毕业设计任务书
题目异步电动机转子磁链观测器的设计与仿真
起讫日期2011年3 月28 日至2011 年6 月20日
学生姓名专业班级
所在院系电气信息学院
指导教师王英职称教授
所在单位电气工程教研室
2011年3月18日
异步电动机转子磁链观测方法的比较与研究 转子磁链、观测方法、比较、矢量控制、直接转矩控制 1 引言 在异步电动机变频调速控制系统中，矢量控制技术和直接转矩控制技术得以有效实现的一个重要基础是在于异步电动机磁链信息的准确获取，这就需要知道磁链的幅值和相位。根据三相异步电动机在两相任意转速旋转坐标系下的数学模型可知，定子、转子和气隙磁链的方程式为： 定子磁链：（1） 转子磁链：（2） 气隙磁链：（3） 从以上方程式不难看出定子、转子和气隙磁链三者只要有一个获得，另外两个就可推导而出。因此异步电动机就有三种与之相对应的磁场定向方法，分别是按定子磁场定向、按转子磁场定向和按气隙磁场定向。不过按定子、气隙磁场定向方法未能实现iM和iT的完全解耦，因此按转子磁场定向是目前主要采用的方法，它可以实现磁通电流分量、转矩电流分量的完全解耦。下面就对转子磁链观测的方法进行一些比较研究，从而为实际应用时选择合适的观测器提供依据。 转子磁链的观测最初是采用直接检测气隙磁链的方法，就是在电机定子内表面装贴霍尔元件或其他磁敏元件，或者在电机槽内埋设探测线圈。利用被测量的气隙磁通，由式（2）、（3）就可得到转子磁通。从理论上讲，该方法应该比较准确，但实际上埋设探测线圈和装贴磁敏元件都会遇到不少工艺和技术上的问题，在一定程度上破坏了电机的机械鲁棒性。同时由于齿槽影响，使检测信号中含有较大的脉动分量，越到低速时越严重。因此在实用的系统中，多采用间接计算的办法，即利用容易测量的电压、电流或转速等信号，借助转子磁链观测模型，实时计算磁链的模值和空间位置。 2 转子磁链的间接获取方法 根据实测信号的不同组合，可以有多种转子磁链观测模型，总的说来可以分为两大类：开环观测模型和闭环观测模型。 2.1 开环观测模型 （1）电流模型法 根据描述磁链与电流关系的磁链方程来计算转子磁链，所得出的模型叫做电流模型，它可以在不同的坐标系下获得。 ● 在两相静止坐标系α-β下转子磁链的电流模型 由实测的三相定子电流经过Clarke变换很容易得到两相静止坐标系上的电流isα和isβ。在两相静止坐标系α-β下的磁链方程： 为：（4） 这里面转子电流是难以测量得到的，需要进一步替换。由式（4）可得
《高级语言程序设计（2）》课程设计报告 专业：班级：学号：姓名： 完成日期: 指导教师： 1、程序设计说明书 【设计题目】科学计算器 【问题描述】本程序为设计一个科学计算器，用于进行数值计算。可以进行数据的加减乘除，对数等计算。 【软件功能】 1 图形界面：应用AWT和Swing设计工作界面，按下数字时显示数字，按下“=”时显示结果。 2 计算器基本功能：加减乘除四则运算，倒数，开平方等。 3 附加运算功能：三角函数，对数，阶乘，度转化为弧度等。 4 计算器的存储功能：清除中间结果，使用中间结果，存储中间结果及累加中间结果 5 用不同颜色进行分区 【算法思想】 本程序设计一个主类和四个内部类。通过在主类中调用四个类来实现程序的各个功能。 【类的设计】 1主类SmartCalculator类，继承了JFrame类 ○1成员变量 tf是JTextField对象，单行文本框，用来显示数据。 panel1,panel2,panel3,panel4是JPanel对象，用来盛放按钮。Panel1盛放“←”，“CE”,“C”按钮，Panel2盛放功能区按钮，Panel3盛放记忆区按钮，Panel4盛放面板Panel1和Panel2 isResult,flag是布尔型变量 result是double型变量，存储结果 SpecialNumActionListener是SpecialNum类的对象，监听特殊数字按钮 df是DecimalFormat类的对象，控制输出格式 ○2方法 SmartCauculator是构造方法，完成面板的布局并调用init方法 init方法调用addButton方法向面板中增加按钮 addButtion方法统一设置按钮的使用方式，参数包括panel,name,action,color，每次完成向面板添加按钮，设置名字，添加键盘监听器和设置按钮颜色 getResult方法实现四则运算，并输出 main方法，程序入口 2内部类FunctionSigns，继承接口ActionListener,实现接口的actionProform抽象方法，完成开平方，求对数等操作 3内部类ClearArea，继承接口ActionListener,实现接口的actionProform抽象方法，对清除区三个按钮“←”，“CE”,“C”进行监听，实现删除功能。 4内部类SpecialNum，继承接口ActionListener,实现接口的actionProform抽象方法，对π，e,及数字键监听 5 Dot对小数点进行监听 【用户界面】
