基于模糊控制的无刷直流电机调速系统

基于模糊控制的无刷直流电机调速系统

一、基于模糊控制的直流无刷电机调速系统(论文文献综述)

张伟[1](2021)在《基于改进型滑模算法的直流无刷电机控制系统研究》文中指出直流无刷电机采用电子开关器件代替了传统的接触式换向器和电刷,在保持了直流有刷电机特性的基础上,还具有体积小、带负载能力强、调速范围广、启动电流小、稳定性高、寿命长等特点,因此本文将直流无刷电机作为研究对象。传统控制方法对于那些非线性、时变、多变量以及结构、参数未知的复杂系统难以满足控制要求,限制了传统控制方法在直流无刷电机控制系统中的应用。滑模控制理论作为电机控制中常用的非线性控制理论,可以降低模型建立不准确对系统的影响。因此,滑模控制方法常被用于直流无刷电机的控制,而滑模控制器用于电机控制时,对扰动不敏感,且存在抖振问题会严重影响系统的稳定性能。针对这一问题,本文提出了改进型滑模控制算法,首先对直流无刷电机的控制方法进行分析;其次对直流无刷电机的工作原理详细研究并建立其动力学模型;最后在此基础上,完成了以下研究内容:(1)在传统滑模变结构控制算法的基础上,提出改进型指数趋近率滑模控制算法并设计控制器,分析其稳定性;通过仿真实验与传统滑模算法进行对比,改进后算法超调量更小,响应速度更快,鲁棒性更强。(2)结合快速终端滑动模态理论,设计了快速终端改进型滑模控制,通过仿真分析,验证了该算法有较好的动态性能。针对滑模控制的抖振问题,引入积分修正函数。该算法在保证系统的稳定性能前提下,提高了系统收敛速度,减少切换时间,极大程度上改善了抖振问题。(3)根据直流无刷电机控制系统的整体方案,对控制系统软硬件进行设计,并在此基础上搭建了基于STM32F103C8T6的实验平台。分析了电机正常运行时霍尔传感器信号波形和三相电压波形,在实验平台上对改进型滑模算法进行调速和加减速实验。实验结果表明,改进型滑模算法不仅超调量明显减少,响应速度明显加快,而且基本消除了电机滑模控制的抖振问题。

徐勇[2](2020)在《面向设施农业的履带式智能施药车开发》文中研究说明当前,我国设施农业中的施药方式仍以手动施药、机动背负式施药等传统方式为主,其效率低下、适应性差,缺乏合适的温室篱架型作物施药装备,且常发生施药过程中作业人员中毒的现象。本课题在研究了国内外施药设施的基础上,以温室篱架型黄瓜为例,对其种植特点与生长特性进行了实地调研后,设计开发了一种履带式智能施药车,满足篱架型蔬菜施药作业的高效化、无人化和智能化的需求,同时为设施农业中智能化施药作业提供了技术和装备支撑。本文的主要研究工作和成果如下:(1)首先对温室的环境、篱架型黄瓜的种植特点及生长特性进行了调研。在此基础上,明确了智能施药车总体方案设计。根据行走机构的设计要求,设计了一种地隙高、通过性好的双电机驱动型履带式底盘。为满足温室篱架型蔬菜在不同生长期的施药作业需求,设计了一种双杆型立式可伸缩施药机构。(2)采用模块化设计思想对智能施药车控制系统的硬件进行了设计,形成了以Arduino Due为核心的控制系统硬件方案。基于施药车自主导航的需求,明确了运动控制硬件方案,对关键电气元件进行了选型设计;基于施药车智能施药的需求,提出了基于视觉识别的智能施药方案,研究了基于色调过滤算法对目标区域的识别,针对光照环境对识别效果的影响,分析了图像亮度调节值与光照强度之间的函数关系;基于农业设施对大数据分析的需求,构建了云监测系统的框架。(3)分析了履带式智能施药车运动状态,基于左、右驱动轮速度与车体位置偏差的关系,建立了车体运动模型;针对施药车自主导航路径跟踪控制问题,结合施药车运动学模型,提出了一种基于模糊PID算法的智能施药车运动控制策略;利用Matlab/Simulink建立了履带式施药车的控制系统仿真模型,仿真验证了算法的有效性。(4)基于Arduino开发环境对智能施药车控制系统软件进行了程序设计,为满足系统高效运行要求,采用了中断调度模式协调各任务单元;基于OneNET云平台开发了履带式智能施药车远程监测系统。(5)研制了履带式智能施药车样机,在扬州现代农业科技综合示范基地进行了实地测试。对样机分别展开了以常规PID控制和模糊PID控制下的直线行驶、转弯行驶试验,结果表明了本文设计的运动控制策略具备快速纠偏能力,能够保证车体运行时的稳定性和路径跟踪的有效性,结果还表明速度影响车体在行驶初期时的稳定性,以及为保证车体顺利过弯换行需要提前降速;对样机进行了不同行驶速度下的施药作业试验,结果表明行驶速度不高于0.6m/s时,施药效果满足特征要求;对系统进行了云端监测试验,能够成功将温室温度、光照以及智能施药车运行状态参数发送到OneNET云平台,达到了远程监测的效果。

