王海玉[1]2004年在《微型直流电机控制系统及虚拟仿真平台的设计和实现》文中提出随着以计算机技术和通信技术为主的信息技术的快速发展以及互联网的广泛应用，嵌入式系统是继IT、网络技术之后，又一个新的技术发展方向。设计嵌入式仿真平台，可以大大缩短开发嵌入式软硬件的周期，使得调试操作系统级的代码更加方便。目前国内的嵌入式仿真平台还不多见，所以开展这方面的研究对于提高我国嵌入式系统的研究有重要的意义。文中首先讨论并总结了采用MSP430单片机完成的两个嵌入式微型电机控制系统：舵机和RoboCup小型组控制系统。在其基础之上，提出了设计一个接近真实硬件的嵌入式系统仿真平台的想法。仿真系统的设计目标是使得该系统既可以应用于单机，又可以应用于多机的实时仿真；即既可以只模拟单个功能，又可以对多个分布式处理器完成一个共同的任务进行仿真。文中对构建仿真平台所需的各个部分的功能和层次进行了详细的分析和划分。为嵌入式仿真平台提出了机群－端口－服务的设计思想，并详细介绍了这种设计的结构、特点，以及这叁者之间的关系。虚拟机的设计是本仿真平台的核心内容。本文系统、详细地介绍了基于MIPS处理器的虚拟机设计，其中包括CPU仿真、外围设备和调试模块等。最后在仿真系统上完成了uCOS-II实时操作系统的移植，实现了改进的RoboCup小型组和舵机控制系统的仿真，并给出了仿真结果和结论。
尚长春[2]2005年在《基于虚拟仪器PXI的电机测控系统设计研究》文中研究表明本文在广泛了解目前电机性能测试与调速控制方面的发展现状、深入学习虚拟仪器硬件选择、接口调试和有关神经网络软件编程技术的基础上,应用先进的虚拟仪器技术及硬件构造测控平台,开发了一套以测试功能为主,包含转速控制功能的基于虚拟仪器PXI 系统的电机测控系统。系统的硬件平台选用 PXI 总线技术的虚拟仪器零槽控制器、多功能数采卡、信号调理器和电机控制实验台和设计制作的部分接口及放大电路。本文首先对虚拟仪器的编程环境做了简要介绍,重点介绍了图形化软件开发环境—LabVIEW 语言的优点及强大功能,并对它的各功能模块列举说明,同时对虚拟仪器的硬件构成和创建过程做了阐述。接着,在对目前的主流虚拟仪器平台从性能及规范上做了详细对比后,从而选定了本课题基于 PXI 系统搭建虚拟仪器测控平台,提出了系统构成并给出了软件设计框架和思路,并在此基础上,对电机测控理论和神经网络 PID 控制的现状进行了论述,研究了增量式 PID 控制算法后,确定了基于 BP 网络的神经网络 PID 控制算法对电机转速进行控制,利用 MATLAB Script 节点从 LabVIEW 中调用神经网络控制程序,对系统进行了仿真,同时详细介绍了电机控制系统参数的测试过程。最后,本文设计了测控系统主程序的四个功能模块:包括实时测试模块设计、实时控制模块设计、网络功能模块设计、数据模块设计,并对具体实现方法作了详细论述。经过实验室组建的测控平台测试表明,本文设计的电机测控系统操作简便,发挥了虚拟仪器灵活方便、易于升级的特点,展示了虚拟仪器技术在测控领域广阔的应用前景。