简单计算器 1 基本功能描述 简单计算器包括双目运算符和单目运算符。双目运算符包含基本的四则运算及乘幂功能，单目运算符包含正余弦、阶乘、对数、开方、倒数等运算。可对输入任意操作数包含小数和整数及正数和负数进行以上的所有运算并能连续运算。出现错误会给出提示，同时包含清除、退格、退出功能以及有与所有按钮相对应的菜单项。 2 设计思路 如图1，是输入数据子函数的流程图。打开计算器程序，输入数据，判断此次输入之前是否有数字输入，如果有，则在之前输入的数字字符后加上现有的数字字符；如果没有，则直接使编辑框显示所输入的数字字符。判断是否继续键入数字，如果是，则继续进行前面的判断，如果否，则用UpdateData(FALSE)刷新显示。 如图2，是整个计算器的流程图。对于输入的算式，判断运算符是双目运算符还是单目运算符。如果是双目运算符，则把操作数存入数组a[z+2]中，把运算符存入b[z+1]中；如果是单目运算符，则把字符串转化为可计算的数字，再进行计算。下面判断运算符是否合法，如果合法，则将结果存入a[0],不合法，则弹出对话框，提示错误。结束程序。
输入一个数字 在之前输入的数字字符后面加上现在的数字字符。 Eg ：m_str+=”9”。 直接使编辑框显示所输入的数字字符。 Eg ：m_str=”9”。 pass3=1表示已有数字输入 开始 之前是否有数字输入？ pass3==1? 继续键入数字？ 用UpdateData(FALSE)刷新显示 图1 输入数据子函数流程图 Y N Y N
输入开始 双目运算符 是否每一个操作数都存入a[]数组？ 把操作数存入a[z+2],把运算符存入b[z+1]。 单目运算符 将字符串转换 为可计算的数进行运算 运算是否合法？ 将结果存入a[0] 弹出对话框提示错误 结束Y Y N N 图2 简单计算器总流程图
同步电动机磁链观测器研究 【摘要】详细分析了开环电流模型、电压模型进行磁链观测的方法，针对传统电压模型中存在的纯积分问题提出了改进方法，借助Matlab/Simulink仿真环境搭建仿真平台，仿真验证改善后电压模型引入校正环节k后观测器的稳定性、抗扰动性以及校正系数k的取值对速度阶跃响应的影响，此外对模型具有的抑制积分漂移功能以及改善后电压模型无需对积分器进行初始值设定进行仿真分析，仿真结果验证了改进电压模型的正确性和有效性。 【关键词】交-直-交变频同步电动机电流模型电压模型 1 引言 矿井提升机是矿井人员，物资设备上下井的咽喉设备。保障其安全、可靠、高效地运行是保证矿山安全生产的关键。通过变频器的调速控制，能够实现提升机平稳的恒加速和恒减速过程，并且消除了原来的转子串电阻所造成的能源损耗，具有非常显著的能源节约效应。同时，变频器调速控制系统的电路简单，避免了原来的电阻器、接触器和绕线电机碳刷等元件容易损坏的不足，减少了故障的发生。因此，电压变频器在提升设备速度控制系统中进行应用，具有非常广阔的前景。 作为一门新发展的技术，变频调速被应用于矿山提升机是电力拖动系统必然的发展方向。目前，大功率交流调速应用领域，交-直-交变频同步电动机调速技术已得到了广泛应用，其控制系统多采用矢量控制系统。矢量控制技术能够有效发挥作用的前提是，要能准确的捕获到电动机的磁链信息。因为无论是要进行磁场的定向控制，还是要进行磁链的闭环控制，都必须要时刻清楚的掌握磁链的位置与大小。因此，很有必要对磁链的检测方法进行研究。 磁链的检测方法在工程上主要分为直接检测法和间接检测法。要实现磁链的直接检测，在工艺与技术上都存在较多的问题，所以现在主要使用间接检测法。间接检测的方法具体为，首先测得电动机的定子电压、转速或电流等容易检测的信息，然后利用已建立的电机数学模型，通过计算得出磁通匝的幅值与空间位置角。间接检测法中又包括开环和闭环检测。虽然闭环检测具有更好的性能，但其结构较为复杂。而开环检测方法的结构比较简单，通过适当改进能够满足要求，所以更实用一些。 本文主要进行了开环观测模型的研究，详细分析了开环电流模型、电压模型以及改进的电压模型进行磁链观测的方法，并通过Matlab/Simulink仿真平台搭建仿真模型进行仿真研究，仿真结果验证了改进后的电压模型的正确性和有效性。 2 开环观测模型
转子磁链观测 检测转子磁链的目的是：（1）生成单位矢量，进行直接矢量控制；（2）进行磁链的闭环控制或补偿控制，使磁链的控制更加精确。直接检测气隙磁链必须在制造电机时预先在某相绕组平面内间隔90 ?电角度埋入两个磁通传感器，对使用者很不方便。而采用电机以外的其他传感器间接检测磁链，即采用磁链观测器观测磁链则增加了使用电机的主动性，所以受到人们的重视[2,5]。 电流模型转子磁链观测器是通过检测定子电流和转子旋转速度而计算出转子磁链的一种观测方法。计算公式如下所示： 21222 2 12221()11()1m m i T L T p i T L T p ααβββαψωψψωψ? =-?+?? ?=+?+? （2-14） 电流模型观测器的优点是在整个速度范围内均可以对转子磁链进行观测，但 观测的精度与转子绕组参数的测量（或计算）的准确程度关系很大，而且存在随温度变化和集肤效应随频率的变化，这对精确地观测磁链带来困难。 电压模型转子磁通观测器是通过检测异步电动机定子电压和定子电流而计算出转子磁通的一种观测方法，实现方法如图2-7所示。以下公式给出了在两相静止坐标系下转子磁通的计算公式。 ()()()() 2 111 1122111 11 2m m L dt u i i R L L L dt u i i R L L ααααββββσψσψ? =--??? ?=--?? ?? （2-15） 电压模型转子磁链观测器易于实现，因为只需要电压互感器和电流互感器，电路简单，但电压模型磁链观测器一步只能在额定转速的10％以上使用，因为在10％以下的转速范围内，电机的定子电压变得很小，真实值被积分误差和检测误差所淹没，难以保证精度。因此，通常在高速段采用电压模型观测器，而在低速段才使用电流模型观测器。 图2-7电压模型磁链观测器 电压型转子磁链观测器由于使用了纯积分环节，存在直流偏差和初始值问题，为了克服这些问题，在积分环节后串连一个一阶高通滤波器，写出表达式如下：
