开关磁阻电机系统理论与控制技术
开关磁阻电机系统理论与控制技术，介绍了基本理论，电机设计，Matlab仿真内容提要本书共分为8章分别阐述了开关磁阻电机及其控制系统发展概况,推导了电机线性、准线性和非线性数学模型,给出了开关磁阻电机计算设计程序,讲述了开关磁阻电机有限元分析方法,研究了开关磁阻电机调速系统的控制策略,详细介绍了利用软件建立开关磁阻电机仿真模型的步骤,井进行了稳态性能仿真和动态性能仿真,最后针对DSP对开关磁阻电机有位置传感器和无位置传感器调速系统进行理论分析与设计开本书适用于从事电力电子及电气传动专业高等学院教师和研究生,以及相关专业好、运的科研机构的研究人员和直流关磁阻木空把矿、航功率范本磁阻电图书在版编目(CIP)数据上的拓机线性开关磁阻电机系统理论与控制技术/吴红星编著.一北京:中国了开关电力出版社,20107略,以(现代工业自动化技术应用丛书)电SBN978-7-5123-0336-2行有限:1.①开…Ⅱ.①吴…Ⅲ.①开关控制-磁阻电机-系统理在Max论②开关控制-磁阻电机控制Ⅳ.①TM352线:对车中国版本图书馆CIP数据核字(2010)第070773号系统仿J结构来》电枝该模型E控制器矩分配巨中国电力出版社出版、发行机的发E北京三里河路6号1004htp/www.cspp.com.cn)磁阻电积北京丰源印剧厂印刷电右各地新华书店经售建立开弓2010年8月第一版2010年8月北京第一次印剧统稳态忙787毫米X1092毫米16开本17印张452千字了优化。印数000-3000册定价36.00元电机调这敬告读者法,推毛木书封面贴有防伪标签,加热后中心图案消失各模型过本书如有印装质量问题,我社发行部负责退换电初版权专有翻印必究关磁阻欠压保折前厂言开关磁阻电机调速系统具有结构简单、坚固、工作可靠、成本低、系統控制灵活、调速性能好、运行效率高、温升低等诸多优点,它综合了交流变频调速系统的坚固耐用、适用于恶劣环境和直流调速系统的可控性好等优良特性,被专家视为电气传动系统发展过程中的一个里程碑。开关磁阻电机特别适用在恶劣环境和要求超高速的场合下运行,并可广泛地应用在纺织、造纸、煤矿、航空、机槭等领域的造纸机、浆纱机、采煤机,风机、水泵、家用电器和机器人等负载上,功率范围从几瓦到儿兆瓦,转速范围从几转到儿万转。本书的宗旨是,着眼于实用技术,并兼顾到发展趋势。考虑到实际应用的需要,介绍了开关磁阻电机的几种结构形式,针对新型开关磁阻电机进行论述,总结开关磁阻电机在绕组结构形式上的拓扑结构,论述各种绕组拓扑结构的优缺点。在开关磁阻电机基本方程式的基础上,推导电机线性数学模型和准线性数学模型,具体分析绕组电流、绕组磁链、绕组电感和电磁转矩,给出了开关磁阻电机设计步骤,并分析了转矩脉动产生的原因,研究开关磁阻电机调速系统的控制策略,以DSP为控制芯片,给出了开关磁阻电机调速系统设计方法和基本设计软件。电机本体设计方面:给出计算程序,对128电机进行各类参数的计算:对开关磁阻电机进行有限元分析:利用 Ansoft软件建立开关磁阻电机的有限元模,用 RMxprt得到二维几何模型,在 Maxwell2D的瞬态求模块下进行有限元分析;分析得到的绕组电流、绕组磁链、电磁转矩曲线:对转子极弧系数、轴径、开通角等参数进行优化分析:在分析有限元计算的矩角特性曲线和系统仿真后的转矩输出波形的基础上,得出产生转矩脉动的根本原因,通过改进电机定子磁极的结构来减小气隙磁场的突变,通过修改气隙等参数从而减小和抑制转矩脉动。电机控制策略方面:根据数学模型研究基于永磁磁通控制开关磁阻电机非线性数学模型。在该模型的基础上,研究基于永磁磁通控制开关磁阻电机调速系统的控制策略。设计绕组电流闭环控制器、转速调节控制器,硏究基于永磁磁通控制开关磁阻电机转矩分配的控制策略,推导了转矩分配函数,并设计转矩控制器。分析开关磁阻电机的发电运行机理和能流关系,对开关磁阻电机的发电运行理论进行线性分析,推导基本电路方程和相电流解析式;通过线性模型,分析开关磁阻电机的有效发电条件电机仿真技术方面:用 MATLAB软件建立开关磁阻电机的准非线性动态仿真模型的基础上,建立开关磁阻电机系统的系统模型,并对系统模型进行了稳态性能仿真和动态性能仿真。利用系统稳态性能仿真,综合考虑最大平均转矩和效率这两个优化目标,对升关磁阻电机的开关角进行了优化。针对传统PⅠ控制策略对开关醚阻电机调速系统进行仿真,得到采用传统P控制策略的电机调速系统的电机相电流波形和系统转矩波形。深入研究基于模糊控制的控制理论和控制方法,推导基于模糊控制的搾制算法,提出一种模糊PI相结合的控制方法,并建立仿真模型,对各模型进行比较,以便得到最佳控制策略电机控制系统方面:介绍开关磁阻电机调速特点,分析电机驱动功率电路拓扑结构,介绍开关磁阻电机调速系统转子位置传感器分类及使用方法。