林奕戎[3]2011年在《基于NI虚拟仪器的直流电机控制系统分析与设计》文中研究指明实验教学在高校工科教育中起着相当重要的作用,但是长期以来实验教学模式的僵化和实验设备的落后在很大程度上制约了实验教学质量的提高。随着微型计算机和软件技术的发展,“软件即仪器”的虚拟仪器技术也快速发展,虚拟仪器在智能化、处理能力、性价比、可操作性等方面与传统仪器相比都具有明显的技术优势,将虚拟仪器引入高校的实验教学不但可以提高测试效率和教学的质量,而且为降低实验仪器成本提供了有效的途径和方法。本论文的研究目的正是从改变传统实验教学模式的思路出发,基于NI虚拟仪器,为《自动控制原理》课程开发了直流电机PID控制系统的实验项目,为本系未来的实验教学改革、虚拟实验室建设和虚拟仪器实验教学系统的开发积累有益经验。本论文首先阐述了国内外相关课题的现状和发展趋势,明确开展本课题研究的重要性以及主要的研究任务。然后介绍了开展研究的硬软件条件:NI ELVISⅡ+教学实验室虚拟仪器套件、QNET-DCMCT直流电机训练板和虚拟仪器软件开发环境LabVIEW。NI ELVISⅡ+教学实验平台能够为学生提供一个动手操作的平台来学习从理论、设计、原型到实现这一整套的工业流程,结合第叁方板卡教师可以教授电路、控制、测量与仪器、通信、嵌入式/微控制器和航空动力学、机电传感器、光纤传输理论等等多种不同专业课程。介绍了PID控制技术理论,探讨了直流电机的运动特性、参数测量、开环闭环模型、PID控制器的设计与实现等过程,完成了基于QNET-DCMCT板卡的直流电机速度和位置PID控制系统的LabVIEW设计,分析了调整PID参数对系统控制效果的影响。并且通过在NI ELVISⅡ+原型实验板上搭建硬件电路,开发设计了直流电机转速测量与转速PID控制系统,为把虚拟仪器技术引入到《自动控制原理》课程的实验教学中进行了有益的探索和尝试。最后,对论文的研究工作进行了总结和展望。
陈才勇[4]2016年在《轮毂电机行星牵引减速器设计分析与试验研究》文中研究说明本文以微型电动代步车轮毂电机对减速器的需求为研究背景,结合行星牵引减速器与牵引传动试验的国内外发展研究动态,针对自行设计的轮毂电机对减速器的要求,设计出一款小型高性能行星牵引减速器,并搭建出一套行星牵引减速器性能测试系统,通过实际试验得出了行星牵引减速器的各项性能指标,完成了以下几个方面的研究工作:(1)针对现有电动汽车技术与人口老龄化问题,提出电动代步车及轮毂电机的设计要求并设计出符合其要求的设计方案,进而得到符合轮毂电机要求的行星牵引减速器设计方案,并对牵引传动弹性流体动力润滑进行了分析,在此基础上通过分析牵引油的性质选出试验用牵引油;(2)通过对不同压紧力加载方式的分析,设计出一种适合本文行星牵引减速器的压紧力加载方式,进而设计出行星牵引减速器各部分的具体尺寸,并对所需压紧力进行了分析计算,在此基础上利用有限元分析软件ANSYS Workbench得到外圈的最佳厚度与行星牵引减速器所需的过盈量,进而得到了行星牵引减速器的各试验样机;(3)根据行星牵引减速器性能试验要求,对其性能测试系统试验台架进行了总体功能设计和结构设计,并对主要设备进行了选型及控制原理分析,在此基础上进行了本试验所需应用程序的设计,从而完成了轮毂电机行星牵引减速器性能测试系统的硬件及软件设计;(4)通过试制出七种不同尺寸规格、四种不同牵引油的行星牵引减速器样品,并参考类似减速器相关的试验方法并结合轮毂电机行星牵引减速器所需的使用要求,进行了行星牵引减速器传动效率试验、传动滑差试验、空载及负载跑和试验、超载试验等,得到大量的试验数据,并对试验结果进行了总结分析。试验结果较真实的反映了行星牵引减速器的各项性能,为行星牵引减速器的研究提供了实际试验数据支撑,通过对试验结果的详细分析,验证了所设计的行星牵引减速器各项性能指标均符合使用要求,得到了最适合本文设计的行星牵引减速器的牵引油与压紧力,对行星牵引减速器的进一步发展与应用有一定的参考价值。