《金融IT 入门-程序设计》 课程设计报告 中国地质大学长城学院 XX 系 2017年 月 3 日 目录 一．总体概述： 二．设计目标： 三．程序流程图： 四．程序代码： 五．设计 体会: 题目： 用Python 编写简易计算器程序 学 号： 专业： 班级： 姓名： 指导教师： 2016-2017学年 第二学期
一、设计内容 1.课程设计目的： 1）掌握Java语言的程序设计方法； 2）理论联系实际，进一步提高学生的软件开发技术； 3）培养学生分析、解决问题的能力； 4）提高学生实践论文撰写能力。 2.课程设计任务： 1)设计的计算器应用程序可以完成加法、减法、乘法、除法以及取余运算（可以进行浮点数和负数的运算）； 2)有求倒数、退格和清零功能。 3.创新要求： 能进行正切、余弦，以及求平方根、指数（包括对e）、自然对数运算。图形界面采用继承windowadapter类，采取调用类方法来注册监听！ 4.设计要求: 1)设计的计算器应用程序可以完成加法、减法、乘法、除法和取余运算。且有小数点、正负号、求倒数、退格和清零功能。
2)课程设计可选用Eclipse、JBuilder、NetBeans等作为开发平台以提高开发效率，通过资料查阅和学习尽可能熟练掌握其中一种集成开发环境。 3）认真按时完成课程设计报告，课程设计报告内容包括：设计任务与要求、需求分析、设计思路、详细设计、运行调试与分析讨论和设计体会与小结六个部分。 二、原理与分析 1.开发的技术及功能 本课程设计是要做一个图形界面的计算器，其界面主要是由swing组件中的控件构成。程序实现了计算器的基本功能有：加、减、乘、除基本算术运算（可以进行浮点和负数运算）和sin、cos、tan等三角函数求值运算，同时能进行指数运算和自然对数运算，还有求倒数、退格和清零功能。 2.设计思路 设计这个计算器主要是参考Windows操作系统中自带的计算器，由于编者水平和时间的限制，不能将计算器设计到科学型及其他更复杂的类型，在设计过程中还参考了一些其他的优秀设计。但本计算器除了常用的加减乘除（可以进行浮点和负数运算）这些基本运算外，还有求余、求倒、退格、清零，甚至还能进行一些复杂科学的运算，比如余弦（cos）、正切（tan）、指数运算（pow）、自然对数运算（log）、求平方根（sqrt）以及对e的指数运算（exp），并且还能进行连续运算。总体上说来，本计算器设计简单，代码很少，程序很小，但功能却很强大，这是同类计算器所不具备的。 3.设计效果图 设计时先在设计界面中添加按钮等控件，后在按钮的actionPerformed事件中添加代码完成其功能其中调用了Java类中的Math函数库以及各种字符串操作。设计的界面如下： 图一计算器运行界面 三、设计过程 1.程序思路： 1）本应用程序继承自框架类（JFrame），容器Container c采用BorderLayout 边缘布局，将单行文本框加入到“North”区域，包含各种按钮的面板JPanel p 加入到”Center”区域。包含各种按钮的面板JPanel p 采用3行6列的网格布局，然后将数字按钮和运算符按钮以及控制按钮用一个for循环添加到面板中同时注册按钮事件监听器。如： Button b=new Button(); (事件监听器)； 2）事件监听器中的事件处理方法void actionPerformed(ActionEvent evt)完
课程设计名称：C语言课程设计课程设计题目：简单计算器程序
目录 第1章需求分析 (1) 1.1设计要求 (1) 1.2任务 (1) 第2章总体设计 (2) 2.1设计简介及设计方案论述 (2) 2.2功能模块层次图 (2) 第3章详细设计 (3) 3.3由（后缀）逆波兰表达式计算中缀表达式原理 (8) 3.3.1算法描述 (8) 第4章调试分析 (10) 4.1程序设计中所遇到的错误及犯错的原因 (10) 4.2错误的解决方法 (10) 第5章用户手册 (11) 总结 (15) 参考文献 (16) 附录（程序清单） (17)
第1章需求分析 1.1 设计要求 （1）用 C 语言数据结构实现程序设计； （2）利用结构体、栈、进行相关信息处理； （2）系统的各个功能模块要求用函数的形式实现； （4）界面简单，可操作性高。 1.2任务 （1）定义一个结构体类型数组，输入0~9 及+、--、*等符号的信息，将其信息存储起来； （2）输入简单的加减乘除算术计算式，并在屏幕上显示逆波兰（后缀式）表达式和计算结果； （3）编写代码； （4）程序分析与调试。 说明： 本课程设计将实现一个简单计算器。在功能上尽量模仿windows 的计算器。系统界面不做牵制要求。该程序能实现标准型中+、-、*、/、（、）、.、的混合运算表达式（一般意义上的中缀表达式），将其转换成逆序波兰表达式（后缀表达式）并计算输出结果。在进行运算后可以选择继续运算或者结束当前运算。即时准确地获得需要的计算的结果，充分降低了数字计算的难度和节约了时间，对人们的生活有一定的帮助。
