电子控制技术论文范文

导语：如何才能写好一篇电子控制技术论文，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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【关键词】EPB电子驻车应用

一、EPB与传统手制动相比的优点

1.1EPB系统可以在发动机熄火后自动施加驻车制动。驻车方便、可靠，可防止意外的释放（比如小孩、偷盗等）。

1.2不同驾驶员的力量大小有别，手驻车制动杆的驻车制动可能由此对制动力的实际作用不同。而对于EPB，制动力量是固定的，不会因人而异，出现偏差。

1.3可在紧急状态下组委行车制动用。

二、EPB的功能

2.1基本功能：通过按钮实现传统手刹的静态驻车和静态释放功能。

2.2动态功能：行车时，若不踩踏板刹车，通过EPB按钮，一样也可以实现制动功能。

2.3“熄火控制”模式：当汽车拔钥匙熄火时，自动启用驻车制动，发动机不打火驻车不能解除。

2.4开车释放功能：当驾驶员开车时，踩油门，挂挡后自动解除驻车。

2.5启动约束：点火关闭，释放约束模式（保护儿童），不用操作制动踏板，即可释放约束模式。

2.6紧急释放功能：当电子驻车没电需要解除驻车时，可用专门的释放工具释放驻车。

三、拉线式EPB的组成及各部件的作用

3.1拉线。拉线和传统的驻车系统中拉线所起的作用完全一样，就是把力从EPB总成传递到驻车制动器上实现驻车功能。拉线式EPB有单拉线和双拉线两种。

单、双拉线有各自的优点和缺点。相比较起来双拉线有较大的拉线效率，拉线行程短，但布置没单拉线灵活，产生相同的拉力，控制器需要加载的力大。工作时，双拉线EPB控制器同时带动两根拉线运动，带动制动器驻车，而单拉线时，EPB控制器是只带动了一根拉线，然后通过拉索平衡器此拉线带动后面的两根拉线驻车。

单拉线式样的EPB，一根拉线带动两根拉线的原理为：第一根拉线的芯线在控制器的带动下产生移动，其带动拉线向右移动，然后因为第一根拉线受力弯曲，第一根拉线通过固定在其拉线护套上面的平衡器带动拉线1向左移动，从而实现了一根拉线带动两根拉线移动的目的。

3.2按钮。通过按或者拉按钮控制EPB驻车和解除驻车，按钮上有背景灯，提醒驾驶者是否已工作。

3.3紧急工具。在EPB因断电不工作时，实现驻车解除功能。

3.4电机。EPB工作时的动力来源，由其来带动齿轮机构工作实现驻车。（有人仅靠电子驻车纸面意思可能会担心驻车后，出现没电的情况怎么办？实际上电子驻车只是靠电触发齿轮机构工作，最终使车长时间驻车的还是机械机构，并且国家法规中也明确要求，驻车要用可靠的机械机构来完成）。

3.5齿轮机构。不同厂家EPB的此部分机构的工作原理不一定相同但其作用是一样的。都是力的传递机构，把力由电机齿轮的转动转化成拉线方向上力。其齿轮结构的工作原理如右图电机带动拉线所在的外齿轮机构和内齿轮机构旋转，因为旋转方向相反，带动连接在内外齿轮机构的拉线运动，实现驻车。

3.6ECU和传感器。ECU用来控制EPB对外的信息交流和反馈。传感器用来感应拉力的大小。

四、EPB总成的工作原理和其功能的实现原理

4.1EPB总成的工作原理。拉线式EPB工作原理为：通过开关给ECU一个通断信号，EPB的ECU控制电机进行旋转，然后由内部的齿轮机构把此力输出到拉线上，由拉线带动制动器进行驻车。

4.2EPB各功能的实现原理

（1）基本功能。最基本的功能，静态释放和静态驻车功能，通过按钮驻车和解除驻车此工作原理简单，也就是上面的EPB工作原理。

（2）EPB卖点之一的动态功能。当车在行车状态，速度大于12km/h,若按下EPB按钮，ECU指挥马达带动拉线驻车，当车轮要抱死，有滑移的倾向时，ECU通过CAN得到这个信号后，会使拉线力减小，以便不使车轮抱死，如此循环，直至车停下为止。虽然EPB有此功能，但各个EPB厂家，并不推荐客户把EPB当作行车制动器使用，并且还明确要求客户，此功能只能在常规制动器失效或不可使用踏板的紧急情况下才能使用，这是因为在行车中，驻车制动器启动后，那么就把制动力全部加在后轮，对后制动器的损害是很大的。

（3）“熄火控制”模式。发动机熄火后，通过CAN把此信息传递给ECU，ECU指挥EPB驻车。

（4）EPB的另一卖点功能：开车释放功能。要实现该功能，则EBP系统需要知道驾驶员是否希望车辆开始行驶。对自动挡车辆来说，EPB可以通过变速器信息及油门信息了解车辆状态。然后ECU指挥EPB释放驻车。而对手动挡车辆来说，原有的配置所能提供的信息无法确认驾驶员的期望。为了实现该功能，需要在车辆上加装档位传感器及离合器传感器。