黄芳芳[5]2016年在《基于专家模糊PID的电动汽车多模块充电机控制研究》文中研究说明随着全球石油资源的减少和生态环境的恶化,以节能和环保为发展目标的电动汽车产业快速发展。充电机作为电动汽车能量补给的重要设施,是其产业化与推广应用的关键前提条件。由于电动汽车电池种类繁多,模块化充电机是充电机未来发展的必然趋势。针对多模块充电机在充电过程中由于单台电源模块输出特性存在差异引起的并联电流不均以及整机输出误差问题,本文结合充电机实际功能需求和总体设计方案,拟定了基于专家模糊PID的控制策略及算法,并在此设计基础上进行充电机控制系统的硬件实现、软件实现及实验测试。本文主要研究大功率多模块充电机控制系统的设计,即在总体设计的基础上对充电机的硬件和软件的实现进行具体设计。充电机控制系统的硬件实现是建立在AT91SAM9G45主控芯片的基础上,按照功能模块化的研究思路,对主控部分、集成的充电电源模块、通信部分以及外围设备部分进行选型与硬件设计。根据硬件平台的搭建,对专家模糊PID控制、通信控制以及人机交互界面等功能模块的软件实现进行了设计,并且重点对控制策略及算法进行了研究。多模块充电机控制系统的硬件平台的搭建和软件设计均以安全和稳定为目标来完成具体功能实现。本文的主要特色与创新之处在于:为了提高多模块充电机充电过程的精确性和智能化。引入CAN总线等数字通信技术,通过对锂电池的充电特性与充电方法进行研究,采用专家模糊PID控制调节充电机输出误差,与数字并联均流控制相结合使充电过程更为精确和智能。引入分段充电策略能够有效的提高电池充电速度及延长寿命。研究最后,通过仿真测试和样机测试,对测试结果进行对比分析,论证了本文设计的多台电源模块并联组成的多模块充电机控制系统满足功能需求及性能指标,其中设计的控制策略、软硬件合理有效。
王力刚[6]2003年在《直流电机计算机控制综合平台驱动模块及控制软件设计》文中指出机电一体化产品质量和技术水平的高低是当今世界衡量一个国家实力和国际地位的重要标志。机电一体化技术是多种技术的有机结合，是一门实践性很强的学科。机电一体化技术以自动控制技术为主要支撑技术，其产品的执行部件大多为各种类型的电动机，所以对电机的控制是机电一体化技术的一项重要内容。直流电机具有良好的机械特性，易于实现各种控制规律，同时直流传动控制系统的一些理论仍然是交流传动的基础。本文基于直接数字控制技术，提出了一种新型的直流电机控制综合平台，目的在于充分利用现有的实验室计算机资源，以较少的投资和简单的实验设备让使用者了解直流电机控制和自动控制技术中的一些基本概念和基本原理。 平台由直流电机、机械减速装置、驱动模块、I／O接口电路、各种传感器件和安装了控制软件的个人计算机组成，软硬件通过计算机并行口进行通讯，其内核采用计算机控制技术，对用户来说既可以作为模拟控制器，也可以实现数字控制器。本文主要完成了电机驱动模块硬件电路的设计制作和控制软件的设计。硬件电路按功能分为多个模块，每个模块单独进行设计。在设计过程中，使用OrCAD／PSpice对电路进行了仿真并在文中给出了仿真结果，然后利用Protel 99SE制作电路板并通过了调试。软件则采用虚拟仪器技术，在微型计算机上实现信号发生器、多通道示波器和控制器的功能，文中给出了软件的设计思想和设计过程。软件在Windows98操作系统下进行调试，能够正常运行。 本文最后设计了几个典型的实验让使用者掌握平台的使用方法，并利用实验来进行软硬件联合调试。文中给出了实验的结果波形，证明平台基本上实现了所要求的功能。