第2章 总体设计 2.1设计简介及设计方案论述 逆波兰表达式又叫做后缀表达式。在通常的表达式中，二元运算符总是置于与之相 关的两个运算对象之间，所以，这种表示法也称为中缀表达式。波兰逻辑学家 J.Lukasiewicz 于 1929 年提出了另一种表示表达式的方法。按此方法，每一运算符都置 于其运算对象之后，故称为后缀表达式。 后缀表达式的优点是显而易见的， 编译器在处理时候按照从左至右的顺序读取逆波 兰表达式，遇到运算对象直接压入堆栈，遇到运算符就从堆栈提取后进的两个对象进行计算，这个过程正好符合了计算机计算的原理。后缀表达式比前缀表达式更加易于转换，并且它的最左面一定为数字，这一点在实 际编程的时候就会体会到它的好处了。 逆波兰表达式有一个更大的优点，就是拆括号，根据运算符的级别将中缀表达式转 换成逆波兰表达式后，运算顺序就已经替代了运算符的级别，这样也避免了括号提高运 算级别的特殊处理。 2.2功能模块层次图 将算术表达式转化为逆波兰表达式 计算逆波兰表达式的值 简单计算器 表 达 式 格 式 转 换 系统 求 值 计 算 系 统
】 · ( 华东交通大学课程设计 课 程： Java 程序设计 题 目： 计算器设计 年 级： 2010级 专 业： 信息一班 * 学 号： 姓 名： 组 员： 指导教师： 课程设计题目：计算器设计
课程设计(论文)任务书 基础学院信息与计算科学专业2010—1 班 一、课程设计(论文)题目计算器的设计 二、课程设计(论文)工作自2013 年 6 月23日起至2013 年6月27日止。 三、课程设计(论文) 地点: 计算机中心 · 四、课程设计(论文)内容要求： 1．本课程设计的目的 （1）使学生掌握系统各功能模块的基本工作原理； （2）掌握Java的基本编程原理和基本的编程方法； （3）使学生学会系统调试； （4）培养学生分析、解决问题的能力； （5）提高学生的软件文档写作能力和团队合作精神。 2．课程设计的任务及要求 ' 1）基本要求： （1）分析系统各功能模块的工作原理； （2）提出系统的设计方案； （3）对所进行编程、调试、修改。 2）创新要求： 在基本要求达到后，可进行创新设计，如：用虚函数，文件流，重载流插入运算符等。3）课程设计论文编写要求 （1）要按照书稿的规格打印誊写设计论文； > （2）论文包括目录、摘要、正文、总结等； （3）毕业论文装订按学校的统一要求完成。 4）答辩与评分标准： （1）达到课程设计的目的与要求，程序的可读性较好，并调试正确，60分； （2）能正确回答老师所提问题，可增加10分； （3）课程设计报告书写规范整齐，可增加10分； （4）心得体会认真总结，可增加10分； （5）程序有创新性，可增加10分； [ 成绩评定实行优秀、良好、中等、及格和不及格五个等级。不及格者需重做。 5）参考文献：
摘要 Android是当今最重要的手机开发平台之一，它是建立在Java基础之上的，能够迅速建立手机软件的解决方案。Android的功能十分强大，成为当今软件行业的一股新兴力量。Android基于Linux平台，由操作系统、中间件、用户界面和应用软件组成，具有以下5个特点：开放性、应用程序无界限、应用程序是在平等条件下创建的，应用程序可以轻松的嵌入网络、应用程序可以并行运行。而简单计算器又是手机上必备的小程序，所以此次创新实践很有意义。并且具有很强的使用性。 关键字：Android Java基础计算器
目录 第1章开发工具与环境 (1) 1.1 Android平台 (1) 1.2 Java开发环境 (1) 1.3 Eclipse (1) 1.4 Android程序基础—Android应用程序的构成 (2) 第2章系统分析与设计 (4) 2.1系统的可行性分析 (4) 2.2 系统的需求分析 (4) 2.3 系统的优势 (4) 2.4 系统的流程图 (5) 第3章系统详细设计 (6) 3.1 动作Activity (6) 3.2 布局文件XML (6) 3.3 Activity的详细设计 (7) 3.2 布局文件XML的详细设计 (21) 3.2 系统的运行结果 (24) 结论 (25) 参考文献 (26)
第1章开发工具与环境 1.1 Android平台 1.谷歌与开放手机联盟合作开发了Android, 这个联盟由包括中国移动、摩托罗拉、高通、宏达和T-Mobile在内的30多家技术和无线应用的领军企业组成。 2.Android是一个真正意义上的开放性移动设备综合平台。通过与运营商、设备制造商、开发商和其他有关各方结成深层次的合作伙伴关系，来建立标准化、开放式的移动电话软件平台，在移动产业内形成一个开放式的生态系统，这样应用之间的通用性和互联性将在最大程度上得到保持。 3.所有的Android应用之间是完全平等的。 4.所有的应用都运行在一个核心的引擎上面，这个核心引擎其实就是一个虚拟机，它提供了一系列用于应用和硬件资源间进行通讯的API。撇开这个核心引擎，Android的所有其他的东西都是“应用”。 5.Android打破了应用之间的界限，比如开发人员可以把Web上的数据与本地的联系人，日历，位置信息结合起来，为用户创造全新的用户体验。 1.2 Java开发环境 Java技术包含了一个编程语言及一个平台。Java编程语言具有很多特性，如面向对象、跨平台、分布式、多线程、解释性等等。Java编程语言起源于Sun公司的一个叫“Green”的项目，目的是开发嵌入式家用电器的分布式系统，使电气更加智能化。1996年1月发布了JDK1.1版本，一门新语言自此走向世界。之后，1998年12月发布了1.2版本，2002年2月发布1.4版本，2004年10月发布1.5版本（5.0），2006年12月发布1.6（6.0）版本，这是目前的最新版本。Java1.2版本是一个重要的版本，基于该版本，Sun将Java技术分为J2SE、J2ME、J2EE,其中J2SE为创建和运行Java程序提供了最基本的环境，J2ME与J2EE 建立在J2SE的基础上，J2ME为嵌入式应用（如运行在手机里的Java程序）提供开发与运行环境，J2EE为分布式的企业应用提供开发与运行环境。 1.3 Eclipse
