM控制器，通過設計硬件電路和軟件產(chǎn)生PWM波對電機進行控制。首先芯片通過PWM信號開啟關閉通道，電路的有效值功率P如式1所示，只要控制占空比就可改變電機的驅(qū)動功率，由單片機的模塊發(fā)出不同占空比的信號來控制行進電機，按照要求轉(zhuǎn)動。一塊L298芯片可同時驅(qū)動兩個直流電機， L298的工作電壓為5V~20V，導通電阻為0.12Ω，輸入信號頻率通常小于10K，并且具有短路保護、欠壓保護、過溫保護等功能。從芯片的封裝圖可以看出，可用兩個半橋電路增強其驅(qū)動能力，因此該方案可高效率、穩(wěn)定、精確的控制電機轉(zhuǎn)動。

式1

式1中: P為有效值功率；

為PWM波占空比；

U為電機供電電壓；

I為流過電機電流。

2.3 光電編碼器測速電路

設計采用光電編碼器來測量電機轉(zhuǎn)速，光電編碼盤與電動機同軸，電機轉(zhuǎn)動時帶動光碼盤同速旋轉(zhuǎn)，可將電機轉(zhuǎn)動的圈數(shù)也即電機輸出軸上的機械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量，通過計算每秒光電編碼器輸出的脈沖個數(shù)即可算出電機的轉(zhuǎn)速。

2.4 信號采集紅外對管電路

紅外對管是一種利用紅外線的開關管，接收管在接收和不接收紅外線時會出現(xiàn)導通和不道導通兩種狀態(tài)，利用電路可以輸出明顯的高低電平變化，CPU通過識別這些變化的高低電平，就可以采取措施對小車進行控制。

3 軟件設計及工作流程

3.1 軟件設計整體介紹

對于小車而言，硬件是小車的軀體，而軟件則是小車的大腦，時刻控制著小車的行駛速度和方向。小車的行駛離不開軟件的控制。由此可見軟件的控制對于小車來講是很重要的。小車運行的快慢與導航的精度全部依靠軟件做的好與否。本設計的軟件設計主要分為兩個部分：小車的運動模型設計和控制器設計。

3.2 簡單運動模型

小車在實際行駛中，主要運動軌跡有兩種情況：直線和曲線行駛。本文對兩種情況都建立了模型；首先當小車直線行駛時，建立小車運動關系圖如圖1所示。

圖1 小車運動關系圖

根據(jù)關系圖所示，假設小車運動方向與X軸的夾角、X坐標、Y坐標作為狀態(tài)變量，建立運動狀態(tài)方程如式所示：

式2

其中，式中VR、VL分別為右輪、左輪的速度， 為小車總體速度，L為左右輪間距。

由于上面的公式具有連續(xù)性，而在采樣的過程，只能采取間斷的信號，因此必須對上面的公式進行離散化。設T作為采樣周期，利用光電編碼器在一個周期內(nèi)測出的脈沖個數(shù)可求得第n個周期內(nèi)小車移動的路程。對式2進行離散化與線性插值可以得到一組遞推公式如式3所示：

式3

其中，式3中的Xn，Yn表示小車在第n次采集的坐標值。當小車行駛的軌跡是直線時直接帶入上面公式就直接可以算出。

3.3 控制器設計

電機控制中，如果只采用開環(huán)控制系統(tǒng)控制電機，小車的運行會受外界的障礙物的影響。為了避免這種情況，讓小車能夠穩(wěn)定的運行，采用增量式光電編碼器形成的測速反饋電路，構(gòu)成轉(zhuǎn)速負反饋的閉環(huán)系統(tǒng)。它能夠隨著負載的變化而相應的改變電樞電壓，以補償電樞回路電壓降的變化，所以相對開環(huán)系統(tǒng)它能夠有效的減少穩(wěn)態(tài)速降。當反饋控制閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)使用比例放大器時，它依靠被調(diào)量的偏差進行控制。因此是有靜差率的調(diào)速系統(tǒng)，而比例積分控制器可使系統(tǒng)無靜差的情況下保持恒速，實現(xiàn)無靜差調(diào)速。

本論文的控制器，主要利用經(jīng)典的PID控制器，采取小車的速度和位置雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)；其中，小車的速度是控制器的內(nèi)環(huán)，位置為外環(huán)。根據(jù)光電編碼器采集左右輪的信號，經(jīng)過下位機的判斷和處理，從而改變小車的運動速度和方向。從而實現(xiàn)對小車的速度和位置雙閉環(huán)調(diào)速與導航。

3.4 電機控制

控制電機的運動過程中，主要通過PWM波控制電機的轉(zhuǎn)速；光電編碼器采集電機的轉(zhuǎn)速信號，經(jīng)過施密特觸發(fā)器整形后，把信號在反饋給控制器。反饋的轉(zhuǎn)速與給定轉(zhuǎn)速比較通過PID算法，把重新計算得來的輸入速度送給電機，電機就會根據(jù)這個速度運轉(zhuǎn)。

