自动功率控制 尹其畅
基于TMS320F2811的变频器能量回馈系统的设计与实现
图 #$ 能量回馈控制策略框图
万方数据
— #. —
基于 62/%!.>!?## 的变频器能量回馈系统的设计与实现
《 电机与控制应用》 !..3 ， %% （ #! ）
!" !" #$ 电流环 变频器回馈电网的能量分为有功分量和无功 分量。无功分量对电网造成污染， 应该严格限制 其大小， 所以系统电流环采用两个控制器分别对 无功电流 （ !" ） 和有功电流 （ !# ） 进行控制， 并通过 设定 ! " 给定值为零减少无功分量。 下面结合图 % 说明电流环的工作原理： !% 、 ! & 经过 逆变器三相回馈电流检测信号 ! $ 、 &’()* 变换环节实现三相到二相变换。变换后的 ! ( 和相位同步模块 （ +,, ） 提供的相位 二相值 ! ’ 、 值 ! 通过 +()* 旋 转 变 换， 得到等效直流电流量 ! # 。这两个量就是电流环的反馈量。 !" 、 $ $ 经过 &’()* 和 +()* 两次变换后， 系统采用两 ! "! 个 +- 调节器分别对 ! " 和 ! # 进行控制。其中， 为 ! " 给定值， 设定为 . ； ! # ! 为 ! # 给定值， 其值为
［ +］
的作用是通过整流、 储能、 平波、 逆变等， 实现电网 — &2 —万方数据
"""""#
! ! 摘! 要：介绍了变频调速系统能量回馈原理， 运用 "# 公司高性能数字信号处理器 "$%&’()’*++ 进行变 频器能量回馈系统的设计。对设计方案分硬件设计和软件设计两部分作了介绍。实际应用测试表明， 该方法 有效地起到了节能作用。 关键词：变频器；能量回馈；空间矢量脉冲宽度调制；数字信号处理器 中图分类号：",--&! 文献标识码： .! 文章编号： +/-&0/12( （ ’((/ ） +’0((&20(/
带扰动补偿的单闭环直流调速系统
带扰动补偿的单闭环直流调速系统
齐伯文
【期刊名称】《《哈尔滨建筑工程学院学报》》
【年(卷),期】1991(024)001
【摘要】本文利用自动控制理论中的“不变性原理”,对单闭环直流调速系统的负载扰动,设置了补偿通道,构成反馈加前馈的复合调速系统.计算机数字仿真结果表明,该系统明显地提高了对负载波动的抗扰性.
【总页数】10页(P84-93)
【作者】齐伯文
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TP13
【相关文献】
1.基于虚拟技术的单闭环直流调速系统的研究 [J], 蒋玉龙;陶安利;董丙龙;李迅;赵有波
2.基于PID算法的单闭环直流调速系统设计与实现鄢 [J], 陈亚栋;李志峰;亢健;刘鑫
3.单闭环直流调速系统的MATLAB计算与仿真 [J], 左强;王淼;孟祥俊;李瑞
4.单闭环直流调速系统的模糊控制研究 [J], 朱嵘涛
5.基于MATLAB的单闭环直流调速系统设计的研究 [J], 许亮;柯琳;袁泉
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于模拟电路的步进电机驱动系统
基于模拟电路的步进电机驱动系统熊平戬;吴见平【摘要】文章采用模拟电子技术,设计了一种步进电机驱动系统.系统电路主要采用运算放大器、MOSFET、电阻电容等器件,搭建了脉冲循环电路和电流放大驱动电路,可驱动步进电机顺时针方向和逆时针方向旋转.通过理论计算和电路仿真,验证了该系统方案的可行性.【期刊名称】《大众科技》【年(卷),期】2019(021)004【总页数】3页(P59-61)【关键词】步进电机;运算放大器;MOSFET【作者】熊平戬;吴见平【作者单位】中国电子科技集团公司第三十四研究所,广西桂林 541004;中国电子科技集团公司第三十四研究所,广西桂林 541004【正文语种】中文【中图分类】TM381 引言目前步进电机已广泛应用于诸多行业的自动化控制系统，近年来常被用于光通信中的光纤延迟线，用来调节信号的相位和时延[1]。