柏海龙[3](2020)在《基于μC/OS-Ⅲ的AGV控制系统设计及调速系统研究》文中认为目前随着电子商务和物流行业的快速发展,物流装备的发展也处于势在必行的阶段,作为物流装备行业中的代表产品自动导引车(AGV),更是应该全方位的发展,从而能够满足物流产业自动化的需要,减少工作人员的工作失误及劳动强度,促进物流行业向高端技术型产业的转变。基于此,本文对设计的自动导引车控制系统进行了详细的分析,并成功研究开发了自动导引车软硬件系统,而针对自动导引车运行定位不准确的问题,从基础理论出发,研究分析了自动导引车直流电机的调速系统。首先,研究开发了自动导引车硬件系统,在分析自动导引车硬件系统的总体需求基础上,介绍了自动导引车的机械结构,然后总体规划设计了自动导引车的控制系统的硬件结构,接着逐步分析自动导引车硬件控制系统中的各部分模块,同时设计了自动导引车嵌入式处理器对应的模块电路,完成自动导引车嵌入式控制器主控板的设计。其次,以μC/OS-Ⅲ实时操作系统为平台,研究开发了自动导引车软件控制系统,并根据μC/OS-Ⅲ实时操作系统内部的运行机制和自动导引车软件控制系统的需求,结合自动导引车硬件控制系统,对软件控制系统的起始任务、各模块任务、任务间的通信进行了详细分析与设计,完成基于μC/OS-Ⅲ操作系统的自动导引车软件控制系统的开发。最后,对自动导引车电机调速系统进行了研究,从基础理论出发,根据直流电机数学动态响应表达式建立了直流电机离散状态空间模型,然后根据PID控制算法和卡尔曼滤波算法的基本原理设计了数字PID控制器和卡尔曼滤波器,最终建立自动导引车基于卡尔曼滤波器的直流电机PID调速系统,并通过仿真验证了调速系统的优越性能。

于针针[4](2020)在《管道环焊焊缝探伤巡检机器人设计及关键技术研究》文中进行了进一步梳理工业管道是现代工业的基本设备,但由于其安装、应用工况条件苛刻,对接环焊缝中不可避免地存在着不同程度的缺陷,为保障在役管线安全运行,必须进行缺陷的检测。随着我国工业事业的迅猛发展,企业对巡检设备的需求明显增高,为了提高探伤机器人的适用性,降低成本,并打破国外在此领域的垄断,设计一种适合我国行业标准的大型管道环焊缝无损探伤巡检机器人是十分必要的。依据巡检机器人的功能需求,结合管壁环境特征,通过广泛调研,对机器人整体方案、吸附和移动方式进行设计;对探伤巡检机器人的机械结构进行三维模型设计,并着重分析了行走驱动模块、摆动微调以及夹持装置的机械结构设计;为使机器人在管壁面正常作业,在静力学基础上对机器人在管壁上进行力学分析,通过计算得到单个磁轮的最小吸附力,为下一步硬件选型奠定基础。在综合分析机器人控制要求与特点的基础上,提出了以台达系列PLC为控制核心的控制系统总体方案,并对三台电机、驱动器等硬件设施进行选型;在此基础上确定了软件框架,针对控制功能编译了主程序并加以说明;针对远程无线监控系统设计了可视、可控化远程监控系统,为后续机器人实验平台的搭建奠定基础。根据机器人的运行要求,提出了针对其驱动电机的直流三闭环调速系统控制方案;通过分析直流无刷电机特性,建立了电机和相应控制器的的数学模型,并用Matlab对三环调速进行仿真分析;针对系统调速响应、速度稳定性及抗扰能力等技术问题,提出采用优化电流环、速度环和PID控制位置环的方式,并给出各环控制器的数学模型,通过数据对比选出各环调节器的最佳参数。仿真结果表明:采用三闭环和PID结合的控制方式,调速系统各项性能有所改善,验证了该方法有一定的合理性。为验证上述理论在现实应用中的可行性,依据国家相关标准与规范要求,搭建管道焊缝探伤巡检机器人实验样机和控制系统实验平台;对控制系统实验平台进行实验,结果表明,三环控制与PID控制策略结合可以使电机控制系统响应迅速,速度调节快速且波动范围小;对机器人反复巡检测试获得运行轨迹,分析可得手动、自动模式下,运行偏移范围稳定在±11mm以内;通过分析实验数据得到各类模式下最佳运行速度,阐明了影响机器人调速系统、运行稳定性与偏移精度的相关因素,并给出了进一步提升的相关建议。本课题利用理论研究解决工程实践问题,并为该类工程应用提供了借鉴。