4 測試方案及數(shù)據(jù)分

4.1 測試方案條件

圖2 小車測試跑道

測試在如圖2所示的跑道上面進行，根據(jù)小車實際的運行情況記錄不同要求情況下完成誤差及實測數(shù)據(jù)。小車工作所需電池電壓，12V、5V。

1）分別測試甲、乙小車成功通過跑道的所用的時間，及出跑道的次數(shù)，其測試結(jié)果如表1所示。

車號

項目 甲車 乙車

成功通過用時T 23s 24s

出跑道次數(shù)N 0 0

速度cm/s 47 48

表1小車成功通過跑道測試

2）測試甲、乙兩車按圖 所示位置同時起動，乙車通過超車標志線后在超車區(qū)內(nèi)實現(xiàn)超車功能，并先于甲車到達終點標志線，即第一圈實現(xiàn)乙車超過甲車，測試乙車在超車區(qū)內(nèi)超過甲車的時間。

車號

項目 甲車 乙車

T超車用時 2s 3s

出跑道次數(shù)N 0 0

表2

4.2 測試儀器

1）DT9205 數(shù)字萬用表；

2）UTD2062 CE 60HZ 1GS/S 數(shù)字示波器；

3）QJ-3003SIII 數(shù)字可調(diào)直流穩(wěn)壓電源；

4）秒表。

參考文獻

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關鍵詞：冗余技術(shù)，Redundancytechnique，網(wǎng)絡network，通訊Communication

 

前言：目前在熱力汽輪發(fā)電機中廣泛應用冗余技術(shù)，其特點是自控系統(tǒng)安全可靠，便于集中管理，本文重點從幾個方面介紹汽輪發(fā)電機自控設備中冗余技術(shù)的安全措施：

1．冗余的控制系統(tǒng)配置

目前萊鋼煤氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電工程自控系統(tǒng)采用ABB公司的AC800FR控制系統(tǒng)，過程站采用冗余的PM803總線控制器和分布式S800I/O，兩個配置完全一樣的AC800控制器可實現(xiàn)控制器1：1冗余，主備控制器之間可無擾動切換。每個控制器上都插有兩個Ethernet網(wǎng)卡，第一個網(wǎng)卡用于連接系統(tǒng)網(wǎng)絡（diginets），而第二個網(wǎng)卡彼此互連以形成專門的冗余通訊鏈接（diginetR）,確保主備控制器之間的冗余信息同步。一旦主控制器故障，備用控制器能迅速無擾的從主控制器中斷點接替工作。

現(xiàn)場過程控制器AC800F、操作員站OS及工程師站ES之間的數(shù)據(jù)通訊由系統(tǒng)網(wǎng)絡（diginets）來完成，采用標準的TCP/IP協(xié)議、RJ45通訊傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡拓撲布局，控制器上的第一個Etherent網(wǎng)卡提供控制器與系統(tǒng)網(wǎng)絡（diginets）的通訊接口。工程師站上組態(tài)好的用戶控制程序由diginets和第一個網(wǎng)卡下載至控制器的RAM中，Ethernet網(wǎng)卡的電池卡槽上裝有RAM后備電池，可在控制器掉電時保持RAM中的用戶控制程序?qū)崿F(xiàn)上層工業(yè)以態(tài)網(wǎng)絡通訊和下層Profibus現(xiàn)場總線的冗于，保障通訊數(shù)據(jù)傳送的穩(wěn)定安全性。

冗余的CPU過程站處理器，保證數(shù)據(jù)的正常采集、處理。冗余的網(wǎng)絡通訊技術(shù)，信息數(shù)據(jù)得以暢通無阻。冗余的監(jiān)控平臺就象運行人員的兩只眼睛，監(jiān)控設備工況，使運行人員在第一時間內(nèi)得到信息資料，及時處理故障，保障設備安全運行。

見圖1

圖1 系統(tǒng)網(wǎng)絡圖

2．可靠的并聯(lián)式不間斷的冗余供電模式

電源作為設備的動力來源，是設備關鍵性因素。突發(fā)性系統(tǒng)供電中斷將會直接導致計算機隨機存儲器中數(shù)據(jù)丟失，設備停機，造成無法挽回的損失。控制系統(tǒng)中引入不間斷電源UPS，外來兩段母線市電先經(jīng)過UPS，再分路供給DCS系統(tǒng)及儀表器件。一方面可對輸入電源起到穩(wěn)壓作用，另一方面當市電故障停電時UPS可在小于5ms時間間隔內(nèi)利用蓄電池逆變自動切換至由UPS供電，根據(jù)所帶負荷及UPS容量大小設計要求UPS至少能夠提供半小時時間。市電恢復正常后，UPS自動切換市電供電模式，從而保障自動控制系統(tǒng)電源始終連續(xù)與穩(wěn)定，徹底解決因電網(wǎng)波動或突發(fā)性失電損壞自控設備，影響設備的正常運行，造成無法挽回的損失。

兩臺不間斷工裝UPS電源，正常運行時同時工作，共同分擔負荷。當其中任意一臺故障時，另一臺自動切換至主機狀態(tài)，全帶負荷。并聯(lián)UPS的軟件和硬件完全一致，其控制電纜形成閉環(huán)連接，保證自動控制系統(tǒng)穩(wěn)定、持續(xù)的供電電源。

3．關鍵停機儀表設備參數(shù)采用模擬和數(shù)字信號相結(jié)合的冗余思路

汽輪發(fā)電機油壓力低低聯(lián)鎖停機參數(shù)靈活運用，保護機組工況安全運行。論文格式。論文格式。論文格式。油壓是否正常，作為汽機聯(lián)鎖停機的信號，采用了在油進汽輪機軸承末端管道上安裝了油壓檢測壓力開關，其設定值均為30KPa，用于采集開關信號，優(yōu)點抗干擾能力強，同一位置安裝智能變送器提供模擬信號，優(yōu)點精度高顯示方便。二者在DCS系統(tǒng)中進行與邏輯關系，再通延時1秒鐘判斷，若二者同時低于設定值30KPa，證實油管路油壓低，則保護機組停機，有效的消除了外界磁場干擾信號源的突發(fā)性。見圖2：

