目录
1绪论 (1)
1.1双馈电机的发展状况 (1)
1.2双馈电机控制策略 (2)
1.3本文的主要内容 (3)
2双馈电机的数学模型及其功率流程分析 (4)
2.1双馈电机调速的工作原理 (4)
2.2 变频器 (5)
2.3双馈电机调速的运行工况分析 (6)
2.4 三相异步电动机的多变量非线性数学模型 (7)
2.5坐标变换 (11)
3双馈电机的矢量控制技术 (15)
3.1矢量控制简介 (15)
3.2定子磁链定向下的双馈电机矢量控制 (16)
3.3 基于定子磁链定向的双馈电机的控制策略 (20)
3.4 双馈电机整个系统的控制策略 (22)
4双馈电机调速系统的仿真 (24)
4.1 Simulink下仿真模型的搭建 (24)
4.2仿真结果及分析 (26)
5总结 (30)
致谢 (31)
参考文献 (32)
1绪论
1.1双馈电机的发展状况
目前，随着电力电子技术、控制理论的发展，交流电机调速在电力电子与
电气传动领域得到了广泛的应用，从而逐步取代了直流电机调速的地位。所谓双馈电机是指将异步电机的定子绕组、转子绕组都与交流电网或含电动势的回路相连接，使它们可以进行能量的双向流动。双馈电机也称交流励磁电机，它是由电机本体与交流励磁自动控制系统构成的。双馈电机是电机技术、电力电子与电力传动技术、以及现代控制技术发展而来的产物。双馈电机的定子端与50Hz的大电网直接相连接，而转子端与幅值、相位以及频率均可调节的交流电源相连接。通过调节转子端励磁电流幅值大小、相位以及频率，可以使得双馈电机在电动状态或发电状态下运行，同时转速的大小也可以调节，且定子端输出的电压和频率可以保持不变，因此，它在提高系统的稳定性时又可以调节电网的功率因数。
双馈电机同时具备同步电机的特点与异步电机的特点，可以在同步速上下运行，而且能够有效地调节无功功率，因此用途非常地广泛。在双馈调速系统中，由于通过变频器的转差能量只是被控能量的一部分,所以所需变频器的容量可以小于电机的容量,这样可以大大地提高双馈调速系统的效率、节约成本。双馈电机的调速范围可以达到 10%至60%，因此具备提高系统的工作效率、节约电能等优点。当其作为电动机运行时，在不同的带载情况下，可以灵活地调节系统的无功功率和转速。德国西门子、日本东芝和三菱、俄罗斯哈尔科夫电机制造公司已经制造了一系列的双馈电动机，例如：哈尔科夫公司已经生产了315kW 至 2000kW 的不同种类的双馈电动机，而且已经大量运用于各种交流调速传动领域中(如风机、泵类等负载)。目前，美国、俄罗斯、澳大利亚等国家在创造无刷双馈电机，并能应用于交流调速或其他电力电子与电力传动领域。
双馈电机既可以实现变速恒频恒压发电，又能够实现调节功率因数，因此被广泛地应用于电力工业中。80年代中期，前苏联开发了一台50MW水轮双馈发电机与一台200MW 的汽轮双馈电机，并分别能够被应用在实际生活中。在80年代末90年代初，日本日立公司与东芝公司开发出不同种类的大功率的双馈发电机，
并且已经投入到大型抽水蓄能电站中运用。另外，国外也研究了风能电站、潮汐电站双馈发电机。
1.2双馈电机控制策略
双馈电机控制策略是双馈电机调速系统的关键技术之一。双馈电机主要有以下几种控制策略：矢量控制、直接转矩控制、直接功率控制等。
（1）采用矢量控制
双馈电机的数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量复杂系统。如果不对其进行解耦控制，而在三相静止坐标系下直接对交流电流进行闭环控制，效果很不理想。因此，很多学者开始对矢量控制进行研究。在双馈电机调速系统中，矢量控制的基本方法是通过对双馈电机的定子电流进行分解，即分解为励磁电流与转矩电流，同时对这两个量的幅值与相位独立地控制，从而实现定子电流矢量的控制。通俗地说，矢量控制为了达到对双馈电机高性能的调速，因此将磁链与转矩进行解耦控制，这样很容易设计两者的调节器。矢量控制成功地解决了交流电动机定子电流转矩分量和励磁分量的耦合的难题，从而实现了可以实时地控制交流电动机的电磁转矩，急剧地提高了交流电动机变压变频调速系统的动态性能。目前，交流电动机矢量控制系统的性能已经可以与直流调速系统的性能相媲美，甚至超过了直流调速的性能。在双馈电机调速系统中可以作为定向矢量的主要有定子电压矢量、转子电压矢量、定子电流矢量、转子电流矢量、定子磁链矢量、转子磁链矢量，共 6 个基本矢量。其中，定子电压定向和定子磁链定向比较常用。
（2）采用直接转矩控制
与矢量控制不一样的在于直接转矩控制不是通过控制磁链、电流等量来间接控制转矩的，它是把转矩直接作为需要控制的量，并结合定子磁链定向控制，实现直接控制定子磁链和电磁转矩的。此策略不需要复杂的坐标变换，而是在定子坐标轴上直接计算磁链的大小和转矩的大小，并通过磁链和转矩的直接跟踪来实现 PWM 脉宽调制、提高系统的高动态性能。此方法缺点是低速性能较差，调速范围受到限制。
（3）采用直接功率控制
在直接功率控制中，转子侧的开关动作是依靠检测定子侧的量来控制的，但没有对转子侧电压进行积分，并且该方法不需要使用位置传感器，因此该控制方法可使系统稳定工作，鲁棒性强。直接功率控制可以通过调节有功和无功的 PI 调节器来跟踪参考值，从而控制发电机输出的有功和无功。但也存在着一些不足之处，电网电压的波动会影响其控制的动态性能；在轻载时容易产生振荡，并且扰动观测法，即便在稳态时其功率的平滑度也会受到影响；有功功率判断的准确性会影响到对双馈发电机运行状态的判断。
根据以上分析及作者所学知识影响，决定采用矢量控制技术。
1.3本文的主要内容
在文中，选用定子磁链定向的矢量控制，采用双馈电动机转速与定子侧无功功率作为外环控制目标、转子电流在M、T轴上的分量作为内环控制目标的双闭环控制系统。双馈电机最大的优点在于可以将转差功率馈送至电网中，或者是由电网馈入。
第二章首先介绍了双馈电机的工作原理，分析了双馈电机在不同工况下的的功率分布情况。然后在此基础上建立双馈电机的数学模型，利用坐标变换简化数学模型，最后推导出在dq坐标系下双馈电机的数学模型，为后面研究控制策略奠定了基础。
第三章首先通过分析对比采用不同的量作为定向矢量时对双馈电机控制策略的影响，为了选择简单的、最佳的控制策略，于是采用定子磁链定向矢量控制策略对双馈电机进行双闭环控制，然后推导出双馈电机在同步旋转坐标系MT上的数学模型，并计算出双馈电动机的有功功率、无功功率、转速与定子电流、转子电流的关系，得出双馈电动机控制框图。最后在Simulink下搭建系统的仿真模型，得到波形，验证控制策略的可行性。
2双馈电机的数学模型及其功率流程分析
2.1双馈电机调速的工作原理
顾名思义，“双馈”就是指把绕线式转子异步电机的定子绕组和转子绕组分别接在交流电网或其他含电动势的电路上，使它们的能量可以进行双向流动。双馈电机运行在不同的工况下，决定着电功率是馈入定子绕组或转子绕组，还是从定子绕组或转子绕组馈出。当双馈电机以电动状态运行时，它从电网吸收电功率，负载的运行主要依靠在轴上输出的机械功率来承担。在双馈调速时，双馈电机的定子端直接接在 50Hz 的工频电网上，转子端直接接在幅值大小、相位以及频率可调节的变频器上。
双馈电机的结构类似于绕线式异步电机，由定子绕组、转子绕组组成。定子端直接接入三相工频电网，转子端接入幅值、频率、相位可调的变频器。双馈电机的主电路如下图 2.1 所示。
图2.1双馈电机的主电路
当双馈电机在稳态运行时，定子旋转磁势与转子旋转磁势是相对静止的。根据电机基本原理，对双馈电机有：
1
22
21
16060sf s n f n n f n p
p
==
=
(2-1)
其中，1f 为工频电网的频率，2f 为转子励磁电流产生的频率，s 为转差率，1n 为同步转速，2n 为转子励磁电流产生的旋转磁场相对于转子的转速，p n 为双馈电机极对数。当1n n <时，双馈电机运行在次同步状态下，当1n n >时，双馈电机运行在超同步状态，其中n 为系统运行时的转速。21n n n -=由此可见，双馈调速是通过改变转子侧的变频器的频率来改变转速。如果适当地调节转子侧变频器的幅值、相位，可以使双馈电机运行在过励、欠励状态，并向电网发出或吸收无功功率，进一步改善功率因数。
2.2 变频器
在双馈电机调速系统中,双馈电机最大的优点在于可以将转差功率馈送至电网中，或者是由电网馈入,因此变频器的选型与控制方式十分重要，是双馈电机调速系统的核心部分，由于双馈电机运行在不同的工况下，能量需要双向流动，这样对变频器的要求就较高。目前常用的变频器有交-交变频器、交-直-交变频器等。
