時(shí)間：2023-04-25 14:47:43
導(dǎo)語(yǔ)：在單元電路論文的撰寫(xiě)旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
【關(guān)鍵詞】ARM9 點(diǎn)陣顯示屏 SD卡
LED顯示屏是近幾年全球迅速發(fā)展起來(lái)的新型信息顯示媒體，它利用發(fā)光二極管構(gòu)成的點(diǎn)陣模塊或像素組成大面積顯示屏幕，以可靠性高、使用壽命長(zhǎng)、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、價(jià)格性能比高、使用成本低等特點(diǎn)，在短短的十來(lái)年中，迅速成長(zhǎng)為平板顯示的主流產(chǎn)品，在信息顯示領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用 本論文以ARM9高性能單片機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)電子點(diǎn)陣顯示屏的硬件系統(tǒng)。
一、電子點(diǎn)陣顯示屏的硬件系統(tǒng)框圖如圖1所示
圖1 電子點(diǎn)陣顯示屏硬件系統(tǒng)框圖
二、采用16個(gè)LED8*8顯示屏，構(gòu)成16行*64列點(diǎn)陣顯示
點(diǎn)陣顯示屏由16個(gè)8×8點(diǎn)陣LED顯示模塊。16片8×8點(diǎn)陣LED顯示模塊利用總線形組成一個(gè)16×64的LED點(diǎn)陣，用于同時(shí)顯示4個(gè)16×16點(diǎn)陣漢字或8個(gè)16×8點(diǎn)陣的字母p字符或數(shù)字。單元顯示屏可以接收來(lái)自控制器（主控制電路板）或上一級(jí)顯示單元模塊傳輸下來(lái)的數(shù)據(jù)信息和命令信息，并可將這些數(shù)據(jù)信息和命令信息不經(jīng)任何變化地再傳送到下一級(jí)顯示模塊單元中，因此顯示板可擴(kuò)展至更多的顯示單元，用于顯示更多的顯示內(nèi)容。
三、顯示驅(qū)動(dòng)電路
采用74HC138三-八譯碼器和74HC164移位寄存器。將從ARM里出來(lái)的列信號(hào)通過(guò)8個(gè)164級(jí)聯(lián)而成的64位的信號(hào)輸出端連接到16*64的點(diǎn)陣LED的輸入端，作為點(diǎn)陣的行驅(qū)動(dòng)信號(hào)。通過(guò)164移位這64位的信號(hào)，來(lái)控制顯示內(nèi)容的變化。再?gòu)腁RM輸出三個(gè)信號(hào)分別輸入到2個(gè)級(jí)聯(lián)的74HC138譯碼器，然后輸出16位行信號(hào)，經(jīng)過(guò)16個(gè)1K的電阻，再輸入到16個(gè)PNP（8550）三極管的B極來(lái)進(jìn)行對(duì)行信號(hào)的放大，其中所有的三極管的E極相連接+5V的電源，所有的C極接16個(gè)470歐姆的電阻，得到的信號(hào)作為點(diǎn)陣LED 的行輸入信號(hào)。通過(guò)對(duì)138的三個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行控制，改變行信號(hào)。由138和164的信號(hào)，控制二極管的亮、滅來(lái)顯示出所要求的字符、漢字。
行驅(qū)動(dòng)電路：每個(gè)LED管亮需要7mA的電流，那么64個(gè)同時(shí)亮就需要448mA的電流，所以我們要對(duì)列進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，我們采用晶體管8550對(duì)列信號(hào)進(jìn)行放大。驅(qū)動(dòng)電路如圖2所示：
圖2 點(diǎn)陣顯示屏驅(qū)動(dòng)電路
列驅(qū)動(dòng)電路：此電路是由集成電路74HC164構(gòu)成的，它具有一個(gè)8位串入并出的移位寄存器，可以實(shí)現(xiàn)在顯示本行各列數(shù)據(jù)的同時(shí)，傳送下一行的列數(shù)據(jù)。如圖3所示：
圖3 列驅(qū)動(dòng)電路
四、總結(jié)
本論文完成了LED點(diǎn)陣電子顯示屏的主要電路的設(shè)計(jì)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中使用SD卡的擴(kuò)展，是存儲(chǔ)容量大大的增大，實(shí)現(xiàn)了海量存儲(chǔ)，并具有掉電保護(hù)功能。通過(guò)和PC機(jī)的通訊，使顯示的信息能實(shí)時(shí)的更新。也實(shí)現(xiàn)了顯示屏的多字體顯示。整個(gè)系統(tǒng)簡(jiǎn)潔，可靠性高，性能穩(wěn)定。
參考文獻(xiàn)：
[1]胡漢才.單片機(jī)原理及其接口技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，1995.
關(guān)鍵詞：無(wú)刷直流電機(jī);DSP;TMS320LF2407A
一、引言
無(wú)刷直流電機(jī)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便。它又有傳統(tǒng)直流電機(jī)控制簡(jiǎn)單、調(diào)速性能好、功率密度高、輸出轉(zhuǎn)矩大等特點(diǎn)。因此，無(wú)刷直流電機(jī)在工業(yè)機(jī)器人控制、數(shù)控設(shè)備、紡織、化工等工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。所以，對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)及其控制方法進(jìn)行系統(tǒng)、深入的研究有十分重要的意義。
二、無(wú)刷直流電機(jī)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
1.硬件系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的硬件部分主要由主電路、控制電路和輔助電路等構(gòu)成，其主電路部分包括整流、濾波、逆變電路等。逆變電路是由功率開(kāi)關(guān)管構(gòu)成的三相橋式結(jié)構(gòu)。逆變電路對(duì)整流、濾波后的直流電壓進(jìn)行斬波，形成電壓、頻率可調(diào)的三相交流電，供給無(wú)刷直流電機(jī)，這樣無(wú)刷直流電機(jī)就開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)?？刂齐娐芬悦绹?guó)TI公司的TMS320F2407A芯片為核心，構(gòu)成全數(shù)字化控制系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)的控制與保護(hù)等負(fù)責(zé)，系統(tǒng)的控制參數(shù)和故障信息等保存在TMS320F2407A的存儲(chǔ)器中。輔助電路由電源電路、驅(qū)動(dòng)電路、檢測(cè)與保護(hù)電路等組成。無(wú)刷直流無(wú)刷電機(jī)控制系統(tǒng)主要由如下部分組成：（1）逆變主電路;（2）TMS320F2407A控制單元;（3）驅(qū)動(dòng)電路;（4）檢測(cè)電路;（5）保護(hù)電路 。
2.TMS320F2407A控制單元
（1）控制器的選擇。控制器是無(wú)刷直流電機(jī)控制器的核心，選用控制器需要考慮的是控制器要可靠，易于維護(hù)，可移植性強(qiáng)，效率高。有以下幾種：1）專(zhuān)用芯片;2）單片機(jī);3）數(shù)字信號(hào)處理器，其中數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）采用了不同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的通用微處理器大多采用的是馮?諾依曼結(jié)構(gòu)（Von Neumann Architecture），它片內(nèi)的程序空間與數(shù)據(jù)空間共用一個(gè)公共的存儲(chǔ)空間。為了提高速度，現(xiàn)代DSP芯片內(nèi)部一般采用的是哈佛結(jié)構(gòu)（Harvard Architecture）或改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)。而哈佛結(jié)構(gòu)最大特點(diǎn)是計(jì)算機(jī)具有獨(dú)立的數(shù)據(jù)和程序存儲(chǔ)空間。這樣允許CPU可以同時(shí)執(zhí)行取指令和取數(shù)據(jù)，提高了數(shù)據(jù)吞吐率，進(jìn)而提升了系統(tǒng)的運(yùn)算速度。流水線技術(shù)也可以幫助系統(tǒng)提高效率。硬件乘法器可以使得DSP在單周期內(nèi)就可以完成取操作數(shù)，相乘并把結(jié)果放在累加器中。除此之外，特殊的DSP指令也會(huì)大大提高系統(tǒng)的性能，DSP有著非常豐富的片內(nèi)外設(shè)。利用DSP來(lái)進(jìn)行電機(jī)控制，可以減小系統(tǒng)的成本，另外，DSP還有如下的優(yōu)勢(shì)：1）速度快; 2）存儲(chǔ)容量大;3）軟件編程靈活;由此可見(jiàn)，數(shù)字信號(hào)處理器比較適合作為電機(jī)控制的中央控制單元。基于以上分析，本設(shè)計(jì)中采用TI公司用于電機(jī)控制的2000系列CPU，其型號(hào)為T(mén)MS320F2407A。
（2）控制板設(shè)計(jì)。由前面分析可知，系統(tǒng)采用的控制器是TI公司的TMS320F2407A DSP芯片。下面介紹DSP及其最小系統(tǒng)的接口電路。DSP控制板主要由DSP芯片、外擴(kuò)存儲(chǔ)器、JTAG仿真調(diào)試接口和CPLD譯碼電路組成。下面介紹下外擴(kuò)存儲(chǔ)器電路，JTAG仿真調(diào)試接口和CPLD譯碼電路組成。TMS320F2407A內(nèi)部存儲(chǔ)容量有限，同時(shí)考慮到調(diào)試過(guò)程中可以將程序下載到片外高速SRAM中，系統(tǒng)進(jìn)行了外部RAM的擴(kuò)展，系統(tǒng)選用兩片IS61LV6416，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。在DSP存儲(chǔ)器的擴(kuò)展中，需要注意的是存儲(chǔ)芯片的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)速度，因?yàn)镈SP的指令周期都很短，對(duì)于速度很慢的存儲(chǔ)器需要插入很多等待周期，以免DSP對(duì)它的讀寫(xiě)發(fā)生錯(cuò)誤。