步进电机的运行性能除了与步进电机自身的性能有关外，在很大程度上还取决于驱动器所采用的驱动技术。
当前步进电机的主要驱动方式采用的是数字驱动方式，电路采用的芯片主要单片机，FPGA等数字芯片[2]。
本文从采用模拟电路搭建了步进电机的驱动系统，用来驱动两相四线步进电机，可有效地减小电路规模。
2 两相四线步进电机控制原理两相步进电机比较简单结构如图1所示。
一般两相电机定子磁极数为4的倍数，至少是4。
转子为N极与S 极各一个的两极转子[2]。
定子磁极数为4极，相当于一相绕组占两个极，如图1所示，设A为正向电流时（记为A+）上磁极为N，下磁极为S；设A为负向电流时（记为A-）上磁极为S，下磁极为N；设B电流为正向时（记为B+）左磁极为N，右磁极为S；设B电流为负向时（记为B-）左磁极为S，右磁极为N。
图1 两相步进电机结构图当A、B线圈电流按一定顺序交替切换时，既可以实现步进电机顺时针和逆时针旋转，表1和表2 给出了电机旋转方向与电流方向的关系。
表1 步进电机顺时针方向线圈电流方向顺序表步数线圈 1 2 3 4 A A+ A- A-A+ B B+ B+ B- B-表2 步进电机逆时针方向线圈电流方向顺序表步数线圈 1 2 3 4 A A+ A+ A-A- B B+ B- B- B+3 步进电机驱动电路设计根据步进电机转动对电流方向要求，本文以运算放大器和加强型场效应管为基础，设计了模拟驱动电路。
尹其畅
长安大学电子技术课程设计函数信号发生器专业电子信息工程班级 61090801姓名尹其畅指导教师邓秋霞日期 2010年12月22日前言近这些年来，计算机技术进入了前所未有的快速发展时期。
而特别高集成电路作为一个子系统的应用，发展更是迅速，已成为新一代电子设备不可缺少的核心部件，其在现实生活中的运用也是非常普遍。
在科学研究、工程教育及生产实践中，如工业过程控制、教学实验、机械振动试验、动态分析、材料试验、生物医学等领域，常常需要用到低频信号发生器。
在日常维修、教学和科研中，函数信号发生器也是不可缺少的工具。
而在我们生活中，以及一些科学研究中，锯齿波和正弦波、矩形波信号是常用的基本测试信号。
函数发生器作为一种通用的电子仪器，在生产、科研、测控、通讯等领域都得到了广泛的应用。
但市面上能看到的电子仪器在频率精度、带宽、波形种类及程控方面都已不能满足许多方面实际应用的需求。
加之各类功能的半导体集成芯片的快速生产，都使我们研制一种高精度、宽频带，能产生多种波形并具有程控等多功能函数发生器成为可能。
随着电子测量及其他部门对各类信号发生器的广泛需求及电子技术的迅速发展，促使信号发生器种类益增多，性能日益提高，尤其随着70年代微处理器的出现，更促使信号发生器向着自动化、智能化方向发展。
当前信号发生器总的趋势是向着宽频率覆盖、高频率精度、多功能、自动化和智能化方向发展。
我们长期使用的信号发生器，大部分是由模拟电路构成的，这类仪器作为信号源，频率可达上百MHz，在高频范围内其频率稳定性高、可调性好。
但用于低频信号输出时，它所需要的RC值很大，参数准确度难以保证。
而且其体积大，可靠性差，准确度低，损耗也大。
随着大规模集成电路技术的发展，集成度不断提高，使得微型机的速度和性能大为提高，可靠性增加，成本降低。
本课题设计使用的是以ICL8038集成块为核心器件构成的发生器，ICL8038是一种具有多种波形输出的精密振荡集成电路，只需要个别的外部元件就能产生从1HZ～100KHz的低失真正弦波、三角波、矩形波等波形。
基于MG25Q6ES42模块的变频器硬件设计