（5）紧急释放功能。用专门开发的紧急释放工具来实现此功能。工具的工作原理为，用专门开发的EPB工具，先插入紧急工具孔，然后旋转，使齿轮旋转带动涡杆移动，解除驻车。有时为了使解除驻车方便，或者不便于使用刚性的紧急释放工具，也可以使用易曲工具，实现过程为：把紧急释放工具由刚性改成可弯曲的易曲工具，然后根据EPB的布置位置，设计合理的导向管，设计导向管的原则为将来在使用工具时比较方便，不需要拆卸其它零件，或者钻到车下。导向管一端，另一端固定死在电子驻车工具孔上，使用时，取出紧急工具，把工具从导向管端插入，顺着导向管，把工具连接到电子驻车上，然后转动工具摇把，即可释放驻车。在开发易曲工具中需要注意的是：1.工具的易曲长度不能太长否则会因工具弯曲端过长而使传递到电子驻车的力矩解除不了驻车。2.导向管扭曲的幅度不能过于大，否则工具在通过导管时的难度就很大，甚至通不过导管。

五、拉线式EPB的布置

5.1EPB的布置

EPB的布置需要注意以下几点：

（1）若EPB布置在车身下，要设计合理的支架，力求把EPB包起来，防止车底下高速飞起的石子打在EPB壳体上。（2）注意保证EPB周围的温度不能过高，要在其工作温度范围内。（3）注意选择合理的缓冲垫来起到防震的效果。（4)EPB位置的选择，要考虑到将来紧急工具使用的方便性。

5.2拉线的布置

拉线的布置需要注意以下几点：

（1）拉线之间的间隙要求，需要满足一定要求。（2）单拉线式。EPB是由一根拉线带动后面两根拉线来实现驻车的，为了实现一根拉线带动二根拉线，所以布置时一定要保证第一根拉线的末端是可移动的，不能在此处做支架给其固定死。

六、结论

EPB是近来研究的重要成果之一。它替代了手驻车制动，用电子按钮实现停车制动，且节省了车厢内部的空间。符合现在消费者们希望在车内安装更多的基本配置和功能的这个趋势。因此设计小巧的EPB倍受青睐。目前电子驻车在国外已应用的比较普遍。在不久的将来电子驻车也会频频装配在中国的汽车上。

参考文献：

舒华，姚国平.汽车电子控制技术.北京．人民交通出版社，2002.

董辉.汽车用传感器.北京：理工大学出版社，1998.

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从20世纪50年代开始,一直到现在的几十年探索中,人工智能化已经可以像人一样进行感应与行动,凭借着高效率、高精度以及高协调性等特点超越来传统的控制技术。随着计算机技术的不断发展,对人的思维能力进行模拟的构想现在已经得到了实现,后来在程序语言编制上,智能化模拟的可实施性也得到而来增加。随着电气工程自动化控制技术的不断发展,智能化技术的市场得到不断拓宽,这种技术的应用不仅可以使电气工程的工作速度得到提高,同时还在电气工程中节约了大量的人力与物力[1]。智能化技术在整个电气自动化控制行业中主要是利用不断实践来进行的,其中包含的内容十分广泛并复杂。智能化技术属于计算机高端技术的一种,因此要想很好的掌握其应用,那么必须要具备专业性计算机理论知识。智能化技术不仅有效有提升了电气自动化控制的工作效率,同时也也很大程度上降低了工作人员的压力,优化了资源配置,促进了电气工程自动化系统的稳定运作。

2智能化技术的主要特点分析

对于很多人来说,智能化技术是一个陌生的词汇,然而它却与我们的生活息息相关,下面我们就对它的主要特点进行阐述,帮助大家深入理解智能化技术。作为电力系统中的关键环节,电气工程自动化控制对电力系统的正常运行存在着决定性的作用,为了保证电气工程的顺利发展,从而有效提升恒业的整体水平,对智能化技术进行应用是大势所趋。

2.1高精度与高效率

在电气工程自动化控制中,精度与效率是两项重要指标,在智能化技术指导留下,对多个CPU与高速CPU芯片进行使用,电气工程控制工作效率与精度得到了显著的提高。

2.2多系统控制

智能化技术的应用可以有效减少相关工序,同时还能使工作效率得到显著提高,目前该项技术在电气工程自动化控制中的实际应用正朝着系统控制的方向发展着。

2.3科学计算的可见性

在电气工程自动化控制中,智能化技术的应用可以对数据进行有效的处理,不仅可以通过文字和语言进行信息交流,同时还能利用图形与动画实现信息交流,这在很大程度上提升了工作的效率。

3智能化技术在电气工程自动化控制中的应用

在电气工程自动化控制系统中应用智能化技术,有效提升了系统的工作效率,降低了工作人员的压力,对于电气工程自动化控制中智能化技术的应用主要体现在三个方面:(1)怎样将智能化技术应用到电气工程中对病因的诊断与维修之中;(2)如何对电气产品与设备进行优化设计;(3)通过怎样的形式对电气工程智能化控制进行实现。

3.1对电气工程自动化控制中的病因进行诊断

利用传统的人工方式对电气工程系统中的病因进行诊断是非常复杂的,同时对工作人员的要求也非常高,而且也不能对病因进行准确的诊断。在电气工程自动化控制中难免会发生一些设备和数据问题,依靠人工诊断方式往往不能对病因进行及时的诊断与处理。而智能化技术的应用不仅可以使病因诊断的效率得到明显提高,同时还可以使定时检测与诊断得到实现,在这一过程中很多问题的出现都会得到避免。