吴世杰[5](2020)在《基于轨迹纠偏的双驱动单元AGV建模仿真及实验研究》文中指出自动导引车(Automated Guided Vehicle,AGV)凭借自身的诸多优点成为制造业、物流业的关键技术装备之一,是现在化柔性生产线不可缺少的自动化装备。随着制造业、物流业技术水平和制造能力的提升,大体积零部件搬运的需求也随之增加,多驱动单元型AGV的设计研发成为物流装备制造的新发展方向。依据调查研究表明,多驱驱动单元AGV路径纠偏问题正在成为专家学者的研究热点。为研究分析多驱动单元AGV路径纠偏问题,以双驱动单元AGV为研讨依据,分析双差速驱动单元AGV在路径导引和纠偏问题上的控制方法。通过模糊PID算法+磁导航反馈技术,提高双驱动单元AGV路径纠偏能力。通过研究双驱动单元AGV的路径纠偏问题,为装备多个驱动单元的AGV提供纠偏研讨基础。依据AGV设计总体要求及参数,确定驱动单元轮系结构、导航系统设计原理;根据所设计驱动单元特点,通过分析归纳各种类型电机驱动控制特点,最终确定直流无刷电机作为驱动电机并确定电机相关参数。通过分析差动驱动单元原理、归纳对比驱动电机的调速方法,从而选用PWM调速作为驱动单元的差速措施。通过对AGV的关键机械结构等硬件部分的确定,为下文研发AGV的电气控制措施奠定基础。针对双驱动单元AGV差速控制问题,依据主控制器控制原理、导航模块原理、定位技术原理、安全防护系统设计方法等关键技术及理论,制定出双驱动单元AGV的电气控制方式及方法,着重解决AGV总控制的电气原理设计问题。针对双驱动单元AGV辅助云台视频技术问题,设计升降式云台控制系统,并在建立了以贯通式步进电机为主的控制结构。通过建立云台与AGV联动技术,实现云台视频传输技术与AGV的同步运行控制。基于双驱动单元AGV差速纠偏理论与方法,针对AGV双驱动单元系统的结构特点,研究驱动单元各轮速与偏差量/偏差角之间的关系,建立AGV前后驱动模块速度与运行误差的数学模型,就前后驱动单元减小位移偏差问题进行了纠偏算法的量化设计。对采用模糊PID纠偏算法的双驱动元AGV纠偏系统进行仿真与分析,获得了偏差变化曲线,通过与传统的PID纠偏算法相对比发现,模糊PID纠偏算法在控制驱动单元纠偏过程中响应速度灵敏并且趋于平稳运行的速度更快,为搭建实验样机提高纠偏效率奠定了理论基础。通过搭建双驱动单元AGV实验样机,依据国家相关标准及误差要求,采用比较测试方法对实验系统机型进行测试。对实验结果分析表明,AGV在连续运行和误差突变情况下,均能通过自身控制算法纠偏至允许误差范围内,满足最初得设计要求。根据实际AGV纠偏实验数据分析表明,实验中纠偏曲线与仿真纠偏曲线趋势相吻合,表明建模基本正确。课题研究在查阅大批量中外密切关联技术文献基础上,针对双驱动单元AGV路径纠偏技术问题,提出了控制纠偏解决方案,建立驱动单元速度与偏差的数学模型,并进行仿真分析。通过对双驱动单元AGV实验样机的测试表明,依据模糊PID控制理论可有效用于前后驱动单元的自主独立纠偏,且纠偏效果良好。

尹剑琪[6](2020)在《轨道式巡检机器人设计与实验研究》文中研究说明随着现如今技术的不断发展发展,企业生产模式逐步走向新的章节,各行各业都在积极探索着升级转型之道,对于传统制造业更是如此。大型设备多、厂房空间大是多数制造企业的生产环境特点,而保证装备健康运行和环境参数符合标准是保障生产、提高装备可靠性与产品质量的必要条件,因此设备及环境的日常巡检就显得尤为重要。目前国内最普遍的方式是人工巡视,但因其危险大、不可靠,且难以满足如今的生产需求,机器巡检将是未来发展的必然趋势。本文针对大型厂房的环境特点,提出一种轨道式巡检机器人,并对其控制系统做了重点研究,用以解决人工巡检存在的问题。依据巡检机器人的功能需求,结合厂房设备多、地面情况复杂的情况,通过广泛调研,制定了总体方案,并细化为结构不同的两种模型;通过不同模型的综合对比,确定了机器人各重要组成部分的设计方案,进而阐述了驱动机构、升降机构和部分辅助机构的组成机理,并对重要部分机构进行校核,为后续控制系统的设计提供了依据。在综合分析机器人控制要求与特点的基础上,提出了以台达DVP系列可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)为控制核心,并对电机、驱动器、传感器等硬件设施进行了选型,进而确定了其数据采集和定位方法;在此基础上确定了软件框架,阐述了控制程序中的关键控制原理与方法,同时提出远程监控系统设计方案,为后续机器人建模仿真及实验提供了依据。根据机器人的运行要求,提出了针对其驱动电机的直流双闭环调速系统控制方案;通过分析直流电机的特性,建立了电机和相应控制器的数学模型,并利用Matlab对这一系统进行了建模仿真;针对系统调速响应、速度稳定性及抗扰能力等技术问题,提出采用模糊控制优化速度环的方法,并给出相关控制器的设计方案。仿真结果表明:当采用模糊理论进行优化后,调速系统在上述方面都有改进,验证了该方法具有一定的合理性。为验证本课题所述方案的可行性,依据相关标准和规范要求,搭建了机器人控制系统实验平台,分别进行了数据采集、速度调节和远程监控等实验测试;实验结果表明,机器人控制系统能够完成预定动作,且偏差均在规定范围内,验证了本文设计方案的合理性,并为下一步巡检机器人的性能提升提供了可行性建议。本课题针对大型厂房环境特点,提出采用轨道式机器人完成日常巡检的方案,并对其结构和控制系统进行了设计,完成了运动控制、数据采集、避障定位等策略研究,同时重点研究了机器人直流调速系统,通过搭建机器人控制系统实验平台验证了方案可行性。