基于MG25Q6ES42模块的变频器硬件设计林家泉;程绪宇;赵卉;皮骏【摘要】设计了基于MG25Q6ES42 IGBT功率模块的三相电压型变频装置,实现直流-交流逆变功能,系统硬件包括IGBT驱动电路、检测电路、故障报警电路及死区电路,给出了电路原理图,对硬件原理进行了必要的分析.在所设计平台上进行了直流-交流变频实验,实验结果表明了所设计装置的有效性和可行性,该系统对变频器实验平台的设计具有一定的参考价值.【期刊名称】《自动化与仪表》【年(卷),期】2014(029)004【总页数】4页(P53-56)【关键词】变频器;IGBT模块;硬件设计【作者】林家泉;程绪宇;赵卉;皮骏【作者单位】中国民航大学航空自动化学院,天津300300;中国民航大学航空自动化学院,天津300300;中国人民解放军93303部队,沈阳110000;中国民航大学航空自动化学院,天津300300【正文语种】中文【中图分类】TP23直流-交流变换是电能变换的主要形式之一，通过对电力电子开关器件的控制，实现电能的电力变换[1-2]。
随着电力电子技术、控制技术的发展，变频技术广泛应用于变频调速系统、不间断电源和各种电力电子装置中，具有高效节能的经济意义[3-4]。
变频技术中的各种控制算法，如脉宽调制技术、运动控制技术等研究都需要有经济实用的直流-交流变频装置作为硬件实验平台[5]。
本文设计了基于东芝公司MG25Q6ES42 IGBT模块的DC-AC变频装置，给出了硬件电路原理图，在此平台上进行了异步电机变频驱动实验，结果表明，所设计的硬件系统具有有效性和可行性，对变频器实验平台的设计具有一定的参考价值。
1 系统总体设计本系统硬件主要包括IGBT驱动电路、PWM信号检测电路、电流检测电路、母线电压检测电路、故障报警电路、死区电路等。
三相交流到直流部分由六个电力二极管构成整流电路实现，测速由码盘采样后直接送给DSP处理器，DSP采用的型号是TMS320LF2407，其 30M 条指令/s（30MIPS）的处理速度，使TMS320LF2407 DSP可提供远超过传统16位微处理器的性能。
基于柯西变异的粒子群算法PID控制PMSM
ＰＩＤ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｏｆ ＰＭ ＳＭ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｃａｕｃｈｙ Ｍ ｕｔａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｗａｒｍ Ｏｐｔｉｍ ｉｚａｔｉｏｎ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ Ｘｉａｎ－Ｂａｏ．ＰＥＮＧ Ｓｉ－Ｑｉ，ＬＩＬｉ—Ｇｅｎ
修 稿 日期 ：２０１６—０３—０１ 项 目来 源 ：湖 南省 自然 科 学基 金 （２０１５ＪＪ３１２６） 作 者 简 介 ：昊 先 豹 （１９８９一），男 ，湘 潭 大 学 信 息 工 程 学 院 硕 士 在 读。主要从 事嵌入 式 系统研 究学习；彭 思￣（１９７８一），男 ，副 教 授 ，博 士 ，硕 士 生 导 师 ，主要 研 究 领域 为 工 业智 能控 制 。
第 ２９卷 第 ２期 ２０１６年 ３月
机 电产 品 开 发 与钊 新
Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ＆ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍ ａｃｈｉｎｅｒｙ ＆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ
文 章 编 号 ：１００２—６６７３ （２０１６）０２—０８７—０４
Ｖｏ１．２９。Ｎｏ．２ Ｍａｒ．．２０１６
０ 引 言
在 永 磁 同步 电机 ＰＩＤ控 制 中 ，优 化 比例 系 数 ，微 分 时 间 ，积 分 时 间 三 个 参 数 有 利 于 ＰＩＤ控 制 效 果 达 到 最 好 ．因此 ＰＩＤ控 制 一直 是 工 业 自动 化 控 制领 域 的研 究 重 点 ［卜 ｌ。
专 家法 、ｚ—Ｎ法 和 单 纯 型法 是 目前传 统 永 磁 同 步 电 机 ＰＩＤ控 制 中参数 的优化 方法 。传 统 的优 化方 法简 单 ， 但是 它们 均存 在各 自的不 足 。如专 家法 和 经验 知识 直 接 相关 ，且 需 要整 理和 更新 专家 知识 库 ；Ｚ—Ｎ法 灵 活性 差 ， 超 调 量 较 大 圈。