佚名[7]2010年在《自动化技术、计算机技术》文中认为TP12010031967Flash媒体服务器的优化部署/唐力,槐寅,陈震(清华大学自动化系)//清华大学学报(自然科学版).―2010,50(1).―5～8.越来越多的新型万维网(Web)应用开始提供在线音视频交流功能,而有效的Flash媒体服务器部署方案是提高服务质量的基础。该文给出了媒体服务器优化部署问题的数学模型,并证明即使用户需求和网络性能信息
孙建[8]2010年在《基于外骨骼机器人技术的人体手臂震颤抑制关键技术研究》文中研究指明震颤是人体某个或多个功能区肌肉的有节律性、近似正弦往返摆动的肢体运动,是关节周围肌肉收缩和松弛的动力状态。作为最为普遍的运动障碍之一,震颤常见于人的肢体特别是手臂,影响精细动作、书写和餐饮,严重时可对病人的日常生活、工作、社会交往等带来诸多不便。尽管人类对于震颤发生机理及其药物治疗等方面的研究已经进行几十年,但其研究还处于初期的探索阶段,多数类型的震颤运动的机理和起源至今尚未明确。目前的研究水平下,“对症下药”的药物治疗方法显得“力不从心”,在较短时间内开发出抑制患者震颤的普适性药物较为困难,而震颤带给患者诸如精细动作、书写和餐饮等日常生活的不便问题短期内很难得到解决。因此,本文试图通过新的途径(非药物治疗方面)对震颤及其抑制开展研究,利用机器人技术解决震颤患者的生活不便等问题。本文从震颤运动发生的“表象”——震颤信号出发,综合利用机器人技术,提出一种基于生物力加载技术的震颤补偿与抑制的控制策略；设计一款可以穿套在患者前臂的可穿戴型震颤抑制机器人装置。本文并不是试图研究震颤运动发生的本质,而是以抑制震颤运动为目标,重点研究震颤运动信号检测、震颤信号处理与评估、震颤抑制策略与安全性评估等方面,旨在为提高手臂震颤患者的生活质量提供一种新途径。全文的主要研究工作概括如下：“非药物”抑制人体手臂震颤的理论和方法综述。全面回顾了国内外手臂震颤抑制的研究现状。详细阐述“非药物”抑制人体手臂震颤的基础理论和系统框架；对震颤信号的检测方法、震颤信号的分析与处理方法、震颤信号的工程建模以及震颤信号的生物力加载抑制方法等四个方面做了较为详细的介绍和讨论,为后续章节的论述提供了理论指导和依据。震颤信号的检测、分析与处理方法研究。设计用于采集和处理震颤信号的可穿戴型手臂检测装置,包括固定在肘关节和腕关节的惯性传感器系统、加速度传感器和表面肌肉电信号系统。针对震颤信号的非平稳性特征,提出一种基于希尔伯特-黄变换方法的手臂震颤信号分析与处理方法,获取震颤信号的幅值和频率的时变信息。阐述HHT方法的提出背景、理论以及计算原理,重点研究手臂震颤信号的EMD分解和Hilbert谱的构建过程。研究手臂震颤信号的HHT识别方法和步骤。探讨HHT方法的自身局限性：端点飞翼问题、模态混淆以及实时性问题。针对利用机器人技术抑制人体手臂震颤的性能需求进行分析,设计一款叁自由度全驱动的可穿戴型手臂震颤抑制机器人。通过研究人体手臂的生理学特征,构建实用的叁自由度人体手臂生物力学模型,探讨利用机器人技术进行手臂震颤抑制等方面的可行性。研究该机器人系统的体系结构与模型,详细阐述可穿戴型外骨骼系统和震颤运动检测系统的设计与分析。最后,利用Adams虚拟样机技术分别对该机器人系统进行运动学和动力学建模与仿真。提出两种震颤抑制控制策略：基于阻抗控制的“被动”震颤抑制控制策略和基于震颤补偿的“主动”震颤抑制控制策略。研究人体手臂与可穿戴型外骨骼机器人之间的交互作用问题,并构建基于阻抗特性的人-机交互模型。探讨基于机器人技术的人体手臂震颤抑制的数学模型和机理分析,构建手臂震颤抑制的动力学模型。在此基础上,提出以上两种基于生物力加载技术的震颤抑制控制策略,并详细阐述这两种震颤抑制策略的控制原理和设计过程。