李丽[7](2020)在《小型全电船动力总成系统研发》文中研究说明21世纪以来,能源和环境问题一直是世界各国关注的热点。在航运业,开发全电船成为缓解化石能源危机和减少环境污染的有效途径。与传统船舶相比,全电船在实现了节能减排的同时,其操纵性能也有所提高,在游览船舶、无人船等小型船舶领域中也得到了越来越多的应用。吊舱电力推进系统凭借其良好的操作性能和较高的推进效率,近年来得以快速发展,但目前其大多应用于大型船舶。因此,为了使吊舱电力推进系统在小型船舶上得以更广泛的应用、小型全电船具有更好的操纵性能,根据所研发的小型全电船相关参数要求,研发了基于吊舱式推进器的小型全电船动力总成系统,并希望其得以推广应用。本文主要工作如下:根据全电船性能要求,采用直流无刷电机和数字舵机,并使用相应的控制算法,自主设计了一种适用于小型船舶的吊舱式推进器。以磷酸铁锂电池组作为动力能源,采集BMS和推进装置的数据信息,结合DSP技术编写相应程序,使用脉冲宽度调制技术进行推进电机和数字舵机控制,开发了基于DSP的动力控制系统。根据设计参数要求,并应用自主设计的吊舱式推进器和动力控制系统,开发样船并进行试航,来验证所研发动力总成系统是否满足性能要求。试航结果表明:该小型全电船动力总成系统运行正常,其吊舱式推进器具有良好的操纵性能,动力控制系统具有良好的实时性,不仅能够满足船速、转向、续航能力等方面的性能要求,且船速、续航能力超出预期要求,可实现高效绿色稳定运行。本技术研发可以为小型绿色智能船舶开发和航运业绿色发展提供一个解决方案。

仲伟正[8](2020)在《用于直流无刷电机的高性能模拟驱动器研究》文中指出直流无刷电机(英文Brushless DC Motor,简称BLDCM)使用定子绕组、转子磁铁取代有刷电机的定子磁铁、转子绕组,摒弃了电刷结构,大大延长了电机的使用寿命。它不但拥有直流电机启动性能、调速性能优越的特点,而且还兼具着交流电机结构简单、运行平稳、易于维护的优点。直流无刷电机近几年来发展迅速,广泛应用于电车、工业控制、自动化以及航空航天等领域,因此研究高性能的直流无刷电机模拟驱动器具有重要的现实意义和实际价值。首先,论文简述了直流无刷电机的结构,推导并建立了数学模型,分析了直流无刷电机的工作原理和控制技术。由于驱动器采用方波驱动直流无刷电机,不可避免的受到转矩脉动的影响,所以研究了转矩脉动的形成原因及抑制方法,在比较了常用的PWM调制方式的基础上提出了一种新的ON-PWM-ON调制方式,其完全消除了非换相期间非导通相续流现象,配合改进的组合式PWM调速控制策略,有效地减小了电机的换相转矩脉动,进一步提升了模拟驱动器系统的性能。其次,针对传统的软件控制方式速度慢、抗干扰能力差等特点,设计了一套全硬件电路的高性能模拟器,选用原ATMEL公司的复杂可编程逻辑器件(以下简称为CPLD)型号为ATF1502AS为主控芯片,速度、电流PI模块为运算放大器构成的比例积分电路,RC间歇振荡器与比较器构成硬件PWM生成电路,驱动器还包括采样放大电路、编码器速度反馈电路、功率驱动电路、供电及保护电路等。最后,确定控制逻辑即以六步梯形换相中Hall信号决定MOS开关管导通顺序;编码器速度反馈、采样模块电流反馈经过硬件PI电路与三角波信号相加生成PWM占空比信号传输给主控制器CPLD调节MOS管开关时间,实现了实时速度、电流双闭环调速。根据控制逻辑通过Verilog硬件描述语言编写CPLD主程序,并添加系统报警及输出保护措施完善硬件系统。为了对比全硬件模拟驱动器系统与传统的数字驱动器系统的性能差异,本文通过MATLAB/Simulink搭建驱动器模型,使用自定义封装的硬件电路模块与系统自带数字模块对比电机启动速度曲线、突加负载速度曲线和相电流波动等,并搭建实物实验平台对驱动器特性进行分析,仿真与实验结果表明基于CPLD的高性能模拟驱动器比传统的驱动器具有更快的响应速度、更好的跟随特性、更好的抑制了换相转矩脉动,验证了本文所设计的用于直流无刷电机高性能模拟驱动器的可行性。

陈胜新[9](2019)在《基于模糊控制的跑步机永磁同步电机调速系统设计》文中进行了进一步梳理目前跑步机调速系统主要使用直流有刷电机和感应电机,直流有刷电机采用机械换向器和电刷,导致运行噪音大、可靠性差;感应电机则存在功率密度低,运行效率不高和体积大等缺点。人们希望采用噪音小、效率高和可靠性高的电机来提高跑步机调速系统性能和降低噪音,并能提供准确的运动信息。本论文从跑步机调速系统的调速性能和可靠性进行优化,分析跑步机的负载特性;采用效率高、噪音低和体积小的永磁同步机设计基于模糊控制的跑步机永磁同步电机调速系统。主要内容包含以下几个方面:1.提出无温度传感器的跑步机调速系统过热保护策略:基于模型参考自适应的永磁同步电机参数辨识法在线估算定子绕组温度,基于电机电流提取人在跑步机上的运动信息。结合定子估算温度、IPM内部温度和运动信息制定过热保护策略,提高了跑步机调速系统的可靠性和使用寿命。2.提出了跑步机调速系统模糊控制算法:分析跑步机负载特性和人在跑步机上行走特性,形成调速性能指标,在此基础上采用自然语言产生模糊控制规则库,采用模糊自适应PID控制算法提升调速系统的平稳性。3.基于模糊控制的跑步机永磁同步电机调速系统:设计基于DSP芯片的跑步机永磁同步电机调速系统硬件方案,基于CCS软件开发环境构建调速系统整机测试平台,通过监测系统速度、电流和运行噪音,在线优化模糊自适应PID控制算法参数。通过跑步机整机综合测试验证,提高了系统动态性能和降低运行噪音。本文研究传统跑步机调速系统的不足,提出基于模糊控制的跑步机永磁同步电机调速系统,提出无温度传感器的过热保护策略,在系统硬件构成和软件控制算法互相配合优化,有效提高跑步机调速系统的性能和可靠性,具有较大的实用性和商用价值。