3.驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)。由前面的逆變主電路可知，整個(gè)系統(tǒng)的核心就是DSP產(chǎn)生6路PWM波，并且控制每個(gè)PWM的脈沖寬度和導(dǎo)通時(shí)間，PWM信號(hào)經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)電路來(lái)控制MOSFET，MOSFET是IR公司的IRF3205，這是一款電壓型控制器件，其開(kāi)通電壓為12-15V，但DSP輸出的電壓高電平為3.3V，不能滿足驅(qū)動(dòng)IRF3205的要求。則需要設(shè)計(jì)一個(gè)電平轉(zhuǎn)換電路來(lái)把DSP的3.3V信號(hào)，轉(zhuǎn)化為15V信號(hào)，此時(shí)就考慮到用一個(gè)光電器件。由于PWM頻率為10K，則就需要選擇一個(gè)高速的光耦，一般高速光耦有HCPL4504、PC817和東芝系列的TLP250。我們選擇了日本東芝公司的TLP250，光耦TLP250是一種可直接驅(qū)動(dòng)小功率MOSFET和IGBT的功率型光耦，由日本東芝公司生產(chǎn)，其最大驅(qū)動(dòng)能力達(dá)1.5A。選用TLP250光耦既保證了功率驅(qū)動(dòng)電路與PWM脈寬調(diào)制電路的可靠隔離，又具備了直接驅(qū)動(dòng)MOSFET的能力，使驅(qū)動(dòng)電路特別簡(jiǎn)單。
圖1 下橋臂的MOSFET驅(qū)動(dòng)電路
三相逆變主電路中有六個(gè)MOSFET需要控制，可以分為三對(duì)開(kāi)關(guān)管。V1與V2為一對(duì)管。V1與V2兩個(gè)不能同時(shí)導(dǎo)通，否則會(huì)出現(xiàn)電源與地直通情況。六個(gè)MOSFET都需要控制。其中下橋臂的三個(gè)MOSFET可以共地。采用典型的TLP250應(yīng)用電路來(lái)實(shí)現(xiàn)MOSFET的驅(qū)動(dòng)。電路圖如圖1所示：
4.保護(hù)電路設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的保護(hù)電路分為欠壓、過(guò)流保護(hù)。欠壓保護(hù)就是檢測(cè)輸入端直流電壓 ，要是系統(tǒng)發(fā)生短路，當(dāng)采樣電壓低于設(shè)定的門(mén)限值時(shí)，DSP將PWM輸出引腳置為高阻態(tài)，封鎖PWM的信號(hào)的輸出，達(dá)到保護(hù)電路電機(jī)本體和功率管的目的。
過(guò)流保護(hù)電路是為了防止電機(jī)在過(guò)載、起動(dòng)和運(yùn)行異常時(shí)由于電流過(guò)大而對(duì)功率開(kāi)關(guān)管和電機(jī)本體產(chǎn)生損害而設(shè)計(jì)的。特別是當(dāng)電機(jī)堵轉(zhuǎn)的時(shí)候，此時(shí)電流非常大，DSP一定得做出相應(yīng)的動(dòng)作來(lái)保護(hù)整個(gè)系統(tǒng)。
三、結(jié)語(yǔ)
無(wú)刷直流電機(jī)憑其自身的特點(diǎn)使其得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，特別是在電機(jī)驅(qū)動(dòng)、機(jī)器人等領(lǐng)域。無(wú)刷直流電機(jī)采用電子換向，與傳統(tǒng)的直流電機(jī)相比，它提高了系統(tǒng)的可靠性和維護(hù)性，同時(shí)又保持了直流電機(jī)的良好的調(diào)速控制性能。并且隨著電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)以及DSP技術(shù)的飛速發(fā)展，使得無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)有了很高質(zhì)量的硬件平臺(tái)。本文介紹了無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)。首先介紹了整個(gè)系統(tǒng)硬件構(gòu)架。然后詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的主電路，控制電路，功率驅(qū)動(dòng)電路、檢測(cè)與保護(hù)電路。對(duì)電路的方案選擇以及參數(shù)計(jì)算做了詳細(xì)的闡述，對(duì)DSP控制單元及并且設(shè)計(jì)了控制板的電路，該設(shè)計(jì)結(jié)合算法能夠使無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)獲得更快的響應(yīng)速度，更高的穩(wěn)態(tài)精度，更好的抗干擾性能。
參考文獻(xiàn)：
[1]殷云華. 基于DSP的無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真研究：[碩士論文].中北大學(xué)，2007.
邏輯運(yùn)算繼電器觸點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)電路：
關(guān)鍵詞：電氣論文,邏輯設(shè)計(jì)法,真值表 1 邏輯關(guān)系
（3）真值表
用邏輯變量的真正取值反映邏輯關(guān)系的表格成為真值表。
用繼電器接點(diǎn)實(shí)現(xiàn)邏輯代數(shù)的基本事項(xiàng)。
①邏輯1和繼電器的常開(kāi)觸頭閉合相對(duì)應(yīng)。
②邏輯0和繼電器的常開(kāi)觸頭斷開(kāi)相對(duì)應(yīng)。
③邏輯“非”的實(shí)現(xiàn)可以使用常閉接點(diǎn)。
（4）由三種基本運(yùn)算得出的邏輯代數(shù)公理（基本運(yùn)算規(guī)則）
0+0=0 0·0=0 0+1=1 0·1=0
1+0=1 1·0=0 1+1=1 1·1=1
2 應(yīng)用實(shí)例
（1）要求：按下SB1，指示燈HL1點(diǎn)亮；按下SB2，指示燈HL1和HL2點(diǎn)亮；按下SB1和SB2后指示燈HL2點(diǎn)亮。
（2）使用器件：按鈕開(kāi)關(guān)2個(gè)，電磁式中間繼電器2個(gè)，指示燈2個(gè)。
（3）設(shè)計(jì)步驟
①列出控制元件與執(zhí)行元件的動(dòng)作狀態(tài)真值表（表4）
②寫(xiě)出邏輯表達(dá)式（與或表達(dá)式）
③化簡(jiǎn)（使用公式法、卡諾圖法或電路圖法）
（a）公式法：
（b）卡諾圖法，如圖1所示：HL2=KA2
（c）電路圖法：（按下面順序進(jìn)行化簡(jiǎn)，如圖2所示）
④畫(huà)電路圖，如圖3所示。
⑤實(shí)現(xiàn)電路，驗(yàn)證電路的正確性。
1.題目：邏輯選擇無(wú)環(huán)流直流調(diào)試系統(tǒng)
2.直流電動(dòng)機(jī)的額定參數(shù):
型號(hào)Z2—41
它勵(lì)
Pnom=3KW Unom=220V Inom=17.2A nnom=1500rpm Uφnom=220V
Iφnom=0.573A
3.其它的已知參數(shù):
① 折合到電動(dòng)機(jī)軸上的總飛輪慣量GD2=5.6Nm2
② 變流器的內(nèi)阻 Rrec=1.35Ω
③ 電樞電阻 Ra=1.4Ω
④ 平波電抗器電阻 Rpl=0.5Ω
⑤ 電樞回路總電感 L=40mH
⑥ Ce=(Unom–InomRa)/nnom Vmin/r
⑦ 過(guò)載倍數(shù) λ=1.5
⑧ 各調(diào)節(jié)器限幅值及給定值 Unm*=±10V
Uim*=±10V
電流調(diào)節(jié)器的限幅值為±8V
速度反饋濾波Tom=10ms
電流反饋濾波Toi=2ms
4.系統(tǒng)的技術(shù)性能指標(biāo)要求:
穩(wěn)態(tài)指標(biāo)：穩(wěn)態(tài)無(wú)靜差
動(dòng)態(tài)指標(biāo)：δi≤5% δn≤10%
前
言
隨著電力傳動(dòng)裝置在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，以及對(duì)其生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品質(zhì)量的要求不斷提高，需要越來(lái)越多的生產(chǎn)機(jī)械能夠?qū)崿F(xiàn)制動(dòng)調(diào)速，因此我們就要對(duì)這樣的自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)作一些深入的了解和研究。
本設(shè)計(jì)的課題是邏輯選觸無(wú)環(huán)流直流調(diào)速系統(tǒng)。該系統(tǒng)屬于模擬系統(tǒng)，雖然不是很先進(jìn)，但仍然在工礦企業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，本設(shè)計(jì)有較高的集成度，大量采用了LM和CMOS、HTL集成器件，使模擬數(shù)字集成電子電路的各種型號(hào)的運(yùn)放. 邏輯單元，時(shí)序單元，觸發(fā)器，光電器件紛呈在電路版上，同時(shí)也大量的使用分立元件等特點(diǎn)。
本文將先分析主回路及計(jì)算，論述其工作原理，接著講解各個(gè)控制單元，本系統(tǒng)的控制線路采用速度、電流、雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。此外，為了控制給定信號(hào)的加速度，系統(tǒng)中又加入了一個(gè)給定積分器，兩個(gè)環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)器均采用PI調(diào)節(jié)器
在本論文的最后，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)校正和工作過(guò)程各階段進(jìn)行較詳細(xì)的圖文討論。本系統(tǒng)采用的是串聯(lián)校正。
本設(shè)計(jì)采用邏輯選觸無(wú)環(huán)流調(diào)速系統(tǒng)，投資少，調(diào)整方便，較符合實(shí)際需要，并且使用起來(lái)也比較的安全和方便，出故障時(shí)能及時(shí)察覺(jué)和排除。
