The permanent-magnet direct current

The permanent-magnet direct current servo motors (DCSM)
are highly used in industrial and home applications such as:
machine tools, presses, coiling, robotics, manipulators,
wheelchair, treadmills, etc; where high-performance speed and
torque control are required [1], [2].
This kind of machine has no external winding, so that, their
structure is smaller than a machine with field winding of the
same power. The biggest disadvantage of the DCSM is the
possibility of demagnetization of the magnet, particularly
when over-heating is developed by overloading the machine
for prolonged periods of time, fortunately new materials are
being developed [3].
In electric traction, like in other applications, a wide
range of speed and torque with high performance is
desired. The brushed DC motor with field winding fulfills
these requirements, although this machine needs periodic
maintenance and a second voltage source. The DCSM does
not require a second voltage source, which increases its
reliability, its power-to-weight ratio and its efficiency.
Moreover, DCSM play a fundamental role in robotics and
automation. Fast dynamical response, high torque to weight
ratio and linear dependence of the torque on the current
constitutes the most interesting features of this kind of servo
motors [4], [5].
On the other hand, the classical control theory presents a
low cost response for practical applications of the servo.
Classical control strategies like Proportional-Integral (PI)
generate high performance responses under different kinds of
industrial processes; if the strategy is implemented in multicontrol
loops, it has the ability to eliminate steady state offsets
[6], [7].
Willing to obtain a better performance, a cascade controller
has been implemented. When significant dynamics exists this
is particularly useful, e.g., long dead times or long time
constants, between the control and the process variables.
Tighter control can then be achieved by using an intermediate
measuring signal which responds faster than the controlled
signal [8].
The conventional linear control-system design for
permanent-magnet DCSM drives consists in a properly tuned
cascade configuration of PI speed and torque controllers.
Rather accurate information regarding the motor parameters
and load conditions is necessary to guarantee the desired
tradeoff between precision, bandwidth, and disturbance
rejection [8].
This work is focused on the design and implementation of
speed feedback control; which can regulate the rotor speed
relative to a reference velocity even if a disturbance, such as
external changes of the load torque, is placed.
First the mathematical model of the DCSM was developed,
then the single and cascade schemes were proposed; then the
closed-loop scheme was designed and simulated using
Matlab/Simulink®.
Results were confirmed via experiments. Power electronics