交交变频器不经过直流环节，将一种频率和电压的交流电变换成另一种频率和电压的交流电。交交变频器采用自然换流方式的晶闸管进行控制，并且可靠性高、工作稳定。交交变频器适合在大功率低频范围内应用，输出的最大频率是电网频率的 1/3-1/2。交交变频器没有直流储能电路，具有较高的效率，采用简单的主电路，没有包含滤波电路以及直流电路，容易实现无功功率的调节、以及有功功率的回馈。虽然大功率交交变频器应用非常广泛，由于它具有输出功率因数不高、谐波含量多、输出频率不高、较窄的变化范围、以及需要使用的元器件数量较多等不足使它的应用受到了一定范围内的限制。它比较适合应用在传统的大功率电机调速系统中。
交-直-交变换器就是把工频交流电先通过整流器把交流电整流成直流电，接
着再通过变换器，将直流电逆变成可以调节频率的交流电。交直交变频器主要由 整流器、滤波电路以及逆变器 3 个部分组成，且比较常用。整流器有由晶闸管组成的全控整流器或由二极管组成的不控整流器，逆变器与整流器相反，它是将恒定的直流电变换为电压、频率均可调节的交流电，它可以是晶体管组成的三相桥式电路。中间的滤波环节是对整流后得到的电压或电流进行滤波，采用的是电容器或者电抗器。根据中间直流滤波环节的不同，交直交变频器主要有电压型与电流型两种类型。目前，因为控制方法、硬件设计等因素的影响，电压型变频器的应用比较广泛。
电网侧变换器主要有以下两个任务：第一，使输入电流的波形接近于正弦波，谐波含量少，功率因数满足要求；第二，使直流母线电压稳定，两个PWM 变换器正常工作首先需要保证直流母线电压稳定。因此本文采用的是交直交的变频器。
2.3双馈电机调速的运行工况分析
在绕线转子异步电机转子侧引入一个可控的附加电动势并改变其大小，就能够实现对电机转速的调节。由于转子侧串入附加电动势极性和大小的不同，因此电机有五种运行工况：电机在次同步转速下作电动运行、电机在超同步转速下作电动运行、电机在反转时作倒拉制动运行、电机在超同步转速下作回馈制动运行、电机在次同步转速下作回馈制动运行。下面主要介绍了前两种运行工况下的功率流程关系。
（1）电机在次同步转速下作电动运行
设双馈电机直接接在三相工频电网上，如果在转子侧每相接上与0r E 转子开 路电动势）同向的附加电动势add E ，则转子回路产生电流，如果对应此电流的电磁转矩足够大，那么可以使电机启动。随着转速升高，转差率s 减小，转子电流也减小，当转子电流所对应的电磁转矩与负载转矩平衡时，且满足式
2
2
02
r r add r r x
s R E sE I +±=
时，电动机就在此转速下稳定运行。若继续增大或减小Eadd 时，
则电机转速将升高或降低，并在新的平衡状态下稳定运行，当电机作电动运行时，转差率s 的范围为 0 行时，电机的输入功率来自定子侧，从轴上输出机械功率，且在除去转子损耗以后，转差功率从转子侧馈送至电网，其功率流程图如下图 2.2 所示,其中 CU 为功率变换单元。 图 2.2 功率流程图 （2）电机在超同步转速下作电动运行 假设电机作电动运行，转子侧串入了同相的附加电动势+Eadd ，轴上拖动恒转 矩的反抗性负载。我们知道，只要不断增加+Eadd ，就能够增大电机的转速。当电机运行在接近额定转速时，如果继续增大+Eadd ，电机将加速到 s<0 的新的平衡状态下运行，即电机在超过其同步转速下稳定运行。此时电机转速虽然超过了其同步转速，但它仍然拖动着负载作电动运行。由于 Pm-sPm=(1-s)Pm ，由此可知，电机轴上的输出功率是由定子侧输入功率、转子侧输入功率两部分合成的，此时电机工作在定子、转子同时输入的状态。其功率流程图如下图 2-3 所示，其中 CU 为功率变换单元。 图 2.3 功率流程图 2.4 三相异步电动机的多变量非线性数学模型 双馈电机的电机本体是三相异步电动机，在研究异步电动机的多变量非线性 CU m P m sP m P s )1(- CU m P m sP m P s )1(- 数学模型时，为了研究的方便，常作以下的假设： （1)忽略空间谐波和齿槽效应，三相绕组对称(在空间上互差120度的电角度)，所产生的磁势沿气隙圆周按正弦规律分布。 (2)忽略磁路的饱和，各绕组的自感系数都是恒定的。 (3)忽略铁心损耗。 (4)不考虑频率变化和温度变化对绕组电阻的影响。 无论电动机的转子是绕线型的还是笼型的，都将它等效成三相绕线转子，并折算到定子侧，折算后的定子和转子绕组匝数都相等。电动机绕组等效为如下图2.4所示的物理模型。定子三相绕组轴线A 、B 、C 在空间上是固定的，以A 轴为参考轴，转子绕组轴线a 、b 、c 随转子旋转，转子a 轴和定子A 轴间的电角度θ为空间角位移变量，转子本体相对于定子本体的旋转电角速度)/(s rad ω。 图2.4三相异步电机物理模型示意图 规定定子、转子绕组的电压、电流、磁链的正方向按照右手螺旋定则规定， 并采用电动机惯例，认为正向电压产生正向电流，而正向电流产生正向磁链。这 时，异步电动机的数学模型由下述电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程组 成。 (1)电压方程 三相定子绕组的电压平衡方程和三相转子绕组折算到定子侧后的电压方程写为矩阵形式为： A C b a B c a i a u A i A u θ ω ψp Ri u += (2-2) 其中： [] T c b a C B A u u u u u u u = 定子和转子相电压的瞬时值； [] T c b a C B A i i i i i i i = 定子和转子相电流的瞬时值； []222111R R R R R R diag R = 定子和转子绕组电阻； [] T c b a C B A ψψψψψψψ = 各相绕组的全磁链； (2)磁链方程 ?? ? ??????? ??=??????r s rr rs sr ss r s i i L L L L ψψ （2-3） 其中： []T C B A s ψψψ=ψ [] T b b a r ψψψψ= [] T C B A s i i i i = [] T c b a r i i i i = ? ? ????????+++=------11121121121 11121121 12111l m m m m l m m m m l m SS L L L L L L L L L L L L L ? ? ?? ??????+++=------21121121121 21121121 12121l m m m m l m m m m l m rr L L L L L L L L L L L L L ?????? ? ? ????????? ????? ??+--++-==θ θθθθ θθθθ cos ) 120cos()120cos()120cos(cos ) 120cos()120cos()120cos(cos 1m sr T rs L L L 由于折算后定、转子绕组匝数相等，且各绕组间互感磁通都通过气隙，磁阻 相同，故认为定子绕组最大互感与转子绕组最大互感相同。 式中： 1m L ——定、转子绕组的互感最大值； 1l L ——定子绕组的自感； 2l L ——转子绕组的自感； θ ——转子位置。 (3)转矩方程 传动系统的运动方程为: )(21s sr r r sr s em i L i i L i T T T θ θ??+??= (2-4) (4)运动方程 传动系统的运动方程为: θωωP K P D dt d P J T T l em +++ = (2-5) 式中： l T ——负载阻转矩； J ——机组的转动惯量； D ——与转速成正比的转矩阻尼系数； K ——扭转弹性转矩系数； P ——极对数。 对于恒转矩负载，D =0，K =0，则上式可变为 dt d P J T T l em ω + = (2-6) 由此可见，在三相静止坐标系上，双馈电机的数学模型是一个具有多个变量、强耦合的、非线性的高阶复杂系统。对这个非线性的复杂高阶系统，直接求解是很麻烦的。为了使双馈电机数学模型呈可控性、可观性的特点，对其进行简化、解耦控制使其成为一个解耦的线性系统。因此，可以采用坐标变换方法将其简化、 解耦。 2.5坐标变换 2.5.1三相静止坐标系到两相静止坐标系的坐标变换（3s/2s ） 下图2.5表示双馈电机定子三相绕组A 、B 、C 各相磁势矢量的空间位置以及可以将其等效为两相定子绕组α、β中各相磁势矢量，为了便于分析，令三相绕 组的A 轴与两相绕组的α轴重合。 