基于DSP28335的永磁同步电机调速系统设计
2011-2012德州仪器C2000及MCU创新设计大赛项目报告题目：基于DSP28335的永磁同步电机调速系统设计组别：专业组应用类别：先进控制类平台：C2000题目：基于DSP28335的永磁同步电机调速系统设计摘要（中英文）本控制系统的设计是为了实现基于TMS320F28335的永磁同步电动机的调速系统，并把它引用到全电动注塑机当中。
本系统使用SVPWM的控制方法，通过采样电机电流和旋转变压器的位置信息，实现速度、电流双闭环控制。
通过TMS320F28335的硬件浮点处理核心，实现应用于永磁同步电机的浮点算法，去取代过去的定点算法，提高代码效率。
Abstract: The control system is designed to realize TMS320F28335 based on the permanent magnet synchronous motor speed control system, and put it to quoting all electric of injection molding machine. The system of the control method used SVPWM, through the sampling motor current and rotating transformer position information, realize speed, current double closed loop control. Through theTMS320F28335 hardware floating-point processing core, realize the application for permanent magnet synchronous motor in the floating point arithmetic, to replace the past fixed-point algorithm, and improve the efficiency of the code.1.引言1.1 设计背景及目的本永磁同步电机调速系统是全电动注塑机的其中一个应用部分。
一种小型直流电机控制系统硬件设计方案
一种小型直流电机控制系统硬件设计方案林家泉;程绪宇;周贤民;穆欣【摘要】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.【期刊名称】《自动化与仪表》【年(卷),期】2014(029)011【总页数】4页(P73-76)【关键词】直流电机;硬件设计;PWM;转速闭环【作者】林家泉;程绪宇;周贤民;穆欣【作者单位】中国民航大学航空自动化学院,天津300300;中国民航大学航空自动化学院,天津300300;中国民航大学航空自动化学院,天津300300;中国民航大学航空自动化学院,天津300300【正文语种】中文【中图分类】TP273.5小型直流电机采用永磁体建立磁场，不需要励磁电流，电机中省去了励磁回路，在一定程度上这种电机的控制也相对简单[1-2]，小型永磁直流电机广泛应用于各种自动化装置中[3]，本文设计了以L298N驱动芯片为功率变换器件的直流电机控制系统硬件电路，实现对直流电机电枢电压的控制，进而控制电机的转速，系统采用转速负反馈，给出了所设计的硬件电路，并进行了控制实验，实验结果表明所设计的硬件系统具有良好的性能，且有一定的应用价值。
1 系统结构及功能直流电机控制系统结构框图如图1所示，控制器是STC12C5A单片机，用来进行数据采集并生成控制指令。
系统电源模块产生系统工作所需5 V直流电源和直流电机工作电源。
按键以及显示模块用来输入控制指令，并显示系统的工作状态。
驱动模块是L298N驱动芯片，驱动芯片在单片机的控制下实现直流电机的加减速、正反转、停转。