and sensor stages required for activation of the proposed
system with scheduling control techniques were designed and
built in the laboratory; the digital platform and the permanentmagnet
DCSM were purchased.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

แม่เหล็กถาวรโดยตรงปัจจุบันแคโรไลนาเซอร์โวมอเตอร์ (DCSM)สูงใช้ในงานอุตสาหกรรม และบ้านเช่น:เครื่องมือเครื่องจักร กด coiling หุ่น กลรถเข็น ลู่วิ่ง ฯลฯ ที่ความเร็วสูงประสิทธิภาพ และควบคุมแรงบิดจำเป็น [1] , [2]เครื่องชนิดนี้มีขดลวดไม่ภายนอก ให้ ของพวกเขาโครงสร้างมีขนาดเล็กกว่าเครื่องมีขดลวดฟิลด์ของการพลังงานเดียวกัน ข้อเสียที่ใหญ่ที่สุดของ DCSM เป็นการความเป็นไปได้ของ demagnetization ของแม่เหล็ก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อความร้อนเกินจะพัฒนา โดยเครื่องจักรมากเกินไประยะเวลานาน โชคดีใหม่อยู่กำลังพัฒนา [3]ในลากไฟฟ้า เช่นในโปรแกรมประยุกต์อื่น เป็นช่วงของความเร็วและแรงบิดที่ มีประสิทธิภาพสูงที่ต้องการ การตอบสนองขึ้น DC มอเตอร์ มีขดลวดฟิลด์ข้อกำหนดเหล่านี้ แม้ว่าเครื่องนี้ต้องเป็นครั้งคราวบำรุงรักษาและแหล่งที่มาของแรงดันสอง DCSM ไม่ไม่จำเป็นต้องเป็นสองแรงดันแหล่ง ที่เพิ่มความความน่าเชื่อถือ อัตราส่วนของพลังงานต่อน้ำหนัก และประสิทธิภาพของนอกจากนี้ DCSM มีบทบาทพื้นฐานในวิทยาการหุ่นยนต์ และระบบอัตโนมัติ ตอบสนองเร็ว dynamical แรงบิดสูงน้ำหนักอัตราส่วนและพึ่งพาเชิงเส้นของแรงบิดในปัจจุบันถือคุณลักษณะที่น่าสนใจชนิดนี้ของ servoยนต์ [4], [5]บนมืออื่น ๆ การนำเสนอทฤษฎีคลาสสิกควบคุมการการตอบสนองสำหรับประยุกต์ใช้งานจริงของ servo ต้นทุนต่ำกลยุทธ์ควบคุมคลาสสิกเช่นสัดส่วนทฤษฎีบูรณาการ (ปี่)สร้างการตอบรับสูงภายใต้ชนิดของกระบวนการอุตสาหกรรม ถ้าเป็นใช้กลยุทธ์ใน multicontrolวนรอบ มีความสามารถในการตัดท่อนปรับค่า[6], [7]ยินดีที่จะได้รับประสิทธิภาพที่ดีกว่า ตัวควบคุมทั้งหมดมีการดำเนินการ เมื่อสำคัญ dynamics อยู่นี้มีประโยชน์ เช่น ยาวตายเวลา หรือเวลายาวนานค่าคงที่ ระหว่างตัวควบคุมและตัวแปรของกระบวนการควบคุมสัดแล้วสามารถทำได้ โดยใช้กลางวัดสัญญาณที่ตอบสนองได้เร็วกว่าการควบคุมสัญญาณ [8]การออกแบบเชิงเส้นทั่วไประบบควบคุมสำหรับประกอบด้วยแม่เหล็กถาวร DCSM ไดรฟ์ในอย่างถูกต้องจากการตั้งค่าคอนฟิกทั้งหมดของ PI ตัวควบคุมความเร็วและแรงบิดข้อมูลค่อนข้างแม่นยำเกี่ยวกับพารามิเตอร์มอเตอร์โหลดเงื่อนไขเพื่อจะได้รับประกันที่ต้องข้อดีข้อเสีย ระหว่างความแม่นยำ แบนด์วิดท์ รบกวนการปฏิเสธ [8]งานนี้จะเน้นการออกแบบและปฏิบัติควบคุมผลป้อนกลับความเร็ว ซึ่งสามารถควบคุมความเร็วของใบพัดสัมพันธ์กับการอ้างอิงความเร็วแม้การรบกวน เช่นเปลี่ยนแปลงภายนอกของแรงบิดโหลด ถูกวางไว้ก่อน แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของ DCSM ได้รับการพัฒนาแล้วเดียวและซ้อนแผนได้เสนอ นั้นแผนปิดถูกออกแบบ และจำลองการใช้Matlab/Simulink?ผลลัพธ์ได้ยืนยันผ่านการทดลอง อิเล็กทรอนิกส์กำลังและขั้นตอนการเซ็นเซอร์ที่จำเป็นสำหรับการเรียกใช้การนำเสนอมีการออกแบบระบบวางแผนควบคุม และสร้างขึ้นในห้องปฏิบัติการ แพลตฟอร์มแบบดิจิทัลและการ permanentmagnetDCSM ซื้อ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

แม่เหล็กถาวรเซอร์โวมอเตอร์กระแสตรง (DCSM)