由于作者水平有限，時(shí)間倉(cāng)促，望指導(dǎo)老師，專(zhuān)家同仁多加批評(píng)指正。
作者
目
錄
第一章 系統(tǒng)主回路設(shè)計(jì) 5
§1-1系統(tǒng)主回路的論述、比較及選擇 5
一.三相半波與三相橋式的比較 6
二.電樞反接可逆線路與勵(lì)磁反接可逆線路的比較 6
§1-2 主回路的工作原理 7
一．關(guān)于三相橋式反并聯(lián) 7
二．主回路的工作原理 7
§1-3 主回路各元件的參數(shù)的選擇及計(jì)算 8
一、整流變壓器額定參數(shù)的計(jì)算與選擇 8
二、晶閘管和整流管的選擇及計(jì)算 9
三、平波電抗器的電感量的選擇及計(jì)算 10
四、閘管的保護(hù)裝置及其計(jì)算 11
第二章 系統(tǒng)控制單元論述 17
§2-1可逆調(diào)速系統(tǒng)的方案 17
§2-2邏輯無(wú)環(huán)流可逆系統(tǒng) 17
§2-3 控制單元的論述 20
第三章 操作回路工作原理 35
第四章 系統(tǒng)的工作過(guò)程分析 37
§4-1 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成 37
§4-2調(diào)速系統(tǒng)的工作原理及靜態(tài)特性 38
一、系統(tǒng)的組成過(guò)程中應(yīng)注意的兩個(gè)問(wèn)題 38
二、系統(tǒng)的靜態(tài)特性 40
§4-3 調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性 40
一、雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)突加給定時(shí)的動(dòng)態(tài)響應(yīng) 40
二．雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的抗擾性能 44
第五章 系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)校正 46
§5-1 二階及三階最佳校正 46
一、二階最佳校正 46
二、三階最佳校正 47
§5-2 電流環(huán)的設(shè)計(jì) 47
§5-3 轉(zhuǎn)速環(huán)的設(shè)計(jì) 49
附件一 環(huán)流直流調(diào)速實(shí)驗(yàn)裝置元器件材料明細(xì)表 51
主回路，勵(lì)磁回路及操作電路部分 51
脈沖功放部分 53
調(diào)節(jié)大板部分 54
附件二 參考文獻(xiàn) 59
附件三 圖紙 60
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該濾波器幅頻特性自動(dòng)測(cè)試儀的功能是能夠輸出可調(diào)頻率的正弦波給被測(cè)濾波器,并測(cè)量經(jīng)過(guò)濾波電路后的正弦波信號(hào)的變化,從而得出被測(cè)電路的幅頻特性。下面是幅頻特性檢測(cè)的大致步驟即本文安排:第一章是前言,介紹了課題的研究背景,國(guó)內(nèi)外對(duì)幅頻特性測(cè)試系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀,以及論文的選題背景及意義。第二章主要是系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)部分,首先對(duì)濾波器的設(shè)計(jì)原則與方法進(jìn)行了介紹,然后設(shè)計(jì)了一個(gè)六階帶通濾波器,對(duì)電路原理進(jìn)行了設(shè)計(jì)仿真,最后提出了系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理、設(shè)計(jì)指標(biāo)與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。第三章主要介紹了硬件電路部分的設(shè)計(jì)輸入與設(shè)計(jì)輸出。采用直接數(shù)字式頻率合成的方法產(chǎn)生正弦波。選取LM324作為幅度控制電路,矩陣式鍵盤(pán)用來(lái)完成功能選擇、參數(shù)輸入。第四章主要是信號(hào)處理部分,單片機(jī)與上位機(jī)之間進(jìn)行串口通信,方便進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、仿真,最后進(jìn)行繪圖。第五章主要介紹圖形用戶界面GUI,系統(tǒng)測(cè)試方法與不同測(cè)試方法對(duì)比,章末進(jìn)行了誤差分析。第六章對(duì)整篇文章進(jìn)行總結(jié),最后提出改進(jìn)措施。
3濾波器幅頻特性自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)……………………17
3.1正弦掃頻信號(hào)發(fā)生模塊………………17
3.1.1正弦掃頻信號(hào)方案選擇………………17
3.1.2 DDS基本原理………………18
3.1.3 DDS芯片介紹………………19
3.1.4 AD9833芯片波形產(chǎn)生原理 ………………20
3.1.5 DDS硬件設(shè)計(jì)………………20
3.2數(shù)據(jù)處理及控制電路………………22
3.3幅度控制模塊………………23
3.3.1芯片簡(jiǎn)介………………24
3.3.2幅度控制電路………………24
3.4鍵盤(pán)及顯示模塊………………25
4濾波器幅頻特性自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)……………… 31
4.1軟件幵發(fā)環(huán)境………………31
4.2軟件設(shè)計(jì)方法………………32
4.3系統(tǒng)流程圖………………37
5濾波器幅頻特性自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試方法……………… 39
5.1 GUI圖形用戶界面………………39
5.2系統(tǒng)測(cè)試………………40
關(guān)鍵詞：傳感器，發(fā)展，新趨勢(shì)
作為模擬人體感官的“電五官”（傳感器）是獵取所研究對(duì)象信息的“窗口”，它為系統(tǒng)提供賴(lài)以進(jìn)行處理和決策所必須的對(duì)象信息，它是高度自動(dòng)化系統(tǒng)乃至現(xiàn)代尖端技術(shù)必不可少的關(guān)鍵組成部分。未來(lái)的社會(huì)，將是充滿傳感器的世界。有人認(rèn)為支配了傳感器技術(shù)，就能把握住新時(shí)代。因此，傳感器技術(shù)是21世紀(jì)人們?cè)诟咝录夹g(shù)發(fā)展方面爭(zhēng)奪的一個(gè)制高點(diǎn)，各發(fā)達(dá)國(guó)家都將傳感器技術(shù)視為現(xiàn)代高新技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。從20世紀(jì)80年代起，日本就將傳感器技術(shù)列為優(yōu)先發(fā)展的高新技術(shù)之首，美國(guó)等西方國(guó)家也將此技術(shù)列為國(guó)家科技和國(guó)防技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)內(nèi)容，我國(guó)從20世紀(jì)80年代以來(lái)也已將傳感器技術(shù)列入國(guó)家高新技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)。21世紀(jì)是人類(lèi)全面進(jìn)入信息化的時(shí)代，作為現(xiàn)代信息技術(shù)的三大支柱之一的傳感器技術(shù)必將有長(zhǎng)足的發(fā)展。
“電五官”落后于“電腦”的現(xiàn)狀，已成為新型計(jì)算機(jī)的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的一大障礙，傳感器的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足計(jì)算機(jī)應(yīng)用和開(kāi)發(fā)的需要；許多有競(jìng)爭(zhēng)力的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和卓有成效的技術(shù)改造，都離不開(kāi)傳感器。如：工廠自動(dòng)化中的柔性制造系統(tǒng)（FMS）、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）、幾十萬(wàn)千瓦的大型發(fā)電機(jī)組、連續(xù)生產(chǎn)的軋鋼生產(chǎn)線、無(wú)人駕駛的自動(dòng)化汽車(chē)、多功能裝備指揮系統(tǒng)、直至宇宙飛船或各種探測(cè)器等等，其開(kāi)發(fā)與傳感器密不可分；傳感器的應(yīng)用提高了機(jī)器設(shè)備的自動(dòng)化程度，提高了產(chǎn)量和質(zhì)量，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。同時(shí)，推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，促進(jìn)了生產(chǎn)力的發(fā)展，產(chǎn)生了巨大的社會(huì)效應(yīng)；傳感器普及于社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域，從茫茫太空到浩瀚海洋、從各種復(fù)雜的工程系統(tǒng)到日常生活的衣食住行，將造成良好的銷(xiāo)售前景。這些都是傳感器技術(shù)發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，特別是大規(guī)模集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展和電腦的普及，傳感器在新的技術(shù)革命中的地位和作用將更為突出，一股競(jìng)相開(kāi)發(fā)和應(yīng)用傳感器的熱潮已在世界范圍內(nèi)掀起。