圖2邏輯圖

汽輪發(fā)電機軸承油溫度采用外裝雙質(zhì)熱電阻，兩模擬信號同時采集去DCS系統(tǒng)，并判斷溫度可能存在的誤差，邏輯判斷再發(fā)出停機指令。更有推力瓦溫度選用內(nèi)藏式熱電阻，每個瓦塊上安裝四個相同熱電阻信號采集，根據(jù)工藝要求靈活運用或四選二、或四選三，并進行溫度斷路或開路邏輯判斷發(fā)出停機指令，大大提高了機組連續(xù)安全生產(chǎn)。

TSI軸系監(jiān)測裝置是一種面向汽輪發(fā)電機組的多通道監(jiān)視保護系統(tǒng)，主要監(jiān)視轉(zhuǎn)子和汽缸的機械運行參數(shù)，如軸振動、軸向位移、脹差、轉(zhuǎn)速等，輸出的模擬信號至DCS系統(tǒng)顯示、處理報警，輸出的接點信號可用于停機保護。目前，應用最廣泛，技術(shù)成熟的美國本特利公司生產(chǎn)的3500系列大型旋轉(zhuǎn)機械監(jiān)測裝置。其重要的聯(lián)鎖停機信號采用雙傳感器進行數(shù)據(jù)采集，內(nèi)部冗于判斷數(shù)字量輸出去DCS系統(tǒng)并在程序中判斷，延時控制聯(lián)鎖停機，有效的消除了誤信號造成不必要的停機。

結(jié)論：生產(chǎn)過程中冗余技術(shù)安全可靠、靈活多樣的控制思

參考文獻：1、《汽輪機設備運行》北京：中國電力出版社，1997

2、《熱工自動控制技術(shù)問答》北京：中國電力出版社，1996

篇8

【關鍵詞】輪轂電機;多輪驅(qū)動電動車;控制系統(tǒng);設計

1.引言

1886年問世起，汽車大大拓展了人類的活動范圍，對人類社會的發(fā)展做出了重大的貢獻，現(xiàn)代汽車工業(yè)已經(jīng)成為許多國家經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一。到目前為止，以石油為能源的傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車居絕對多數(shù)。然而，這類汽車在帶給人們方便快捷的現(xiàn)代生活的同時，其帶來的能源短缺和環(huán)境污染等一系列問題也對社會發(fā)展構(gòu)成了嚴峻的挑戰(zhàn)。節(jié)能與環(huán)保已經(jīng)成為全球各國和各大汽車制造商的共同課題。2009年，中國超越美國成為全球第一大汽車生產(chǎn)和消費國，2011年全國汽車銷量超過1850萬輛，繼續(xù)穩(wěn)居全球第一位[1]。2011年中國汽車保有量首次突破1億輛大關，成為僅次于美國全球汽車保有量第二的國家[2]，而且有望在今后若干年繼續(xù)保持這種增長趨勢。

目前，對電動汽車的研究還是以對傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車進行動力改造為主，在結(jié)構(gòu)上僅僅將內(nèi)燃機替換為電動機，保留原來的動力傳動系統(tǒng)。這樣的結(jié)構(gòu)可以利用電動機的轉(zhuǎn)矩特性比內(nèi)燃機更加理想的優(yōu)點，但是并沒有從根本上改變車輛的動力特性，也沒有充分發(fā)揮電動驅(qū)動系統(tǒng)所帶來的技術(shù)進步。而車輪獨立驅(qū)動作為電動汽車的一種理想驅(qū)動方式，成為電動汽車發(fā)展的一個獨特方向。車輪獨立驅(qū)動系統(tǒng)就是將獨立控制的電機與汽車輪轂連接，省掉了各車輪之間的機械傳動環(huán)節(jié)。電機與車輪之間的連接方式主要有兩種：一是采用軸式連;二是將電機嵌入到車輪內(nèi)。輪轂電機驅(qū)動系統(tǒng)中沒有機械傳動環(huán)節(jié)和差速器，由電機直接驅(qū)動車輪，因此需要對電機的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速進行精確控制，這也是研究的重點和難點所在。汽車的四驅(qū)控制系統(tǒng)能夠根據(jù)各車輪的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩等信息，控制并分配各輪轂電機輸出扭矩的大小，從而控制各車輪的驅(qū)動力和轉(zhuǎn)速，使汽車具有驅(qū)動防滑功能、差速功能、良好的加速性和汽車穩(wěn)定性。

另外，在輪轂電機驅(qū)動系統(tǒng)中，電機和驅(qū)動器的體積、功率都較小，這樣既有利于汽車的總體布置，又可以保證良好的離地間隙，改善汽車的通過性。

圖1 米其林輪轂電機結(jié)構(gòu)

2.基于輪轂電機的電動車底盤結(jié)構(gòu)