文章编号:1009-3486(2002)05-0019-03 异步电机矢量控制中转子磁链的直接观测方法 Ξ 王铁军,单潮龙,赵镜红,张俊洪 (海军工程大学电气工程系,湖北武汉430033) 摘 要:以异步电机的等效电路为模型提出了在电机的外部构造转子磁链物理观测器的方法.理论上证明了在选取合适参数之后,用该物理观测器可以直接得到感应电机转子磁链的大小与相位,该方法用于异步电机的矢量控制系统,具有很好的实时性,且避免复杂的数字运算.关键词:感应电动机;矢量控制;转子磁链观测中图分类号: TM346.2 文献标识码: A 图1 U V W 、αβ、dq 坐标系与电流矢量 在异步电动机的调速技术中,转子磁链的定向矢量控制代表着该领域中新的技术理论.转子磁链定向的基本思想是:将U V W 坐标系变换到α β坐标系,再由αβ坐标系变换到d q 坐标系[1] ,当选择的d 轴与转子的全磁链Ψ? 2重合时,称该坐标系为 M T 坐标系.此时,代表定子磁动势的空间矢量电流i 1被分解为M 轴方向的励磁分量i m 1和T 轴方向的转矩分量i t 1,图1表示3种坐标系与矢量电流.可以证明[2],异步电动机的电磁转矩为: T =n p L m L r Ψ2i t 1 (1) 而转子磁链为: Ψ2= L m 1+T 2p i m 1 (2) 式中:n p 为电机磁极对数;L m 为定转子间互感;L r 为转子电感;T 2=L r /R 2为转子时间常数;p 为微分 算子.从(1)、 (2)式中不难看出,通过合适的坐标变换可以实现与直流电动机类似的速度控制过程.为了进行磁场定向和坐标变换,以及对控制系统中的指令电量和检测电量作运算处理,需要确定转子磁链的图2 磁链观测器原理框图 瞬时空间位置和大小.Ψ? 2的观测有多种方法[1～4].随着微处理器技术的发展,目前多采用间接观测的方法,即检测定子的电压、电流或转速等物理量,再利用转子磁链的数学模型,实时计算转子磁链的幅值和相位.图2为根据定子电流和定子电压的检测值估算转子磁链的原理框图,图中:u u ,v ,w 、i u ,v ,w 分别为来自电压检测器、电流检测器 的异步电动机定子三相电路的电压、电流信号.(3)、 (4)两式为磁链观测器的内部运算关系. Ψα2=L r L m [∫(u α1-R 1i α1)d t -L s σi α1](3)Ψβ2= L r L m [∫ (u β1 -R 1i β1)d t -L s σi β1] (4) 第14卷 第5期 2002年10月 海军工程大学学报 JOURNAL OF NAVAL UN IV ERSIT Y OF EN GIN EERIN G Vol.14 No.5 Oct.2002 Ξ收稿日期:2002203222;修订日期:2002204218 作者简介:王铁军(19652),男,讲师,硕士.
电子技术课程设计任务书 项目1交通灯控制设计 一、设计目的 根据常用的电子技术知识，以及可获得技术书籍与电子文档，初步形成电子设计过程中收集、阅读及应用技术资料的能力；熟悉电子系统设计的一般流程；掌握分析电路原理、工程计算及对主要技术性能进行测试的常见方法；使学生学会使用电路仿真分析软件（Multisim）在计算机上进行电路设计与分析的方法。要求学生所选课题必须在计算机上通过虚拟设计确定设计方案，通过虚拟仿真建立系统，完成设计要求。 二、任务与要求 设计一个十字路口控制交通秩序的交通灯，满足以下条件： 显示顺序为其中一组方向是绿、黄、红；另一方向是红、绿、黄。设臵一组数码管以倒计时的方式显示语序通行或禁止通行时间，其中支通道绿灯的时间是20s，另一个方向上主通道的绿灯亮的时间是30s，黄灯亮的时间都是5s. 选做：当任何一个方向出现特殊情况，按下手动开关，其中一个方向通行，倒计时停止，当特殊情况结束后，按下自动控制开关恢复正常状态。 三、课程设计报告要求 1、任务说明 2、目录 3、正文 （1）总体方案框图设计 （2）单元电路具体设计 （3）计算器件参数值 （4）选择相关元器件 （5）画出总体设计电路图 （6）利用Multisim软件调试，对调试过程中出现的问题给出定性的的分析，最终能实现预计的效果。 4、课程设计的收获及体会 5、参考文献 四、评分标准
五、任务安排 六、所需调试工具 Multisim软件。
项目2用移位寄存器实现彩灯控制 一、设计目的 根据常用的电子技术知识，以及可获得技术书籍与电子文档，初步形成电子设计过程中收集、阅读及应用技术资料的能力；熟悉电子系统设计的一般流程；掌握分析电路原理、工程计算及对主要技术性能进行测试的常见方法；使学生学会使用电路仿真分析软件（Multisim）在计算机上进行电路设计与分析的方法。要求学生所选课题必须在计算机上通过虚拟设计确定设计方案，通过虚拟仿真建立系统，完成设计要求。 二、任务与要求 采用移位寄存器设计一个彩灯循环控制器，要求有两种变化花样。 三、课程设计报告要求 1、任务说明 2、目录 3、正文 （1）总体方案框图设计 （2）单元电路具体设计 （3）计算器件参数值 （4）选择相关元器件 （5）画出总体设计电路图 （6）利用Multisim软件调试，对调试过程中出现的问题给出定性的的分析，最终能实现预计的效果。 4、课程设计的收获及体会 5、参考文献 四、评分标准 五、任务安排