目前的傳感器，無(wú)論在數(shù)量上、質(zhì)量上和功能上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不適應(yīng)社會(huì)多方面發(fā)展的需要。當(dāng)前，人們?cè)诔浞掷孟冗M(jìn)的電子技術(shù)條件，研究和采用合適的外部電路以及最大限度地提高現(xiàn)有傳感器的性能價(jià)格比的同時(shí)，正在尋求傳感器技術(shù)發(fā)展的新途徑。特別是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試（CAT）、數(shù)字信號(hào)處理（DSP）、專(zhuān)用集成電路（ASIC）及表面貼裝技術(shù)（SMT）等技術(shù)的發(fā)展，極大地加速了傳感器技術(shù)的發(fā)展。下面探討傳感器發(fā)展的新趨勢(shì)：
1．開(kāi)發(fā)新型傳感器
鑒于傳感器的工作機(jī)理是基于物理學(xué)、化學(xué)等各種效應(yīng)和定律，由此啟發(fā)人們進(jìn)一步探索具有新效應(yīng)的敏感材料，并以此研制出具有新原理的新型物性型傳感器，這是發(fā)展高性能、多功能、低成本和小型化傳感器的重要途徑。目前發(fā)展最迅速的新材料是半導(dǎo)體、陶瓷、光導(dǎo)纖維、磁性材料以及所謂的“智能材料”（如形狀記憶合金，具有自增殖功能的生物體材料等）。如日本夏普公司利用超導(dǎo)技術(shù)研制成功高溫超導(dǎo)磁傳感器，是傳感器技術(shù)的重大突破。其靈敏度比霍爾器件高，僅次于超導(dǎo)量子干涉器件，而其制造工藝遠(yuǎn)比超導(dǎo)量子干涉器件簡(jiǎn)單。它可用于磁成像技術(shù)，具有廣泛推廣價(jià)值。此外，當(dāng)前控制材料性能的技術(shù)已取得長(zhǎng)足的進(jìn)步，不久的將來(lái)人們將可按照傳感要求來(lái)合成所需的材料。其中，利用量子力學(xué)諸效應(yīng)研制的高靈敏閾傳感器，用來(lái)檢測(cè)極微信號(hào)，是傳感器發(fā)展的新方向之一。
2．結(jié)構(gòu)型傳感器的發(fā)展
結(jié)構(gòu)型傳感器主要向高穩(wěn)定性、高可靠性和高精度方向發(fā)展。論文參考。目前，結(jié)構(gòu)型傳感器在國(guó)防和工業(yè)控制等領(lǐng)域還大量使用，但其在原理、材料和結(jié)構(gòu)形式等方面都不斷發(fā)生變化，并且向有源化方向發(fā)展，即將敏感元件和電路組裝在一起,減小裝置體積,提高信噪比和精度。結(jié)構(gòu)型傳感器由于采用新結(jié)構(gòu)、新材料和新工藝，可大幅提高傳感器的性能。如采用微細(xì)加工技術(shù)（半導(dǎo)體技術(shù)中氧化、光刻、擴(kuò)散、沉積、平面電子工藝、各向異性腐蝕以及蒸鍍、濺射薄膜等加工工藝），可制造出各式各樣的新型傳感器。
3．傳感器的集成化和多功能化
傳感器的集成化分為傳感器本身的集成化和傳感器與后續(xù)電路的集成化。前者是在同一芯片上，或?qū)⒈姸嗤活?lèi)型的單個(gè)傳感器件集成為一維線型、二維陣列（面）型傳感器，使傳感器的檢測(cè)參數(shù)由點(diǎn)到面到體多維圖像化，甚至能加上時(shí)序，變單參數(shù)檢測(cè)為多參數(shù)檢測(cè)；后者是將傳感器與調(diào)理、補(bǔ)償?shù)入娐芳梢惑w化，使傳感器由單一的信號(hào)變換功能，擴(kuò)展為兼有放大、運(yùn)算、干擾補(bǔ)償?shù)榷喙δ?mdash;—實(shí)現(xiàn)了橫向和縱向的多功能。如日本豐田研究所開(kāi)發(fā)出同時(shí)檢測(cè)Na+、K+和H+等多種離子的傳感器。這種傳感器的芯片尺寸為2.5mm×0.5mm，僅用一滴液體，如一滴血液，即可同時(shí)快速檢測(cè)出其中Na+、K+和H+的濃度，對(duì)醫(yī)院臨床非常方便實(shí)用。
目前集成化傳感主要使用硅材料，它可以制作電路，又可制作磁敏、力敏、溫敏、光敏和離子敏器件。在制作敏感元件時(shí)要采用單硅的各向同性和各向異性腐蝕、等離子刻蝕 、離子注入等工藝，利用微機(jī)械加工技術(shù)在單晶硅上加工出各種彈性元件。當(dāng)今，發(fā)達(dá)國(guó)家正在把傳感器與電路集成在一起進(jìn)行研究。
4．傳感器的智能化
將傳統(tǒng)的傳感器和微處理器及相關(guān)電路組成一體化的結(jié)構(gòu)，就是傳感器的智能化。智能傳感器具有自校準(zhǔn)、自補(bǔ)償、自診斷、數(shù)據(jù)處理、雙向通信、信息存儲(chǔ)和記憶、數(shù)字信號(hào)輸出等功能。智能傳感器按其結(jié)構(gòu)分為模塊式、混合式和集成式三種。模塊式智能傳感器是初級(jí)的，是由許多互相獨(dú)立的模塊組成，其集成度不高、體積較大，但比較實(shí)用；混合式智能傳感器是將傳感器、微處理器和信號(hào)處理電路制作在不同的芯片上。目前，其作為智能傳感器的主要類(lèi)型而被廣泛應(yīng)用；集成式智能傳感器是將一個(gè)或多個(gè)敏感元件與微處理器、信號(hào)處理電路集成在同一芯片上，其結(jié)構(gòu)一般是三維器件（立體器件），具有類(lèi)似于人的五官與大腦相結(jié)合的功能，并且智能化程度隨著集成化程度的提高而不斷提高。如美國(guó)圖尼爾公司的ST—3000型智能傳感器，采用半導(dǎo)體工藝，在同一芯片上制作CPU，EPROM和靜壓、壓差、溫度等三種敏感元件。論文參考。另外還有MEMS，MEMS通常是由傳感器、信息單元、執(zhí)行器和通信/接口單元等組成。它可從需要觀測(cè)與控制的對(duì)象中獲取光、聲、壓力、溫度等信息，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并要求處理、提取信息，通過(guò)執(zhí)行器對(duì)目標(biāo)實(shí)施控制或顯示；同時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)通信/接口單元以光、電或磁的形式與其它微系統(tǒng)保持信息聯(lián)系。
今后,隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展,還將研制出更高級(jí)的集成式智能傳感器,它完全可以做到將檢測(cè)、邏輯和記憶等功能集成在一塊半導(dǎo)體芯片上。同時(shí)，冷卻部分也可以制作在立體電路中，利用帕耳帖效應(yīng)使電路進(jìn)行冷卻。目前，集成式智能傳感技術(shù)正在起飛，它勢(shì)必在未來(lái)的傳感器技術(shù)中發(fā)揮重要的作用。
5．傳感器的虛擬化和網(wǎng)絡(luò)化
5．1虛擬化。自20世紀(jì)90年代以來(lái)，一種全新概念“虛擬化”正獲得愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。虛擬傳感器是傳感器、計(jì)算機(jī)和軟件這三者的有機(jī)結(jié)合，構(gòu)成軟硬結(jié)合、實(shí)虛共體的新一代傳感器。這種傳感器是基于計(jì)算機(jī)平臺(tái)并且完全通過(guò)軟件開(kāi)發(fā)而成，利用軟件來(lái)建立傳感器模型、標(biāo)定參數(shù)及標(biāo)定模型，以實(shí)現(xiàn)最佳性能指標(biāo)。如美國(guó)B＆K公司最近已開(kāi)發(fā)一種基于軟件設(shè)置的TEDS型虛擬傳感器，其主要特點(diǎn)是每只傳感器都有唯一的產(chǎn)品序列號(hào)并附帶一張軟盤(pán)，軟盤(pán)上存儲(chǔ)著該傳感器進(jìn)行標(biāo)定的有關(guān)數(shù)據(jù)。使用時(shí)，傳感器通過(guò)數(shù)據(jù)采集器接至計(jì)算機(jī)，首先從計(jì)算機(jī)輸入該傳感器的產(chǎn)品序列號(hào)，再?gòu)能洷P(pán)上讀出有關(guān)數(shù)據(jù)，然后自動(dòng)完成對(duì)傳感器的檢查，傳感器參數(shù)的讀取、傳感器設(shè)置和記錄工作。此外，專(zhuān)供開(kāi)發(fā)虛擬傳感器產(chǎn)品的軟件工具也已面市了。
5．2網(wǎng)絡(luò)化。網(wǎng)絡(luò)傳感器是包含數(shù)字化傳感器、網(wǎng)絡(luò)接口和處理單元的新一代智能傳感器。這里講的網(wǎng)絡(luò)已不限于傳感器總線，還應(yīng)包括現(xiàn)場(chǎng)總線、局域網(wǎng)和因特網(wǎng)。數(shù)字傳感器首先將被測(cè)參數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再送給微處理器做數(shù)據(jù)處理，最后將測(cè)量結(jié)果傳輸給網(wǎng)絡(luò)，以便實(shí)現(xiàn)各傳感器之間、傳感器與執(zhí)行器之間，傳感器與系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換及資源共享。
6．研究生物感官，開(kāi)發(fā)仿生傳感器
大自然是生物傳感器的優(yōu)秀設(shè)計(jì)師。它通過(guò)漫長(zhǎng)的歲月，不僅造就了集多種感官于一身的人類(lèi)本身，而且還設(shè)計(jì)了許許多多的功能奇特、性能高超的生物傳感器。如狗的嗅覺(jué)（靈敏閾為人的10 倍）；鳥(niǎo)的視覺(jué)（視力為人的8～50倍）；蝙蝠、海豚的聽(tīng)覺(jué)（主動(dòng)型生物雷達(dá)——超聲波傳感器）；蛇的接近覺(jué)（分辯率達(dá)0.001℃的紅外測(cè)溫傳感器）等等.這些生物的感官性能,是當(dāng)今傳感器技術(shù)所望塵莫及的.研究它們的機(jī)理,開(kāi)發(fā)仿生傳感器（包括視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、嗅覺(jué)、味覺(jué)、觸覺(jué)傳感器等）,也是引人注目的方向。目前只有視覺(jué)與觸覺(jué)傳感器得到了比較好的發(fā)展。
傳感器技術(shù)在廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、軍事國(guó)防和以宇宙開(kāi)發(fā)為代表的尖端科學(xué)與工程等重要領(lǐng)域的同時(shí)，正以自己的巨大 力，向著與人們生活密切相關(guān)的方面滲透。論文參考?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展以及社會(huì)對(duì)高性能、高適用性傳感器的迫切需要，極大地推動(dòng)了傳感器技術(shù)的發(fā)展。生物工程、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)、安全防范、家用電器等方面的傳感器已層出不窮，并在日新月異地發(fā)展。我們有理由相信，傳感器這顆璀璨的明珠，必將放射出更加耀眼的光芒。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞 城軌車(chē)輛；車(chē)門(mén)；故障處理