图2.5 定子绕组在不同坐标系下磁势的空间矢量位置 如果假定磁势波形只计基波分量或按正弦分布，在这两者的旋转磁场完全等 效时，合成磁势在相同轴向的分量一定相等，也就是说沿α 轴以及β 轴上三相 绕组和两相绕组的瞬时磁势的投影值应该是相等的，则有下列式子成立： ππα3 4 332332cos cos c B A s i N i N i N i N ++= (2-7) ππβ3 433232sin sin 0c B s i N i N i N ++= (2-8) 其中，N2为两相电动机的每相定子绕组的实际匝数，N3为三相电动机的每相定子绕组的实际匝数。然后依据电流变换矩阵为正交矩阵的原则（推导过程略），则可以确定两相静止坐标系到三相静止坐标系的变换矩阵为： B B β α,A αs i N 2A i N 3 β s i N 2C i N 3 B i N 3 60 60 ??? ?? ???????=---2 12 32 121232 1 210132C (2-9) 三相静止坐标系到两相静止坐标系的变换矩阵为： ?? ?? ??? ?? ?==-- - -21212 1232302121132 1 T C C (2-10) 2.5.2两相静止坐标系到同步旋转坐标系的变换(2s/2r) 按照上述的思路，同理，d-q 轴系到α、β轴系的坐标变换矩阵为： ?? ? ? ??-=r r r C r θθθθcos sin sin cos （2-11） 其中，r θ为 d 轴与α轴之间的夹角，则α、β轴系到 d-q 轴系的坐标变换矩阵为： ?? ? ? ??-=-r r r C r θθθθcos sin sin cos 1 （2-12） 2.5.3 双馈电机在d-q 坐标系下的数学模 前面我们已经推导出双馈电机在三相静止坐标系下的数学模型，通过坐标变 换，可以得出双馈电机在d 、q 坐标系下的数学模型（推导过程略），下面继续讨 论双馈电机在 d 、q 坐标系下的数学模型。 （1）磁链方程 双馈电机在 d 、q 坐标系下的磁链方程为： 1 22212222 1112111q m q q d m d d q m q q d m d d i L i L i L i L i L i L i L i L +=+=+=+=ψψψψ （2-16） 其中1d i 、1q i 、1d ψ、1q ψ分别为dq 坐标系下定子电流和磁链的分量；2d i 、2q i 、2d ψ、2q ψ 分别为dq 坐标系下转子电流和磁链的分量；L1、L2分别是 定子绕组和转子绕组在dq 坐标系中的自感；Lm 是定子绕组、转子绕组之间在 dq 坐标系中的互感系数。 （2）电压方程 双馈电机在 d 、q 坐标系下的电压方程为： 2 222222222221 11111111111d q q q q d d d d q q q q d d d p i R u p i R u p i R u p i R u ψωψψωψψωψψωψ++=-+=++=-+= （2-17） 其中，Ud1、Uq1为别为dq 坐标系下的定子电压的分量；ω1 等于定子电压频率的同步角速度，是dq 坐标系相对于定子A 相轴线的旋转角速度；Ud2、Uq2分别为dq 坐标系下的转子电压的分量；r ωωω-=12为转差角速度，是dq 坐标系相对于转子的角速度，r ω是转子的旋转角速度。 （3）转矩方程 双馈电机在d 、q 坐标系下的转矩方程为： )(2121q d d q m p em i i i i L n T -= （2-18） 其中，Tem 为电磁转矩；np 为电机的极对数。 （4）运动方程 双馈电机在d 、q 坐标系下的运动方程为： em L r p t r p T T n D d d n J =++ωω （2-19） 其中，TL 为负荷转矩;J 为电机及负载的转动惯量；D 为运动阻尼系数。 （5）有功功率、无功功率的计算 双馈电机在d 、q 坐标系下的定子侧、转子侧的有功功率和无功功率的计算如下： 2 2222222221 111111111q d d q q q d d q d d q iq q d d i u i u Q i u i u P i u i u Q u i u P -=+=-=+= （2-20） 以上计算式为双馈电机在d 、q 坐标系下的数学模型。 3双馈电机的矢量控制技术 3.1矢量控制简介 矢量控制理论由德国的F.B1aschke于1971年提出，矢量控制技术的目的是 为了使得交流调速获得如同直流调速同样优良的理想性能。在异步电动机中，以 i，B i，C i通过3产生同样的旋转磁动势为准则，在三相坐标系下定子电流的A i，βi，通过旋转变换可／2变换，可以等效成两相静止坐标系下的交流电流α i，T i。如果观察者站到铁心上与坐标系一以等效成同步坐标系下的直流电流M 起旋转，他所看到的便是一台直流电机，原交流电机的转子总磁通织就是等效直 i相当于励磁电流，T绕组流电机的磁通，M绕组相当于直流电机的励磁绕组，M 相当于伪静止的电枢绕组，T i相当于与转矩成正比的电枢电流。异步电机经过坐标变换可以等效成直流电机，那么，模仿直流电机的控制方法，求得直流电机的控制量，经过相应的坐标反变换，就能够控制异步电机了。 定向矢量是指将坐标系的实轴与某一电磁量的合成矢量相重合后所对应的合成矢量。在双馈电机中定共有六个基本的矢量可以作为定向矢量，它们分别是u、转子电压r u、定子电流s i、转子电流r i、定子磁链sψ、转定子电压s ψ。定向矢量在所选的空间坐标系下是相对静止的，而且它在虚轴上的子磁链r u向矢量的不同决定着控制结构与控制性能的不同。投影等于 0，因此所选定s u、定子电流s i、转子电流r i、定子下面分析双馈电机定子电压、转子电压r ψ、转子磁链rψ作为定向矢量的特点。 磁链s u作为定向矢量 （1）采用定子电压s u作为定向矢量，其缺点是在主通道中，存在着负的或正的采用定子电压s ψ的表达式非交叉耦合量，转矩表达式复杂，为 2 个矢量的叉乘，且定子磁链s 常繁琐，在电网电压的波动比较大的情况下，控制效果会很不理想。 u作为定向矢量 （2）采用转子电压r u作为定向矢量时，其缺点是在主通道中，存在着负的或正采用转子电压r ψ的表达式也的交叉耦合量，转矩表达式复杂，是两个矢量的乘积，定子磁链s 很复杂，而且当电网电压发生较大改变时，控制效果会很不理想。其缺点与采用 u作为定向矢量一样。 定子电压s i作为定向矢量 （3）采用定子电流s i作为定向矢量，其优点是交叉耦合量比采用定子电压、转采用定子电流s 子电压作为定向矢量时的很少，并且电流交叉耦合量不存在，转矩公式很简洁，是2个标量相乘，不过转子磁链表达式非常繁琐。 i作为定向矢量 （4）采用转子电流r i当作定向矢量时，它的优缺点与采用定子电流s i作为定向矢把转子电流r i作为定向矢量很少应用在双馈调速系统中。量时的情况一样，但是转子电流r ψ作为定向矢量 （5）采用定子磁链s ψ作为定向矢量时，它具有最少的交叉耦合量是它的优势，且把定子磁链s 转矩表达式较简洁，是2个标量相乘，在直接通道中，仅有一个磁链分量，表达式简单，并不存在非线性表达式，即使电网电压发生改变时，仍然能够较好地控制转矩量。 ψ作为定向矢量 （6）采用转子磁链r ψ作为定向矢量，它的优点与采用定子磁链sψ作为定向矢采用转子磁链r 量一样，但是因为转子磁链是直接控制量，通常变化较大，这样就影响到对转子 磁链的准确观测，最终会影响到实际的控制效果。 分析并比较了以上六个量作为定向矢量的一些特点，为了达到控制性能的要 ψ作为定向矢量。求并以最简单的控制结构为准则，常见的是采用定子磁链s 3.2定子磁链定向下的双馈电机矢量控制 3.2.1定子磁链定向下的数学模型 本文应用按定子磁链定向的矢量控制，它的优点是：交叉耦合量少；转矩公 式简单，是两个标量之积；磁链表达形式简单，只有一个分量，在另一个轴上的 值为零。另外，由于转矩可表示为两个标量之积，即使在电网电压发生波动的情 况下仍然能够保证对转矩的良好控制。根据上一章异步电动机在两相同步旋转坐 标系上的数学模型，把M轴与d轴重合，M轴为定子磁链的方向，则可以得到双 馈电机在MT坐标系下的数学模型。 (1)电压方程： 1 11111111111M T T T M M T M dt d i R u dt d i R u ψωψψωψ++=-+ = （3-1） 2 22222 222222M T T T M M T M dt d i R u dt d i R u ψωψψωψ++=-+= （3-2） (2)磁链方程： 2112 11T m T s T M m M s M i L i L i L i L +=+=ψψ （3-3） 1121 22T m T r T M m M r M i L i L i L i L +=+=ψψ （3-4） (3)电磁转矩方程： )(1111M T T M em i i P T ψψ-= （3-5） 其中：下标M 和T 表示各量在M 轴和T 轴上的分量，其它各标示与dq 坐标系下数学模型相同。 