3.2对电气工程设计进行优化

在传统电气工程设计中,往往需要通过工作人员在工作过程中进行反复的实验才能完成。在这一过程中工作人员很有可能不会考虑到一些具体情况。如果真的出现复杂性的问题,也不能对其进行及时的解决,在这种情况下,工作人员不仅要掌握大量的专业设计知识,同时还要很好的将自己已经掌握的理论知识运用到实际应用中。智能化技术得到应用以后,设计人员就可以利用计算机网络和相应的软件对电气工程自动化控制进行设计,这样一来,设计数据的准确性得到而来增加,同时设计样式也非常丰富,另外,还能对一些复杂问题进行及时的处理,电气工程自动化控制的顺利运行就得到而来有效的保证。

3.3对整个电气工程进行自动化控制

电气工程控制系统中存在着很多控制环节,智能化技术的应用正好可以使对整个电气工程的自动化控制得到实现。智能化技术在应用过程中通过神经网络与模糊控制等方式实现对电气工程的自动化控制。其中,神经网络控制的应用是非常关键的,它可以进行反向的算法,同时具有多层次的结构。在神经网络控制的子系统中,其中的一个子系统可以结合系统参数对转子的速度进行调控与判断,而另一个子系统就可以按照以上参数对转子的速度进行判断与控制。目前神经网络控制已经在识别模式以及信号处理等方面得到了广泛的应用。智能化手段的应用使电气工程的远距离与无人操控自动化控制得到了实现,通过公司局域网的帮助,智能化技术的应用使得对电气系统各环节的实际运行情况进行了详细的反馈分析。

4结语

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关键词：直接转矩控制技术，定子磁链，无速度传感器，展望

 

引言

交流电动机自1885年出现后，由于一直没有理想的调速方案，而只被用于恒速拖动领域。近三四十年来，电力电子技术、微电子技术、现代控制理论的发展，为交流调速产品的开发创造了有利条件，使交流调速系统逐步具备了宽调速范围、高稳速精度、快速动态响应和四象限运行等技术性能，完全可与直流调速系统相媲美。由于直流调速系统所固有的缺点，目前，无论是调速领域还是伺服领域，交流驱动系统已逐步占据主导地位并有逐渐取代直流驱动的趋势。直接转矩控制技术是继矢量控制技术之后的一种新型高效的交流变频调速技术，它以结构简单明了、转矩快速响应、鲁棒性好等一系列的优点正受广大学者的青睐。直接转矩控制技术自诞生以来，其理论研究和实验工作已取得了杰出的成绩，然而作为一门新兴的理论和技术，必然存在不成熟和不完善的地方。鉴于此，本文针对直接转矩控制技术的研究现状、存在的问题及未来的发展趋势进行了详细地叙述。

1、直接转矩控制技术概述

直接转矩控制技术（DTC）是继矢量控制后交流调速领域一种新的控制方法，其特点是采用空间电压矢量分析，直接在定子坐标系下计算并控制电机的转矩和磁通，采用定子磁场定向，进行bang一bang控制，产生PWM信号。系统通过保持磁链恒定， 对转矩直接控制。因此，控制性能不受转子参数的影响，控制思想独特，结构简单。

2、直接转矩控制技术研究热点

2.1 对定子磁链的研究

（1）定子磁链的数学模型

在直接转矩控制中，定子磁链的实际值取决于定子电压、电流和转速的检测值以及电机参数。目前，描述定子磁链的数学模型有3种: u – i 模型，i - n模型，u - n模型[1-2]。

u - i模型: 由定子电压与定子电流确定定子磁链。

该模型结构简单，受电机参数影响小。论文参考网。它采用开环积分法估计定子磁链，在电机高速运行时可以估计出定子磁链。所以，当很大时，与之相比可以忽略不计，控制精度较高。但在低速和零速运行时，较小，与之相比不能忽略，如果对的估计误差大，将严重影响系统的控制性能。这时必须考虑的影响，需准确测定出因温度变化和磁通饱和而产生的变化量。

i- n 模型: 以转子磁链为中间变量，由定子电流与转速确定定子磁链。

在该公式中，没有出现定子电阻，因此不受定子电阻变化的影响。但是，i - n模型要利用转子时间常数及定、转子电感值，还要精确地测量出转子电角速度。这些参数的准确性以及速度的测量精度对定子磁链估计的精度程度都会产生较大的影响，另外这些电机参数也随着温度和磁路饱和程度的变化而变化。

u - n模型: 由定子电压和转速来获得定子磁链。这里仅给出改进后的u - n模型。

改进后的u - n 模型综合了u - i模型和i - n模型的优点，并通过修正项d完成了两个模型间平滑的切换，可以作为一个全速域的定子磁链观测模型。

（2）定子磁链的改进方法

针对异步电机DTC系统中采用u – i模型观测定子磁链时纯积分环节造成直流分量积分漂移，引起低速时转矩波动严重，采用一种具有幅值补偿环节的改进积分器算法取代纯积分环节克服积分漂移；针对六区段电压矢量开关表在定子磁链处于区段分界线附近控制性能差，引起低速运行时定子磁链内陷和电流畸变等问题，采用细分优化的十二区段选择电压矢量开关表来代替传统六区段电压矢量开关表。改善了异步电机DTC系统的低速运行性能。