中圖分類(lèi)號(hào)U27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2014）122-0162-02
車(chē)門(mén)控制系統(tǒng)關(guān)系到城市軌道交通車(chē)輛的運(yùn)營(yíng)安全。車(chē)門(mén)是乘客乘降必須接觸的車(chē)輛部件，關(guān)系到乘客的人生安全。本論文主要講述了現(xiàn)在主流城軌車(chē)輛塞拉門(mén)的結(jié)構(gòu)以及邏輯電路控制原理。
1塞拉門(mén)的結(jié)構(gòu)與工作原理
城軌車(chē)輛一般有四種車(chē)門(mén)，即客室側(cè)門(mén)、駕駛室側(cè)門(mén)、緊急疏散門(mén)（逃生門(mén)）、駕駛室隔間門(mén)。城軌車(chē)輛車(chē)門(mén)組成：車(chē)門(mén)懸掛及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、車(chē)門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置、左右門(mén)頁(yè)、緊急解鎖裝置、乘務(wù)員鑰匙開(kāi)關(guān)（或稱(chēng)為緊急入口裝置）、一套安裝在車(chē)體上的密封型材（上、左、右）等機(jī)械部分，以及門(mén)控單元（或氣動(dòng)控制單元）、電氣連接、負(fù)責(zé)檢測(cè)的各類(lèi)行程開(kāi)關(guān)、指示燈等電氣或氣動(dòng)部件。
按照車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)分類(lèi)可以分為：內(nèi)藏門(mén)、塞拉門(mén)、外掛門(mén)。按照車(chē)門(mén)動(dòng)力分類(lèi)可以分為氣動(dòng)門(mén)、電動(dòng)門(mén)。以下主要介紹地鐵車(chē)輛塞拉門(mén)。
1.1電動(dòng)門(mén)的結(jié)構(gòu)
塞拉門(mén)結(jié)構(gòu)：由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)、門(mén)葉、垂直協(xié)調(diào)桿、制動(dòng)組件、緊急解鎖機(jī)構(gòu)、車(chē)門(mén)旁路系統(tǒng)以及電子控制單元等組成。
1.2塞拉門(mén)的工作原理
1）平移運(yùn)動(dòng) 電動(dòng)機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)齒輪運(yùn)動(dòng)，齒輪帶動(dòng)齒運(yùn)動(dòng)，齒帶的運(yùn)動(dòng)通過(guò)連接齒帶和門(mén)葉的連接件驅(qū)動(dòng)門(mén)葉作平移運(yùn)動(dòng)；2）塞拉運(yùn)動(dòng) 桿件系統(tǒng)連續(xù)驅(qū)動(dòng)共同的伸縮導(dǎo)軌兩端，轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)體來(lái)驅(qū)動(dòng)車(chē)門(mén)門(mén)葉作塞拉運(yùn)動(dòng)；3）門(mén)的鎖閉 控制桿件塞拉運(yùn)動(dòng)達(dá)到驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)，桿件鎖定獲得。
1.3門(mén)系統(tǒng)的組成
車(chē)門(mén)系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、傳動(dòng)裝置、承載導(dǎo)向裝置、鎖閉裝置、解鎖操作裝置、門(mén)頁(yè)和門(mén)控器等組成。
2車(chē)門(mén)的系統(tǒng)主要功能和邏輯電路控制原理
2.1車(chē)門(mén)系統(tǒng)的主要功能
開(kāi)/關(guān)門(mén)功能：包括開(kāi)、關(guān)門(mén)狀態(tài)顯示；未關(guān)閉好車(chē)門(mén)的再開(kāi)閉功能：已關(guān)好的車(chē)門(mén)不再打開(kāi)；開(kāi)關(guān)車(chē)門(mén)的二次緩沖功能；防夾人/物功能（障礙物探測(cè)再開(kāi)門(mén)功能）；車(chē)門(mén)故障切除功能；車(chē)門(mén)內(nèi)部緊急解鎖功能（每輛車(chē)每側(cè)兩個(gè)車(chē)門(mén)）；車(chē)門(mén)旁路功能；乘務(wù)員鑰匙開(kāi)關(guān)功能（每輛車(chē)每側(cè)一個(gè)車(chē)門(mén)）；故障指示和診斷記錄功能并可通過(guò)讀出器讀出；自診斷功能；零速保護(hù)。
2.2城軌車(chē)輛塞拉門(mén)電氣邏輯控制原理
列車(chē)車(chē)門(mén)的開(kāi)關(guān)由電子門(mén)控器來(lái)控制，開(kāi)門(mén)列車(chē)線、關(guān)門(mén)列車(chē)線、零速列車(chē)線驅(qū)動(dòng)門(mén)電機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)左/右側(cè)車(chē)門(mén)的開(kāi)關(guān)功能。關(guān)門(mén)帶延時(shí)功能，即門(mén)控得到關(guān)門(mén)命令后，車(chē)門(mén)指示燈閃爍后門(mén)再動(dòng)作，延時(shí)時(shí)間為3.0s，可調(diào)整。
如下圖所示列車(chē)開(kāi)關(guān)門(mén)邏輯圖，開(kāi)關(guān)門(mén)信號(hào)采用大于500ms的脈沖信號(hào)實(shí)現(xiàn)，在司機(jī)室左側(cè)側(cè)墻側(cè)墻設(shè)置一個(gè)左側(cè)開(kāi)門(mén)帶燈按鈕DOPB_L，關(guān)門(mén)帶燈按鈕DCPB_L；在司機(jī)室右側(cè)側(cè)墻設(shè)置一個(gè)右側(cè)開(kāi)門(mén)帶燈按鈕DOPB_R，關(guān)門(mén)帶燈按鈕DCPB_R。在有零速信號(hào)和門(mén)釋放信號(hào)時(shí)，具體開(kāi)關(guān)門(mén)操作如下：
左側(cè)開(kāi)門(mén)帶燈按鈕DOPB_L、右側(cè)開(kāi)門(mén)帶燈按鈕DOPB_R在有零速信號(hào)和門(mén)釋放信號(hào)時(shí)保持常亮。
當(dāng)無(wú)關(guān)門(mén)命令時(shí)，司機(jī)按下開(kāi)門(mén)按鈕并大于500ms時(shí)，車(chē)門(mén)內(nèi)側(cè)指示燈閃爍，車(chē)門(mén)執(zhí)行開(kāi)門(mén)指令，車(chē)門(mén)外側(cè)指示燈邏輯同車(chē)門(mén)內(nèi)側(cè)指示燈。
司機(jī)按下關(guān)門(mén)按鈕并大于500ms時(shí)，車(chē)門(mén)內(nèi)側(cè)指示燈和車(chē)門(mén)外側(cè)指示燈閃爍，延時(shí)3秒后，車(chē)門(mén)執(zhí)行關(guān)門(mén)指令，門(mén)關(guān)閉后車(chē)門(mén)內(nèi)外側(cè)指示燈熄滅。
3城軌車(chē)輛塞拉門(mén)主要故障分析及處理對(duì)策
3.1電氣故障
1）EDCU故障
故障現(xiàn)象：包括電子門(mén)控單元EDCU硬件故障、突然死機(jī)等。
查找處理：檢查EDCU中軟件是否為最新版本，若不是，則更換新軟件后重新開(kāi)關(guān)車(chē)門(mén)試驗(yàn)，檢查是否正常；檢查EDCU的接線端子等是否異常，若不正常，則重新安裝接線端子，若為EDCU本身故障，則更換該EDCU單元。
2）關(guān)門(mén)位置檢測(cè)開(kāi)關(guān)故障
故障現(xiàn)象：車(chē)門(mén)打開(kāi)按下關(guān)門(mén)按鈕后，單個(gè)車(chē)門(mén)無(wú)法關(guān)閉，車(chē)輛顯示屏顯示該車(chē)門(mén)故障。該故障的主要原因是開(kāi)門(mén)行程開(kāi)關(guān)DCS在車(chē)門(mén)打開(kāi)過(guò)程中出現(xiàn)故障或誤動(dòng)作，在關(guān)門(mén)過(guò)程中，EDCU收不到“門(mén)關(guān)好”信息，EDCU將向列車(chē)診斷系統(tǒng)發(fā)出“車(chē)門(mén)故障”信息。
查找處理：檢查該行程開(kāi)關(guān)是否有故障，若有故障，將其更換；檢查該行程開(kāi)關(guān)的安裝是否過(guò)緊，并檢查其調(diào)整是否滿足要求，不符合要求則重新調(diào)整。
3）車(chē)門(mén)電機(jī)故障
故障現(xiàn)象：車(chē)門(mén)不動(dòng)作、車(chē)門(mén)動(dòng)作一段距離后停止運(yùn)動(dòng)等。
查找處理：檢查車(chē)門(mén)電動(dòng)機(jī)各接線是否有松動(dòng)或斷裂的情況；若松動(dòng)，則重新緊固或更換斷裂的部件；檢查車(chē)門(mén)電動(dòng)機(jī)的連接件包括電動(dòng)機(jī)皮帶、聯(lián)軸器是否異常；若皮帶出現(xiàn)斷裂則更換；以上故障都排除后仍然不能解決該故障，則可能是車(chē)門(mén)電動(dòng)機(jī)本身的故障，可考慮更換車(chē)門(mén)電機(jī)。
3.2機(jī)械故障
1）機(jī)械尺寸變化引起的故障
在客流量大而且集中時(shí)，由于車(chē)體撓度等因素影響，造成車(chē)門(mén)相關(guān)部件與車(chē)體等部位干涉，從而引起車(chē)門(mén)故障。
查找處理：此類(lèi)故障應(yīng)檢查車(chē)門(mén)的尺寸調(diào)整是否在規(guī)定的范圍內(nèi)，如V型尺寸、車(chē)門(mén)對(duì)中尺寸等；同時(shí)還應(yīng)該檢查車(chē)門(mén)的各部件是否存在相互干涉等情況。
2）零部件損壞
零部件損壞通常可以通過(guò)更換新零件解決，如果同一類(lèi)零部件損壞率較大，則應(yīng)該檢查是否存在系統(tǒng)設(shè)計(jì)問(wèn)題或調(diào)整上的失誤。
參考文獻(xiàn)