设计了驱动电路,过流保护电路、过压和欠压保护电路、电机专用控制电路等硬件。利用T公司的电机专用DsP设计开关磁阻电机有位全书共8章,第1章介绍了开关磁阻电机调速系统的概况、发展趋势及主要应用领域。第2章介绍了开关磁阻电机的线性数学模型、准线性数学模型及非线性数学模型。第3章分析了开关磁阻电机的各类损耗,介绍了开关磁阻电机本体的设计方法。第4章利用 Ansoft软件建立开关磁阻电机的有限元模,用 RMxprt得到二维几何模型,在 Maxwell2D的瞬态模块下进行有限元分析。分析得到的绕组电流、绕组磁链、电磁转矩曲线。对转子极弧系数、轴径、开通角等参数进行优化分析。第5章介绍了开关磁阻电机调速系统在各类调速系统的地位,设计开关磁阻调速控制系统硬件。第6章针对开关磁阻电机调速特性研究开关磁阻电机控制策略和发电机理。第7章用 MATLAB软件建立开关磁阻电机系統的系统模型,并对系统模型进行稳态性能仿真和动态性能仿真。第8章针对DSP对开关磁阻电机有位置传感器和无位置传感器调速系统进行理论分析与设计。前言本书由吴红星编著,各章编写工作有赵晢、嵇恒、刘莹、钱海荣、黄冬林、倪天、郭庆波、第1章叶宇骄等参与。全书由吴红星统稿,寇宝泉教授支持本书的编写并审阅了书稿。编写过程中,参1.1阅和利用了国内外大量文献、资料,在此对原作者一并致谢。1.2限于作者水平,加上时间仓促,缺点、错误在所难免,热忱欢迎广大读者批评指正。1,2,1,2,21,3于14J14.114.214.314.414.514.614.714.81.5开1.6开第2章2.1开22开2.2,122.32,242,2.52.3开24开2,4.124.22.4.324424.5主要应用领域。第2第3章分析了开关soft软件建立开关模块下进行有限元径、开通角等参数最》设计开关磁阻调速略和发电机理。第7态性能仿真和动态速系统进行理论分前言第1章绪论、倪天、郭庆波、11开关磁阻电机的发展概况…编写过程中,参12开关磁阻电机的结构特点…,+…日2…2121开关磁阻电机的优点………者批评指正。1.2.2开关磁阻电机的缺点和和国国面自和“““““国目目围把的和一41.3开关磁阻电机的优化方法141.4开关磁阻电机系统抑制转矩脉动技术…1.4.1基于抑制转矩脉动的传统控制策略…14.2基于抑制转矩脉动的线性化控制…614.3基于抑制转矩脉动的变结构控制61.44基于抑制转矩脉动的智能控制理论…14.5基于抑制转矩脉动的转矩分配策略…………146基于抑制转矩脉动的迭代学习控制…1014.7基于抑制转矩脉动的微步控制策略…………101.4.8其他方法015开关磁阻电机未来研究方向…1.6开关磁阻电机的工业应用………………………2第2章开关磁阻电机的工作原理及数学模型142.1开关磁阻电机基本原理22开关磁阻电机的一些基本结构…1422.1单相开关磁阻电机……………142.22两相开关磁阻电机……………152.2.3三相开关磁阻电机………………52.24四相开关磁阻电机……………………………………1622.5五相以上开关磁阻电机1623开关磁阻电机改进结构…1624开关磁阻电机数学模型……………21224.1电路方程…2.42机械方程2224,3机电联系方程*…,…222.44线性模型……1232,4.5准线性模型25混合励磁开关磁阻电机数学模型…日型道日副上理福2.5混合励磁电机磁路特点………………252混合励磁开关磁阻电机转矩平衡方程……4446i4.4.7孟第3章开关磁阻电机电磁设计……………………3744863.1开关磁阻电机设计及优化方法……………13945有限31.1电机本体结构设计………94.5.R…………393.1.2电机参数优化设计………4.52M32开关磁阻电机损耗分析……45.3有321绕组铜损分析…………42046基于车3.2.2机械损耗分析……404.6.1影3.2.3杂散损耗分析…44.62开…………41324电机铁损分析……………………………………………………414.6.3定33开关磁阻电机参数计算…+45第5章开关331电负荷与磁负荷…51开关磁332主要尺寸4534开关磁阻电机本体设计示例…………475.12电34.1相数,极数和绕组端电压……………5.3电压34.2主要尺寸的选择计计4852开关磁343其他结构尺寸及绕组匝数”5.3开关磁阝48344电流及转矩计算……………………………………5053.1开关34.5绕组设计……………………………………………15053.2开关34.6参数计算533开关51534开关第4章开关磁阻电机性能优化…54开关磁阵41电机电磁场的理论基础………………5454.l标准42有限元法54542其他421有限元法的发展55…555.5迭代学买42.2 Ansoft软件简介……………………………555.1基于423 