基于DSP的异步电动机故障检测仪的分析与设计

对异步电动机转子断条与定子绕组匝间短路故障特征进行了机理分析,并在此基础上,设计了基于连续细化傅里叶变换、自适应变换技术的异步电动机故障检测系统;本系统通过检测定子电流中(12s)f1的分量来判断异步电动机是否发生转子断条故障,通过分析定子电流的负序分量来诊断电机是否发生定子绕组匝间短路故障;本系统由电压电流采集模块、信号调理模块、DSP核心模块以及串口通信模块组成;本系统采用TI公司的TMS320C2812微处理器,完成对采集的定子电流做频谱分析、自适应滤波等任务。异步电动机空载和负载仿真实验结果表明,系统的硬件电路和软件算法是安全、可靠、正确的。     

一种小型直流电机控制系统硬件设计方案

设计了直流电机转速闭环控制系统的硬件电路,通过STC12C5A单片机输出PWM信号,驱动L298N功率变换模块,实现对电机电枢电压的控制.设计了系统电源电路,单片机系统显示及键盘接口电路,系统驱动电路,速度检测电路,进行了直流电机的驱动实验.实验结果表明,所设计的直流电机转速闭环硬件系统具有良好的控制性能,有一定工程应用价值.     

冗余式高压直流无刷电机控制系统设计

在冗余式高压直流无刷电机基本结构的基础上,研究了冗余式高压直流无刷电机的控制策略,设计了一套基于DSP的冗余式高压直流无刷电机控制系统;该系统主要分为控制电路、隔离电路、驱动电路、主功率电路、故障检测与保护电路和系统供电电源模块等;系统采用专用电机控制集成芯片TMS320F2812为控制核心,实现了总线控制、电机余度工作模式的切换、正/反转运行、故障检测与保护等功能;系统采用转速闭环控制策略,实验结果表明系统动态响应快,稳速精度高,并在两个余度同时工作时实现了电流的均衡.     

三相异步电动机变频调速控制系统

以盛群公司HT32F1765为控制核心,设计了一款"三相异步电动机变频变频调速控制系统"。利用pwm波控制思想,采用转速反馈,实现了在工频以下恒转矩调速,工频以上恒功率调速的设计目标,负载变化时,稳定转速,并能控制电机的转向,检测和显示电机转速、输入电压、电流、电压频率。     

总线型感应电动机全电式综合测试系统

为提高感应电机测试系统的性能,研究了一种只需检测电机定子电压、电流的全电量式综合测试系统.详细推导了感应电动机的电机功率和转矩表达式,引入模型参考自适应算法用于电机转速的间接观测,进而在无需安装机械式传感器的前提下实现了电机电参数的测量.为增强系统的适应场合,采用Profibus总线进行数据传送,给出了数据通信协议、系统结构组成以及软硬件设计方法.试验表明,该系统有效地降低了成本,减小了体积,提高了灵活性和可靠性.     

基于DSP的交流电机伺服控制器设计

对基于DSP交流异步电机伺服控制系统进行硬件设计,介绍了双闭环伺服电机硬件电路的设计,并主要介绍DSP外围电路的设计及器件选型,包括整流逆变电路、能耗制动电路、电流检测电路、光电编码电路、温度检测电路以及电流保护电路.通过温度和电流检测电路对电机的运行状态进行实时保护;通过光电编码电路可以对增量式光电编码器信号进行信号变换;DSP对光电编码器的信号进行解码,并通过换算关系进行电机转速和位置的计算.本系统在基于电流环、速度环检测的基础上对交流电机进行精确的转速控制.     

基于定子电流小波变换的感应电机速度估计算法的研究

提出一种基于齿槽谐波检测的转速估计算法。首先对感应电机定子电流进行小波变换,得到谱后再利用脊线检测算法提取瞬时频率,然后根据齿槽谐波频率估计转速。将该算法在感应电机无速度传感器直接转矩控制系统中进行了仿真,仿真结果表明,使用小波变换的估计算法不受电机参数的影响,明显提高了电机的转速估计精度,并且在整个转速范围内有效,从而也解决的了在低速范围内,转速估计精度低的问题。     

基于DSP平台高性能控制系统与方法研究

基于DSP平台的高性能控制系统由DSP主控板,电机驱动电路板和电源板三个主要部分组成.文中详细说明了系统结构图,叙述了数字输入数字输出电路的组成,给出了模拟输入电路设计原理以及模拟量输入通道控制电路图.在基于DSP的控制系统设计中考虑了故障处理电路.故障处理电路包括过流保护电路和三相不平衡保护电路.阐述了光电编码器接口电路设计思想和接口电路图.实现了对于给定转速的电机运行状态显示.解决了获取转速信息,通过A／D检测电压电流,实现控制算法等关键问题.     