MT 轴坐标系具体矢量与静止轴系矢量的关系如下图所示: 图3.1 MT 轴坐标系具体矢量与静止轴系矢量的关系 A C c T b B M ω 1ω θ MA ? Ma ? 1 ψ a 在实际应用中，考虑到定子电阻上的压降较定子电抗上的压降相比很小，忽 略定子绕组电阻时R1=O ，定子电压U 1超前于1ψ90度。因此按照MT 坐标分解有： 1 110 u u u T M == （3-6） 因为MT 坐标系与定子磁链矢量ψ重合，T 轴M 轴正交，必然有： 0111==T M ψψψ （3-7） 因定子绕组接于无穷大电网，所以U1恒定不变。可得电压方程： 1 1 1 1 11ωωψψu u T M = = = （3-8） U1恒定不变，1ω为同步速度，所以1ψ为常数 综合以上两式（3-7）、（3-8），由式（3-3）、（3-4）可以推导出 2 12 11T s m T M s m s M i L L i i L L L i -=- =ψ （3-9） 将上式及ψ值带入式（3-5）转矩方程可得： 21T s m em i L L p T ψ-= （3-10） 由上式矢量分解后表达式可以看出，只要控制转子电流2M i ，2T i 就可以 达到控制定子电流1M i ，1T i 的目的。因为==111ωψu 常数，故调节2T i 可以调节转矩，从而可以控制转速。 电机定子侧输入的有功功率P 和无功功率Q 在脚坐标系中可以表示为： 11111 111T M M T T T M M i u i u Q i u i u P -=+= （3-11） 因为01=M u ，11u u T =代入式（3-11）可得: ) (2111121 11M s m s M T s m T i L L L u i u Q i L L u i u P -==-==ψ （3-12） 由式（3-12）可以看出，控制转子电流的T 轴分量就可以控制有功功率，而控制转子电流的M 轴分量就可以控制无功功率。 3.2.2 定子磁链观测器 定子磁场定向时，需要测出实际定子磁链的位置，即它相对于定子A 相的相 位。一般多采用间接观测的方法，即检测出电压、电流或转速等容易测得的物理 量，利用定子磁链观测器实时计算磁链的相位。本文采用的是定子电压模型的定 子磁链观测器。原理如下图3.2所示，忽略定子绕组电阻时01=R ，定子电压1U 超前1ψ90度电角度。所以只要确定1U 与静止A 相之间的夹角β。就可以由下图得90-=β?MA ，而θ??-=MA Ma 。定子电压在坐标变换时可求得β值。 图3.2 定子磁链的位置矢量图 采用电压模型的磁通观测器具有以下优点： （1）定子接于无穷大电网，所以定子电压是稳定的工频电压，谐波小，电压的检测比较容易实现。 （2）电压模型整体结构简单，工作可靠。 在得到2M i 、2T i 后，经过坐标变换得到2M i ，2T i 与a i 2，b i 2，c i 2之间的关系表达式，列写其变换矩阵如下： A a M T β 1u 1i 1ψ Ma ?MA ? θ 设计名称：智能照明控制系统组别：第五组 组长：XX 组员：XX 基于单片机的智能照明控制系统设计 随着电子技术的飞速发展，基于单片机的控制系统已广泛应用于工业、农业、电力、电子、智能家居等行业，微型计算机作为嵌入式控制系统的主体与核心，代替了传统的控制系统的常规电子线路。 本文介绍了基于单片机AT89C51的室内灯光控制系统及其原理，提出了有效的节能控制方法。该系统采用了当今较成熟的传感技术和计算机控制技术，利用多参数来实现对学校教室室内照明的控制。 系统设计包括硬件设计和软件设计两部分。工作时,光信号取样电路采集光照强弱、人体信号采集电路采集室内是否有人、是否为工作时间等信息并将信号送到单片机,单片机根据这些信息通过控制电路对照明设备进行开关操作,从而实现照明控制,以达到节能的目的。 目录 1 引言....................................................................... 1.1 研究背景.............................................................. 1.2 智能照明控制系统的优点................................................. 2 设计部分................................................................... 2.1设计要求............................................................... 2.2系统设计............................................................... 2.3逻辑控制............................................................... 2.4硬件设计............................................................... 2.4.1 系统硬件总述....................................................... 2.4.2 AT89C51单片机介绍................................................. 2.4.3 光照检测电路....................................................... 2.4.4 人体信号采集电路................................................... 2.4.5 比较电路........................................................... 2.4.6 延迟时间选择电路................................................... 2.4.7 输出控制电路....................................................... 3 系统软件设计及实现......................................................... 4 结论...................................................................... 5 评价……………………………………………………………………………………………….. 6 组员分工………………………………………………………………………………………….. 毕业设计论文 水温自动控制系统 钟野 院系：电子信息工程学系 专业：电气自动化技术 班级： 学号： 指导教师： 职称（或学位）： 2011年5 月 目录 1 引言 (2) 2 方案设计 (2) 2.1 总体系统的设计思路 (2) 2.2 部分外围系统的设计思路 (3) 3 硬件电路设计 (3) 3.1 单片机最小系统的设计 (3) 3.2 温度检测电路的设计与论证 (4) 3.3 显示功能电路的设计与论证 (5) 3.4 温度报警提示功能电路的设计与论证 (5) 3.5 外围电路控制设计 (6) 3.6 扩展部分方案设计 (7) 4 软件设计 (7) 4.1 控制主程序设计 (7) 4.2 温度设置程序设计 (8) 4.3 上下限报警程序设计 (8) 5 结论 (9) 结束语 (9) 致谢 (10) 参考文献 (10) 附录............................................................................................................... 错误！未定义书签。 水温自动控制系统 钟野 （XXXX电子信息工程学系指导教师：CXJ） 摘要：本文设计主要是采用A T89C51单片机为控制核心、以温度传感器（DS18B20）为温度采集元件, 外加温度设置电路、温度采集电路、显示电路、报警电路和加热电路来实现对水温的显示同时自动检测及线性化处理,其误差小于±0.5℃。本文重点介绍硬件设计方案的论证和选择，以及各部分功能控制的软件的设计。