L298N是一个全桥式驱动器[4-5]，内部集成有2组H桥逆变器，单片机产生的PWM信号驱动L298N[6-7]。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
15k
C4
5uF
4
U2:A
3
R19
2 1 100k 10k
R16
2 3
A2
6
2
A3
6
D1
DIODE
V3 R12
5k 2N3392
4
R14
100k
3
4041
7
C6
UEE 0.01uF
RV1
20K
C5
0.01uF
D2
DIODE
7
AD8001A
R11
5k
--UEE
光发射机——自动功率控制
C1
0.1uf
R15
30k
15k
C4
5uF
4
U2:A
3
R19
2 1 100k 10k
R16
2 3
A2
6
2
A3
6
D1
DIODE
V3 R12
5k 2N3392
4
R14
100k
3
4041
7
C6
UEE 0.01uF
RV1
20K
C5
0.01uF
D2
DIODE
7
AD8001A
R11
5k
“1”
--UEE
R9
100k
C1
330n
4
2 3
IRLINK
U2
Uin 0 1 PLD
Q1
50k
PIN
R1
50k
A1
6 100k
R10
R2 C2
0.1uf
7
AD8001A
R3
100
R4
100
R5
15k
R7 R13
100k
-U2
-U1
R15
100k
15k
C2
5uF
U1:A
1 74LS14 2
4
R19
50k 100k
R16
2N3392
PIN检测电 流下降
R8
2N3392
R6
15
R9
20k
V1
5k
V2 D1 L1 PIN
5k
U1:A
Uin 3
C3
330n
4
2 3
2 1 5k
R1
A1
6 10k
18u
R10
4041
R2 C2
0.1uf
7
AD8001A
R3
1k
R4
1k
R5
15k
R7 R13
100k
-U2
-U1
R15
30k
15k
这种简单的驱动电路主要用 于以发光二极管LED作为光 源的光发射机。
• Uin
•(a)共发射极驱动电路
数字信号为“0”码 三极管截止，灯灭。 数字信号为“1”码 三极管导通，灯亮。 。
光发射机——自动功率控制
共发射级驱动电路的特点
• Uc
• LED • C1 • v • R1 • R2 • R3
自动功率控制（APC）
主要功能：
自动补偿LD由于环境温度变化和老 化效应而引起的输出光功率的变化， 保持其输出光功率不变。 自动控制光发送机的输入信号码流中 长连“0”序列或无信号输入时使LD 不发光。 控制另一个重要的参数：LD的微分 量子效率ŋd。
光发射机——自动功率控制
APC的调节方式
一 是自动跟踪Ith的变化，是LD处于最佳偏置 状态. Ith是半导体激光器的阀值电流。 Ith=I0 eT/T0 I0 为常数 T0是特征温度。 二是控制调制脉冲电流幅度Im ，跟踪ŋd 的变化，一般ŋd 的变化不是非常大，所以最简单 的办法是通过检测直流光功率来控制偏置电流。
光发射机——自动功率控制
光纤通信——自动功率控制
根据激光器(LD)和发光二极管(LED)直接光 强数字调制原理，对LD施加了偏置电流Ib 。由图1可见，当激光器的驱动电流大于阈 值电流Ith时，输出光功率P和驱动电流I基 本上是线性关系，输出光功率和输入电流 成正比，所以输出光信号反映输入电信号 。
光纤通信——自动功率控制
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
设计框图
LD 发光
PIN 检测
A1放 大器
比较放大器 A3
电流源
数字信号
调制 比较放大器A2
可调直流参考电压
光发射机——自动功率控制
设计框图
LD 发光
PIN 检测
A1放 大器
比较放大器 A3
电流源
数字信号
调制 比较放大器A2
可调直流参考电压
光发射机——自动功率控制
PIN光电检测器