Ansoft有限元法…55,2迭代424电磁场有限元方法的特点及一般步骤65.6开关磁43 RMxprt软件设计及使用方法………15756.1速度43.1启动软件……………5858562转矩432新建SRM模型563电流4.3.3建模结果……68第6章开关磁434仿真计算61开关磁阳43.5模型导出…1111736.1.1与步44 Maxwell2D软件设计及使用方法…………“环“746.12与反44.1打开工程文件………m…“+t74613与直442模型设置……17614与无44.3材料设置………786.1.5与异444边界及激励源设置806.2功率电子44.6设置仿真参数+,90……34……*34447运动部分设置……………………………………………9544.8仿真运算96+:37…014.5有限元分析结果处理………39451 RMxprt输出的性能曲线………10139452 Maxwell2D的求解结果…394.3有限元后处理………1044046基于转矩波动抑制电机本体优化…1-11054046.1影响转矩波动的因素…404.62开通角、关断角对转矩波动的影响…………………106…41463定子磁极结构对转矩波动的影响……………xx+107414第5章开关磁阻电机的控制策略…5.开关磁阻电机控制方式……,中日副日是…:1045…:4551l角度位置控制(APC)1111045512电流斩波控制(CCC)……………………………1l475.1.3电压斩波控制(CVC)……………4852开关磁阻电机调速特性53开关磁阻电机能量回馈控制…::1:1111248…4853.1开关磁阻电机发电运行机理…50532开关磁阻电机发电运行的励磁过程:50533开关磁阻电机的能量变换理论……………………………1451534开关磁阻电机发电状态工作特点……………”…11654开关磁阻电机PD控制::18*54541标准数字PID算法………………19:54542其他PD方法1120……5555迭代学习控制…121:5551基于模型控制系统和迭代学习控制系统概述…………:121555.52迭代学习控制过程和开环PD迭代学习控制……122“565.6开关磁阻电机的转矩分配控制系统设计…123……*5756.!速度调节器设计……………123585.6.2转矩分配函数的设计………425+58563电流控制器设计……………1265968第6章开关磁阻电机调速系统硬件设计……………128696,1开关磁阻电机调速系统在电机控制中的地位1128…736.L.1与步进电动机驱动系统的比较+++:128…746.1.2与反应式同步电动机的比较…………28746.1.3与直流电动机的比较“…自129a776.14与无换向器直流电动机的比较:1297861.5与异步电动机变频调速系统的比较………1298062功率电子器件…………………130622功率GBT工作特点……1317463PWM控制技术…11137.4.6.3.1传统PWM技术…计计……1347.463.2优化后的PWM技术“国计1347.4633空间电压矢量PWM控制…计………13574.6.34跟踪型PWM控制技术1357464开关磁阻电机控制器功率拓扑结构………-13674641不对称半桥主回路…137第8章642H桥主回路…积+…137643不对称半桥改进型”…1378.2644(n+1)型功率变换器1388264.5电容裂相型…“……1388,264.6电容转储型…+1…:1388365整流及吸收回路设计………1398.36.5.1功率吸收电路设计…………………139836.52吸收电路参数计算…::+140846.53整流电路设计……846.54电流采样与处理电路…道上中中和国和8,46.5.5转子位置信号采集与处理……………………1428.5656系统保护电路设计:1498.66.6功率及驱动电路11518.66.61SKH24驱动模块在SRD系统中的应用…………518.6.62S19976DY—桥式驱动器的原理及应用11528.76.63EXB841工作原理…578.8664FCAS50SN60开关磁阻电机功率模块…………1598.