评阅教师评语：课程设计成绩 考勤成绩 实做成绩 报告成绩 总评成绩指导教师签名： 课程设计报告 论文题目基于ARM的简易计算器设计 学院（系）：电子信息与自动化学院 班级：测控技术与仪器 学生姓名：同组同学： 学号：学号： 指导教师：杨泽林王先全杨继森鲁进时间：从2013年 6 月10 日到2013年 6 月28 日 1
目录 1、封面—————————————————————P1 2、目录—————————————————————P2 3、前言—————————————————————P3 4、关键字————————————————————P3 5、原理与总体方案————————————————P3 6、硬件设计———————————————————P6 7、调试—————————————————————P10 8、测试与分析——————————————————P11 9、总结—————————————————————P13
10、附件—————————————————————P14 前言 近几年，随着大规模集成电路的发展，各种便携式嵌入式设备，具有十分广阔的市场前景。嵌入式系统是一种专用的计算机系统，作为装置或设备的一部分。通常，嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上，所有带有数字接口的设备，如手表、微波炉、录像机、汽车等，都使用嵌入式系统，有些嵌入式系统还包含操作系统，但大多数嵌入式系统都是是由单个程序实现整个控制逻辑。在嵌入式系统中，数据和命令通过网络接口或串行口经过ARM程序处理后，或显示在LCD上，或传输到远端PC上。 本文通过周立功的LPC2106芯片完成的简易计算器，正是对嵌入式应用的学习和探索。 一、摘要： 计算器一般是指“电子计算器”，是能进行数学运算的手持机器，拥有集成电路芯片。对于嵌入式系统，以其占用资源少、专用性强，在汽车电子、航空和工控领域得到了广泛地应用。本设计就是先通过C语言进行相应程序的编写然后在ADS中进行运行最后导入PROTUES进行仿真。最后利用ARM中的LPC2106芯片来控制液晶显示器和4X4矩阵式键盘，从而实现简单的加、减、乘、除等四则运算功能。 关键字：中断，扫描，仿真，计算 二、原理与总体方案： 主程序在初始化后调用键盘程序，再判断返回的值。若为数字0—9，则根据按键的次数进行保存和显示处理。若为功能键，则先判断上次的功能键，根据代号执行不同功能，并将按键次数清零。程序中键盘部分使用行列式扫描原理，若无键按下则调用动态显示程序，并继续检测键盘；若有键按下则得其键值，并通过查表转换为数字0—9和功能键与清零键的代号。最后将计算结果拆分成个、十、百位，再返回主程序继续检测键盘并显示；若为清零键，则返回主程序的最开始。 电路设计与原理：通过LPC2106芯片进行相应的设置来控制LCD显示器。 而通过对键盘上的值进行扫描，把相应的键值通过MM74C922芯片进行运算从而
中国矿业大学徐海学院 单片机课程设计 姓名：XXX学号： 22090XXX 专业：计算机09-4班 题目：硬件课程设计 专题：简易计算器设计 指导教师： XXX 设计地点：嘉园时间： 2011-12-23 20011年12月
单片机课程设计任务书 专业年级计算机09-4 学号22090XXX 学生姓名XXX 任务下达日期：2011年12 月15日 设计日期：2011 年12 月15 日至2011 年12 月23日 设计题目：硬件课程设计 设计专题题目：简易计算器设计 设计主要内容和要求： 摘要： 利用单片机及外围接口电路(键盘接口和显示接口电路)设计制作一个计算器。 主要能实现 1.加法：能够计算四位以内的数的加法。 2减法：能计算四位数以内的减法。 3乘法：能够计算两位数以内的乘法。 4除法：能够计算四位数的乘法 5有清零功能，能随时对运算结果和数字输入进行清零。 关键词：单片机; 计算器 ; 加减乘除 指导教师签字：
目录 1 系统概述 (1) 1.1硬件知识概述 (1) 1.1.1 单片机 (1) 1.1.2 C语言 (1) 1.1.3 ISP (1) 1.2设计基本思想 (1) 2硬件电路设计 (2) 2.1 单片机最小系统 (2) 2.2键盘接口电路 (2) 2.3数码管显示电路 (3) 3 软件设计 (4) 3.1 复位电路 (4) 4.系统调试 (5) 4.1 软件流程图 (5) 4.1.1系统软件系统流程图 (5) 5.结束语 (6) 参考文献 (7) 附录 (8)
1 系统概述 1.1硬件知识概述 1.1.1 单片机 单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。 1.1.2 C语言 C语言是一种计算机程序设计语言。它既具有高级语言的特点，又具有汇编语言的特点。它由美国贝尔研究所的D.M.Ritchie于1972年推出。1978后，C语言已先后被移植到大、中、小及微型机上。它可以作为工作系统设计语言，编写系统应用程序，也可以作为应用程序设计语言，编写不依赖计算机硬件的应用程序。它的应用范围广泛，具备很强的数据处理能力，不仅仅是在软件开发上，而且各类科研都需要用到C语言，适于编写系统软件，三维，二维图形和动画。具体应用比如单片机以及嵌入式系统开发。 1.1.3 ISP ISP（In-System Programming）在系统可编程，指电路板上的空白器件可以编程写入最终用户代码，而不需要从电路板上取下器件，已经编程的器件也可以用ISP 方式擦除或再编程。本次课程设计便使用ISP 方式，直接将编写好的程序下载到连接好的单片机中进行调试 1.2设计基本思想 利用单片机及外围接口电路(键盘接口和显示接口电路)设计制作一个计算器，用四位一体数码管显示计算数值及结果。要求用Protel 画出系统的电路原理图，绘出程序流程图，并给出程序清单。 主要能实现 1.加法：能够计算四位以内的数的加法。 2减法：能计算四位数以内的减法。 3乘法：能够计算两位数以内的乘法。 4除法：能够计算四位数的乘法 5有清零功能，能随时对运算结果和数字输入进行清零。