基于嵌入式单片机的步进电机控制系统设计

该设计是以单片机STC89C52为核心器件的步进电机控制系统。整个系统主要由电机驱动电路,声光报警电路,4位LED显示电路,电源电路及核心单片机部分构成。利用单片机产生步进电机驱动脉冲,经过ULN2003进行电流放大后驱动步进电机。控制电路和驱动电路之间采用TLP521—4光电耦合器进行隔离,以避免瞬时高电压、高电流对单片机控制系统造成损害。可实现对2—4相步进电机的控制,步进角度为1.8°,转速范围为2—170 r/min。该设计采用C语言编程,通过4X4矩阵键盘能实现对步进电机启动、停止功能的选择以及加速、减速、反转功能的选择,使用方便、操作简单。通过原理图设计、软件仿真、制作硬质板电路,硬件调试,证明了本设计的可行性。     

导弹电动伺服机构控制器电路设计

针对导弹电动伺服机构控制系统中无刷直流电机的三闭环控制需求,提出了一种DSP和FPGA组合设计电动伺服机构控制系统硬件设计方案,其中DSP实现复杂控制算法和实时控制程序,FPGA实现时序控制逻辑。同时还扩展了基于BU-61580总线协议芯片的1553B总线接口电路设计,以满足新型弹上总线式控制系统的接口要求。电机功率驱动电路采用智能功率模块（IPM）设计实现,位置、转速、电流信号检测分别采用绝对值编码器、旋转变压器和霍尔电流传感器设计完成。硬件调试结果表明,所设计的硬件电路工作稳定,达到了预期的设计要求。     

基于Lyapunov理论的异步电机定子绕组匝间短路故障检测系统设计

为实现对定子绕组匝间短路故障行为的精准识别，确保异步电机的稳定运行状态，设计了基于Lyapunov理论的异步电机定子绕组匝间短路故障检测系统。在DSP外围电量回路中，设置ARM处理器与步进电机驱动模块，采用模数转换单元结构，调节电量互感装置的实时运行状态，实现对异步电机定子绕组匝间短路故障检测系统硬件设计。根据Lyapunov函数定义条件，确定Nussbaum增益参数取值范围，在此基础上，定义Lyapunov算法模型，再通过计算故障预测特征的方法，求解定子绕组的短路故障电压方程与匝间电感参数，对定子绕组匝间短路故障特征进行分析，实现异步电机定子绕组匝间短路故障检测。实验结果表明，所设计系统可以有效控制定子绕组匝间短路故障电流和电压检测结果与标准检测结果之间的差值水平，能够精准识别定子绕组匝间短路故障行为，保障异步电机的稳定运行状态。     

基于骨架理论的机电特种设备启动故障检测系统设计

针对当前机电特种设备启动故障检测方法缺少故障检测指标提取过程,导致系统准确率低、召回率高的问题,设计基于骨架理论的机电特种设备启动故障检测系统;设计二极管组成整流电流采集电路模块消除开关电弧,通过吸收太阳光直接加热或间接产生能量提供热量,构成太阳能光伏电池板或组件,以L298N为主驱动芯片,避免损坏稳压片,使用5 V外部电源供电,采用大容量滤波电容,设计自由保护二极管的L298N电机驱动模块,利用有载调容变压器监测变压器低压侧的电压、电流,判断当前负载电流,完成系统硬件设计,重新定义离散化获得离散域骨架,基于骨架理论,提取节点散度、骨架节点、骨架曲率特征故障检测指标,由此设计故障检测流程,完成系统软件设计;实验结果表明,该系统的召回率较低,能够有效提高故障检测准确率。     

基于PID算法的直流电机PWM调速控制器设计

为提高对直流伺服电机转速的控制精度,将控制器硬件电路设计成闭环控制系统,通过位置传感器采样获取伺服电机转速并反馈给单片机系统,引入基于PID控制的算法对单片机进行编程控制,设计了一款能通过反馈控制自动修正直流电机转速的调速控制器,文中给出了控制器的硬件电路设计方法和系统软件的编程算法。该控制器具有成本低、控制精度高、调速范围宽、响应速度快等特点,通过简单硬件接口就能将其嵌入到的各种小功率直流电机控制产品中加以应用。     

