单片机控制的功率放大器系统设计开题报告

 2021-08-08 11:01:46

1. 研究目的与意义

传统的磁悬浮轴承系统普遍应用模拟功率放大器来为线圈负载进行供电的,模拟功率放大器一般就是应用模拟运放电路或者其他一些集成专门产生PWM波的器件来实现的,即其中的PI调节电路、电流反馈电路、PWM生成电路等全部是模拟器件来实现的。

此种方法实现起来比较简单,但是模拟功放存在以下缺点:电路比较庞大,发热量以及功耗比较大,可靠性差等.而本论文所研究的数字功放是在单片机C8051的基础上来实现的,即电流内环控制所用的防积分饱和PI调节控制器以及PWM产生都是通过软件编程来实现的.数字功率放大器的研究为磁悬浮整个系统的体积进一步减小做了很好的铺垫,特别是有利于数字功率放大器和数字控制系统的更好结合,即把专门的磁悬浮轴承数字控制系统更好的结合功率放大器的控制算法以及PWM波产生电路,从而使磁悬浮轴承整个系统体积进一步减小,为磁悬浮轴承的控制集成化简单化、体积缩小化打下了很好的基础.

2. 国内外研究现状分析

在国际上,目前在该领域研究比较活跃的科研院校有瑞士联邦理工学院、美国维吉尼亚大学、马里兰大学、伯克利大学、德州大学奥斯丁分校、日本东京大学和千叶大学等。

在企业方面,国际上比较著名的磁悬浮轴承设计和制造公司有:法国的s2m公司、瑞士的mecos和ibag公司、加拿大的revolve公司、德国的levitec公司、芬兰的high speed公司、俄罗斯的okbm、美国的nasa和日本的精工等。

在国内,科研院校中目前有清华大学、南京航空航天大学、武汉理工大学、西安交通大学、上海大学、国防科技大学、山东大学和深圳大学等高校在进行磁悬浮轴承的研究.而在企业方面,2006年11月国内成立了首家从事磁悬浮轴承产品研发和推广的专业公司飞旋科技.

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3. 研究的基本内容与计划

了解磁悬浮轴承功率放大器原理基础上,对三电平pwm控制方法进行软件编程细化,烧录或下载到单片机中,数字控制实现电流调节的功能.

3月收集相关的资料,文献

4月20日前实现用单片机对pi调制电流、pwm波产生的软件编程

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4. 研究创新点

磁轴承功放具有集成度高,发热量小,可移植性强,可靠性高的特点而被应用于各个领域,而由于磁轴承电控系统复杂,降低了可靠性,为此,如何提高可靠性及减小功耗也将成为人们研究的焦点。

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