第7章基于DSP开关磁阻电机控制器设计……1658.7.DSP的特点1657.2电动机DSP控制系统基础……………………167参考文721DSP电机控制特点…1677.22数字滤波DSP实现方法…………16873有位置传感器DSP控制++117173.1开关磁阻电机控制机理……“已,171732DSP控制开关磁阻电机硬件设计…………………………17733软件设计x+2:::175734电流控制………………………17773.5位置控制178736速度控制……国+…“……“…“…面,,正重自7.3.7换相控制………………181738速度控制器……………x1837.3.9DSP编程示例………………………8474开关磁阻电机无传感器DSP控制…………………:21674.1调速系统硬件描述………………216…133742无传感器开关磁阻电机驱动系统的控制软件…………216…:134743无传感器换相和速度更新算法………………………………218134744速度环:21135745电流控制回路……213574.6斜坡控制器……136747无传感器开关磁阻电机驱动系统的校准………………2313第8章开关磁阻电机调速系统仿真……22813781引言+*13782基于 MATLAB/Simulink的系统建模与仿真分析……128138821仿真软件 MATLAB/Simulink简介…x:12813882,2电机模型的建立……………………23…13883控制系统P控制策略建模与仿真……23013983.1SRM调速系统的无P控制仿真………30…13983.2电机调速系统的PI控制仿真分析……………31…,……,:14084基于模糊控制器的系统仿真分析……………236…:148.4.1模糊控制器的设计1236142842SRM调速系统的模糊控制仿真及结果分析…………………23814285sRM调速系统模糊P控制仿真……………………242………1498.6开关磁阻电机能量回馈建模与仿真…………24351…………151861发电状态的基本电路方程…86.2发电运行的相电流解析…24315287开关磁阻电机控制系统模型分析……2455788开关磁阻电机发电系统模型的建立….…:2521598.81电流滞环控制模块………………………254,+1658.82电流计算模块………2541658.8.3转矩计算模块…254167参考文献……::::::1256…………16716817117117317577178179181中“183184216
- 2020-12-12下载
- 积分：1
Mimics17中文培训手册.pdf
这本培训手册是为了帮助用户顺利地开始Mimics软件的使用而编写的，并不能够代替Materialise公司提 供的培训。 这本培训手册在不同的练习中使用了 Mimics 17.0 的模块，如果没有相关模块的使用权无法完成练习。 请注意: 这本培训手册的使用以熟悉Windows系统操作技能为前提Materialise software目录Mmcs培训手册公告BBBB暑 NeAA日品EB园 8NaNANOEN冒品 RaRE曹BB总BBBB即总 98D6NNENnAMms0筒介Mimics模块导入图像5练1.导人如imap图像6练习2:导入DCOM图像…导航&项目管理器,77是BBB品B日BB日B品 0n00EDdD自2B日出BBBB自BBB目B自BBB国BBB即D日BBD国国练习,导航2仟务1.一键导航、放大缩小、平移…12任务2.快捷键的使用…13任务3帮助文档练习2.项日管理器,…14任务1.熟悉项目管理器的使用.14任务2.视窗操作.14任务3.体渲染15/测量工具9练习1.测量工只20任务1.距离测量.20任务2.角度测量任务3.测量的导出着国面21任务4.密度测量.21练习2.剖面线练习3.评注22基本阈值分割&三维模型操作,,25练习1.能部的分割.26任务1阈值分割(使用剖面线任务2.计算三维模型27任务3.区城增长28练习2.分离动脉…网值法任务1.阙值分割(使用剖面线)和区域增长30任务3.计算三维模型.…练习3.分离动脉∥33动态区域增长法33任务1.动态区域增长…33练习4.三维导航团道任务1.一键导航、敖大缩小、移、旋转……35任务2.使用快捷方式进行导疽.36练↓5.从骨盆上分离脊推37练习6.三维工具……40练习7.提取膝关#443D性套索功能任务1:使用3D磁性套索提取胫骨导出功能www.materialise.comMaterialise China- 1803, No 800, DongfangRoad-Shanghai-Chinamimics@materialise.com.cnMaterialisedriving your innovations米Materialise software练习1.导出切层50任务1.导出DCOM任务2.导出BMP.50任务3.导出电影.50练习2.导出S752高级分割53练习1.分离脑组织…任务1.修剪感兴趣的区域…….54任务2.形态学操作:消蚀.….55任务3.在三维视下编辑mask.57任务4.形态学操作:膨胀…57仟务5.千动编辑59任务6.多层编辑…60MedcADB即即BB身总BDB即原总自D即国B国即即DBB即 anDOng90且BBBD63练习1.通过多义线拟合球体练习2.通过多义线拟合表面66任务1.拟合股骨主干的表面任务2.拟合大转了的表面67练习3动脉中心线69任务1计算中心线9任务2.