徐敬成[10](2019)在《无刷直流电机远距离调速控制系统研究》文中研究表明油田、矿井等一些操作空间不理想、铺设线路困难的场所,或是在建筑电气改造、智能家居等难以重新架设网络的环境下进行无刷直流电机远距离调速控制,需要考虑单独铺设信号线或者无线通信模块存在的技术与成本问题。论文提出一种以可控整流波的形式在提供电功率的同时发送速度控制信号的方法。可控整流波由若干单周期交流波和整流全波组成。通过数字信号编码技术,设置其中的单周期交流波、单周期整流全波分别与二进制信号码0、1,或者是1、0对应。信号码由引导码和数据码两部分构成,其中引导码起提醒接收的作用,数据码则包含电机速度大小、方向和启停等信息。可控整流波的发送和接收分别由可控整流波速度信号发送电路和接收电路来实现。可控整流波速度信号发送电路根据给定速度,控制可控整流模块电路中双向晶闸管的有序通断,发出一组可控整流波,经过两根专用受控电力线远距离传输后,被速度信号接收电路接收和识别。论文还进行了无刷直流电机控制系统的设计与仿真。为提高调速精度,设计了双闭环调速控制系统,其中速度环采用优化后的模糊PI调速算法,借助Matlab/Simulink仿真平台搭建了电机速度控制系统模型并进行仿真。通过搭建可控整流波速度信号发送与接收实验电路,验证了以可控整流波形式发送和接收速度控制信号的可行性。无刷直流电机调速系统的仿真结果表明,模糊PI调速系统的调节时间为1.9 s,系统响应超调量为2.6%。达到了电机在3 s内稳定至给定转速以及空载时的启动超调量不超过5%的设计要求。

二、基于模糊控制的直流无刷电机调速系统(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、基于模糊控制的直流无刷电机调速系统(论文提纲范文)

(1)基于改进型滑模算法的直流无刷电机控制系统研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题背景与研究意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文研究的主要内容
2 直流无刷电机的工作原理
    2.1 引言
    2.2 直流无刷电机工作原理
    2.3 建立直流无刷电机数学模型
    2.4 直流无刷电机双闭环调速系统
    2.5 本章小结
3 改进趋近率的滑模变结构控制
    3.1 引言
    3.2 滑模变结构控制理论
    3.3 改进趋近率的滑模变结构控制器设计
        3.3.1 传统型指数趋近率滑模变结构控制
        3.3.2 改进型指数趋近率滑模变结构控制器设计
    3.4 仿真实例
    3.5 本章小结
4 带修正函数的快速终端改进型滑模变结构控制
    4.1 引言
    4.2 带修正函数的快速终端改进型滑模变结构控制
        4.2.1 快速终端滑动模态
        4.2.2 快速终端改进型滑模变结构控制器设计
        4.2.3 带修正函数的快速终端滑改进型模变结构控制器设计
        4.2.4 稳定性和到达时间分析
    4.3 仿真实例
    4.4 本章小结
5 直流无刷电机控制系统软硬件设计
    5.1 引言
    5.2 直流无刷电机控制系统整体方案设计
    5.3 直流无刷电机驱动控制系统硬件设计
        5.3.1 主控芯片的选型
        5.3.2 电源模块的设计
        5.3.3 驱动电路的设计
        5.3.4 输出滤波、信号采集反馈电路
        5.3.5 驱动控制系统PCB设计
    5.4 直流无刷电机控制系统软件设计
        5.4.1 主程序设计
        5.4.2 启动子程序设计
        5.4.3 通信系统软件设计
        5.4.4 控制算法子程序设计
    5.5 本章小结
6 直流无刷电机控制系统实验分析
    6.1 引言
    6.2 实验平台搭建
    6.3 直流无刷电机调速实验
        6.3.1 电机性能测试
        6.3.2 直流无刷电机调速
    6.4 本章小结
7 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
致谢
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果