[1]徐麗娟，張瑩.電力電子技術(shù).北京：高等教育出版社，2006.
論文關(guān)鍵詞：項(xiàng)目實(shí)訓(xùn),電子電路,實(shí)踐課程,改革
1 電子電路實(shí)踐課程改革的內(nèi)容
1.1 電子技術(shù)實(shí)踐課程體系的改革
為了體現(xiàn)電子技術(shù)實(shí)踐課程的自主學(xué)習(xí)、知識(shí)綜合、創(chuàng)新設(shè)計(jì)、工程實(shí)現(xiàn)、研究探索、項(xiàng)目規(guī)劃、交流溝通、團(tuán)隊(duì)合作的宗旨，擬把電子電路實(shí)踐課程體系劃分為5個(gè)模塊20多個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目構(gòu)成，如圖1所示，每個(gè)實(shí)驗(yàn)明確局部目標(biāo)，每個(gè)模塊完成階段目標(biāo)，可配合理論教學(xué)，在二年級(jí)分階段性實(shí)施教學(xué)。實(shí)現(xiàn)課程內(nèi)多知識(shí)點(diǎn)融合、跨課程知識(shí)體系融合、已學(xué)與拓展知識(shí)融合與課外研學(xué)融合的實(shí)踐。使學(xué)生盡早綜合運(yùn)用知識(shí)，盡早接觸工程實(shí)際，盡早開(kāi)展探索研究，向前覆蓋已學(xué)知識(shí)，向后拓展未學(xué)知識(shí)。
1.2 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容的改革
項(xiàng)目?jī)?nèi)容要突出工程背景、方法多樣、綜合應(yīng)用及研究探索。對(duì)學(xué)有余力的學(xué)生引導(dǎo)其嘗試運(yùn)用電子新技術(shù)。
選擇具有生活和工程背景的內(nèi)容，讓學(xué)生在體驗(yàn)“學(xué)有所用”的樂(lè)趣中，激發(fā)興趣這一原始動(dòng)力。著重選擇實(shí)現(xiàn)方法具有多樣性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有變化和不確定性，展示科學(xué)研究的研究和探索性，盡量設(shè)計(jì)少有現(xiàn)成方案借鑒的項(xiàng)目。
課程內(nèi)開(kāi)展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的研究，盡量做到從點(diǎn)到面，分層次地?cái)U(kuò)大知識(shí)面覆蓋率。課程之間開(kāi)展綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的研究，在模擬電路、數(shù)字電路課程都學(xué)完后進(jìn)行綜合電路設(shè)計(jì)，可以融合模擬電路、數(shù)字電路、FPGA、多門(mén)課程的知識(shí)與技術(shù)方法，實(shí)現(xiàn)跨課程知識(shí)融合，最后完成從單元到系統(tǒng)的綜合。
研究項(xiàng)目既然融合了已學(xué)的模擬電路或數(shù)字電路等知識(shí)，則更需要自學(xué)FPGA、PSOC、單片機(jī)等拓展技術(shù)，實(shí)現(xiàn)已有知識(shí)與拓展知識(shí)融合。電子電路可在咫尺之間產(chǎn)生千變?nèi)f化，鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)電子的新器件、新技術(shù)與新方法，借助于日臻完善的電子電路及系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的軟硬件結(jié)合的平臺(tái)，激發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力，保持課程內(nèi)容體系的先進(jìn)性。
課程團(tuán)隊(duì)可以組織指導(dǎo)創(chuàng)新大賽、飛思卡爾大賽、電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽等課外研學(xué)活動(dòng)，完成理論到工程認(rèn)知的轉(zhuǎn)變和創(chuàng)新。
1.3 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目考核要求的竌母？通過(guò)綜合設(shè)計(jì)性、工程實(shí)踐性、研究探索性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)踐過(guò)程，考察學(xué)生在觀察分析、設(shè)計(jì)構(gòu)思、項(xiàng)目計(jì)劃、組織管理、工程實(shí)現(xiàn)、總結(jié)表達(dá)等方面的綜合能力，激勵(lì)實(shí)踐過(guò)程中表現(xiàn)出的思維、應(yīng)變、研究探索、團(tuán)隊(duì)合作等綜合素質(zhì)。
考核學(xué)生運(yùn)用基本理論進(jìn)行項(xiàng)目需求分析的能力，如電路方案的合理性；理論計(jì)算和仿真結(jié)果是否合理；實(shí)驗(yàn)表格是否完整等。
督促學(xué)生建立實(shí)踐的觀念，電子電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)不能紙上談兵，解決好原理—仿真—硬件實(shí)現(xiàn)的關(guān)系，即考核學(xué)生的動(dòng)手能力，如硬件電路布局是否清晰，連線是否整齊，是否預(yù)留測(cè)試接口；儀器使用是否熟練、操作是否規(guī)范，功能與性能指標(biāo)的完成程度、完成時(shí)長(zhǎng)等。
考核學(xué)生對(duì)項(xiàng)目各功能構(gòu)思的技巧性、自主思考與獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。中學(xué)語(yǔ)文論文
考核參數(shù)測(cè)試方案的合理性（包括各關(guān)鍵點(diǎn)的波形及實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)）。完成設(shè)計(jì)的基本要求或提高要求程度如何，實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)必須當(dāng)堂找老師進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收并登記，以保證考核的公正和嚴(yán)謹(jǐn)性。
通過(guò)驗(yàn)收作品，演講答辯、交流總結(jié)等，考核學(xué)生實(shí)驗(yàn)總結(jié)表達(dá)、應(yīng)變、研究探索及團(tuán)隊(duì)合作等方面的綜合能力。
1.4 實(shí)踐模式的改革
教師可以采用多樣化教學(xué)形式、層次化任務(wù)驅(qū)動(dòng)、過(guò)程化考核激勵(lì)，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注實(shí)踐過(guò)程，做精做透每一個(gè)實(shí)驗(yàn)。如專(zhuān)題講座、技術(shù)展示、案例分析、主題討論、方案論證、質(zhì)疑講評(píng)等方法教學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生自主選擇任務(wù)要求、自主設(shè)計(jì)方案進(jìn)程、自主構(gòu)建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、自主展示實(shí)踐成果，實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主研學(xué)、創(chuàng)新實(shí)踐過(guò)程。
1.5 綜合優(yōu)化實(shí)踐環(huán)境的建設(shè)
統(tǒng)籌布局，集成打造建成多學(xué)科交融、軟硬件一體、資源豐富、配置合理、充分開(kāi)放的先進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，滿足學(xué)生學(xué)習(xí)、研究、設(shè)計(jì)、分析、仿真、實(shí)驗(yàn)、制作、焊接、測(cè)試等不同環(huán)節(jié)的軟硬件需求。
2 課題研究需解決的關(guān)鍵問(wèn)題
課題研究需解決的關(guān)鍵問(wèn)題是精心設(shè)計(jì)一整套實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、教學(xué)模式與考核方式。最重要的是，它應(yīng)滲透著實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的理念，相對(duì)做到科學(xué)性、基礎(chǔ)性與先進(jìn)性的有機(jī)融合，具有較好的實(shí)用性和適用性，對(duì)綜合培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)、能力和素質(zhì)有較顯著效果，有示范性。其中設(shè)計(jì)的案例應(yīng)具備的教學(xué)思想如下。
2.1 科學(xué)性
（1）案例要體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)研究目的與實(shí)際應(yīng)用背景。（2）案例是精心設(shè)計(jì)的。（3）教學(xué)內(nèi)容與要求的定位切合學(xué)生實(shí)際，服務(wù)于培養(yǎng)目標(biāo)。（4）案例經(jīng)過(guò)教學(xué)檢驗(yàn)證明可行。
2.2 基礎(chǔ)性
（1）突出經(jīng)典的基本概念、基本方法和基本電路。（2）應(yīng)始于基礎(chǔ)，循序漸進(jìn)地提升要求。不能講創(chuàng)新就忽視經(jīng)典基礎(chǔ)內(nèi)容，創(chuàng)新始于基礎(chǔ)。（3）要掌握好涉及基本概念、理論和方法的基礎(chǔ)單元電路實(shí)驗(yàn)，應(yīng)有指標(biāo)性要求，訓(xùn)練測(cè)量操作與結(jié)果分析的規(guī)范方法。（4）能激勵(lì)學(xué)生對(duì)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行適度的探究。
2.3 先進(jìn)性