本次设计的目标在于：由单片机来实现水温的自动检测及自动控制，实现设备的智能化。 关键词：单片机;温度传感器;自动控制 Abstract: This paper is designed AT89C51 microcontroller as control core and temperature sensor DS18B20) for (temperature gathering element, plus the temperature setting circuit, temperature gathering electriccircuit, display circuit, alarm circuit and heating circuit to achieve water temperature display while automatically detecting and linearization, its error is less than 0.5 + ℃. This paper mainly introduces the hardware design argumentation and choice, and some functional control software design. This design goal is: by single-chip microcomputer to realize the automatic detection and automatic temperature control, realize the intellectualized equipment. Keywords: Microcontroller; Temperature sensors; Automatic control 毕业设计（论文） 帆板控制系统 姓名：xxxxxx 系别： 年级： 专业：电子信息工程 指导老师： 帆板控制系统 【摘要】本设计采用STC89C52RC为中心控制器，利用角度传感器来的采集、处理实现对风扇转速的控制，调节风力大小，进而改变帆板转角大小；帆板的角度检测，通过ADXL345模块，实现控制帆板角度的大小；通过充分比较、论证，最终选用小型直流电机作为风扇的制动源，小型直流电机力矩大、操作简单、价格低且能满足设计需求；系统显示采用LCD12864液晶，用于实时显示帆板的角度大小；控制电机是以NPN三极管BU406为驱动，再利用PWM算法算出合理的脉冲占空比；最后经过多次测试表明，系统完全达到了设计要求，不但完成了所有基本和发挥部分的要求，并增加实现了实时显示占空比全程变化的功能。 【关键词】自动控制、帆板、角度测量、小型直流电机、液晶显示、脉宽调制 Panel Control System 【Abstrct】According to the panel control system design requirements, to design the whole system was studied, established the optimal design scheme, using STC89C52RC as the center controller, using the angle sensor to the acquisition, processing of the fan speed control. The power adjustment, and then change the windsurfer windsurfing angle; angle detection. Through the ADXL345 module realization of control panel, in terms of size; by comparison, the final selection of full proof, small DC motor as the braking source fan, small DC motor torque, simple operation, low price and can satisfy the design requirement; display system using LCD12864, used for real-time display panel angle; control motor is NPN three. BU406 drive, then the use of PWM algorithm calculates the reasonable pulse duty ratio; finally after many tests show that.The system meets the design requirements, not only finished all the basic and the requirements to play a part, and to increase the real-time display of the whole function of the variation of duty ratio. 【Keywords】A utomatic Control, Windsurfing, Angle Measurement, Small DC Motor, Liquid Crystal Display, Pulse Width Modulation 1 概述 学生信息管理系统是学校管理的重要工具，是学校不可或缺的部分。随着在校大学生人数的不断增加，教务系统的数量也不断的上涨，。学校工作繁杂、资料众多，人工管理信息的难度也越来越大，显然是不能满足实际的需要，效率也是很低的。并且这种传统的式存在着很多的弊端，如：保密性差、查询不便、效率低，很难维护和更新等。然而，本系统针对以上缺点能够极大地提高学生信息管理的效率,也是科学化、正规化的管理,与世界接轨的重要条件。所以如自动高效地管理信息是这些年来多人所研究的。 随着这些年电脑计算机的速度质的提高，成本的下降，IT互联网大众趋势的发展。我们使用电脑的高效率才处理数据信息成为可能。学生学籍管理系统的出现，正是管理人员与信息数据，计算机的进入互动时代的体现。友好的人机交互模式，清晰简明的图形界面，高效安全的操作使得我们对成千上万的信息的管理得心应手。通过这个系统,可以做到信息的规管理,科学统计和快速的查询,从而减少管理面的工作量?毋庸置疑,切实有效地把计算机管理引入学校教务管理中,对于促进学校管理制度,提高学校教学质量与办学水平有着显著意义? 2 需求与功能分析 学生信息管理系统，可用于学校等机构的学生信息管理，查询，更新与维护，使用便，易用性强。该系统实现的大致功能：用户登陆。提供了学生学籍信息的查询，相关科目的成绩查询和排名，修改登录密码等功能。教师管理。提供了对学生学籍信息的查询，添加，修改，删除；学生成绩的录入，修改，删除，查询班级排名。修改密码等功能。管理员管理。 拥有最高的权限。允添加教师信息和课程信息等。其提供了简单、便的操作。 3 概要设计 3.1功能模块图 功能模块图，如下图3.1所示 图3.1 功能模块图 3.2数据流图 数据流图，如图3.2所示 教师信息 课程信息 帆板控制系统 摘要：本设计给出了以MSP430F149为核心的帆板控制系统的基本原理与实现方案。由倾角测量模块、电机驱动模块、显示模块、调节模块等模块组成。采用SCA103T倾角传感器，可实现倾角精确测量。采用直流电机驱动风扇。系统功能由按键控制，可对测量结果进行实时显示，人机交互界面友好，经测试，达到了较好的性能指标。 关键词：MSP430F149，倾角传感器，电机驱动 The Panels Control System Abstract: The basic principle and implements solutions of the control system of the panels are given using MSP430F149 as the core. It is composed by inclination measurement modules, motor driver module, display module and adjust module. It can realize precision measurement using the SCA103T tilt sensor. Fan is driver by the dc motor, The system function is controlled by keys and the measurement result can be real-time displayed, the system has good man-machine interface and achieved better performance indicators by test,. Keywords: MSP430F149，Inclination sensor，motor driver 基于AT89C52单片机和BIS0001的智能照明控制系统设计 类别：网文精粹阅读：1013 对一些照明时间较长、照明设备较多的场所(如学校教室、商场等)，其照明系统的使用浪费现象屡见不鲜。