(2)面向设施农业的履带式智能施药车开发(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状及发展动态
        1.2.1 国内外施药设施发展状况
        1.2.2 国内外农用设施导航技术研究现状
        1.2.3 农用设施路径跟踪控制算法研究现状
    1.3 课题来源与主要研究内容
    1.4 技术路线安排
    1.5 本章小结
第2章 温室智能施药车总体方案设计
    2.1 施药环境分析
        2.1.1 温室环境分析
        2.1.2 温室黄瓜生长特性分析
    2.2 履带式智能施药车功能要求及总体结构
    2.3 履带式移动底盘结构设计
        2.3.1 履带式移动底盘结构总体布局
        2.3.2 履带设计
        2.3.3 轮系设计
        2.3.4 悬挂设计
        2.3.5 传动系统设计
    2.4 施药机构设计
    2.5 履带式智能施药车样机模型
    2.6 本章小结
第3章 智能施药车控制系统硬件设计
    3.1 智能施药车控制系统硬件总体方案设计
        3.1.1 主控制器模块
    3.2 运动控制系统硬件方案设计
        3.2.1 磁导航模块
        3.2.2 驱动模块设计
        3.2.3 运动控制模式
    3.3 智能施药系统硬件方案设计
        3.3.1 施药控制器
        3.3.2 视觉模块
        3.3.3 供药装置设计
    3.4 云监测系统硬件方案设计
        3.4.1 云监测系统总体结构
        3.4.2 云平台的选取
        3.4.3 网络通信模块
    3.5 安全报警模块设计
    3.6 电源管理模块设计
    3.7 本章小结
第4章 智能施药车运动控制策略研究
    4.1 智能施药车运动学模型建立
        4.1.1 智能施药车运动状态分析
        4.1.2 智能施药车运动模型
    4.2 基于模糊PID算法的智能施药车运动控制研究
        4.2.1 模糊PID控制原理
        4.2.2 模糊PID控制器的数学模型
    4.3 模糊PID控制器的设计
        4.3.1 控制器的结构
        4.3.2 计算量化因子
        4.3.3 确定隶属度函数
        4.3.4 设计模糊控制规则
        4.3.5 清晰化处理
        4.3.6 确定比例因子
    4.4 模糊PID控制器仿真
    4.5 本章小结
第5章 智能施药车控制系统软件设计
    5.1 Arduino开发环境
    5.2 控制系统的软件实现
    5.3 运动控制系统的软件实现
        5.3.1 导航控制程序设计
        5.3.2 Modbus RTU通信程序设计
    5.4 避障与报警系统程序设计
    5.5 智能施药系统的软件实现
    5.6 云监测系统的软件实现
        5.6.1 终端设备接入云平台
        5.6.2 终端通信程序设计
        5.6.3 云平台监测界面开发
    5.7 本章小结
第6章 履带式智能施药车样机研制与试验分析
    6.1 履带式智能施药车样机试制
    6.2 履带式智能施药车行走试验
        6.2.1 试验过程
        6.2.2 试验结果与分析
    6.3 履带式智能施药车施药作业试验
        6.3.1 试验过程
        6.3.2 试验结果与分析
    6.4 履带式智能施药车云端监测试验
        6.4.1 试验过程
        6.4.2 试验结果与分析
    6.5 本章小结
第7章 总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 研究展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢

(3)基于μC/OS-Ⅲ的AGV控制系统设计及调速系统研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 主要研究内容与技术路线
2 自动导引车硬件系统设计
    2.1 自动导引车总体需求分析
    2.2 自动导引车硬件系统总体设计
    2.3 嵌入式控制器主控板基础电路设计
    2.4 导航定位硬件系统设计
    2.5 蓝牙通信硬件系统设计
    2.6 动力驱动硬件系统设计
    2.7 本章小结
3 基于μC/OS-Ⅲ的软件控制系统设计
    3.1 嵌入式操作系统分析
    3.2 软件控制系统总体任务分析
    3.3 硬件初始化分析
    3.4 软件控制系统起始任务设计
    3.5 软件控制系统各模块任务设计
    3.6 软件模块任务间通信分析
    3.7 本章小结
4 自动导引车调速系统研究
    4.1 直流电机动态响应模型
    4.2 PID控制器设计
    4.3 卡尔曼滤波器设计
    4.4 卡尔曼滤波调速系统仿真分析
    4.5 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
附录
作者简介
致谢
学位论文数据集

(4)管道环焊焊缝探伤巡检机器人设计及关键技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究进展
    1.3 关键技术研究现状
    1.4 课题主要研究内容与方法
2 焊缝探伤机器人机械本体方案
    2.1 机器人总体方案设计
    2.2 机器人基本功能模块设计
    2.3 机器人关键部件结构设计
    2.4 机器人受力分析
    2.5 本章小结
3 电气控制系统研究
    3.1 控制系统功能要求
    3.2 系统硬件选型与设计开发
    3.3 系统软件设计开发
    3.4 本章小结
4 调速控制系统设计及建模仿真
    4.1 直流无刷电机建模
    4.2 调速控制系统相关技术
    4.3 调速控制系统建模仿真分析
    4.4 霍尔测速程序
    4.5 本章小结
5 实验搭建与测试分析
    5.1 实验技术要求与平台搭建
    5.2 实验结果与分析
    5.3 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
附录1
作者简历
致谢
学位论文数据集

(5)基于轨迹纠偏的双驱动单元AGV建模仿真及实验研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 课题背景与研究意义
    1.2 国内外技术进展与发展趋势
    1.3 课题研究现状
    1.4 课题研究内容与方法
2 双驱动单元差速调节
    2.1 AGV总体设计要求
    2.2 驱动单元设计方案
    2.3 差速驱动单元运行原理
    2.4 本章小结
3 双驱动单元AGV关键技术
    3.1 电气电子关键技术
    3.2 电气设计
    3.3 云台系统构成与控制
    3.4 云台与AGV通讯联动控制
    3.5 本章小结
4 纠偏策略与建模仿真
    4.1 纠偏策略
    4.2 模糊PID
    4.3 MATLAB仿真分析
    4.4 本章小结
5 双驱动单元AGV纠偏实验与分析
    5.1 实验原理与方法
    5.2 搭建AGV样机
    5.3 实验结果分析
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
参考文献
作者简历
致谢
学位论文数据集