原理：PIN是为提高光电转换效率而在PN结 内部设置一层掺杂浓度很低的本征半导体 （I层）以扩大耗尽层宽度的光电二极管。 光电检测器是外加反向偏压的PN结，把接 收到的光功率转换成信号电流，有PIN光电 二极管和雪崩二极管APD 本电路用的是PIN光电二极管
学 学 姓
院： 号： 名：
电子与控制工程学院 2012132029 尹其畅
光纤通信——自动功率控制
光发射机
• 数字光发射机的功能是把电端机输出的数字基 带电信号转换为光信号，并用耦合技术有效注 入光纤线路，电/光转换是用承载信息的数字 电信号对光源进行调制来实现的。调制分为直 接调制和外调制两种方式。受调制的光源特性 参数有功率、幅度、频率和相位。目前技术上 成熟并在实际光纤通信系统得到广泛应用的是 直接光强(功率)调制
R2 C2
0.1uf
偏置 电流Ib
R3
1k
R4
1k
R5
15k
每个缓冲器产生该输入 变量的原变量和反变量
-U2
-U1
光发射机——自动功率控制
Uin
1 0
Uin
0 1
V1
导通 截止
V2
截止 导通
LD
无激光 有激光
图中，半导体三极管V1、V2通过射极电阻Re耦合形 成电流开关。V1、V2轮流工作在导通-截止的开关状 态。当Uin为“0”码时，则V1导通、V2截止，LD上只 有电流IB流过，故LD不发出激光；当Vin为“1”码时， 则V1截止、V2导通，LD上有电流IM+IB流过，故LD 发出激光。射极耦合电流开关驱动电路适用于中速率 和高速率光纤通信系统。
2 3
A2
6
2
A3
6
4
D1
R14
100k
R12
Q3
2N3392
3 DIODE 100k
7
C4
UEE 0.01uF
RV1
200K
C3
0.01uF
D2
DIODE
7
AD8001A
R11
50k
滤波 混合 积分
升压
UEE
光发射机——自动功率控制 直流偏移电流Ib和 调制电流Im共同 C1 R6 作用使LD发光
C4
5uF
4
U2:A
3
R19
2 1 100k 10k
R16
2 3
A2
6
2
A3
6
D1
DIODE
V3 R12
5k 2N3392
4
R14
100k
3
4041
7
C6
UEE 0.01uF
RV1
20K
C5
0.01uF
D2
DIODE
7
AD8001A
R11
5k
电流并联负反馈
--UEE
光发射机——自动功率控制 使LD不发激光而发荧光，这样就保护了 LD不至于因为温度过高的直流光而受到 损害，这对延长LD的工作寿命很有益 长连“0” C1
数字信号调制电路应采用电流开关 电路，最常见的是差分电流开关电 路。
共发射极驱动电路 射极耦合驱动电路 自动功率控制电路
光发射机——自动功率控制
共发射级驱动电路
R1为基极电阻 Uin与R1为基极 提供合适的静 态电流Ib。
• Uin • R1 • Uc • LED • C1 • v • R3
射级耦合驱动电路的原理
• LD • v1 •Ib •Ub
• Uin
•电流源 •I0 • -Ue
•Im
•(b)射极耦合LD驱动电路
数字信号Uin为“0”码 时 V1基极>V2基极， V1导通，V2截止，则 LD不发光。 数字信号Uin为“1”码 时 V1基极<V2基极， V1截止，V2导通，则 LD发光。
光发射机——自动功率控制
设计框图
LD 发光
PIN 检测
A1放 大器
比较放大器 A3
电流源
数字信号
调制 比较放大器A2
可调直流参考电压
光发射机——自动功率控制
自动功率控制电路原理
从LD的背向输出光功率，经PD检测器检测 、运算放大器A1放大后送到比较器A3的反相 输入端，同时，输入信号参考电压和直流参 考电压经A2比较放大后送到A3的同相端，A3 和V3组成的直流恒流源调节LD的偏置电流Ib ，使LD输出光功率稳定。
2N3392 2N3392
或无信号
U1:A
Uin 3 1 4041
R6
15
R8 V2 D1 L1 PIN C3
330n 2 3 5k
R9
20k
0.1uf
V1
5k
4
2 5k
R1
A1
6 10k
18u
R10
R2 C2
0.1uf