中心线测量70仟务3.中心线末端切面∴71任务4.分支分组仟务5.对控制点的操作…72于术模拟…74练习1.使用多义下面切割练习2.植入体评价练习3调整入体的位练习4评价骨量179FEA…,,n,,,n,n82练习1.股骨的网格优化83任务1.打开网格优化器…83任务2.股骨的几何简化83任务3.检查网格.……,85任务4优化三均片质量任冬5.生成体网格……∴88练小2.赋材质……90练3.并流形装配.97任务1.创建非流形装配91仟务2.优化网格93任务3.创建体K格.95仟务4.分离非流型装配以及导出网格文件恭喜您98Mimics nnovation Suite用户俱乐部98www.materialise.comMaterialise China- 1803, No 800, DongfangRoad-Shanghai-Chinamimics@materialise.com.cnMaterialisedriving your innovations米Materialise softwareMmis简介Mimics是一个迕接二维图像数据(CT,MRl,工业扫描数据.)和三维工程学应用的图像处理工具。应用领域包括:解剖学测量、三维分析、有限元分析(FEA)、客制化植入体或装置设计、加法制造(也被称为维打印)以及手术计划和模拟通过使用 Mimics的图像分割方法,用户能够从医学数据中选择特点的感兴趣区域,将结果计算成精确的三维模型。Mimics的功能模垬为用户提供了其它应用领域的接口。这意味着 Mimics的功能可以方便的根据用户的需要进行组合。另外, Mimics是 Mimics innovation suite的一部分,这一套装也包括了3mabc0。在套装中, Mimics被用来生成精确的三维模型,之后3-ma加被用来在解剖学模型的基础上进行设计和网格操作。因比3-ma极大稈度的扩展了 Mimics在基于解剖数据的工程学方面的应用的可能性Mimics被广泛的应用在骨科、颌面外科以及心血管行业的学术及商业硏究领域Mimics的主要优势:Mimics界面友好容易掌握。快遮的分割工具(基于阈值和轮廓)和精确的三维计算保证了快捷的取道精细的三维模型Mimics在|sO环境下开发,只有CE和FDA市场认证Mimics基于市场要求持续开发,每年有两个版本的更新。当 Mimics和3- matic被联合应用时,用户可以直接在STL文件的基础上进行设计和网格操作尤需逆向工程。这使用户可以:基于解剖数据改进植入体o设计客制化的植入体和手术导板● Mimics的开发商 Materialise是创新软件和加法制造技术的世界领跑者。www.materialise.comMaterialise China- 1803, No 800, DongfangRoad-Shanghai-Chinamimics@materialise.com.cnMaterialisedriving your innovations米Materialise softwarem/模块Mimics包括多个模块。下方的图片给出了基础模块与功能模块之间的链接,以及)要的应用领域。ImportMimics @Innovation SuiteExportMimicsFEAMedCADSurgicalRP-sliceSimulationCAD3- matic②MATLAB BImpartsStatisticestanPoint cloudAnalysisEngineeringPoint cloudManufacturing(RP/CAMywww.materialise.comMaterialise China- 1803, No 800, DongfangRoad-Shanghai-Chinamimics@materialise.com.cnMaterialisedriving your innovations米Materialise software导入图像这一章的练习公帮助您了解如何导入bmp图像以夂对图像尺寸进行修改如何自动导入D|COM数据■确认图像方向注意Mimics不仅支持 Dicom格式数据,而且能够直接导入扫描原始数据。这些数据可以通过硬盈、光盘或磁盘导入。 Mimics也支持BMP,JPEG以及TFF格式文件的导入。源文件可以通过在 importwizard的第一步选择, force manual import"的方式手动导入在开始之前保证您已经安装了培训数据 Training Data2011.eXe、头影测量数据库以及牵引器数据库。您可以在培训光盘中找到这些安装程序。