(6)轨道式巡检机器人设计与实验研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 国内外技术进展与发展趋势
    1.3 课题研究现状
    1.4 主要研究内容及安排
2 巡检机器人总体方案研究
    2.1 巡检机器人设计要求
    2.2 巡检机器人总体方案
    2.3 本章小结
3 机器人控制系统设计与开发
    3.1 硬件系统设计
    3.2 电子检测技术
    3.3 软件系统设计
    3.4 本章小结
4 驱动系统建模及仿真分析
    4.1 直流电机数学建模
    4.2 双闭环调速系统设计
    4.3 速度环模糊PID控制器设计
    4.4 本章小结
5 实验平台搭建与测试
    5.1 实验原理与方法
    5.2 实验平台搭建
    5.3 实验测试及结果分析
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
作者简历
致谢
学位论文数据集

(7)小型全电船动力总成系统研发(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
    1.2 全电船国内外研究现状
        1.2.1 全电船国外研究现状
        1.2.2 全电船国内研究现状
    1.3 吊舱式电力推进国内外研究现状
    1.4 课题研究的主要内容
第2章 全电船动力总成系统设计
    2.1 全电船性能要求
    2.2 动力总成系统研发方案
    2.3 供电方案
    2.4 相关技术
        2.4.1 DSP概述
        2.4.2 CAN总线技术
        2.4.3 DC-DC
    2.5 本章小节
第3章 吊舱电力推进系统设计
    3.1 阻力计算
    3.2 推进系统电机选型
    3.3 推进系统伺服装置选型
    3.4 全电船动力源选型
        3.4.1 动力源选型
        3.4.2 电池管理系统
    3.5 吊舱式推进器结构设计
    3.6 本章小节
第4章 基于DSP的控制系统设计
    4.1 控制系统结构设计
        4.1.1 主控制芯片选择
        4.1.2 控制系统软硬件设计
    4.2 基于DSP的控制系统原理
        4.2.1 系统控制原理
        4.2.2 脉冲宽度调制原理
        4.2.3 推进电机控制原理
        4.2.4 数字舵机控制原理
    4.3 控制系统数据采集
        4.3.1 推进器数据采集
        4.3.2 电池组信息采集
        4.3.3 控制指令接收与数据上传
    4.4 本章小节
第5章 样船测试
    5.1 样船搭建
    5.2 实时性测试
    5.3 速度性能测试
    5.4 转向性能测试
    5.5 续航能力测试
    5.6 本章小节
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献

(8)用于直流无刷电机的高性能模拟驱动器研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 直流无刷电机驱动器研究现状及发展趋势
        1.2.1 系统控制芯片研究
        1.2.2 系统控制方法的研究
        1.2.3 系统的转矩脉动抑制研究
    1.3 本文的主要研究内容及章节安排
第二章 直流无刷电机的工作原理及控制技术
    2.1 直流无刷电机基本结构
    2.2 直流无刷电机的工作原理
    2.3 直流无刷电机的数学模型
    2.4 直流无刷电机的控制技术
        2.4.1 六步梯形换相控制
        2.4.2 脉宽调制技术调速控制
        2.4.3 双闭环PI控制
    2.5 转矩脉动分析
        2.5.1 转矩脉动的成因
        2.5.2 转矩脉动的抑制方法
        2.5.3 一种新的ON-PWM-ON调制方式
        2.5.4 改进的PWM调速控制策略
    2.6 本章小结
第三章 驱动器硬件电路设计
    3.1 驱动器系统硬件电路整体构成
    3.2 CPLD主控制器的选择
    3.3 双闭环硬件PI电路
        3.3.1 硬件速度PI电路
        3.3.2 硬件电流PI电路
    3.4 硬件PWM生成电路
    3.5 采样反馈电路
        3.5.1 电流采样电路
        3.5.2 编码器速度处理反馈电路
    3.6 三相驱动及功率电路
    3.7 供电及保护电路
        3.7.1 供电与变压电路
        3.7.2 保护电路
    3.8 本章小结
第四章 驱动器系统软件设计
    4.1 驱动器软件设计概述
        4.1.1 系统编译语言及环境的选择
        4.1.2 系统软件模块整体构成
    4.2 初始化及保护模块
    4.3 反馈信号处理模块
        4.3.1 驱动占空比处理模块
        4.3.2 编码器速度处理模块
    4.4 六步梯形换相模块
        4.4.1 换相模块逻辑程序编写
        4.4.2 换相逻辑仿真测试
    4.5 本章小结
第五章 仿真与实验结果及分析
    5.1 MATLAB/Simulink控制系统仿真
        5.1.1 建立Simulink仿真模型
        5.1.2 Simulink仿真波形分析
    5.2 驱动系统实验结果及分析
        5.2.1 搭建实验平台
        5.2.2 测试结果及分析
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
在读期间公开发表的论文
致谢