基于单片机的计算器的设计 摘要：本设计是一个实现加减乘除的计算器，它的硬件主要由四部分构成，一个8051单片机芯片，两个八段共阴极数码管，一个4*4键盘，它可以实现一位数的加减乘除运算。 显示部分：采用LED动态显示。 按键部分：采用4*4键盘。采用软件识别键值，并执行相应的操作。 关键词：LED接口；键盘接口；8255A；汇编语言 一、概述 1.1设计要求及任务： （1）设计4*4的键盘，其中10个数字键0~9，其余六个键“+”、“—”、“*”、“/”、“=”、和“C”键； （2）设计两位LED接口电路； （3）实现1位数的简单运算 1.2设计原理 （1）LED显示器接口技术 LED动态显示接口技术 （2）键盘显示技术 逐行（逐列扫描法） 二、系统总体方案和硬件设计 2.1计算器总体思想 显示部分：采用LED动态显示。 按键部分：采用4*4键盘。采用软件识别键值，并执行相应的操作。 执行过程：开机显示零，等待键入数值，当键入数字，经通过数码管显示出来，当键入+、-、*、/运算符，计算器在内部执行数值转换和存储，并等待再次键入数值，当再键入数值后将显示键入的数值，按等号就会在数码管上输出运算结果。 图1 系统设计框图
2.2硬件的选择与连接 图二硬件连接总图 2.2.1硬件选择 (1)由于本设计比较简单，因此选用内部含有4KBE2PROM的89C51单片机作为系统的核心。 (2)扩展输入/输出端口 在扩展输入/输出端口时，要求输入口能够缓冲，，输出口能够锁存。常用小规模集成电路芯片74LS244或74LS245等扩展输入端口，用74LS273、74LS373、 74LS377扩展输出端口。这种扩展方法的特点是电路简单，但功能单一、灵活性差。因而常采用中规模的可编程并行接口芯片8255A扩展输入/输出端口。 (3)锁存电路采用74LS373 2.2.2接口设计 (1)单片机与8255A的接口设计 8255A中的数据总线缓冲器为三态双向数据缓冲存储器，用于将8255A的数据线 D0~D7和单片机的数据总线（P0口）连接，实现单片机和接口间的数据传送。 读写控制部件的接口设计 1、/CS为片选信号，接成低电平表示8255A 被选中。/CS与P2.7相连，用P2口的最高位控制8255A是否工作。即将P2.7控制为低电平。 2、RESET-复位信号，高电平有效，接在单片机的RST端。 3、/RD和/WR为读写控制信号，低电平有效。分别将两个端口接单片机的/RD和/WR 4、A1和A0-端口选择信号，分别与单片机的低两位地址线P1.1和P1.0相连。用于选择不同端口。采用74LS373三态锁存器，用于分离P0口第八位地址线，将它的Q0和Q1口接至8255A的地址输入端A0和A1。
单片机简易计算器课 程设计
引言 说起计算器，值得我们骄傲的是，最早的计算工具诞生在中国。中国古代最早采用的一种计算工具叫筹策，又被叫做算筹。这种算筹多用竹子制成，也有用木头，兽骨充当材料的。约二百七十枚一束，放在布袋里可随身携带。直到今天仍在使用的珠算盘，是中国古代计算工具领域中的另一项发明，明代时的珠算盘已经与现代的珠算盘几乎相同。17世纪初，西方国家的计算工具有了较大的发展，英国数学家纳皮尔发明的"纳皮尔算筹"，英国牧师奥却德发明了圆柱型对数计算尺，这种计算尺不仅能做加减乘除、乘方、开方运算，甚至可以计算三角函数，指数函数和对数函数，这些计算工具不仅带动了计算器的发展，也为现代计算器发展奠定了良好的基础，成为现代社会应用广泛的计算工具。 近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。 本任务是个简易的两位数的四则运算，程序都是根据教材内和网络中的程序参考编写而成，在功能上还并不完善，限制也较多。本任务重在设计构思与团队合作，使得我们用专业知识、专业技能分析和解决问题全面系统的锻炼。 随着半导体集成工艺的不断发展，单片机的集成度将更高、体积将更小、功能将更强。在单片机家族中，80C51系列是其中的佼佼者，加之Intel公司将其MCS –51系列中的80C51内核使用权以专利互换或出售形式转让给全世界许多著名IC制造厂商，如Philips、 NEC、Atmel、AMD、华邦等，这些公司都在保持与80C51单片机兼容的基础上改善了80C51的许多特性。这样，80C51就变成有众多制造厂商支持的、发展出上百品种的大家族，现统称为80C51系列。80C51单片机已成为单片机发展的主流。专家认为，虽然世界上的MCU品种繁多，功能各异，开发装置也互不兼容，但是客观发展表明，80C51可能最终形成事实上的标准MCU芯片。 事实上单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。汽车上一般配备40多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台
