本文關(guān)鍵詞：閥門電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制與檢測技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 數(shù)字式智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu) 異步電機(jī) 矢量控制 DSP

【摘要】：電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)是驅(qū)動和控制閥門的主要裝置,廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各行業(yè)中。目前,國內(nèi)的電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)存在智能化程度差、控制精度較低、不能滿足遠(yuǎn)程集中控制需要等問題。為此,本文設(shè)計了一種智能型的數(shù)字式閥門電動執(zhí)行機(jī)構(gòu),通過矢量控制和智能控制技術(shù)的應(yīng)用,改進(jìn)了閥門電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制方式、改善了人機(jī)交互體驗。由于矢量控制技術(shù)通過坐標(biāo)變換,將三相異步電機(jī)的磁鏈與轉(zhuǎn)矩分解成兩個可分別獨立控制的直流量,使異步電機(jī)的控制可以像直流電機(jī)一樣,大大地簡化了控制器的設(shè)計,而且可取得類似直流電機(jī)的控制效果,使得智能化程度和控制控制精度得到提高。 本文以數(shù)字式的智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)為對象進(jìn)行研究,完成了以下工作： 第一,本文在給出電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)總體設(shè)計方案的基礎(chǔ)上,詳細(xì)介紹了電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu),對各組成部分的功能進(jìn)行了分析,著重介紹了數(shù)字式智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主控部分和驅(qū)動控制部分。 第二,由于數(shù)字式智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的直接控制對象是三相異步電機(jī),因此本文給出了異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型并對其控制原理進(jìn)行了分析。通過坐標(biāo)變換,給出了異步電動機(jī)在兩相靜止坐標(biāo)系和兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。通過矢量控制技術(shù)的引入,給出了磁場定向的原理以及磁鏈觀測的模型,結(jié)合空間矢量調(diào)制技術(shù),給出了三相異步電機(jī)磁場定向空間矢量控制的基本方程,并在SIMULINK環(huán)境下進(jìn)行了仿真。 第三,在總體設(shè)計方案的基礎(chǔ)上,結(jié)合矢量控制技術(shù),本文對數(shù)字式智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行了硬件、軟件的設(shè)計。硬件部分包括：MSP430主控制電路、DSP控制電路、紅外發(fā)送與接收電路、人機(jī)交互接口電路、遠(yuǎn)程信號控制電路、各部件的檢測電路。軟件部分包括MSP430主控程序以及DSP電機(jī)驅(qū)動控制程序的設(shè)計,以及在線檢測和故障診斷部分的程序設(shè)計。 第四,利用電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)測試系統(tǒng)對本文設(shè)計的數(shù)字式智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行測試實驗,得到實驗數(shù)據(jù)并分析了系統(tǒng)的運(yùn)行特性。實驗結(jié)果與仿真結(jié)果基本一致,表明采用矢量控制技術(shù)可以有效提高電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制精度,改善響應(yīng)特性,提高系統(tǒng)可靠性。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)字式智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu) 異步電機(jī) 矢量控制 DSP
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH134;TP274
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-15
• 1.1 課題研究背景和意義11-12
• 1.2 電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.2.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀13
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容13-15
• 第2章 閥門電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)組成及功能15-18
• 2.1 電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)組成15-16
• 2.2 電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)各單元功能分析16-17
• 2.2.1 人機(jī)接口16
• 2.2.2 處理器16
• 2.2.3 電機(jī)執(zhí)行器16-17
• 2.2.4 檢測模塊17
• 2.3 本章小結(jié)17-18
• 第3章 異步電機(jī)數(shù)學(xué)模型及矢量控制技術(shù)18-34
• 3.1 異步電機(jī)數(shù)學(xué)模型18-23
• 3.1.1 異步電機(jī)在三相ABC坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型18-20
• 3.1.2 坐標(biāo)變換20-22
• 3.1.3 異步電機(jī)在任意兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型22-23
• 3.2 基于磁場定向的異步電機(jī)矢量控制原理23-27
• 3.2.1 磁鏈觀測原理24
• 3.2.2 SVPWM調(diào)制原理24-27
• 3.3 矢量控制系統(tǒng)建模與仿真27-33
• 3.3.1 磁鏈觀測模塊28
• 3.3.2 坐標(biāo)變換模塊28-29
• 3.3.3 PI控制模塊29-30
• 3.3.4 SVPWM調(diào)制模塊30-31
• 3.3.5 仿真結(jié)果與分析31-33
• 3.4 本章小結(jié)33-34
• 第4章 電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)硬件設(shè)計34-40
• 4.1 硬件部分總體介紹34
• 4.2 主控制單元部分34-35
• 4.2.1 主控單片機(jī)最小系統(tǒng)電路34-35
• 4.2.2 人機(jī)交互界面35
• 4.2.3 紅外遙控電路35
• 4.3 驅(qū)動控制單元部分35-38
• 4.3.1 驅(qū)動控制DSP最小系統(tǒng)電路35-37
• 4.3.2 交直交變頻電路37-38
• 4.4 硬件抗干擾設(shè)計38-39
• 4.5 本章小結(jié)39-40
• 第5章 電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)軟件設(shè)計40-46
• 5.1 軟件部分總體介紹40
• 5.2 主程序設(shè)計40-43
• 5.2.1 主控MSP430主程序40-41
• 5.2.2 驅(qū)動控制TMS320F2812主程序41-43
• 5.3 灰色PID控制43-45
• 5.4 軟件抗干擾設(shè)計45
• 5.5 本章小結(jié)45-46
• 第6章 電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的在線檢測和故障診斷部分設(shè)計46-52
• 6.1 在線檢測和故障診斷部分介紹46
• 6.2 電源檢測46-48
• 6.3 電機(jī)檢測48-49
• 6.4 閥門檢測49
• 6.5 故障診斷49-50
• 6.5.1 故障診斷專家系統(tǒng)49-50
• 6.5.2 推理機(jī)診斷規(guī)則50
• 6.6 本章小結(jié)50-52
• 第7章 閥門電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)測試實驗及結(jié)果52-60
• 7.1 測控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理52-55
• 7.2 測控系統(tǒng)測試功能定義55-56
• 7.3 測試程序56-58
• 7.4 測試結(jié)果58-59
• 7.5 本章小結(jié)59-60
• 第8章 總結(jié)及展望60-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其他成果64-65
• 致謝65-66
• 作者簡介66

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：845208