(9)基于模糊控制的跑步机永磁同步电机调速系统设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景及意义
    1.2 研究现状及存在问题
    1.3 研究主要内容
    1.4 本文的组织架构
第2章 永磁同步电机调速系统相关技术
    2.1 永磁同步电动机的控制技术现状
        2.1.1 矢量控制
        2.1.2 模糊控制
    2.2 永磁同步电动机坐标转换及动态模型
        2.2.1 永磁同步电机结构
        2.2.2 永磁同步电机的动态模型
        2.2.3 坐标系转换
        2.2.4 永磁同步电机矢量控制调制技术
    2.4 本文研究方案
第3章 跑步机PMSM调速系统运动信息提取和过热保护策略
    3.1 问题描述
        3.1.1 基于PMSM定子电阻温度估算
        3.1.2 PMSM定子电阻估算
    3.2 基于模型参考自适应PMSM在线定子温度估算
        3.2.1 模型参考自适应算法
        3.2.2 自适应律设计
        3.2.3 定子电阻测量仿真
    3.3 基于电机电流的运动信息提取
        3.3.1 电流采样滤波
        3.3.2 行走步数计算
    3.4 跑步机调速系统过热保护策略
    3.5 小结
第4章 永磁同步电机模糊控制算法
    4.1 问题描述
        4.1.1 跑步机调速系统负载特性分析
        4.1.2 人在跑步机上行走特性分析
        4.1.3 模糊控制系统设计
    4.2 永磁同步电机控制中的模糊控制器
        4.2.1 增量式PD模糊控制器设计
        4.2.2 模糊自适应PID控制器设计
    4.3 算法仿真验证
        4.3.1 搭建PMSM模糊控制仿真平台
        4.3.2 永磁同步电机模糊控推理系统
        4.3.3 算法性能验证
    4.4 本章小结
第5章 跑步机永磁同步电机调速系统实现
    5.1 搭建跑步机PMSM调速系统实物仿真平台
        5.1.1 基于DSP的 PMSM矢量调速系统硬件设计
        5.1.2 跑步机PMSM调速系统实物仿真平台
        5.1.3 跑步机PMSM调速系统硬件测试
        5.1.4 步数计算测试
    5.2 控制算法的调速性能验证
        5.2.1 模糊控制快速查表法
        5.2.2 电机启动阶段算法比较
        5.2.3 低速负载突变阶段算法比较
        5.2.4 高速脉冲负载算法比较
        5.2.5 算法比较的结论
    5.3 调速系统综合性能验证
        5.3.1 系统调速性能验证
        5.3.2 系统综合性能评估
        5.3.3 调速系统温度测试
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 研究展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果

(10)无刷直流电机远距离调速控制系统研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 电机远距离调速控制研究现状
    1.3 主要研究内容与论文结构安排
    1.4 本章小结
第二章 无刷直流电机结构原理与模型分析
    2.1 无刷直流电机基本结构
    2.2 无刷直流电机工作原理
    2.3 无刷直流电机数学模型
    2.4 无刷直流电机特性分析
    2.5 无刷直流电机调速方案
    2.6 本章小结
第三章 可控整流波远距离调速原理研究
    3.1 可控整流波远距离调速总体方案
    3.2 可控整流波组成方案举例
        3.2.1 不含方向码和开关码的可控整流波
        3.2.2 包含方向码的可控整流波
        3.2.3 包含开关码和方向码的可控整流波编码
    3.3 本章小结
第四章 可控整流波速度信号发送与接收电路设计
    4.1 可控整流波速度信号发送与接收电路总体方案
    4.2 速度信号发送电路设计
        4.2.1 变压器模块
        4.2.2 控制电源模块
        4.2.3 单片机控制模块
        4.2.4 速度给定模块和过零检测模块
        4.2.5 触发控制模块
        4.2.6 可控整流模块
    4.3 速度信号接收电路设计
        4.3.1 调节电源模块
        4.3.2 主控模块
        4.3.3 数模转换模块
    4.4 软件设计
    4.5 可控整流波通信验证
    4.6 本章小结
第五章 无刷直流电机控制系统设计
    5.1 无刷直流电机控制系统总体方案
    5.2 硬件电路设计
        5.2.1 调节电源模块
        5.2.2 DSP控制模块
        5.2.3 波形取样模块和光电隔离模块
        5.2.4 数模转换模块
        5.2.5 电机驱动模块
        5.2.6 功率驱动和逆变器模块
    5.3 调速控制系统控制器设计与仿真
        5.3.1 PID控制与模糊控制
        5.3.2 模糊PI调速控制器设计
        5.3.3 无刷直流电机传递函数
        5.3.4 双闭环调速控制系统设计
        5.3.5 无刷直流电机控制系统的建立与仿真
        5.3.6 仿真结果分析
    5.4 软件设计
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 工作展望
附图1 可控整流波速度信号发送电路图
附图2 无刷直流电机控制系统电路图
参考文献
攻读学位期间主要研究成果
致谢

四、基于模糊控制的直流无刷电机调速系统(论文参考文献)

  • [1]基于改进型滑模算法的直流无刷电机控制系统研究[D]. 张伟. 重庆理工大学, 2021
  • [2]面向设施农业的履带式智能施药车开发[D]. 徐勇. 扬州大学, 2020
  • [3]基于μC/OS-Ⅲ的AGV控制系统设计及调速系统研究[D]. 柏海龙. 山东科技大学, 2020(06)
  • [4]管道环焊焊缝探伤巡检机器人设计及关键技术研究[D]. 于针针. 山东科技大学, 2020(06)
  • [5]基于轨迹纠偏的双驱动单元AGV建模仿真及实验研究[D]. 吴世杰. 山东科技大学, 2020(06)
  • [6]轨道式巡检机器人设计与实验研究[D]. 尹剑琪. 山东科技大学, 2020(06)
  • [7]小型全电船动力总成系统研发[D]. 李丽. 集美大学, 2020(08)
  • [8]用于直流无刷电机的高性能模拟驱动器研究[D]. 仲伟正. 山东理工大学, 2020(02)
  • [9]基于模糊控制的跑步机永磁同步电机调速系统设计[D]. 陈胜新. 中国科学院大学(中国科学院深圳先进技术研究院), 2019(02)
  • [10]无刷直流电机远距离调速控制系统研究[D]. 徐敬成. 湖南工业大学, 2019(01)

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基于模糊控制的无刷直流电机调速系统
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