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航空直线直流步进电动机驱动控制技术的研究

作 者: 郑欣苗
导 师: 马瑞卿
学 校: 西北工业大学
专 业: 电机与电器
关键词: 混合式直线步进电动机 单片机 细分控制 末端冲击 应急放油阀
分类号: V242
类 型: 硕士论文
年 份: 2005年
下 载: 234次
引 用: 1次
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内容摘要


本文针对“十五”航空基金项目—新型航空用直线直流电动机驱动控制系统,研究了飞机应急放油阀用航空直线步进电动机的驱动控制技术。 本文分析了直线步进电动机的结构和工作原理,在此基础上建立了混合式直线步进电动机的非线性模型;本文提出了直线步进电动机如何实现均匀细分的两种方法,并对细分时的绕组电流进行了理论分析;本文推导了直线步进电动机理想的升降速控制曲线,并分析比较了不同的实现方法;最后本文详细介绍了系统各部分的硬件电路和软件设计。 根据系统技术要求,该驱动控制系统采用单片机来实现混合式直线步进电动机的开环数字控制;采用细分控制技术来确保电机运行的平稳性;采用单片机软件降速控制策略来抑制直线步进电机行程末端的机械冲击问题。 对该控制器进行全面测试的结果表明:该控制器各项指标达到了设计要求,电机运行稳定,行程末端的机械冲击问题得到了有效的抑制。该直线直流步进电动机驱动控制系统的研制,可替代现有飞机应急放油阀有刷驱动电机,也可用于小功率直线运动机构,具有较好的应用前景。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章 绪论  8-17
  1.1 直线电机的优越性及发展前景  8-14
    1.1.1 直线电机的国内外发展概况及应用  8-9
    1.1.2 直线电机的优越性  9-11
    1.1.3 直线电机的分类与特点  11
    1.1.4 直线直流电动机的选型  11-14
  1.2 课题研究内容  14-15
    1.2.1 课题来源  14
    1.2.2 研究内容和关键技术  14-15
    1.2.3 技术指标  15
  1.3 主要研究工作  15-17
    1.3.1 系统硬件电路的设计与制作  15-16
    1.3.2 系统控制软件的设计与实现  16
    1.3.3 系统性能指标测试  16-17
第二章 直线步进电动机及其工作原理  17-29
  2.1 直线步进电动机概述  17-18
  2.2 变磁阻式直线步进电动机的工作原理  18-19
  2.3 混合式直线步进电动机的工作原理  19-23
  2.4 两种类型直线步进电动机的比较和应用  23-24
  2.5 混合式直线步进电动机的数学模型  24-29
第三章 直线步进电动机驱动控制技术  29-44
  3.1 直线步进电动机驱动技术概述  29-33
    3.1.1 单电压驱动  30-31
    3.1.2 双电压驱动  31
    3.1.3 斩波恒流驱动  31-33
  3.2 直线步进电动机细分驱动技术  33-44
    3.2.1 直线步进电机细分驱动原理  33-37
    3.2.2 直线步进电机细分驱动策略  37-41
    3.2.3 直线步进电机细分驱动的电路实现  41-44
第四章 直线步进电动机升降速控制技术  44-58
  4.1 直线步进电机升降速特性  44-46
  4.2 直线步进电机升降速曲线设计  46-53
    4.2.1 常用升降速曲线比较  46-51
    4.2.2 直线步进电机理想的升降速曲线  51-53
  4.3 直线步进电机升降速控制实现方法  53-58
    4.3.1 台阶拟合法  53-54
    4.3.2 直线拟合法  54-56
    4.3.3 查表法  56
    4.3.4 抛物线拟合法  56-58
第五章 直线步进电动机驱动控制系统设计  58-71
  5.1 控制系统硬件设计  58-67
    5.1.1 系统控制原理  58-59
    5.1.2 单片机最小系统设计  59-61
    5.1.3 细分驱动电路设计  61-66
    5.1.4 系统供电电源  66-67
  5.2 控制系统软件设计  67-71
    5.2.1 系统软件总体构成  67-68
    5.2.2 主程序设计  68
    5.2.3 中断服务程序设计  68-69
    5.2.4 功能子程序设计  69-71
第六章 系统试验与结论  71-77
  6.1 概述  71
  6.2 系统组成  71-72
  6.3 系统性能测试  72-75
  6.4 试验结论  75-77
结束语  77-81
致谢  81-82
参考文献  82-86

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中图分类: > 航空、航天 > 航空 > 航空仪表、航空设备、飞行控制与导航 > 电气设备
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