（1）反映新技術(shù)和教學(xué)改革的可行成果。這是開(kāi)展人才培養(yǎng)模式改革的具體成果。（2）合理地運(yùn)用了新技術(shù)手段。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容反映并運(yùn)用新技術(shù)，實(shí)驗(yàn)手段與時(shí)俱進(jìn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)以多種方式輔助開(kāi)展。（3）強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)方法。強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的方案比較、定性與定量分析。（4）采用多元考核。注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程與效果，有不同于傳統(tǒng)方式的、客觀量化的多元考核方式。
2.4 實(shí)用性
（1）應(yīng)該配合學(xué)校辦學(xué)定位和人才培養(yǎng)目標(biāo)。（2）在綜合培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)、能力和素質(zhì)上具有可操作性，能體現(xiàn)學(xué)科專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)特色。（3）實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與裝置應(yīng)實(shí)用、完整、正確，是優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的具體展現(xiàn)。
2.5 互動(dòng)性
（1）強(qiáng)調(diào)師生之間的互動(dòng)性、交流的生動(dòng)性，以拓展知識(shí)、引發(fā)思考。（2）促使學(xué)生之間開(kāi)展探討、合作，在智力與非智力素質(zhì)培養(yǎng)上能取得一定育人效果。
2.6 適用性
（1）具備分等級(jí)的評(píng)價(jià)系統(tǒng)，能夠提供不同定位的需求。（2）采用模塊分層結(jié)構(gòu)，適于不同專(zhuān)業(yè)、不同層次要求的實(shí)驗(yàn)教學(xué)需求。（3）具有相應(yīng)的分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，考核適用性較強(qiáng)。
2.7 強(qiáng)調(diào)特色
（1）案例是精心設(shè)計(jì)的，培養(yǎng)目標(biāo)是明確的，能夠?qū)崿F(xiàn)具體教學(xué)目的之達(dá)成。（2）案例設(shè)計(jì)應(yīng)服務(wù)于該校人才培養(yǎng)目標(biāo)的定位，照搬未必適合該校實(shí)際，要有所創(chuàng)新。（3）案例應(yīng)反映專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)側(cè)重，有自身特色。
3 結(jié)語(yǔ)
對(duì)電子技術(shù)實(shí)踐課程的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容進(jìn)行改革和探索，是針對(duì)新世紀(jì)能力型人才培養(yǎng)的需要， 著力提升學(xué)生的工程素養(yǎng)，著力培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計(jì)能力和工程創(chuàng)新能力，引導(dǎo)學(xué)生了解電路系統(tǒng)在生活和工程實(shí)際中的應(yīng)用，體驗(yàn)電路功能實(shí)現(xiàn)方法的多樣性及根據(jù)工程需求進(jìn)行技術(shù)方案選擇的過(guò)程。使學(xué)生盡早綜合運(yùn)用知識(shí)、盡早接觸工程實(shí)際，熟悉工程實(shí)踐中應(yīng)用必要的技術(shù)和現(xiàn)代化工具的方法。鼓勵(lì)學(xué)生站在基礎(chǔ)、面向未來(lái)，關(guān)注電子新技術(shù)發(fā)展，盡早開(kāi)展探索研究。
參考文獻(xiàn)
[1] 候艷紅.電路分析課程教學(xué)設(shè)計(jì)的研究與實(shí)踐[J].考試周刊，2015（81）：104，170.
【關(guān)鍵詞】伺服系統(tǒng)；永磁同步電機(jī)；直流無(wú)刷電機(jī)
一、概述
從70年代后期到80年代初期，隨著微處理技術(shù)，大功率高性能半導(dǎo)體功率器件技術(shù)和電機(jī)永磁材料制造工藝的發(fā)展，其性能價(jià)格比的日益提高，交流伺服技術(shù)－交流伺服電機(jī)和交流伺服控制系統(tǒng)逐漸成為主導(dǎo)產(chǎn)品。目前，高性能的伺服系統(tǒng)大多采用永磁同步型交流伺服電機(jī)，永磁同步電機(jī)交流伺服系統(tǒng)在技術(shù)上已趨于完全成熟，具備了十分優(yōu)良的低速性能并可實(shí)現(xiàn)弱磁高速控制，能快速、準(zhǔn)確定位的控制驅(qū)動(dòng)器組成的全數(shù)字位置伺服系統(tǒng)。并且隨著永磁材料性能的大幅度提高和價(jià)格的降低，特別是釹鐵硼永磁的熱穩(wěn)定性和耐腐蝕性的改善和價(jià)格的逐步降低以及電力電子器件的進(jìn)一步發(fā)展，加上永磁電機(jī)研究開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)的逐步成熟，經(jīng)大力推廣和應(yīng)用已有研究成果，其在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中的領(lǐng)域也越來(lái)越廣泛，正向大功率化（高轉(zhuǎn)速、高轉(zhuǎn)矩）、高功能化和微型化方面發(fā)展。
二、永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)
永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)除電機(jī)外，系統(tǒng)主要包括驅(qū)動(dòng)單元、位置控制系統(tǒng)、速度控制器、轉(zhuǎn)矩和電流控制器、位置反饋單元、電流反饋單元、通訊接口單元等。
1．永磁式交流同步伺服電機(jī)。永磁同步電機(jī)永磁式同步電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、損耗小、效率高的特點(diǎn)。和直流電機(jī)相比，它沒(méi)有直流電機(jī)的換向器和電刷等需要更多維護(hù)給應(yīng)用帶來(lái)不便的缺點(diǎn)。相對(duì)異步電動(dòng)機(jī)而言則比較簡(jiǎn)單，定子電流和定子電阻損耗減小，且轉(zhuǎn)子參數(shù)可測(cè)、控制性能好，但存在最大轉(zhuǎn)矩受永磁體去磁約束，抗震能力差，高轉(zhuǎn)速受限制，功率較小，成本高和起動(dòng)困難等缺點(diǎn)。與普通同步電動(dòng)機(jī)相比，它省去了勵(lì)磁裝置，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，提高了效率。永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、高動(dòng)態(tài)性能、大范圍的調(diào)速或定位控制，因此永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。
2．驅(qū)動(dòng)單元。驅(qū)動(dòng)單元采用三相全橋自控整流，三相正弦PWM電壓型逆變器變頻的AC-DC-AC結(jié)構(gòu)。設(shè)有軟啟動(dòng)電路和能耗泄放電路可避免上電時(shí)出現(xiàn)過(guò)大的瞬時(shí)電流以及電機(jī)制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生很高的泵升電壓。逆變部分采用集驅(qū)動(dòng)電路，保護(hù)電路和功率開(kāi)關(guān)于一體的智能功率模塊(IPM)。
3．控制單元?？刂茊卧钦麄€(gè)交流伺服系統(tǒng)的核心， 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)位置控制、速度控制、轉(zhuǎn)矩和電流控制器。具有快速的數(shù)據(jù)處理能力的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)被廣泛應(yīng)用于交流伺服系統(tǒng)，集成了豐富的用于電機(jī)控制的專(zhuān)用集成電路，如A/D轉(zhuǎn)換器、PWM發(fā)生器、定時(shí)計(jì)數(shù)器電路、異步通訊電路、CAN總線收發(fā)器以及高速的可編程靜態(tài)RAM和大容量的程序存儲(chǔ)器等。
4．位置控制系統(tǒng)。對(duì)于不同的信號(hào)，位置控制系統(tǒng)所表現(xiàn)出的特性是不同的。典型的輸入信號(hào)有三種形式:位置輸入（位置階躍輸入）、速度輸入（斜坡輸入）以及加速度輸入（拋物線輸入）。位置傳感器一般采用高分辨率的旋轉(zhuǎn)變壓器、光電編碼器、磁編碼器等元件。旋轉(zhuǎn)變壓器輸出兩相正交波形，能輸出轉(zhuǎn)子的絕對(duì)位置，但其解碼電路復(fù)雜，價(jià)格昂貴。磁編碼器是實(shí)現(xiàn)數(shù)字反饋控制性?xún)r(jià)比較高的器件，還可以依靠磁極變化檢測(cè)位置，目前正處于研究階段，其分辨率較低。
5．接口通訊單元。接口包括鍵盤(pán)/顯示、控制I/O接口、串行通信等。伺服單元內(nèi)部及對(duì)外的I/O接口電路中，有許多數(shù)字信號(hào)需要隔離。這些數(shù)字信號(hào)代表的信息不同，更新速度也不同。
三、對(duì)當(dāng)前兩種不同的永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)的分析
