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1、(完整word版)直流电机开题报告 太原工业学院毕业设计开题报告学 生 姓 名:王宇学 号：122012106系 部：机械工程系专 业：机械电子工程题 目：车用直流电机动态特性的仿真分析指 导 教 师:李雅青（副教授） 2016 年 3 月 10 日毕 业 设 计 开 题 报 告一研究目的及意义电动机作为最主要的机电能量转换装置，其应用范围已遍及国民经济的各个领域和人们的日常生活。无论是在工农业生产,交通运输，国防，航空航天，医疗卫生，商务和办公设备中,还是在日常生活的家用电器和消费电子产品（如电冰箱，空调，DVD等）中，都大量使用着各种各样的电动机。据资料显示,在所有动力资源中，百分之九十以
2、上来自电动机.同样，我国生产的电能中有百分之六十是用于电动机的。电动机与人的生活息息相关，密不可分6。 直流电机是以直流电为电源的电机，它具有良好的启动性能,并能经济地实现范围较广的平滑调速.因此，直流电机在启动和调速要求较高的机械上广泛地使用保持转矩，近似于传统电机所称的“功率”。当然，有着本质的区别。电动机的物理结构，完全不同于交流、直流电机，电机的输出功率是可变的.在许多工业部门,例如大型轧钢设备、大型精密机床、矿井卷扬机、市内电车、电缆设备要求严格线速度一致的地方等，通常都采用直流电动机作为原动机来拖动工作机械的。直流发电机通常是作为直流电源,向负载输出电能；直流电动机则是作为原动机带
3、动各种生产机械工作，向负载输出机械能.在控制系统中，直流电机还有其它的用途,例如测速电机、伺服电机等3。 无刷直流电机的调速性能优越、体积小、重量轻、效率高、转动惯量小、不存在励磁损耗问题，不仅保持了传统直流电动机良好的动、静态调速特性，而且结构简单、运行可靠、易于控制。随着无刷直流电机的应用范围日益扩大，其应用己经从最初的军事工业，向航空航天、医疗、信息、家电以及工业自动化领域迅速发展。因此，直流无刷电机的应用和研究受到了高度的重视，凭其技术优势在许多场合取代了其它种类的电动机，越来越多地应用于国民经济生活的各个领域中，显示出了广泛的应用前景。因此，对无刷直流电动机控制系统工作原理和对直流电
4、机动态特性仿真分析的深入的研究有着非常重要的理论和现实意义.二国内外研究进展 汽车作为一种方便快捷的交通工具早已和人们的日常生活息息相关。我国早在“九五”期间制定的产业政策中也将汽车工业定位国家的支柱产业之一，2012年国内的汽车产销量已经达到了一千八百万辆。随着汽车向节能和环保方向的发展,包括无刷直流电机在内的高效永磁电机在汽车中具有很好的应用前景。 电机除了可以作为汽车驱动的核心部件外，还可以用在汽车空调、雨刮器、电动车门、安全气囊、电动座椅等驱动上.汽车空调与家用空调的压缩机用电机驱动技术类似，以无刷直流电机驱动的空调压缩机将朝着更节能、更舒适的全直流化变频方向发展。随着电力电子技术、自
5、动化控制技术和计算机技术的发展，无刷直流电机调速技术将日趋完善,性价比也会越来越高。因此，它必将成为调速技术发展的一个主流方向,在汽车电机驱动的各个环节获得越来越广泛的应用1。 一个世纪以来,电机作为机电能量转换装置，其应用已遍及国民经济的各个领域以及人们的日常生活中。众所周知,直流电机具有运行效率高和调速性能好等诸多优点,但是传统的直流电机均采用电刷，以机械方法进行换向，因而存在机械摩擦，由此带来噪声、电火花、无线电千扰以及寿命短等致命弱点，再加上制造成本高及维修困难等缺点,从而大大地限制了它的应用范围，致使目前工农业生产上，大多数采用三相异步电机。无刷直流电机既具备传统直流电机运行效率高、
6、调速性能好、无励磁损耗的优点，又具有结构简单、运行可靠、维护方便等独特的优势，故在许多高科技领域中应用越来越广泛2。 在军事装备领域,使用无刷直流电机能更好地满足快响应、高精度的要求.对常规武器如雷达的天线控制系统、高射武器的自动跟踪系统等,这些随动系统必须具备很高的角速度、角加速度和很高的跟踪精度，快速跟踪和准确定位是两个重要的技术指标，其控制器的好坏直接影响着装备战术技术性能，因此，如何使随动系统具有稳定性好、可靠性高、响应速度快、跟踪精度高等特点成为研究随动系统的关键.在当今,世界对无刷直流电机的研究热点主要集中在以下三个方面：(1）从电机设计和控制策略等方面出发，研究无刷直流电机转矩波
7、动抑制方法，提高其伺服精度,扩大其应用范围。（2）设计可靠、小巧、通用性强的集成化无刷直流电机控制器。（3）研究无位置传感器控制技术以提高系统的可靠性，并进一步缩小电机控制系统的尺寸与重量。 毕 业 设 计 开 题 报 告三本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径)首先通过查阅资料文献了解汽车车用无刷直流电机控制系统的工作原理，知道通过调节电压，电流和磁通量来调节速度,以电压，电流，磁通量为输入量，以速度为输出量,达到调节速度的目的，然后通过列写出电动机主电路电压平衡方程式，轴上力矩平衡方程式和励磁电路电压平衡方程式等基本关系式，加以整理，然后进行拉普拉斯变换，根据此变换，求出电动机的
8、动态结构图和传递函数的表达式建立系统数学模型，之后通过Matlab软件编写仿真程序,给出仿真图和主要结论，最后根据仿真结果提出无刷直流电机控制系统优化。四设计工作进度安排设计各阶段名称起 止 日 期1查阅文献,总体规划,完成开题报告2016.02。292016。03。112分析车用直流电机控制系统的工作原理2016.03。122016.03.203建立系统的数学模型2016。03。21-2016.04.104编写 matlab/simulink 仿真程序，中期检查2016。04.11-2016.04.295调试，分析仿真结果2016.04.302016。05。226整理毕业论文，准备答辩201
9、6。05。23-2016。06.05五主要参考文献1.邓星钟，周祖德，邓坚,等。机电传动控制M，第四版。武汉：华中科技大学出版社，20072.叶云岳，直流电机原理与应用M。北京：机械工业出版社，20003.金博，无刷直流电机专用控制集成电路MC33035的原理及应用J.民营科技，2008（10）:21-25.4。甄光裕,直流电动机机械特性的估算分析J.电机技术,2002，（01）5。陈鲤文,胡驰，张宪荣直流电机监控及其调速系统的设计与实现J.现代电子技术,20076。罗小丽，范桂林。直流电机调速系统J， 20067.陈杰MATLAB宝典M。北京：电子工业出版社,20098.张德丰，等。MATLAB/Simulim建模与仿真实例精讲M.北京：机械工业出版社，2010 9.郝文化,田蕾，MATLAB图形图像处理应用教程M北京:中国水利水电出版社，2003 10。杨叔子，杨克冲等，机械控制工程基础。武昌：华中科技大学出版社。2002 11。沈辉。精通SIMULINK系统仿真与控制。北京：北京大学出版社，2003。 毕 业 设 计 开 题 报 告指导教师意见 指导教师: 年 月 日教研室审查意见: 专业负责人: 年 月 日所在系审查意见： 系主任： 年 月 日