由于缺乏科学管理和管理人员的责任心不强，有时在借助外界环境能正常工作和夜晚室内空无一人时，整个房间内也是灯火通明。这样下来，无形中所浪费的电能是非常惊人的。据测算，这种现象的耗电占其单位所有耗电的40％左右。因此，有必要在保证照明质量的前提下，实施照明节能措施。这不仅可以节约能源，而且会产生明显的经济效益。 1系统结构和工作原理 系统结构图如图1所示。本系统主要由光照检测电路、热释电红外线传感器及处理电路、单片机系统及控制电路组成。工作时，光照检测电路和热释电红外线传感器采集光照强弱、室人是否有人等信息送到单片机，单片机根据这些信息通过控制电路对照明设备进行开关操作，从而实现照明控制，以达到节能的目的。 2系统硬件设计 按图1构成的系统硬件电路如图2所示。为了使系统功能更加完善，在该系统中可以增加时间显示电路，用于显示当前的时间。由于该部分硬件与软件均已成熟，在此不做详细介绍。 2.1中心控制模块 目前较为流行的单片机有AVR和51单片机，从系统设计的功能 需求及成本考虑，51单片机性价比更高。AT89C52是拥有2个外部中断、2个16位定时器、2个可编程串行UART的单片机。中心控制模块采用AT89C52单片机已完全满足设计需要，实现整个系统控制。 2.2光照检测电路 如图2所示，当外界环境光照强时，光敏电阻R13阻值较小，则A点电平较低；当外界环境光照弱时，光敏电阻R13阻值较大，则A 点电平较高，将此电平送到单片机，由程序控制是否实现照明。 2.3热释电传感器及处理电路 2.3.1热释电红外线传感器 热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线，并将其转变为电压信号。热释电传感器具有成本低、不需要用红外线或电磁波等发射源、灵敏度高、可流动安装等特点。实际使用时，在热释电传感器前需安装菲涅尔透镜，这样可大大提高接收灵敏度，增加检测距离及范围。实验证明，热释电红外传感器若不加菲涅尔透镜，则其检测距离仅为2 m左右；而配上菲涅尔透镜后，其检测距离可增加到10 m以上。 由于热释电传感器输出的信号变化缓慢、幅值小(小于1 mV)，不能直接作为照明系统的控制信号，因此传感器的输出信号必须经过一个专门的信号处理电路，使得传感器输出信号的不规则波形转变成适 北方民族大学学士学位论文论文题目:温度自动控制系统的设计 北方民族大学教务处制 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期： 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日 《运动控制系统》课程设计报告 时间2014.10 _ 学院自动化 _ 专业班级自1103 _ 姓名曹俊博__ 学号 指导教师潘月斗 ___ 成绩 _______ 摘要 本课程设计从直流电动机原理入手，建立V-M双闭环直流调速系统，设计双闭环直流调速系统的ACR和ASR结构，其中主回路采用晶闸管三相桥式全控整流电路供电，触发器采用KJ004触发电路，系统无静差；符合电流超调量σi≤5%；空载启动到额定转速超调量σn≤10%。并详细分析系统各部分原理及其静态和动态性能，且利用Simulink对系统进行各种参数给定下的仿真。 关键词：双闭环；直流调速；无静差；仿真 Abstract This course is designed from DC motor, establish the principles of V-M double closed loop DC speed control system design, the double closed loop dc speed control system and the structure, including ACR ASR the main loop thyristor three-phase bridge type all control the power supply and trigger the rectifier circuit KJ004 trigger circuit, the system without the static poor; Accord with current overshoots sigma I 5% or less; No-load start to the rated speed overshoot sigma n 10% or less. And detailed analysis of the system principle and the static and dynamic performance, and the system of simulink to various parameters set simulation. Key Words：double closed loop；DC speed control system；without the static poor；simulation 帆板控制系统 题目：帆板与控制系统组员： 指导老师： 时间：2014. 8. 11 摘要 随着社会的发展，智能化已经成为现代化产品发展的新趋势，帆板角度控制系统成为测量风力大小的产品，即可以节约电能，又可以把测量风力大小的设备向智能化产品方向过渡。 本系统采用SCT89C51单片机作为控制核心，利用角度传感器ADXL335、电机驱动L298N、液晶显示、键盘控制、声光报警等多个模块实现帆板控制系统。安置在帆板上的角度传感器将检测信号通过AD转换后传送给单片机控制系统，计算出帆板旋转角度，并由单片机控制液晶进行信息显示。帆板旋转角度可通过键盘设置风力等级，由单片机通过PWM方式驱动直流电机运转进行调速。配合角度传感器可以实时调节电机转速，进而带动风扇调整帆板转角。 测试结果证明，帆板控制系统运行稳定可靠，可以准确快速地调整帆板角度，液晶显示内容直观。 目录 第一章前言 (1) 第二章系统整体分析 (2) 方案的论证 (2) 输入模块的选择 (2) 系统的整体 (4) 第三章硬件电路 (6) 按键电路 (6) 主控电路 (6) 振荡电路 (6) 复位电路 (7) 风扇控制电路 (7) 显示电路 (8) 硬件系统 (9) 第四章软件系统 (10) 控制算法 (10) 角度测量原理 (10) KEIL简介 (10) Proteus简介 (10) 软件设计 (11) 第五章仿真与调试 (12) 仿真 (12) 测量 (13) 第六章总结 (18) 附录 (19) 第一章前言 随着科学技术的飞速发展，人们生活水平的不断提高，单片机控制成为了人们追求的目标之一，它所给人类带来的方便是不可否定的，但人们对它的要求越来越高，一切向着数字化控制，智能化控制，人性化的方向发展。现代社会对各种信息的准确性也有了更高的要求，自动检测、自动控制技术显露出非凡的能力。对于像帆板这样的自动平衡调节系统在机械、机器人平衡运动以及生活、军事、工业生产的控制和研究中都有着不可磨灭的作用和地位。 在本设计中，首先选择了合适的方案并进行仿真，在实现仿真后进行了电路的得连接及调试。 本系统设计了基于51系列的SCT89S51处理器的帆板控制系统。该系统是通过PWM波控制永磁式直流电机的转速来改变风扇的风力，使得帆板的受力发生变化控制其竖直方向的夹角。使用角度传感器ADXL335采集帆板的角度模拟量，数据通过ADC0809模数转换，将转换后的数据送给处理器，通过一系列的数据处理将其角度用LCD1602显示输出；该帆板控制系统组成虽然简单，但是在设计方面应用了好多领域的知识，如A/D数模转换技术，单片机C编程，直流电机驱动模块，直流稳压电源，角度传感器数据采集等。 