ถูกนำมาใช้อย่างมากในงานอุตสาหกรรมและบ้านเช่นเครื่องมือเครื่อง, เครื่องรีดขมวดหุ่นยนต์ manipulators, รถเข็น, ลู่วิ่ง ฯลฯ ความเร็วที่มีประสิทธิภาพสูงและควบคุมแรงบิดจะต้อง [1], [2]. ชนิดของเครื่องนี้ไม่เคยมีใครที่คดเคี้ยวภายนอกเพื่อให้พวกเขาโครงสร้างมีขนาดเล็กกว่าเครื่องที่มีสนามคดเคี้ยวของที่อำนาจเดียวกัน ข้อเสียที่ใหญ่ที่สุดของ DCSM เป็นไปได้ของการdemagnetization ของแม่เหล็กโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อความร้อนเกินจะถูกพัฒนาโดยการบรรทุกเกินพิกัดเครื่องสำหรับระยะเวลานานของเวลาโชคดีวัสดุใหม่ที่ได้รับการพัฒนา[3]. ในการลากไฟฟ้าเช่นในการใช้งานอื่น ๆ , กว้างช่วงของความเร็วและแรงบิดที่มีประสิทธิภาพสูงเป็นที่ต้องการ แปรงมอเตอร์ DC กับขดลวดสนามตอบสนองความต้องการเหล่านี้แม้ว่าเครื่องนี้ต้องการระยะการบำรุงรักษาและเป็นแหล่งแรงดันไฟฟ้าที่สอง DCSM ไม่ไม่จำเป็นต้องมีแหล่งที่มาของแรงดันไฟฟ้าเป็นครั้งที่สองที่เพิ่มขึ้นของความน่าเชื่อถืออัตราส่วนกำลังต่อน้ำหนักและประสิทธิภาพในการใช้. นอกจากนี้ DCSM เล่นบทบาทสำคัญในหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติ การตอบสนองพลังได้อย่างรวดเร็วและแรงบิดสูงน้ำหนักอัตราส่วนและการพึ่งพาเชิงเส้นของแรงบิดในปัจจุบันถือเป็นคุณสมบัติที่น่าสนใจมากที่สุดของชนิดของเซอร์โวนี้มอเตอร์[4] [5]. ในทางตรงกันข้ามทฤษฎีการควบคุมคลาสสิกที่มีการจัดค่าใช้จ่ายต่ำการตอบสนองสำหรับการใช้งานในทางปฏิบัติของเซอร์โว. กลยุทธ์การควบคุมคลาสสิกเช่นสัดส่วน-Integral (PI) สร้างการตอบสนองที่มีประสิทธิภาพสูงภายใต้แตกต่างกันของกระบวนการอุตสาหกรรม ถ้ากลยุทธ์ที่จะดำเนินการใน multicontrol ลูปก็มีความสามารถในการกำจัดชดเชยความมั่นคงของรัฐ[6] [7]. ยินดีที่จะได้รับประสิทธิภาพที่ดีขึ้นควบคุมน้ำตกได้รับการดำเนินการ การเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่ออยู่นี้เป็นประโยชน์อย่างยิ่งเช่นครั้งที่ตายไปนานแล้วหรือนานคงที่ระหว่างการควบคุมและตัวแปรกระบวนการ. การควบคุมที่เข้มงวดมากขึ้นจากนั้นจะสามารถทำได้โดยการใช้เป็นสื่อกลางสัญญาณวัดที่ตอบสนองได้เร็วกว่าการควบคุมสัญญาณ[8] ธรรมดาเชิงเส้นควบคุมการออกแบบระบบสำหรับแม่เหล็กถาวรไดรฟ์ DCSM ประกอบด้วยในการปรับต้องกำหนดค่าน้ำตกของความเร็วPI และตัวควบคุมแรงบิด. ข้อมูลที่ถูกต้อง แต่เกี่ยวกับพารามิเตอร์มอเตอร์และเงื่อนไขในการโหลดเป็นสิ่งที่จำเป็นเพื่อรับประกันที่ต้องการถ่วงดุลอำนาจระหว่างแม่นยำแบนด์วิดธ์และรบกวน. ปฏิเสธ [8] งานนี้มุ่งเน้นไปที่การออกแบบและการดำเนินงานของการควบคุมความคิดเห็นความเร็ว ซึ่งสามารถควบคุมความเร็วโรเตอร์เทียบกับความเร็วอ้างอิงแม้ว่าความวุ่นวายเช่น. การเปลี่ยนแปลงภายนอกของแรงบิดโหลดถูกวางไว้เป็นครั้งแรกแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของ DCSM ได้รับการพัฒนาแล้วเพียงครั้งเดียวและแผนการน้ำตกถูกเสนอ; แล้วรูปแบบวงปิดรับการออกแบบและการจำลองการใช้Matlab / Simulink®. ผลได้รับการยืนยันผ่านการทดลอง พลังงานไฟฟ้าและขั้นตอนการเซ็นเซอร์ที่จำเป็นสำหรับการเปิดใช้งานที่นำเสนอระบบที่มีเทคนิคการควบคุมการตั้งเวลาได้รับการออกแบบและสร้างขึ้นในห้องปฏิบัติการ; แพลตฟอร์มดิจิตอลและ permanentmagnet DCSM กำลังซื้อ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

เซอร์โวมอเตอร์กระแสตรงที่แม่เหล็ก ( dcsm )
ขอใช้ในงานอุตสาหกรรมและบ้านเช่น
เครื่องมือเครื่อง , กด , ม้วน , หุ่นยนต์ , 2 )
, รถเข็น , treadmills , ฯลฯ ที่ความเร็วสูง และควบคุมแรงบิดจะต้อง
[ 1 ] [ 2 ] .