輪轂電機車輛平臺自身具有的線傳控制特征，使整車布置和控制系統(tǒng)設計具有很大的柔性，這些優(yōu)勢得到了各國汽車廠商和研發(fā)機構(gòu)的認同并都展開了相關的研究。不過受到安全法規(guī)的限制，現(xiàn)在與整車安全相關的線控技術(shù)還無法應用到量產(chǎn)車型當中。因此，目前對基于輪轂電機平臺的線控電動汽車的研究主要還是處于概念車的開發(fā)和實驗室研究階段。

20世紀90年代初，最引人注目的就是米其林公司推出的主動車輪，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。電動輪轂中有兩個電動機，一個向車輪輸出扭矩，另一個則是用于控制主動懸架系統(tǒng)，改善舒適性、操控性和穩(wěn)定性。在兩個電動機之間還設有制動裝置，動力、制動和懸架都被集成在一起，結(jié)構(gòu)相當緊湊。由于電動機的扭矩易于控制，如果配備四個米其林主動車輪便成為四驅(qū)系統(tǒng)，并且可以通過電腦對任何車輪的扭矩進行獨立調(diào)節(jié)，僅需更多的傳感器和更復雜的程序便能實現(xiàn)。主動車輪的另一個優(yōu)勢是能提供比傳統(tǒng)汽車更好的被動安全性。由于舍去了發(fā)動機和變速箱，車頭的緩沖區(qū)將變得高效與充足。

圖2 豐田公司i-unit概念車

圖3 VOLVO公司提出的ACM車輪總成方案

豐田汽車公司從上世紀九十年代末開始進行輪轂電機驅(qū)動的純電動車的開發(fā)，重點研究基于傳統(tǒng)汽車底盤的輪轂電機電動汽車走向?qū)嵱没年P鍵技術(shù)，如傳統(tǒng)懸架、轉(zhuǎn)向和制動系統(tǒng)等如何改進設計，以適應輪轂電機在車輪上的安裝，全新結(jié)構(gòu)的輪轂電機電動汽車的車體結(jié)構(gòu)設計等[7]。豐田汽車公司在2005年推出了一款最小型的i-unit概念車，該車重180公斤，由鋰離子電池通過后輪內(nèi)的輪轂電機驅(qū)動[8]。前兩轉(zhuǎn)向車輪由獨立電機控制，可實現(xiàn)正負90度轉(zhuǎn)角，車輛最小轉(zhuǎn)彎半徑達到0.9米。i-unit采用電傳操縱和側(cè)面駕駛桿控制，比方向盤反應更加靈敏，車體高度和軸距根據(jù)上下車和不同速度駕駛的需要而自動調(diào)節(jié)，低速行駛時車體升高，駕車者視線幾乎與站立時相同，可以輕松地在人群中穿行，高速時則自動降低重心，保持穩(wěn)定，減少阻力。

瑞典VOLVO公司Chassis Engineering部門提出一種ACM（Autonomous Corner Module）車輪總成的構(gòu)想。這種車輪總成集成輪轂電機，雙轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)，摩擦制動器、主動懸架系統(tǒng)和減震器。根據(jù)不同的車輛軸荷和應用場合，通過對執(zhí)行器參數(shù)的調(diào)整，ACM可以支持不同類型全線控智能車輛。目前VOLVO已經(jīng)對這種構(gòu)想申請了專利保護[15]。

3.多輪驅(qū)動電動車的關鍵技術(shù)

盡管電動輪獨立驅(qū)動的汽車在電動汽車領域存在很大優(yōu)勢，但卻沒有大規(guī)模的普及，甚至沒有出現(xiàn)一款商品化車型。究其原因，除了生產(chǎn)成本偏高的因素外，更主要的是四輪獨立驅(qū)動電動汽車在整車動力性及穩(wěn)定可靠性等技術(shù)方面存在諸多問題，欲提高電動輪驅(qū)動電動車的整車性能，以下是必須解決的關鍵技術(shù)：

（1）輪轂電機及其控制技術(shù)。輪轂電機作為四輪獨立驅(qū)動電動汽車的動力源，必須具有足夠大的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩、合適的轉(zhuǎn)速以及相應的調(diào)速范圍，這樣才能保障電動汽車擁有良好的動力性。

（2）驅(qū)動輪之間的電子差速技術(shù)。車輪在路面上保持純滾動運動是最理想的狀態(tài)，但是當汽車轉(zhuǎn)彎或在不平路面上行駛時，由于汽車內(nèi)外車輪的行駛路徑長度不同，如果仍然要求內(nèi)外車輪轉(zhuǎn)速一致，必然會造成車輪的打滑和拖行。傳統(tǒng)汽車是使用機械差速器解決這一問題的，它將內(nèi)外車輪輪速進行重新分配，解決了輪胎過度磨損和功率循環(huán)等問題。但是機械差速器具有轉(zhuǎn)矩平均分配的特性，致使汽車的內(nèi)外車輪在不同路況下行駛時，極易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。對于四輪獨立驅(qū)動的電動汽車各驅(qū)動輪之間的差速問題，可以采用電子差速技術(shù)來解決，較為常用的電子差速控制方法主要有兩種：基于轉(zhuǎn)速閉環(huán)的電子差速控制和基于轉(zhuǎn)矩閉環(huán)的電子差速控制。目前的研究表明，基于轉(zhuǎn)矩閉環(huán)的電子差速控制較為優(yōu)越，控制效果較好，但是其控制算法較復雜、應用難度較大。