近年来，许多学者为了解决定子电阻对磁链的影响，引入了现代控制理论和智能控制理论，通常采用的方法有: 模糊定子电阻估计、神经网络定子电阻估计、模糊神经网络定子电阻估计、最小二乘法定子电阻估计[3-5]。

另外， 一些学者对定子电阻温度变化对定子磁链估计的影响也进行了研究， 提出了一些控制方案，如定子电阻温度补偿、模型参考自适应在线辨识等。

2. 2　无速度传感器技术

传统的直接转矩控制中，低速运行时，如果选用与转速有关的定子磁链模型来确定磁链，那么就需要知道精确的转速信息；如果对速度的精确控制，需要转速反馈进行闭环控制，同样需要知道转速信息。传统的方法采用速度传感器，这样不仅增加成本，而且使系统的稳定性和可靠性变差。尤其对于实际应用中不允许安装速度传感器的领域，无速度传感器技术显得突出重要。论文参考网。

无速度传感器技术常用的速度辨识方法包括:转差频率法、参考模型自适应法、卡尔曼滤波法、高频信号注入法、基于神经网络的辨识方法等。目前应用较好的方法是参考模型自适应方法及基于神经网络的辨识方法[6-7]。这种自适应闭环速度辨识方案，在一定的速度范围内，估计精度达到了相当高的水平，然而这些方法没有脱离电机的基本模型，在低速运行时受电机参数的影响严重，尤其在零定子频率运行时，由于电动机转速的不可观测性[8]，基于模型的辨识方案往往会失效。

鉴于此，不依赖于电动机模型而仅依赖于电动机本身特性的辨识方法应运而生。Zinger等人利用转子槽谐波可以调制出频率与转速成比例的定子磁链原理，应用锁相环技术来提取转速信息[9]。高频信号注入法弥补了零定子频率情况下的速度不可观测性，然而由于感应电动机常见的磁路饱和现象等不完善因素，导致了检测的速度信号中含有低频干扰信号。一旦检测的速度信号直接用于控制，必然导致控制系统动态、稳态性能恶化。如何结合高频信号注入法与模型参考自适应方法来获得整个工作范围内都能适用的速度辨识方案将是无速度传感器技术研究的核心内容。

3、直接转矩控制技术发展展望

在对直接转矩控制技术研究热点进行了较详细的分析与讨论后，针对尚存在的问题，本文结合当前的科技发展情况和实际分析，对直接转矩控制技术的研究方向进行了展望。

（1）针对传统的直接转矩控制方法存在转矩脉动大的问题，我们可以尝试通过设计基于模糊自适应PI调节器的多级模糊控制DTC调速系统来解决。在外环控制方面，为了实现在转速和转矩突变时系统的快速响应，可以采用模糊自适应PI调节器控制器代替传统的PI调节器；在内环控制方面，也可以采用模糊控制器代替传统的磁链两点式、转矩三点式的bang一bang控制，该算法能够克服传统直接转矩控制方法中根据转矩、磁链的大小程度简单的选择电压矢量这一缺点，全面综合考虑了转矩误差的大小程度，可以实现大误差大调节、小误差小调节的智能控制。

（2）针对无速度传感器技术尚存在的不足，我们可以尝试用基于改进型蚁群BP神经网络的速度辨识器来替代传统速度传感器的方法来对其控制。论文参考网。由于蚁群算法是一种较新型的寻优策略，与其它的智能算法相比较，具有良好的收敛速度，且能得到的最优解更接近理论最优解，同时易于与其它方法结合，具有较强的鲁棒性。相信这样能够更准确地辨识出电机转速，达到DTC系统的动、静态性能要求，实现无速度传感器直接转矩控制。

（3）近年来，直接转矩控制的研究取得了很大进展，特别是现代控制理论和智能控制理论的引入，在MATALB和DSP的基础上，为直接转矩的建模和实现控制提供了强有力的工具。现代控制理论和智能控制理论(以模糊控制、人工神经网络为主)等控制方案为提高直接转矩控制的动态性能和鲁棒性奠定了理论基础，并为提高直接转矩控制的性能提供了一种非常好的新思路，如最近研究十分活跃的模糊控制、神经网络控制、模糊神经网络控制、非线性控制、变结构控制等。可见直接转矩控制技术智能化是未来研究方向之一。

参考文献：

[1]巫庆辉,邵诚,徐占国.直接转矩控制技术的研究现状与发展趋势[ J ].信息与控制,2005

[2]王成元,夏加宽,杨俊友等.电机现代控制技术[M ].北京:机械工业出版社,2006.