最后,就有关于震颤抑制策略的评定问题展开讨论,并把震颤抑制前后的信号能量比作为震颤抑制策略的评估标准。最后,通过实验验证可穿戴型手臂震颤抑制机器人在抑制人体手臂震颤方面的有效性。重点阐述如下实验：基于Hilbert-Huang变换的手臂震颤信号处理,基于肌肉电信号的腕关节跟随运动实验和手臂震颤抑制实验分析与处理。设计可以模拟人体手臂震颤运动的机器人装置,用来模拟频率在0-20Hz的两自由度震颤运动,有效的解决由于安全和技术原因无法多次在真实的震颤患者身上验证震颤策略的问题。详细阐述利用可穿戴型手臂震颤抑制装置对手臂震颤进行抑制的实验程序、人员、过程、条件和方法,并对实际数据进行分析。实验结果表明,该机器人可以抑制频率在0-20Hz的震颤运动。另外,震颤抑制前后的功率谱对比图显示,基于生物力加载技术的震颤抑制策略对于人体手臂震颤的抑制是有一定效果的。
赵国柱[9]2012年在《电动汽车再生制动若干关键问题研究》文中提出再生制动是电动汽车节能的重要途径之一。电动汽车再生制动的工程应用存在诸多关键问题有待解决。本文主要研究如下叁个问题：1.如何提高城市工况下后驱型串联式混合动力电动公交车、纯电动公交车并联再生制动策略的制动稳定性与制动能回收能力；2.如何利用再生制动与行车制动系协同作用控制直流电动机驱动的电动客车恒速下坡；3.如何使无刷直流电机电动汽车在结冰等低附着系数路面上进行纯再生制动时驱动轮具有再生ABS功能。为增强城市工况下后驱型串联式混合动力电动公交车、纯电动公交车现有并联再生制动策略的制动稳定性与制动能回收能力，提出一种技术简单、附加成本小的新型并联再生制动策略。该策略在行车制动系中引入惯性比例阀等制动力调节装置，机电并行制动时，利用惯性比例阀适当缩小机械制动力的制动比例，相应提高了再生制动力的制动份额。同时，该策略结合典型城市工况下公交车的运行实际，以ECE R13制动法规为准则，将机电并行制动的制动强度确定在0.1与0.3之间，以确保车辆机电并行制动时的制动稳定性。为验证新型并联再生制动策略的能量回收效果，对advisor2002电动汽车仿真软件进行二次开发，建立后驱型电动汽车仿真平台，仿真结果表明该策略能显着提高城市工况下制动能回收率。为利用再生制动作为辅助制动控制直流电动机驱动的电动客车恒速下坡，根据电动汽车驱动电机控制方法具有双环控制结构的特征与直流电机PWM控制系统具有变结构的特点，提出采用双滑模面变结构控制方法来控制该车恒速下坡再生制动。分析了铅酸蓄电池长时间充电接受力对驱动电机再生制动力的影响。建立了电动客车下坡动力学模型。设计了该车恒速下坡再生制动双滑模面控制器。仿真结果表明系统具有足够的稳定性和强健的鲁棒性；受蓄电池充电接受力的限制，仅用再生制动，只能在极小的坡道上（如i2%）控制车速，而且动态特性不理想；当坡度较大（如i2%）时，在减速及恒速状态下，均需机电并行制动才能有效控制车速。为使无刷直流电机电动汽车具有再生ABS功能，提出通过调节PWM占空比的方法来实现驱动轮的再生ABS功能。建立了再生ABS的使能条件；推导了驱动轮动力学数学模型；设计出再生ABS双闭环控制模型，并搭建该系统的SIMULINK仿真模型。仿真结果表明，系统具有良好的动态特性与稳定性；与滑移率的PI控制相比，滑移率在变结构控制时，系统具有更强的鲁棒性；与单管PWM调制模式相比，双管调制时，系统的控制品质更好，制动距离更短，能量回收更多。根据单管调制模式下的无刷直流电机再生制动原理，设计并制作该电机驱动的电动汽车再生ABS半物理仿真试验平台。验证了试验台在结冰等低附着系数路面进行再生制动时具有ABS功能的工程可行性。