（3）整車牽引力控制技術(shù)。牽引力控制技術(shù)直接影響著整車驅(qū)動特性的優(yōu)劣，是必須解決的問題。目前的牽引力控制策略大多是通過控制輪胎的滑轉(zhuǎn)率來實現(xiàn)的，因為滑轉(zhuǎn)率與附著系數(shù)在一定區(qū)域內(nèi)成線性關系，從而通過調(diào)節(jié)驅(qū)動電機的輸出轉(zhuǎn)矩來改變車輪的轉(zhuǎn)速，進而改變了輪胎的滑轉(zhuǎn)率，使輪胎和地面之間具有良好的附著系數(shù)，控制車輪的附著特性，獲得最大的驅(qū)動力，使汽車在不同路況下行駛時都具有良好的動力性能。四輪獨立驅(qū)動電動汽車各車輪的驅(qū)動力可以實現(xiàn)單獨控制，更有利于實現(xiàn)基于滑轉(zhuǎn)率控制的牽引力控制策略。但是我們也應該認識到在實際運用中，滑轉(zhuǎn)率的檢測很困難。

（4）轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)控制技術(shù)。對于四輪獨立驅(qū)動電動汽車，各個驅(qū)動輪之間沒有機械部件的耦合關系，它們是獨立存在的動力源。如何保證各驅(qū)動輪協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)也是必須解決的問題。我們可以設計一個上位控制器，根據(jù)汽車的行駛狀態(tài)和控制要求，對四個驅(qū)動輪重新分配轉(zhuǎn)矩，這就是轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)技術(shù)，其主要包括單電機的轉(zhuǎn)矩控制和多電機的同步協(xié)調(diào)控制。簡言之轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)控制技術(shù)就是對各驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)矩進行協(xié)調(diào)控制，使車輛安全穩(wěn)定的行駛。

4.基于CAN總線的多輪驅(qū)動電動車控制系統(tǒng)設計

本方案設計的電動汽車系統(tǒng)主要包括系統(tǒng)電源、兩臺輪轂電機控制器和汽車主控制器。整個系統(tǒng)由72V蓄電池供電，蓄電池輸出作為輪轂電機母線，使用DC/DC反激式電源將母線上的高壓轉(zhuǎn)換為12V和5V的低電壓向各個控制芯片供電。汽車主控制器完成系統(tǒng)輸入信號的采樣、控制算法的運行，使用CAN總線與兩電機控制器通信，為電機控制器分配轉(zhuǎn)矩;電機控制器按照主控制器給定的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動電機運行。

圖4 電動汽車系統(tǒng)的硬件框圖

電動汽車系統(tǒng)的硬件部分設計如圖4所示，反激式電源輸入72V的直流電，轉(zhuǎn)換成一路5V直流電向主控制器和兩部電機控制器供電，另有一路12V的直流電向電機驅(qū)動模塊供電。主控制器通過AD接口和10接口檢測系統(tǒng)輸入，通過CAN總線與兩個電機控制器通信。電機控制器根據(jù)接收到的信息通過輸出PWM信號控制電機驅(qū)動板上的MOSFET來驅(qū)動72V輪Y電機。

電動汽車系統(tǒng)的軟件部分包括電機驅(qū)動器中的電機控制程序，主控制器轉(zhuǎn)向差速運算與轉(zhuǎn)矩分配程序以及二者基于CANOPEN協(xié)議的通信程序，三塊控制器均使用TMS320F28035型MCU。

圖5 主控制器轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)流程圖

圖5所示是主控制器轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)的流程圖，電動汽車正常直線行駛時，將轉(zhuǎn)矩平均分配到兩臺輪轂電機上，轉(zhuǎn)向時需要為兩輪配置不同的轉(zhuǎn)矩以實現(xiàn)差速控制的目標。在第三章中進行了電動汽車轉(zhuǎn)向差速算法的研究與仿真，按照3.2小節(jié)中的控制策略編寫程序。主控制器在同步窗口期內(nèi)接收兩電機控制器的速度信號，同步窗口結(jié)束之后調(diào)用轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)。轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)首先讀取踏板和方向盤的模擬信號，根據(jù)踏板信號確定兩電機的總轉(zhuǎn)矩，再根據(jù)方向盤轉(zhuǎn)向信號判斷是否需要進行差速計算。如果轉(zhuǎn)向信號較小，將總轉(zhuǎn)矩平分給兩電機;如果轉(zhuǎn)向信號足夠大，則需要進行轉(zhuǎn)向差速計算，由車速信號和輪速信號得到兩驅(qū)動輪的滑轉(zhuǎn)率，根據(jù)兩驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)率之差計算出兩驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩分配的比例，再得到兩輪的實際輸出轉(zhuǎn)矩。

5.總結(jié)

本文對基于輪轂電機的多輪驅(qū)動電動車的關鍵技術(shù)、底盤布局進行了探討和分析?；谳嗇炿姍C驅(qū)動的多輪電動車無需復雜的傳動軸、分動器、差速器等機械裝置，底盤重量大幅減輕且結(jié)構(gòu)簡單、步驟靈活。然而此類底盤對整車的控制系統(tǒng)要求較高，其控制除通常的車輛狀態(tài)監(jiān)測外還擔負著驅(qū)動力分配、電子差速等及轉(zhuǎn)矩控制等功能，因此對控制系統(tǒng)的實時性、可靠性和可擴展性有很高的要求。本文討論了基于CAN總線架構(gòu)的整車控制系統(tǒng)，給出了其硬件框圖和轉(zhuǎn)矩分配子系統(tǒng)的流程圖，對后續(xù)實用系統(tǒng)的搭建提供了依據(jù)和技術(shù)支撐。