枣庄学院 信息科学与工程学院课程设计任务书题目：迷你计算器的设计与实现 学号：200912210140 姓名：王晓杰 专业：计算机科学与技术 课程：程序设计方法学 指导教师：刘梦琳职称讲师 完成时间：20 11 年6月----20 11 年7 月 枣庄学院信息科学与工程学院制 2011年6 月20日
课程设计任务书及成绩评定 课程设计的任务和具体要求 1、课程设计教学基本内容 高级语言课程设计不仅是对程序设计能力的综合锻炼，更是对团队合作、软件开发与项目管理过程的训练。因此，课程设计根据题目的难度由小组合作完成，每个小组1-4人。整个课程设计分为以下几个阶段进行：选题与开题、系统设计、系统编码实现、系统测试、撰写课程设计报告、系统评价与验收。 2、课程设计教学的要求 参加本课程设计的学生，应当认真完成本课程设计的全部过程。并以最终课程设计成果来证明其独立完成各种实际任务的能力。从而反映出理解和运用本课程知识的水平和能力。 指导教师签字：日期： 指导教师评语 成绩：指导教师签字：日期：
课程设计所需软件、硬件等 系统：Windows XP VisualBasic 6.0 语言：C/C++ java 课程设计进度计划 起止日期工作内容备注 自11年6月到11年7 月 收集资料 程序设计 撰写论文 经过该实践环节， 培养学生的探索精神和 新能力 参考文献、资料索引 序号文献、资料名称编著者出版单位 [1] 《VA大学实用教程实验指导》耿祥义子工业出版社 [2] 《程峰等译,JAVA2核心技术》邓欧鑫机械工业出版社 [3] 《JAVA语言入门》王克宏清华大学出版社 [4] 《JAVA2核心技术》朱志等编著机械工业出版 [5] 《JAVA 1.1使用大全》旭日工作室编著工业出版社 [6] 《JAVA语言Applet编程技术》王克宏清华大学出版社
异步电机矢量控制方案论证 一，概述 三相异步电机具有结构简单，牢固，维修方便，价格便宜等特点，目前在工业领域中得到广泛应用。早期的变频调速采用变压变频（VVVF）速度开环的方式，基频以下为恒压频比控制，在低速时，提高电压以补偿定子阻抗压降。这种调速方法的控制结构简单，成本低，适用于风机等对调速系统动态特性要求不高的场合，但是对于动态和静态性能要求高的场合，这种开环系统就无法提供足够的保障。 1971年德国西门子公司的F.Blashke等革命性地提出了“感应电机磁场定向控制原理(Fieldorientation)”，即矢量控制技术，使交流传动的转矩静动态特性取得质的改善，完全可与直流调速系统相媲美。矢量控制的实质是利用美国A.A.Clark提出的“感应电机定子电压的坐标变换控制”原理。经过不断的实践和改进，形成了现已得到普遍应用的矢量控制变频调速技术。矢量控制通过引入坐标变换，把复杂的异步电机等效为简单的模型，在保证磁场准确定向的情况下，可以实现励磁电流和转矩电流的解耦，使得交流电机的转矩控制性能可以与直流电机相比拟，这无疑是交流传动控制理论上的一个质的飞跃。 转子磁场的定向控制就是在将旋转坐标系放在同步旋转磁场上，将电机的转子磁通作为旋转坐标系的直轴。若忽略由反电动势引起的交叉耦合，检测出定子电流的直轴分量，就可以观测转子磁通幅值，但转子磁通恒定电磁转矩与定子电流的交轴分量成正比，通过控制定子电流的交轴分量就实现对电磁转矩的控制,此时称定子电流的直轴分量为励磁分量，定子电交轴分量为转矩分量。可由电压方程的直轴分量控制转子磁通，交轴分量控制转矩从而实现磁通和转矩的解耦控制。转子磁场定向的最大的优点是达到了完全解耦，无需增加解耦器，控制方式简单，具有良好的动态性能和控制精度。 在异步电机矢量控制中，要实现准确的解耦，必须要知道转子磁链准确的相位角。而在直接矢量控制中，为了实现磁链的反馈控制，还要知道转子磁链准确的幅值。通过异步电机定子侧电压、电流，以及转子转速等电机运行参数，通过实时计算得到转子磁链的准确位置和大小，这种技术就是磁链观测器，在矢量控制中，常用的转子磁链观测器有电压模型和电流模型两种。以及基于这两种模型的若干种改进的算法。本文将论述磁链观测器的实现方法以及优缺点比较。 同时在高性能的异步电机矢量控制系统中，转速信息的获取是必不可少的。电机速度信息的辨识方法，分为直接法和间接法。直接法就是通过电子式或机电式速度传感器，如霍尔效应器件(HALL)、光学编码器、旋转变压器等，以及处理电路、处理软件等来获取电机速度信息。间接法就是通过测量电机的定子电流、定子电压等信号，根据电机的模型间接估计辨识电机的转速信息。然而由于速度传感器的安装给系统带来了一些缺陷。同时在一些应用场合并不能安装测速原件，而在感应电机速度闭环控制中需要电机转速信息，一些矢量控制策略中也需要知道电机转速。在理论上通过感应电机的电压和电流可以实时计算出电机的转速的理论，从而可以不需要速度传感器实现磁场定向控制和速度闭环控制，即无速度传感器控制。从高精度及可实用化的角度出发，闭环的转速估算方法中的PI自适应控制器法和模型参考自适应系统法（MRAS）法较容易实现。本文将着重对各种MRAS方法的转速辨识进行比较。 电机的参数辨识主要包括电机起动前的离线辨识和在线辨识两个方面，前者是指在控制系统设计初期，通过一系列的实验得到需要得到异步电动机的定、转子电阻，定、转子之间的互感，定、转子漏感，转动惯量等参数。在异步电机矢量控制中，定子电阻和转子时间常数（主要是转子电阻）等电机参数是磁链观测和转速辨识的依据。而它们随电机温度和工况变化的变化量可以达到原值的0.75到1.5倍，因此电机参数的在线动态辨识尤为重要，如果不及时补偿，会带来估计误差并进而使得系统性能恶化。本文将论述，如何辨识转子电阻以