ชนิดของเครื่องนี้ไม่มี ภายนอกที่คดเคี้ยว เพื่อให้โครงสร้างของพวกเขา
เล็กกว่าเครื่องกับขดลวดของ
ฟิลด์เดียวกัน อำนาจ ข้อเสียที่ใหญ่ที่สุดของ dcsm เป็น
ความเป็นไปได้ของ demagnetization ของแม่เหล็ก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง
เมื่อผ่านความร้อนจะถูกพัฒนาโดยการบรรทุกเกินพิกัดเครื่อง
สำหรับระยะเวลานานของเวลา วัสดุใหม่ โชคดี
ถูกพัฒนา [ 3 ] .
ในการลากไฟฟ้าเหมือนในโปรแกรมอื่น ๆ กว้างช่วงของความเร็วและแรงบิดกับ
ประสิทธิภาพสูง
ที่ต้องการสัมผัสกับสนามขดลวดมอเตอร์ DC ตอบสนอง
ความต้องการเหล่านี้ ถึงแม้ว่าเครื่องนี้ต้องการการบำรุงรักษาเป็นระยะ
และแหล่งแรงดันไฟฟ้า 2 การ dcsm ไม่
ไม่ต้องใช้แหล่งจ่ายแรงดันที่สองซึ่งเพิ่มขึ้นของ
ความน่าเชื่อถือพลังงานต่อน้ำหนักและประสิทธิภาพ .
นอกจากนี้ dcsm เล่นบทบาทพื้นฐานใน
วิทยาการหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติ การตอบสนองที่รวดเร็วและพลังแรงบิดสูงน้ำหนัก
อัตราส่วนการพึ่งพาเชิงเส้นของแรงบิดที่ปัจจุบัน
ถือเป็นคุณสมบัติที่น่าสนใจที่สุดของชนิดของเซอร์โวมอเตอร์
[ 4 ] , [ 5 ] .
บนมืออื่น ๆ , ทฤษฎีควบคุมคลาสสิก นำเสนอ
ตอบสนองต้นทุนต่ำเพื่อการใช้งานจริงของ เซอร์โว กลยุทธ์การควบคุมคลาสสิกเช่นสัดส่วนอินทิกรัล
( PI )
สร้างการตอบสนองที่มีประสิทธิภาพสูงภายใต้ชนิดของ
กระบวนการทางอุตสาหกรรมหากกลยุทธ์ที่ใช้ในลูป multicontrol
มันมีความสามารถในการขจัดสภาวะคงตัวมาก
[ 6 ] [ 7 ] .
ยินดีที่จะได้รับประสิทธิภาพที่ดีขึ้น , น้ำตกควบคุม
ที่มีการใช้งาน เมื่อเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญมีอยู่นี้
มีประโยชน์โดยเฉพาะอย่างยิ่งเช่นครั้งตายหรือค่าคงที่เวลา
ยาวระหว่างตัวแปรควบคุมและกระบวนการ .
การควบคุมที่เข้มงวดมากขึ้นสามารถทำได้โดยการเป็นสื่อกลาง
วัดสัญญาณที่ตอบสนองได้เร็วกว่ากลุ่มควบคุมสัญญาณ [ 8 ]
.
ออกแบบระบบควบคุมแบบเชิงเส้นสำหรับ
แม่เหล็ก dcsm ไดรฟ์ประกอบด้วยในปรับได้อย่างถูกต้อง
น้ำตกปรับแต่งความเร็ว พี และควบคุมแรงบิด มากกว่าข้อมูลที่ถูกต้องเกี่ยวกับ

ค่ามอเตอร์และเงื่อนไขที่จำเป็นเพื่อรับประกันโหลดที่ต้องการ
ข้อเสียระหว่างความแม่นยำสูง , แบนด์วิดธ์ , และการรบกวน
ปฏิเสธ [ 8 ] .
งานนี้มุ่งเน้นการออกแบบและพัฒนา
ความเร็วควบคุมป้อนกลับ ซึ่งสามารถควบคุมความเร็ว
เทียบกับการอ้างอิงความเร็วแม้ว่าความวุ่นวาย เช่น
การเปลี่ยนแปลงภายนอกของ โหลดบิดอยู่ .
ก่อนการหาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของ dcsm การพัฒนา
แล้วแบบเดี่ยว และแบบเสนอ แล้ว โครงการออกแบบและจำลอง
ปิดโดยใช้โปรแกรม MATLAB / Simulink ®
.
ผลการวิจัยยืนยันผ่านการทดลอง อิเล็กทรอนิกส์
และระยะเซ็นเซอร์ที่จําเป็นสําหรับการเสนอระบบ ด้วยการใช้เทคนิคการควบคุม

ถูกออกแบบและสร้างในทางห้องปฏิบัติการแพลตฟอร์มดิจิตอลและ permanentmagnet
dcsm ถูกซื้อ