[3]张春梅,尔桂花.直接转矩控制研究现状与前景[ J ].微特电机,2000

[4]赵伟峰,朱承高.直接转矩控制的发展现状及前景[ J ].电气时代,1999

[5]刘国海,戴先中.直接转矩控制系统的神经网络控制[ J ].电工技术学报,2001

[6] Schauder C. Adap tive speed identification for vector control of induction motors without rotational transducers [ J ]. IEEE Transactions onIndustry Applications, 1992

[7]Cruz P P, Rivas J J. A small neural network structure app licationinspeed estimation of an induction motor using direct torque control [A ]. Proceedingsof the 2001 IEEE 32nd Annual Power Electronics Specialists Conference [C ].USA: IEEE, 2001. 823～827.

[8]Holtz J. Sensorless control of induction motor drives [ J ].Proceedings of the IEEE, 2002, 90 (8) : 1359～1394.

[9]Zinger D, Profumo F, Lipo T A, et al. A directfield-orientedcontroller for induction motor drives using tapped statorwindings[A ]. Proceedings of the 1998 IEEE 19 th Annual Power ElectronicsSpecialists Conference [ C]. USA: IEEE, 1988. 855～865.

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这次烟机设备维修电工技师鉴定是国家实行技师资格鉴定后昆明卷烟厂第一次组织的通用工种类技师鉴定，鉴定工作由云南省第155国家职业技能鉴定所负责实施。参加鉴定人员自愿申报，然后由部门推荐经昆明卷烟厂技师(高级技师)资格审查推荐领导小组严格按照申报条件进行审核。考生先经过集中培训，然后由云南省第155国家职业技能鉴定所根据维修电工技师国家职业技能鉴定标准对考生分别进行基础理论、模拟电子电路、电路故障排除、变频调速、plc编程、教案编写及授课技能、论文写作与答辩等项目的考核，全部考核项目都及格者，才能取得烟机设备维修电工技师职业资格证书。

现就维修电工职业技师资格鉴定的申报条件、鉴定程序和鉴定内容摘抄如下：

鉴定对象和申报条件：

从事维修电工职业的专业人员，经过规定学时技师资格培训合格，并具有下列条件之一者可申报维修电工技师资格鉴定：

1.取得本职业三级(高级)资格证书后在本职业连续工作4年以上;

2.高级技工学校毕业，并取得本职业三级(高级)资格证书后，在本职业连续工作2年以上;

3.本专业大专以上毕业，并取得本职业三级(高级)资格证书后，在本职业连续工作3年以上;

4.连续从事本职业工作15年以上，并取得三级(高级)资格证书。

知识考试范围：

电子技术：晶体管多级放大电路分析;运算放大器组成的典型线路分析及参数设定;典型逻辑组合电路，时序逻辑电路的分析及设计方法;综合性电子电路的分析及设计方法。

电力电子技术：电力电子器件、晶闸管整流电路、逆变电路基本概念。

电气自动控制技术：自动控制基本原理;双闭环直流调速系统工作原理和参数设定;常用传感器工作原理及检测电路分析;复杂设备电气系统安装、调试知识及电气检测与诊断技术。

可编程控制器：用plc基本指令、常用功能指令，进行程序设计;用plc控制生产工艺流程的步骤及设计方法;将继电气线路改造成用plc控制的流程图、程序表。

新技术：数控系统的基本概念;微机应用及接口-技术基本概念;网络通讯基本概念;交流变频调速系统基本概念;交流电机矢量控制调速系统基本概念;专业发展方向。

熟悉气动控制、液压控制的基本原理以及识图、分析及排除故障的方法。

检修工艺编制：能够制定电气系统与电气设备检修、大修工艺，了解电气设计基本方法。

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关键词：自动化技术，纺织工业，应用

 

随着我国纺织工业持续快速的发展，现代纺织技术将以电子信息技术为主导，以智能化生产为主要特征，进入90年代以来，现场总线技术以及基于该技术的控制系统在国内外引起人们高度重视，成为世界范围内的自动化技术发展的热点，它综合运用了微处理器技术、网络技术、通信技术和自动控制技术，将微处理器置入现场自控设备，在没有人的直接参与下，机器设备或生产治理过程通过自动检测、信息处理、分析判定自动地实现预期的操作或某种过程。对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、治理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗和确保安全等目的。论文参考网。正是由于自动化技术在纺织工业上的广泛应用，推动着纺织新工艺、新技术的不断成熟和推广，日益改变着世界纺织工业的生产技术面貌。

一、基于现场总线技术的纺织生产控制系统

现场总线是当今3C(Computer、Communication、Control)技术发展的结合点，也是过程控制技术、自动化仪表技术和计算机网络技术发展的交汇点，是信息技术、网络技术的发展在控制领域的集中体现，是信息技术、网络技术延伸到现场的必然结果。纺织工业的信息化建设是未来几年纺织工厂的追求和建设重点，而数字化的纺织生产体系正是其不可或缺的基础。它将全面提升纺织工厂的管理水平，对工厂的技术、质量、经济和服务推动的进步都将产生直接的明显的推进作用。

数字化的纺织机械采用现代先进的控制技术：以CPU为核心的控制器，以电力电子技术为基础的新型驱动技术，以现场总线技术为代表的网络及高速数据通讯技术。实现数据的实时准确采集和高速传输，实现分布式、现场化和抗干扰性能的提高，实现生产过程的自动化、智能化，完成纺织机械与现代先进控制技术的结合，为纺织企业的信息化从设备层打下坚实的基础。