www.materialise.comMaterialise China- 1803, No 800, DongfangRoad-Shanghai-Chinamimics@materialise.com.cnMaterialisedriving your innovations米Materialise software练习1.导入bma图像从主工具栏中选择 new project wizardSelet the media or files tha contain the images x irpotDICOM Input Application (D-AFavoritesDriversIrldyeRuuLaMedDataA.UDotascts山 extra datasetsImportTEST. RTTMAPD DICOM簧 Add : o feveritearget folder: 3: SUpportRobert Atwooda mercer aw inport show Import logCarTEl2.浏览 Training Data文件夹( CMed DataTraining Data),选择 BITMAP文件夹。点击Mex3.在 Image properties窗口标示出扫描分辨率。像素大小为256μm,层距为4mm。然后选择Mexwww.materialise.comMaterialise China- 1803, No 800, DongfangRoad-Shanghai-Chinamimics@materialise.com.cnMaterialisedriving your innovations米Materialise softwareNew project w zardMcnary ncad=d (conmprc33cc/uncomprcaacd): 128 Mb/256 Mb Mcrory availzbc: 20E2 Mbv7023277sia+S vL_/62341/b_akIa +000.8(-J00 bmpv70234770ad+00160-00v76234776axi+00200-00.mv76237681+002C00bm画7.8C- 00.hmnv762]4768i5+00360-00.brpv/6234baxa+004-.mpv7624776ai+048C-hrmnvi70234770ad+002C-00uv76234776ai110056C00.bmv7623763x8+0060000mp76)3x776xia+0-0mp画w70234770did+008C-00Jmp烟v762]4768+00720-00mp1A1,∩ nTEr nn LSorting orde- custom-15775sh?informatonK701∞Y7z40mnkmPatent name n/a□ Forcc sotropi: samplingrebate n/o4.在下个窗口 Edit images,您可以涠过调节图像周围的线框的大小来对该项目进行修剪。dit imag esf vol maco/caac #l ixel mappingMin X 30x MaK< X 51Min Y 115MinZ o px Msx Z 511 psInput: 512* 512 x :12 Output 182x 213x 51?100, JUUUOUPlxel sze:1.fUlllt:1Skip mages: JInput: 402? Outut: 402x 21Jx512www.materialise.comMaterialise China- 1803, No 800, DongfangRoad-Shanghai-Chinamimics@materialise.com.cnMaterialisedriving your innovations米Materialise software5.在这个窗口,您也可以编辑像素映射图的属性。完成编辑后,点击Mex6.在方向窗口标示出图像的方向。点击OK打开 Mimics项目,您就可以开始进行图像分割了!Check orientationverify if the proposed or entatior is correctDizor mage orien ation: xXXCurrent orientationR吕T0BA□Risht-dick on an orientation character to chance it.OK Cancel Hepwww.materialise.comMaterialise China- 1803, No 800, DongfangRoad-Shanghai-Chinamimics@materialise.com.cnMaterialisedriving your innovations米
- 2020-12-11下载
- 积分：1