、 论文题目:温度自动控制系统的设计 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期： 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日 摘要 随着网络技术的发展，Internet已成为最具市场潜力的技术领域，使用Web技术设计的数据库应用软件，是目前Internet市场的技术中坚，各种Web应用如电子商务，网上购物等都采用这种方式实现。 网上购书在国外已经是一个比较常见的购书方式了，而在我国，网上购书才是刚刚起步，但发展的速度却十分的惊人。本系统主要实现了用户的管理、书籍的查找与购买、购物车的实现、订单的管理以及用户留言等功能，为用户提供了迅速、便利的网上购书环境。 本系统采用JSP、Servlet、JavaBean和JDBC等一些JA V A Web相关技术实现了一个简单的网上购书系统，MVC开发模式可以分离数据访问和数据表现，让开发人员可以开发一个可伸缩性强的、便于扩展的控制器，来维护整个流程。本系统通用性强，经过简单的修改就可以应用于更广泛的网上购物系统，具有一定的推广价值。 关键词：书店；数据库；JSP；Servlet；JavaBean Abstract With the development of network technology, Internet has become the most market potential of technology, the use of Web technology, designed for database application software, is the Internet market, the technical backbone of a variety of Web applications such as e-commerce, online shopping and so using this ways. Online textbook abroad is a relatively common textbook approach, while in China, online textbook is just started, but the pace of development was very amazing. This system mainly achieves the user's management, the search and the sale of books, shopping cart implementation, order management, and user comments and other functions, provides users with fast and convenient online friendly environment. In this system, JSP, Servlet, JavaBean, and JDBC and some other JA V A Web-related technology to achieve a simple online textbook system that versatility, MVC development model can be separated from data access and data performance, so developers can develop a strong scalability, scalable controller, to maintain the entire process. Through a simple modification can be applied to a wider range of online shopping system, with a certain extension purchase. Keywords: bookstore; database;JSP;Servlet;JavaBean 1概述 学生信息管理系统是学校管理的重要工具，是学校不可或缺的部分。随着在校大学生人数的不断增加，教务系统的数量也不断的上涨，。学校工作繁杂、资料众多，人工管理信息的难度也越来越大，显然是不能满足实际的需要，效率也是很低的。并且这种传统的方式存在着很多的弊端，如：保密性差、查询不便、效率低，很难维护和更新等。然而，本系统针对以上缺点能够极大地提高学生信息管理的效率，也是科学化、正规化的管理，与世界接轨的重要条件。所以如何自动高效地管理信息是这些年来许多人所研究的。 随着这些年电脑计算机的速度质的提高，成本的下降，IT互联网大众趋势的发展。我 们使用电脑的高效率才处理数据信息成为可能。学生学籍管理系统的出现，正是管理人员 与信息数据，计算机的进入互动时代的体现。友好的人机交互模式，清晰简明的图形界面，高效安全的操作使得我们对成千上万的信息的管理得心应手。通过这个系统，可以做到信息的规范管理，科学统计和快速的查询，从而减少管理方面的工作量？毋庸置疑,切实有效地把计算机管理引入学校教务管理中，对于促进学校管理制度，提高学校教学质量与办学水平有着显著意义？ 2需求与功能分析 学生信息管理系统，可用于学校等机构的学生信息管理，查询，更新与维护，使用方便, 易用性强。该系统实现的大致功能：用户登陆。提供了学生学籍信息的查询，相关科目的成绩查询和排名，修改登录密码等功能。教师管理。提供了对学生学籍信息的查询，添加，修改，删除；学生成绩的录入，修改，删除，查询班级排名。修改密码等功能。管理员管理。拥有最高的权限。允许添加教师信息和课程信息等。其提供了简单、方便的操作。 3概要设计 3.1功能模块图 功能模块图，如下图3.1所示 目录 摘要…………………………………………………………………第1章任务要求和方案设计…………………………………… 1.1 任务要求……………………………………………………… 2.1 总体方案确定及元件选择…………………………………….. 2.1.1 总体设计框图……………………………………………… 2.1.2 控制方案确定………………………………...…………… 2.1.3 系统组成……………………………………………… 2.1.4 单片机系统……………………………………….. 2.1.15 D/A转换........................................................................... 2.1.5 晶闸管控制………………………………………... 2.1.6 传感器……………………………………………… 2.1.7 信号放大电路………………………………………. 2.1.8 A/D转换……………………………………………. 2.1.9 设定温度及显示……………………………………. 第2章系统硬件设计……………………….…………………2.1 系统硬件框图……………………………………………2.2 系统组成部分之间接线分析…………………………… 第3章系统软件设计…………………………………………. 3.1程序流程图..…………………………………..…………… 第4章参数计算……………………………..………………... 4.1 系统各模块设计及参数计算 4.1.1、温度采集部分及转换部分 4.1.2、传感器输出信号放大电路部分:........................... 4.1.3、模数转换电路部分:............................ 4.1.4、ADC0804芯片外围电路的设计：....................... 4.1.5、数值处理部分及显示部分:............................. 4.1.6、PID算法的介绍....................................: 4.1.7、A/D转换模块.......................................... 4.1.7、A/D转换模块................................... 4.1.8 单片机基本系统调试............................... 4 .1. 9 注意事项：................................................................ 第5章测试方法和测试结果 5.1 系统测试仪器及设备 5.2 测试方法 5.3 测试结果 结束语........................................... 