现场总线控制层是各种生产信息的来源。各种棉纺、织造、印染机械的控制器只要具有现场总线通讯接口，通过适当的编程，就可以将机械的运行数据实时传送到监控系统。现场总线监控层完成车间级设备检测和控制。应用组态软件编程和现场总线网络，整合车间内各个单台机械设备控制系统，以清晰友好的人机界面实现全车间设备的生产状态、产量、效率的监视，同时还可以对设备的工艺参数进行统一设置，故障报警、参数记录、显示历史趋势和实时曲线，生成和打印各种生产报表。管理层是工厂级的信息管理系统。控制系统均可以按照用户的需求，通过多种总线、工业网络建立数据库，对数据进行处理并分类送到各个管理部门，实现数据的查询、统计、分析和数据报表。现场总线信息层将控制过程、信息管理、通信网络融为一体，实现数据共享，有关人员登陆到Web服务器，就可根据各自的权限监控到生产现场的设备的运行情况。

二、PLC、变频器、人机界面三大自动化产品大量应用

PLC、变频器、人机界面三大主要自动化产品的应用面已经覆盖到我国纺织机械行业的纺纱设备、织造设备、非织造布设备、染整设备、化纤设备等绝大多数设备领域，用于构成纺织机械设备的控制系统。近年来纺织机械每年新机配套用的三大自动化产品需求量均已达到相当的规模：变频器的主机配套用量约为15万台以上，如果再加上纺织企业的老机改造和公用工程的需求，整个纺织机械行业变频器的年需求量约为20万台以上；PLC的主机配套用量约在7万套以上，整个纺织机械行业的年需求量在10万套以上；人机界面是PLC的“姊妹产品”，一般情况下，采用PLC的设备必用人机界面，因此其年需求量接近于PLC，目前纺织机械正在逐步以触摸屏人机界面替代文本式人机界面。

三、单轴驱动、多电机同步传动技术得到广泛应用

纺织机械行业机电一体化的主要技术特点就是单轴驱动和多电机同步传动技术，目前该技术已经广泛应用于我国纺机的整个领域。这项技术的应用使得机械结构简化、工艺调整方便，可以充分满足工艺对设备的要求，同时适应高品质、多品种、小批量的市场需求。具有代表性的纺织机械如粗纱机，国内各纺织机械厂均推出四轴单独驱动的新型粗纱机，已成为粗纱机竞争的技术标志；又如国内各纺织机械厂推出了七轴单独驱动的浆纱机，该机实现了对纱线伸长率、卷绕张力等工艺参数的精确控制，为后道工序提高无梭织机织造效率创造了有利条件。

四、过程控制技术应用逐步深入

4.1自动化技术应用于清梳联设备，保证了成纱质量和稳定性

国产清梳联设备配用的高产梳棉机采用混合环控制，对喂入棉层的厚度进行检测，控制短片段不匀；采用喇叭口压力检测或采用凹凸罗拉、阶梯罗拉检测输出棉条的粗细，控制长片段不匀。论文参考网。两处检测到的信号，送入控制器经计算机运算，控制给棉罗拉的速度，达到自调匀整的目的。清梳联单机和全流程采用的光电检测、压力传感、位移传感、信号转换、伺服系统控制、计算机处理、变频凋速、自调匀整、计算机综合监控等技术提高了全流程运行的稳定性、可靠性，保证了全流程连续、同步、平稳运行，使输出棉条长片段、超长片段、甚至短片段的均匀度都能稳定在一定范围内，从而保证了成纱质量和稳定性。

4.2自动化技术应用于并条工序，稳定了棉条支数

国外产的RSB-D30型并条机及HSR-1000机，除配有开环或闭环自调匀整装置以外，还配有质量监控系统，发生质量超限故障立即停车报警，自调匀整装置很灵敏，传感器对棉条发生的探测信号可保持每1.5～4mm匀整一次，这相对于高速并条机，单位时间里控制频率很高，匀整频率达毫秒级，因此棉条均匀质量高，可将土25％的棉条均整到土1％以内。这种并条机生产的棉条不必再由试验室控制支数偏差，因此在组成新的转杯纺工艺过程中可不再考虑棉条重量偏差的离线检测试验。

4.3自动化技术应用粗纱机，改善粗纱条干水平

新型的粗纱机均由计算机控制多台变频器，交流伺服驱动器，再分别控制多台电动机的同步传动系统，从而简化了复杂的机械结构，取消了锥轮变速装置、三自动成形机构、计长装置等。利用计算机储存多品种的最佳工艺，更换品种十分方便；采用传感技术，检测纱线张力，通过计算机实现张力控制；采用计算机软件来完成粗纱的卷绕成形功能和实现经轴、织轴的理想卷绕，使机构简化，操作方便，性能改善，质量提高，提升了设备的档次和水平。

4.4自动化技术应用于环锭纺纱系统，使之向全流程连续化生产发展

自动化程度的不断发展，使环锭纺纱技术进入了新的发展阶段。有些机型将检测结果通过变频调速直接改变工艺参数，简化了机械结构，有的机型通过检测、显示还能直接匀整输出纱条的质量。操作自动化发展到了更高的水平，自动清洁、自动调速、定位停车、自动落卷、自动落纱、自动换筒、自动接头、自动排除落棉等等，凡是需要人工操作的部位和动作，都尽可能地实现机器自动操作。不仅减少了操作治理人员，减轻了劳动强度，提高了劳动生产率，更为重要的是，由机器代替手工操作，消除了人为因素对生产的影响，提高了操作的可靠性和稳定性，因而保证了产品质量。论文参考网。在大幅度提高单机生产水平和操作自动化的基础上，环锭纺纱正向全流程连续化生产发展。