基于FPGA的剩余电压检测系统的设计

提出了一种高准确度低功耗的剩余电压检测方法。该测量装置通过过零检测电路获取工频同步信号,在工频交流峰值时刻切断待测设备的电源,由高输入阻抗的输入回路对待测设备的剩余电压进行取样;在NiosII的控制下,采用高速采样保持电路和高精度模数转换器实现设备掉电1 s和10 s后剩余电压的在线检测。实验证明该测量装置有较好的稳定性,测量准确度达到0.506%,满足测量要求。     

低成本的程控大功率可调稳压电源设计

为了实现发动机转速均匀需要对其精确供油,设计了一种程控大功率可调稳压电源,给出了具体的软硬件设计方法。稳压电路的开关电源芯片LM2596ADJ反馈输出稳定电压,大功率扩流电路实现了电源的大电流驱动能力,控制器STM32和数字电位计AD5293组成的程控调节电路自主调节稳压电路的输出电压。最后,电路中补充完成了抗负载干扰电路的设计,较为明显地改善了电路的通用性、稳定性和抗干扰性。整个系统具有功耗低、体积小、成本低等特点。     

基于ARM的新型高压脉冲电子围栏系统的设计

设计了一种基于ARM控制的新型高压脉冲探测器系统,重点解决了传统高压脉冲电子围栏系统在电源电压变化时高压脉冲输出不稳定及系统误报警等缺陷。系统硬件由单片机LPC2131、逆变器、功率传输器、远程控制与联网通信及围栏短路、断路,系统故障检测报警等部件组成。系统软件由A/D转换、采样比较、数字反馈、远程控制通信、防拆报警、看门狗等模块组成。由于采用了独特的二次升压电路,PWM反馈控制,硬件复位电路和多种抗干扰措施,经系统样机测试表明在电源电压波动20%的情况下,系统输出脉冲幅度稳定。此外,样机各项指标已通过国家安全防范报警系统的认证。     

基于DSP的异步电机SVPWM调速系统研究与实现

以TMS320F2812型DSP为控制核心,搭建了异步电机电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）控制系统。通过对异步电机控制原理的分析,本文中用Matlab／Simulink平台对异步电机矢量控制系统进行仿真,完成了三相异步电机矢量控制系统硬件和软件设计。最后详细介绍了SVPWM控制系统的调试过程,并完成了异步电机调速系统的研究。     

基于FTC的BBMC调速控制策略及参数优化

针对以Buck-boost矩阵变换器(BBMC)为功率变换器的异步电机调速系统, 提出一种基于有限时间控制(FTC)的变频调速控制方法.首先根据异步电机的给定转速, 经基于PI-IP控制的矢量控制算法获得BBMC的参考输出电压; 再以BBMC中电容电压与电感电流作为系统控制变量, 经有限时间控制算法得到BBMC中对应功率开关的占空比; 再根据该占空比对BBMC中对应功率开关实施控制, 即可在BBMC输出端获得与其参考输出一致的输出电压, 从而实现异步电机实际转速对其给定转速的准确跟踪, 达到对异步电机转速进行准确控制的目的; 同时采用自适应狼群优化算法对BBMC主电路参数及基于有限时间的控制参数进行优化, 取得了满意的效果.最后通过仿真和实验对上述控制方法进行了验证.     

一种基于STM32与CPLD的软启动器设计

针对现有带式输送机、粉碎机软启动设备大多采用8位或16位单片机作为微处理器,存在运行速度较慢,软件编程不灵活等问题,设计了一种基于STM32与CPLD的软启动器。该启动器采用STM32F103C8T63微处理器为智能控制核心,采用CPLD为辅助控制核心,根据电压检测、电流检测及外部输入设备反馈回来的信息产生相应的输出,通过驱动电路对3组反并联的晶闸管触发角进行控制,从而改变电动机的启动电压或者频率,达到控制电动机启动的目的。实验结果表明,该软启动器克服了电动机直接启动时瞬间电流大的缺点,对改善异步电动机的启动特性具有很好的效果。     

异步电动机矢量控制调速系统设计

异步电动机的各种调速方式中,矢量控制的调速方式响应快、稳定性好、传动性能高、调速范围宽。针对异步电动机的调速需要,设计以80C196为控制器的矢量控制调速系统,并详细介绍了系统的硬件设计和软件设计。该系统有效地完成了异步电动机矢量控制调速系统设计,调速性能好、结构简单,具有很好的发展前景。