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篇9

關鍵詞：永磁同步電機；空間矢量控制；數(shù)學模型

永磁同步電動機的定子繞組與一般交流電動機的定子繞組相同， 轉(zhuǎn)子采用永久磁鐵， 因此轉(zhuǎn)子磁鏈（磁通）是恒定的， 電動機方程（電壓方程、磁鏈方程和轉(zhuǎn)矩方程）相對于異步電動機來說都較為簡單， 在控制過程中， 磁鏈的觀測模型也不需要進行計算。永磁同步電動機按定子繞組感應電勢波形的情況來分類時， 一般可分為：正弦波永磁同步電機（Permanent Magnet Synchronous Motor， PMSM）和梯形波永磁同步電機（Brushless DC Motor， BLDC）。介于前者在現(xiàn)實中應用更為廣泛， 本論文主要應用的也是正弦波永磁同步電機。永磁同步電動機具有很多優(yōu)點， 這些優(yōu)點也在實際應用中得到了很好的發(fā)揮， 例如：根據(jù)它諧波少、轉(zhuǎn)矩精度高的特點， 常用于伺服系統(tǒng)和高性能的調(diào)試系統(tǒng)；永磁同步電機有轉(zhuǎn)軸上無滑環(huán)和電刷的特點， 這也解決了其它電機因電刷而帶來的使用壽命問題。與此同時， 永磁同步電動機還具有體積小、功率密度高、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量低、運行效率高、調(diào)速范圍寬等諸多優(yōu)點。值得注意的是， PMSM是一種強耦合、非線性時變的多變量系統(tǒng)， 這也為其控制工作帶來了一定難度， 而加強對其基本構(gòu)造和工作原理的理解能有助于克服這一問題。

空間矢量控制技術(shù)優(yōu)點眾多， 近幾年發(fā)展非常迅速， 尤其在永磁同步電機中的使用， 更是再次凸顯了它的好處。本論文通過對空間矢量控制技術(shù)和永磁同步電機的學習及分析， 在熟練掌握相關數(shù)學模型的建立和Matlab/Simulink的使用后， 將建立兩種不同坐標系變換的數(shù)學模型和基于SVPWM控制技術(shù)的永磁同步電動機系統(tǒng)模型， 并在Matlab/Simulink環(huán)境中進行仿真。最終與理論分析相比較， 驗證仿真結(jié)果的正確性。

1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型

根據(jù)對永磁同步電機SVPWM控制系統(tǒng)的理解及前期研究， 可得到永磁同步電機空間矢量脈寬調(diào)制控制系統(tǒng)設計框圖如圖1所示。

圖1 永磁同步電機SVPWM控制系統(tǒng)設計框圖

本控制系統(tǒng)采用的是雙閉環(huán)控制， 即速度環(huán)和電流環(huán)， 由圖1可看到， 其主要構(gòu)成為：

三個PI控制器（PIController）、兩相旋轉(zhuǎn)（dq）和兩相靜止坐標系（？琢？茁）坐標變換的變換器（dq/？琢？茁Coordinate Converter）、三相靜止（abc）和兩相旋轉(zhuǎn)坐標系變換的變換器（abc/dq Coordinate Converter）、逆變器（Inverter）、空間電壓矢量調(diào)制器（Space Vector Pulse Width Modulation，SVPWM）。

系統(tǒng)運行過程：給電機輸入一模擬三相定子電流ia、ib、ic，當傳感器檢測到這一電流時， 該三相電流通過abc/dq坐標變換器被變換為實際定子的直軸電id和交軸電iq。

參考定子交軸電流i*q通過比對實際轉(zhuǎn)速和參考轉(zhuǎn)速， 再經(jīng)PI控制器處理后獲得。將參考定子直軸電流i*d設為0， 把上述id、i*d、iq、i*q四個變量比較過后交由PI控制器處理， 從而分別產(chǎn)生定子直軸、交軸電壓Vd和Vq。將得到的電壓量通過dq/？琢？茁坐標轉(zhuǎn)換器處理后輸入空間電壓矢量調(diào)制器， 從而產(chǎn)生一系列觸發(fā)脈沖， 以控制逆變器， 驅(qū)動其產(chǎn)生三相電壓， 最終驅(qū)動永磁同步電機。

2 控制系統(tǒng)仿真分析

永磁同步電機空間矢量脈寬調(diào)制控制系統(tǒng)仿真模型如圖2所示， 模型仿真環(huán)境為Matlab/Simlink。

圖2 基于SVPWM的PMSM控制系統(tǒng)仿真建?？驁D

如圖所示， 系統(tǒng)主要仿真模塊為：

坐標轉(zhuǎn)換模塊、速度控制器模塊、電流控制器模塊、矢量控制模塊、空間電壓矢量控制模塊、電壓逆變器模塊、永磁同步電機模塊。

系統(tǒng)部分參數(shù)為：總仿真時間為0.3S；系統(tǒng)零時段負載起動轉(zhuǎn)矩TL=5N?m。

（1）速度環(huán)閉環(huán)時， 系統(tǒng)定子三相相電流、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、矢量切換時間、矢量所處扇區(qū)響應情況。

圖3 轉(zhuǎn)速閉環(huán)時SVPWM控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩響應放大圖