4.5新型气流纺纱机已基本上实现了生产自动化

微机控制的纺纱系统可以自动检测、显示各种生产参数并自动打印。可以自动检测和记录纱线条干，并能超限自停，能按设定要求自动控制纺纱长度。还设有接头质量自动检测装置，号称无疵点接头。此外，如纺杯自动清洁、自动落筒、防叠装置、上腊装置、机台自动启动装置等都有利于提高产品质量，方便操作治理，提高劳动生产率。

4.6自动化技术应用于无梭织机，实现织造生产自动化

自动化技术的推广应用，使无梭织机的技术水平和品种适应性不断创造新水平，使织机操作实现了自动化，如开关车的程序控制，定期自动加油，利用微机自动收集、显示织机的各种生产参数和运行情况，包括速度、产量、效率、停台及原因分析、织轴经纱存量、在机织物卷装等等，因而提高了治理水平，提高了生产效率；电子送经和电子卷取组成了经纱张力的自动控制，基本上消除了纬向疵点；电子选色，微机自动变换织纹组织，集中改变织物图形，通过单机和中心控制台的双向通讯还能实现群控；有些机型还能自动排除纬向疵点。

降低生产成本、提高产品质量是纺织企业普遍关心的问题，自动化技术、计算机技术及网络技术的迅猛发展为传统的纺织工业提供了良好的技术支持，也正好为解决这两个问题起到了关键作用，将有效保证产品质量和减少用工数量，提高纺织企业的效率。

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英文名称：Information and Electronic Engineering

主管单位：中国工程物理研究院

主办单位：中国工程物理研究院电子工程研究所

出版周期：双月刊

出版地址：四川省绵阳市

语

种：中文

开

本：大16开

国际刊号：1672-2892

国内刊号：51-1651/TN

邮发代号：62-241

发行范围：国内外统一发行

创刊时间：2003

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Caj-cd规范获奖期刊

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期刊简介

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材料成型及控制工程专业主要课程

1、主干学科：机械工程、材料科学与工程。

2、主要课程：高等数学、大学物理、基础外语、哲学原理、计算机应用、机械制图、理论力学、材料力学、机械原理、电工电子技术、金属学、金属工艺学、材料冶金与成型工艺、材料成型设备及方法、材料成型微机应用、先进制造技术、检测技术与控制工程、技术经济、CAD/CAM基础、表面工程学等。

3、实践教学：包括军训，金工、电工、电子实习，认识实习，生产实习，社会实践，课程设计，毕业设计(论文)等，一般应安排40周以上。

材料成型及控制工程专业就业前景

材料成形及控制工程专业既不完全是按照行业特点设立的专业，也不是按照学科特征设立的专业，因此其发展具有其特殊性。

按照本专业的情况及市场需求情况进行分析，估计本专业今后的发展将主要表现为以下几个方面：

1.先进制造技术将成为本专业今后的主导技术发展方向。

2.厚基础、宽专业将成为本专业人才培养的主要模式。

3.在今后一段时期内，分类培养仍将占据主要的地位。

材料成型及控制工程专业培养目标

篇8

关键词：电子节气门，执行器

 

汽车电子节气门技术(Electronic Throttle Control，ETC)是伴随汽车电子驱动理念(Drive-by-Wire)而诞生的。论文格式。它摒弃了传统节气门踏板采用钢丝绳或杠杆机构与发动机节气门间的直接的机械连接，通过增加相应的传感器和电控单元，实时精确控制节气门开度。ETC可实现发动机扭矩控制和精确空燃比控制，有助于提高汽车行驶的动力性、平稳性、经济性以及降低排放污染，备受业内人士重视。目前，ETC被广泛地运用于汽车的驱动防滑控制(ASR)、巡航控制(CCS)、车辆稳定性控制(VSC)及自动变速控制(AMT)等汽车动力控制系统中，并逐渐成为高档轿车的标准配置。

一、发展的制约因素

1)控制系统复杂，精确控制困难。ETC系统与ASR、CCS及VSC等多种系统相连，需要控制的参数多，控制逻辑复杂。论文格式。ETC系统本身存在非线性阻尼特性，进气扰流阻力矩不稳定等因素，传感器等工作部件在使用过程中存在机械磨损和可靠性变差等问题。

2)在进行多种控制功能集成时，各控制系统之间需采用信息融合技术，即将ASR、CCS及VSC系统所需要的各传感器信号有机地融合起来，实现资源共享，各个系统间的相互关系，提高控制系统的稳定性和可靠性。

3)ETC设计需要充分考虑不同驾驶员的驾驶个性和车辆的行驶环境。目前对汽车的减速、怠速、定速和加速控制还存在一定难度，这个问题的解决还需依靠驾驶行为学理论、神经网络控制理论(人工智能)和汽车电子技术的进一步发展来共同解决。