由于轉(zhuǎn)子磁鋼的幾何形狀不同，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，在定子上產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)波形就有兩種：一種為正弦波；另一種為梯形波。這樣就造成同步電動(dòng)機(jī)在原理、模型及控制方法上有所不同，為了區(qū)別由它們組成的永磁同步電動(dòng)機(jī)交流調(diào)速系統(tǒng)，習(xí)慣上又把正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)組成的調(diào)速系統(tǒng)稱(chēng)為正弦型永磁同步電動(dòng)機(jī)（PMSM）調(diào)速系統(tǒng)；而由梯形波（方波）永磁同步電動(dòng)機(jī)組成的調(diào)速系統(tǒng)，在原理和控制方法上與直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)類(lèi)似，故稱(chēng)這種系統(tǒng)為無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)（BLDCM）調(diào)速系統(tǒng)。
PMSM不需要?jiǎng)?lì)磁電流，在逆變器供電的情況下不需要阻尼繞組，效率和功率因素都比較高，體積也較同容量的異步機(jī)小。PMSM通常采用矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩兩種控制方式。矢量控制借助與坐標(biāo)變換，將實(shí)際的三相電流變換成等效的力矩電流分量和勵(lì)磁電流分量，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的解耦控制，控制概念明確；而直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)采用定子磁場(chǎng)定向，借助于離散的兩點(diǎn)是調(diào)節(jié)，直接對(duì)逆變器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行最佳控制，以獲得轉(zhuǎn)矩的高動(dòng)態(tài)性能，其控制簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)矩響應(yīng)迅速。PMSM的矢量控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、高動(dòng)態(tài)性能、大范圍的速度和位置控制，但是它的傳感器則給調(diào)速系統(tǒng)帶來(lái)了諸如成本較高、抗干擾性和可靠性不強(qiáng)、電動(dòng)機(jī)的軸向尺寸較長(zhǎng)等缺陷。另外，PMSM轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)不同，則電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性、控制系統(tǒng)等也不同。根據(jù)永磁體在轉(zhuǎn)子上的位置的不同，永磁同步電動(dòng)機(jī)主要可分為：表面式和內(nèi)置式。在表面式永磁同步電動(dòng)機(jī)中，永磁體通常呈瓦片形，并位于轉(zhuǎn)子鐵心的外表面上，這種電機(jī)的重要特點(diǎn)是直、交軸的主電感相等；而內(nèi)置式永磁同步電機(jī)的永磁于轉(zhuǎn)子內(nèi)部，永磁體外表面與定子鐵心內(nèi)圓之間有鐵磁物質(zhì)制成的極靴，可以保護(hù)永磁體。這種永磁電機(jī)的重要特點(diǎn)是直、交軸的主電感不相等。
轉(zhuǎn)貼于
BLDCM組成的伺服系統(tǒng)具有轉(zhuǎn)速平滑，響應(yīng)快，易于控制等特點(diǎn)，但若按照常規(guī)的控制方法，其轉(zhuǎn)速直接與電壓相關(guān)，易受電源波動(dòng)和負(fù)載波動(dòng)的影響。BLDCM類(lèi)似于PMSM轉(zhuǎn)子上也有永磁磁極，定子電樞需要交變電流以產(chǎn)生恒定轉(zhuǎn)矩，其主要區(qū)別是前者的反電勢(shì)為梯形波，而后者的反電勢(shì)為正弦波。但由于電磁慣性，BLDCM的定子電流實(shí)際上為梯形波，而無(wú)法產(chǎn)生方波電流，并由集中繞組供電，所以BLDCM較PMSM脈動(dòng)力矩大。在高精度伺服驅(qū)動(dòng)中，PMSM有較大競(jìng)爭(zhēng)力。另一方面，PMSM單位電流產(chǎn)生的力矩較BLDCM單位電流產(chǎn)生的力矩小。在驅(qū)動(dòng)同容量的電動(dòng)機(jī)時(shí)，PMSM所需逆變器容量大并且需要控制電流為正弦波，開(kāi)關(guān)損耗也大很多。
PMSM的交軸電抗和直軸電抗隨電機(jī)磁路飽和等因素而變化，從而影響輸出力矩的磁阻力矩分量。PMSM對(duì)參數(shù)的變化較BLDCM敏感，但當(dāng)PMSM工作于電流控制方式時(shí)，磁阻轉(zhuǎn)矩很小，其矢量控制系統(tǒng)對(duì)參數(shù)變化的敏感性與BLDCM基本相同。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速較高，無(wú)刷直流電機(jī)反電勢(shì)與直流母線電壓相同時(shí)，反電勢(shì)限制了定子電流。而永磁同步電機(jī)能夠采用弱磁控制，因此具有較大的調(diào)速范圍。
四、永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
早期對(duì)永磁同步電機(jī)的研究主要為固定頻率供電的永磁同步電機(jī)運(yùn)行特性的研究，特別是穩(wěn)態(tài)特性和直接起動(dòng)性能的研究。V.B.Honsinger和M.A.Rahman等人對(duì)永磁同步電機(jī)的直接起動(dòng)方面做了大量的研究工作。在上個(gè)世紀(jì)八十年代國(guó)外開(kāi)始對(duì)逆變器供電的永磁同步電機(jī)進(jìn)行了深入的研究，其供電的永磁同步電機(jī)與直接起動(dòng)的永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)基本相同，但多數(shù)情況下無(wú)阻尼繞組。并在該時(shí)期發(fā)表了大量的有關(guān)永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型、穩(wěn)態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性的研究論文。A.V.Gumaste等研究了電壓型逆變器供電的永磁同步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)特性及電流型逆變器供電的永磁同步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)特性。
隨著對(duì)永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)性能要求的不斷提高，G.R.Slemon等人針對(duì)調(diào)速系統(tǒng)快速動(dòng)態(tài)性能和高效率的要求，提出了現(xiàn)代永磁同步電機(jī)的設(shè)計(jì)方法。可設(shè)計(jì)出高效率、高力矩慣量比、高能量密度的永磁同步電機(jī)。
近年來(lái)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，永磁同步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)的全數(shù)字控制也取得了很大的發(fā)展。D.Naunin等研制了一種永磁同步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)，采用了十六位單片機(jī)8097作為控制計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)了高精度、高動(dòng)態(tài)響應(yīng)的全數(shù)字控制。八十年代末，九十年代初B.K.Bose等發(fā)表了大量關(guān)于永磁同步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)全數(shù)字控制的論文。
九十年代初期，R.B.Sepe首次在轉(zhuǎn)速控制器中采用自校正控制。早期自適應(yīng)控制主要應(yīng)用于直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。劉天華等也將魯棒控制理論應(yīng)用于永磁同步電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)。自適應(yīng)控制技術(shù)能夠改善控制對(duì)象和運(yùn)行條件發(fā)生變化時(shí)控制系統(tǒng)的性能，N.Matsui，J.H.Lang等人將自適應(yīng)控制技術(shù)應(yīng)用于永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，自適應(yīng)控制技術(shù)能夠使調(diào)速系統(tǒng)在電機(jī)參數(shù)發(fā)生變化時(shí)保持良好的性能?；Ｗ兘Y(jié)構(gòu)控制 由于其特殊的“切換”控制方式與電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中逆變器的“開(kāi)關(guān)”模式相似，并且具有良好的魯棒控制特性，因此，在電機(jī)控制領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。
隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，智能控制已成為現(xiàn)代控制領(lǐng)域中的一個(gè)重要分支，電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)中運(yùn)用智能控制技術(shù)也已成為目前電氣傳動(dòng)控制的主要發(fā)展方向，并且將帶來(lái)電氣傳動(dòng)技術(shù)的新紀(jì)元。目前，實(shí)現(xiàn)智能控制的有效途徑有三條：基于人工智能的專(zhuān)家系統(tǒng)（ExpertSystem）;基于模糊集合理論（FuzzyLogic）的模糊控制；基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ArtificialNeuralNetwork）的神經(jīng)控制。B.K.Bose等人從八十年代后期一直致力于人工智能技術(shù)在電氣傳動(dòng)領(lǐng)域的應(yīng)用，并取得了可喜的研究成果。
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