参考文献.…………………………………….……….…………… 毕业设计论文 作者学号 系部 专业 题目 指导教师 评阅教师 完成时间： 毕业设计(论文)中文摘要 毕业设计(论文)外文摘要 目录 1 绪论 (1) 1.1J AVA语言的特点 (1) 1.2开发工具E CLIPSE介绍 (2) 1.3开发工具JDK介绍 (2) 1.4应用环境 (3) 2 系统需求分析 (3) 2.1需求分析 (3) 2.2可行性分析 (3) 3 系统概要设计 (4) 3.1游戏流程图 (4) 3.2设计目标 (5) 3.3系统功能模块 (5) 3.4系统数据结构设计 (7) 4 系统详细设计 (10) 4.1程序设计 (10) 4.2贪吃蛇游戏各功能界面截图 (13) 5 系统测试 (16) 5.1测试的意义 (16) 5.2测试过程 (16) 5.3测试结果 (17) 结论 (18) 致谢 (19) 参考文献 (19) 1 绪论 贪吃蛇是世界知名的益智类小游戏，选择这个题目一方面是为了将我们自己的所学知识加以运用；另一方面，我希望通过自己的所学知识把它剖析开来，通过自己的动手实践，真正的了解它的本质和精髓。希望通过这次实践，能从中提高自己的编程能力。并从中学会从零开始分析设计程序，达到学以致用，活学活用的目的。另外，通过本游戏的开发，达到学习Java技术和熟悉软件开发流程的目的。 本游戏的开发语言为Java，开发工具选用Eclipse。 Java是一种简单的，面向对象的，分布式的，解释型的，健壮安全的，结构中立的，可移植的，性能优异、多线程的动态语言。这里采用Java作为开发语言主要是基于Java的面向对象和可移植性。 Eclipse 是一个开放源代码的、基于 Java 的可扩展开发平台。就其本身而言，它只是一个框架和一组服务，用于通过插件组件构建开发环境。 1.1 Java语言的特点 1.1.1 简单性 Java与C++语言非常相近，但Java比C++简单，它抛弃了C++中的一些不是绝对必要的功能，如头文件、预处理文件、指针、结构、运算符重载、多重继承以及自动强迫同型。Java 实现了自动的垃圾收集，简化了内存管理的工作。 1.1.2 平台无关性 Java引进虚拟机原理，并运行于虚拟机，实现不同平台之间的Java接口。Java的数据类型与机器无关。 1.1.3 安全性 Java的编程类似C++,但舍弃了C++的指针对存储器地址的直接操作，程序运行时，内存由操作系统分配，这样可以避免病毒通过指针入侵系统。它提供了安全管理器，防止程序的非法访问。 1.1.4 面向对象 Java吸收了C++面向对象的概念，将数据封装于类中，实现了程序的简洁性和便于维护性，使程序代码可以只需一次编译就可反复利用。 基于 PLC 的两轴运动控制系统设计 学生姓名：张坤森 学号：2014062038 指导教师;彭宽栋 专业：机电一体化 杭州科技职业技术学院 摘要：以可编程控制器 PLC 作为运动控制系统的核心，步进电机作为运动控制系统的执行机构，设计了基于 PLC 的两轴运动控制系统；通过 PLC 高速脉冲口输出高速脉冲，实现了单轴运动或者两轴运动；采用触摸屏作为操作面板，建立了友好的人机交互界面。 关键词：机械制造自动化； PLC；步进电机；运动控制 0 前言 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。步进电机开环控制结构简单，可靠性高，价格低。但当起动频率太高或者负载太大，步进电机极易失步。而步进电机闭环控制可以克服以上缺点，提高系统精度和稳定性。在闭环控制系统中，采用增量式编码器作为反馈装置。而 PLC 作为一种工业计算机，具有逻辑控制、步进控制、数据处理、存储功能、自诊断功能、通信联网等功能，而且具有较高的可靠性、较强的抗干扰性、较好的通用性等优点。所以，使用 PLC 控制步进电机，构建两轴运动控制系统，具有重要意义。 1 系统组成 本文所实现的示教与再现功能系统组成框图如图1所示。采用西门 子 S 7-200系列的 C P U226 D C/D C /D CP L C作为主控制器。该 C P U具有 4个最高 20k H z的正交高速脉冲计数器 ,能够对输入的正交编码脉冲信号进行 4分频 [ 5] ; 2个最高 20k Hz 的高速脉冲输出 ;24个输入点和 16个输出点 ; 其布尔型指令执行时间只有 0. 22μ s [ 6] 。 2 系统总体设计 该运动控制系统由触摸屏、 PLC、步进电机驱动器、步进电机、限位开关、急停开关、编码器等组成。操作者通过触摸屏端操作，向PLC 发出控制指令，PLC 根据控制指令和内部梯形图控制相应步进电机动作，步进电机将带动相应的进给轴动作，同时，PLC 将采集与步进电机相连的编码器产生的反馈信号，并将反馈信号返回给触摸屏，以完成整个系统的反馈环节。此外，外部限位开关用于限定运动系统的极限位置，急停开关用于发生突发状况时，立即停止机器，防止伤害或者损失扩大。系统总体设计框图如图 1 学校信息管理系统毕业设计 学校信息管理系统 [摘要] 随着科技的飞速发展，采用传统的手工方法对学校信息进行管理已越来越不方便，针对我校的实际情况开发了这套学校信息管理系统，本系统包括有…、…、…、…等功能，采用……工具进行开发，该系统帮助学校大大地提高了处理各种信息的效率。 [关键字] Delphi 模块管理 目录 第一章引言 (2) 第二章所用开发语言简介 (2) 2.1 Delphi 介绍 (2) 2.2 Delphi具有的优点 (2) 2.3模块中使用的Delphi系统预定义控件及其属性简介 (2) 第三章需求分析阶段 (3) 3.1登录模块和主界面模块需求分析 (3) 3.2登录模块和主界面模块设计系统性能要求： (3) 3.3负责模块中系统的功能分析: (3) 3.4功能模块 (3) 3.4.1功能的实现 (3) 3.4.2模块框架图 (4) 3.5模块数据分析 (5) 第四章设计阶段 (5) 4.1概要设计 (5) 4.1.1数据库概论及SQL SERVER 2000简介 (5) 4.1.2模块数据库设计 (6) 4.2详细设计 (11) 4.2.1数据信息准备 (11) 4.2.2程序数据流图 (11) 第五章软件设计说明 (12) 5.1界面模块设计 (12) 5.2主界面模块设计 (14) 第六章结束语 (15) 第七章参考文献 (15) 第八章致谢 (16) 第一章引言 随着我国教育事业的不断推进，一直以来许多高校对在校师生的基本资料维护、班级信息、选课情况、选修课程信息及学生选课成绩管理的半手工管理方式已不在适应社会，主要表现为工作效率低，容易由于人为的疏忽造成一些不必要的麻烦。最典型的就是学校手工记录些信息，经常由于不知道放哪或者丢失而无从下手。 以上所描述的手工过程的不足之处显而易见，整个管理环节都有可能由于人为因数而发生意想不到的后果。所以利用计算机来处理这些流程无疑会极大程度地提高效率和处理能力。我们将会看到学校管理人员不用象以前那样辛苦，工作人员出错的概率也会减少，工作效率就会提高。 为方便对在校师生的个人资料、选课情况、班级管理等进行高效的管理，特编写该程序以提高学校信息的管理效率。使用该程序之后，管理层可以及时查询在校师生的基本情况、班级管理，学生可以进行选课管理、成绩查询等一些功能，教师也可以进行适应的操作，如查看学生的基本信息、学生的选课成绩等。 第二章所用开发语言简介 2.1 Delphi 介绍 Delphi7.0是美国Borland公司出品的一种强大的可视化软件快速开发工具，是目前最好的Windows 应用程序开发工具! 它能支持面向对象、可视化的开发风格、具有强大的数据库管理功能，它所提供的强大的数据库编程工具，如ADO组件、IBX组件和数据模块设计窗口。 2.2 Delphi具有的优点 Delphi7.0提供一个快速的编译器，优化的编译模式在很大程度上提高了代码质量；提供统一集成开发环境（Integrated Development Environment 即IDE）；集成了许多可视化辅助工具，实现了直观、可视的程序设计风格，方便地编写和管理各种类，维护程序的源代码；大大简化了应用程序的开发，提高编程效率；其封装了Windows的API函数、DATA等函数，简化了编程时创建、维护窗口的许多复杂的工作。 2.3模块中使用的Delphi系统预定义控件及其属性简介基于单片机的智能照明控制系统设计[1]
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