孔金彪[10]2015年在《超微型电动车制动能量回馈及轮毂电机控制器开发》文中研究表明随着全球能源的紧缺和环境污染的加剧,极大地推动着电动汽车的发展。中国政府提倡高校和企业进一步加大电动汽车的研发力度,由于电池和充电技术的限制,电动汽车并未得到很快的普及,但是在超微型电动汽车很大程度上得以应用,展示了很好的发展空间和市场前景。中国老年人人口数量不断增多,为了方便老年人出行,使得超微型电动汽车成为重要的研究课题。本文针对超微型电动汽车再生制动能量回馈进行研究,从理论和技术的层面展开,分析了超微型电动汽车制动能量回馈原理和控制方法,结合现代技术,对轮毂电机控制器进行设计和开发。使用台架试验测试了轮毂电机制动能量回馈的效果。具体内容细分为以下几个方面:①针对超微型电动汽车车速较低和频繁制动的特点,为叁相无刷直流轮毂电机设计制动方案,分析约束条件,为制动控制系统选取合适的控制策略。②对超微型电动汽车轮毂电机控制器硬件进行了设计开发,其中包括制动能量回馈控制器中的逆变器电路、开关管驱动电路、转子位置检测电路,轮毂电机电流检测电路,电源转换电路、CAN通讯电路、电磁离合器驱动电路等。综合各方面的考虑,如控制器的外形、散热、电磁抗干扰以及霍尔传感器的安装位置等因素,最后设计出轮毂电机制动能量回馈控制器。③对超微型电动汽车制动能量回馈控制系统进行了软件的编辑和开发,主要包括主程序、中断程序、制动换向程序、CAN通讯程序、制动能量回馈电流模糊PID控制程序、保护程序等。④为了完成轮毂电机制动试验,设计了制动能量回馈控制试验系统的方案,使用叁维设计软件Solidworks开发了轮毂电机制动试验台架,介绍台架主要部件的作用,针对固定轮毂电机部分做了详细的分析。本文试验设计了基于虚拟仪器Lab VIEW的试验数据采集系统,实现了数据的实时采集和保存。⑤对轮毂电机控制器的软硬件进行了测试,分析了软硬件中存在的问题。在轮毂电机制动试验中,通过调节PWM占空比的方式来调节制动时电气制动力的大小,进一步完成相应的制动能量回馈试验。对实验数据进行有效的处理,绘制出相应的转速曲线,超级电容端电压曲线,回收的能量曲线。并且对试验的结果进行了分析,得出了相应的结论。
参考文献：
[1]. 微型直流电机控制系统及虚拟仿真平台的设计和实现[D]. 王海玉. 清华大学. 2004
[2]. 基于虚拟仪器PXI的电机测控系统设计研究[D]. 尚长春. 西安科技大学. 2005
[3]. 基于NI虚拟仪器的直流电机控制系统分析与设计[D]. 林奕戎. 汕头大学. 2011
[4]. 轮毂电机行星牵引减速器设计分析与试验研究[D]. 陈才勇. 重庆大学. 2016
[5]. 基于专家模糊PID的电动汽车多模块充电机控制研究[D]. 黄芳芳. 安徽工业大学. 2016
[6]. 直流电机计算机控制综合平台驱动模块及控制软件设计[D]. 王力刚. 西北工业大学. 2003
[7]. 自动化技术、计算机技术[J]. 佚名. 中国无线电电子学文摘. 2010
[8]. 基于外骨骼机器人技术的人体手臂震颤抑制关键技术研究[D]. 孙建. 中国科学技术大学. 2010
[9]. 电动汽车再生制动若干关键问题研究[D]. 赵国柱. 南京航空航天大学. 2012
[10]. 超微型电动车制动能量回馈及轮毂电机控制器开发[D]. 孔金彪. 重庆大学. 2015
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