圖4 轉(zhuǎn)速閉環(huán)時電機三相定子電流、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、矢量切換時間

和矢量所處扇區(qū)響應圖

由圖4仿真波形， 可以得到結(jié)論如下：

a. 系統(tǒng)在0s～0.05s之間轉(zhuǎn)速響應以斜率20000上升，延遲時間Td=0.025s、上升時間Tr=0.046s、調(diào)節(jié)時間Ts=0.05s， 無超調(diào)量， 系統(tǒng)動態(tài)響應快。系統(tǒng)起動時， 帶動負載速度快， 轉(zhuǎn)速在0.05s內(nèi)穩(wěn)定在設定值n=1000r/min。

b. 系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)運行時，0.05s后都進入穩(wěn)態(tài)階段， 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)輸出誤差已趨近零， 反應出該模擬系統(tǒng)控制精度較高， 穩(wěn)態(tài)特性良好， 波形與理論分析結(jié)果相符， 靜態(tài)性能穩(wěn)定。

c.系統(tǒng)起動時，定子起動轉(zhuǎn)矩6.7N?m，系統(tǒng)穩(wěn)定運行后，定子轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定在設定值5N?m。轉(zhuǎn)矩脈動控制在0.2N?m內(nèi)，系統(tǒng)運行穩(wěn)定。

（2）速度環(huán)開環(huán)時，在系統(tǒng)空載情況下給定幅值為±5A的方波參考交軸電流i*q信號時，系統(tǒng)交軸電流、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩響應。

由圖5仿真波形， 可得出結(jié)論如下：

在參考交軸電流±5A切換時， 轉(zhuǎn)矩響應時間為0.00035s， 轉(zhuǎn)矩動態(tài)響應快速。波形符合理論分析， 具有較好的動態(tài)特性。

3 結(jié)束語

本論文通過對矢量坐標變換、逆變器、空間電壓矢量脈寬調(diào)制等技術(shù)的原理分析及建模仿真， 主要設計了一個基于空間電壓矢量脈寬調(diào)制技術(shù)的永磁同步電機控制系統(tǒng)， 并在Matlab/Simulink對其進行仿真模擬。系統(tǒng)設計步驟為：系統(tǒng)構(gòu)架、模塊設計、系統(tǒng)設計和系統(tǒng)仿真結(jié)果分析。在這次完成論文的過程中， 我對所學的電力電子技術(shù)、自動控制原理、電機與拖動以及控制系統(tǒng)的MATLAB仿真與設計等知識有了更深層次的理解， 并在學習過程中積累了許多寶貴經(jīng)驗。從仿真結(jié)果的數(shù)據(jù)和波形來看， 系統(tǒng)的設計完全符合前期設計要求， 驗證了理論的正確性。

參考文獻

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關鍵詞：人工智能 電氣 自動化控制

人類智能主要要包括三個力面，即感知能力，思維能力，行為能力，而人工智能是指由人類制造出來的“機器”所表現(xiàn)出來的智能。人工智能主要包括感知能力、思維能力和行為能力。

1.人工智能應用理論分析

人工智能（Artificial Intelligence），英文縮寫為AI。它是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學。人工智能是門邊沿學科，屬于自然科學和社會科學的交叉。涉及哲學和認知科學、數(shù)學、心理學、計算機科學、控制論、不定性論，其研究范疇為自然語言處理，知識表現(xiàn)，智能搜索，推理，規(guī)劃，機器學習，知識獲取，感知問題，模式識別，邏輯程序設計，軟計算，不精確和不確定的管理，人工生命，神經(jīng)網(wǎng)絡，復雜系統(tǒng)，遺傳算法等，應用于智能控制，機器人學，語言和圖像理解，遺傳編程。

當今社會，計算機技術(shù)已經(jīng)滲透到生產(chǎn)和生活的方方面面，計算機編程技術(shù)的日新月異催生自動化生產(chǎn)、運輸、傳播的快速發(fā)展。人腦是最精密的機器，編程也不過是簡單的模仿人腦的收集、分析、交換、處理、回饋，所以模仿模擬人腦的機能將是實現(xiàn)自動化的主要途徑。電氣自動化控制是增強生產(chǎn)、流通、交換、分配等關鍵一環(huán)，實現(xiàn)自動化，就等于減少了人力資本投入，并提高了運作的效率。

2.人工智能控制器的優(yōu)勢

不同的人工智能控制通常用完全不同的方法去討論。但AI控制器例如：神經(jīng)、模糊、模糊神經(jīng)以及遺傳算法都可看成一類非線性函數(shù)近似器。這樣的分類就能得到較好的總體理解，也有利于控制策略的統(tǒng)一開發(fā)。這些AI函數(shù)近似器比常規(guī)的函數(shù)估計器具有更多的優(yōu)勢，這些優(yōu)勢如下

（1）它們的設計不需要控制對象的模型（在許多場合，很難得到實際控制對象的精確動態(tài)方程，實際控制對象的模型在控制器設計時往往有很多不確實性因素。例如：參數(shù)變化，非線性時，往往不知道。）

（2）通過適當調(diào)整（根據(jù)響應時間、下降時間、魯棒性能等）它們能提高性能。例如：模糊邏輯控制器的上升時間比最優(yōu)PID控制器快1.5倍，下降時間快3.5倍。

（3）它們比古典控制器的調(diào)節(jié)容易。

（4）在沒有必須專家知識時，通過響應數(shù)據(jù)也能設計它們。

（5）運用語言和響應信息可能設計它們。論文格式，自動化控制。

（6）它們有相當好的一致性（當使用一些新的未知輸入數(shù)據(jù)就能得到好的估計），與驅(qū)動器的特性無關。論文格式，自動化控制。?，F(xiàn)在沒有使用人工智能的控制算法對特定對象控制效果非常好，但對其他控制對象效果就不會一致性地好，因此對具體對象必須具體設計。

3.人工智能的應用現(xiàn)狀

（1）優(yōu)化設計電氣設備的設計是一項復雜的工作，它不僅要應用電路、電磁場、電機電器等學科的知識，還要大量運用設計中的經(jīng)驗性知識。傳統(tǒng)的產(chǎn)品設計是采用簡單的實驗手段和根據(jù)經(jīng)驗用手工的方式進行的。因此，很難獲得最優(yōu)方案。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，電氣產(chǎn)品的設計從手工逐漸轉(zhuǎn)向計算機輔助設計（CAD），大大縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期。人工智能的引進，使傳統(tǒng)的CAD技術(shù)如虎添翼，產(chǎn)品設計的效率及質(zhì)量得到全面提高。

用于優(yōu)化設計的人工智能技術(shù)主要有遺傳算法和專家系統(tǒng)。遺傳算法是一種比較先進的優(yōu)化算法，非常適合于產(chǎn)品優(yōu)化設計，因此電氣產(chǎn)品人工智能優(yōu)化設計大部分采用此種方法或其改進方法。

（2）智能控制的功能實現(xiàn)

①數(shù)據(jù)采集與處理：對所有開關量、模擬量的實時采集，并能按要求處理或存貯。

②畫面顯示：模擬畫面真實顯示一次設備和系統(tǒng)的運行狀態(tài)，可實時顯示電流、電壓等所有模擬量、計算量、隔離開關、斷路器等實際開關狀態(tài)及掛牌檢修功能，能生成歷史趨勢圖。

③運行監(jiān)視：具有對各主要設備的模擬量數(shù)值、開關量狀態(tài)的實時智能監(jiān)視，有事故報警越限和狀態(tài)變化事件報警，事件順序記錄、聲光、語音、電話圖象報警。

④操作控制：通過鍵盤或鼠標實現(xiàn)對斷路器及電動隔離開關的控制，勵磁電流的調(diào)整。按順控程序進行同期并網(wǎng)帶負荷或停機操作。系統(tǒng)對運行人員的操作權(quán)限加以限制，以適應各級運行值班管理。

⑤故障錄波：模擬量故障錄波，波形捕捉，開關量變位，順序記錄等（包括主要輔機）。論文格式，自動化控制。。

⑥在線分析：不對稱運行分析、負序量計算等。

⑦在線參數(shù)設定及修改：保護定值包括軟壓板的投退。

⑧運行管理：操作票專家系統(tǒng)，運行日志，報表的生成及存儲或打印，運行曲線等。

人工智能控制技術(shù)在自動控制領域的研究與應用已廣泛展開，但在電氣設備控制領域所見報道不多?？捎糜诳刂频娜斯ぶ悄芊椒ㄖ饕?種：模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制、專家系統(tǒng)控制。

4.恒壓供水案例簡析

恒壓供水在工業(yè)和民用供水系統(tǒng)中已普遍使用，由于系統(tǒng)的負荷變化的不確定性，采用傳統(tǒng)的PID算法實現(xiàn)壓力控制的動態(tài)特性指標很難收到理想的效果。在恒壓供水自動化控制系統(tǒng)的設計初期曾采用多種進口的調(diào)節(jié)器，系統(tǒng)的動態(tài)特性指標總是不穩(wěn)定，通過實際應用中的對比發(fā)現(xiàn)，應用模糊控制理論形成的控制方案在恒壓系統(tǒng)中有較好的效果。在實施過程中選用了AI 一808人工智能調(diào)節(jié)器作為主控制器，結(jié)合FXIN PLC邏輯控制功能很好地實現(xiàn)了水廠的全自動化恒壓供水。對于單獨采用PLC實現(xiàn)壓力和邏輯控制方案，由于PLC的運算能力不足編寫一個完善的模糊控制算法比較困難，而且參數(shù)的調(diào)整也比較麻煩，所以所提出的方案具有較高的性價比。

本案例中只是一個人工智能在電氣自動化中的一個小小的應用，也是電氣元

件生產(chǎn)供給的一個方向，實現(xiàn)機械智能化是我們努力的追求，將人工智能的先進的最新成果應用于電氣自動化控制的實踐是一個誘人的課題。

人工智能研究的一個主要目標是使機器能夠勝任一些通常需要人類智能完成的復雜的工作，電氣自動化是研究與電氣工程有關的系統(tǒng)運行。人工智能主要包括感知能力、思維能力和行為能力，人工智能的應用體現(xiàn)在問題求解，邏輯推理與定理證明，自然語言理解，自動程序設計，專家系統(tǒng)，機器人學等方面。而這諸多方面都體現(xiàn)了一個自動化的特征，表達了一個共同的主題，即提高機械的人類意識能力，強化控制自動化。因此人工智能在電氣自動化領域?qū)笥凶鳛椋姎庾詣踊刂埔残枰斯ぶ悄艿膮⑴c。

參考文獻：