4)驾驶员主观偏见与成本居高不下也是阻碍ETC广泛应用的瓶颈。驾驶员习惯于人工操纵节气门，有的误认为机械连接操纵节气门更为理想，安全可靠。ETC采用了传感器、控制单元、驱动器以及冗余设计，使之成本较高，使得ETC目前只装配在高档轿车上。所以降低ETC产品的价格是当前研究的重要任务之一。

二、发展的关键技术

1)由单一功能向多种功能的集成发展集成化不仅是ETC系统的发展方向，也是各种汽车电子控制系统的发展方向。它有助于降低成本，增强各系统间的内在联系，充分利用车辆各种信息，从而进一步提高系统的稳定性和可靠性。最初的ETC设计是为了发动机扭矩控制和空燃比控制，现代的ETC系统已经向多功能集成化方向发展，如集成了怠速控制、牵引力控制、减少换档冲击控制、节气门回位控制、巡航控制及车辆稳定性控制等多种功能。

2)综合多种控制策略，为提高节气门的控制精度及反应速度，采取多种控制方法进行综合控制。目前的发展方向是从经典的PID控制发展到采用PID与现代控制方法相结合的控制算法，从线性控制发展到非线性控制，从单一模式控制发展到多模式控制。有些学者将多模态控制、模糊神经网络控制及滑模变结构控制等方法引入到ETC控制中，但是这些理论本身还有待完善和发展。

3)系统设计注重安全可靠性，具有自诊断和失效保护功能节气门是发动机控制的关键部件，因此在提高控制精度和进行集中控制的同时，必须注重ETC系统的安全可靠性，提高系统的故障自诊断和容错能力。如采取冗余设计的软／硬件控制器，能在系统出现故障时自动启用故障安全保护模式，使汽车在安全模式下能正常工作。因此，采用冗余设计，提供及时的故障隔离及系统重构功能，将是今后ETC系统发展的必然趋势。

4)控制器局域网CAN的应用，随着ETC等电控系统在汽车上的广泛应用，车载ECU与传感器数量越来越多，导致整车电路繁琐复杂、线束多、重量大及成本高。汽车局域网CAN总线，只用两根信号线就可与其它带有CAN的电子设备相连接，能以共享方式传送多种控制信息，实现真正意义上的数据共享。论文格式。因此，将CAN总线应用于ETC系统设计也是今后的发展方向。

三、电机式汽车节气门执行器的工作原理

电子节气门一方面执行来自电控单元的指令调节节气门开度以控制进气量，同时还可以输出反映节气门位置的信号，供系统监控节气门的实际开度。

电子节气门有两个电位器作为位置传感器，其电阻值随节气门位置的改变而变化。当加入+5V电压后，转化为与电阻值相应变化的电压输出。这两个电位器连同加速踏板上监控踏板运动行程的两个电位器，构成了整个电子节气门监控功能的一部分，能提供系统控制所期望的冗余度。

与拉线式节气门总成相比较，电子节气门开启角度不再由节气门踏板拉索控制。节气门踏板通过拉索控制节气门踏板位置传感器，该传感器只是以电压信号反映车主的力矩指令，而不是节气门的实际开度。电子节气门轴上的双轨道节气门电位计用来检测节气门的准确开度，此开度与车主的意图（加速、减速）并不完全一致。此外，怠速调节阀也被取消，由电子节气门直接进行怠速调节。

计算机精确控制电子节气门的开启以便满足空调、自动变速箱、平稳性动态控制、车速调节、发动机冷却等功能的需要。这是一种新的发动机负荷管理系统，可以最好地管理发动机的力矩。节气门位置由发动机各项功能的需求来确定，当各项功能需求同时出现时，计算机按照内部的各种优先级别决定，并由计算机来控制打开到某一开度，以满足优先级别最高的这项功能的需求。

四、电机式节气门执行器的优点

在传统汽车发动机节气门系统中，节气门踏板和节气门之间是刚性连接，操纵机构是通过拉索(软钢丝)或者拉杆，一端连接加速踏板．另一端连接节气门连动板而工作。这种传统机械式节气门开度完全受控于加速踏板开度，即取决于驾驶员的操作，所以并不总是在最佳运行状态，它的应用也受到了很多限制，并且缺乏精确性。在汽车电子技术和计算机技术飞速发展的情况下，电子节气门应运而生。与传统节气门相比，电子节气门明显的优点是可以用线束来代替拉索或者拉杆，在节气门旁边安装一只微型直流电动机，用电动机来驱动节气门开度，即所谓的“导线驾驶”．用导线代替了原来的机械传动机构，可以根据加速踏板移动量及其变化率解析驾驶意图，获取节气门转角的基本期望值，并且通过采集各种传感器信号，得到当前发动机工况参数信息，经过控制器的运算和处理，发出指令，驱动电子节气门，使节气门开度在各种工况下处于最佳状态．由此获得优良的发动机性能。

电机式节气门执行器的优点在于克服了原先在机械节气门时，发动机控制系统只能对怠速和定速巡航进行控制的局限性，转而成为对发动机全工况进行控制，也就是说原先由于驾驶员踩住了节气门踏板，控制系统无法按照所接收到的扭矩信号控制节气门进行动力匹配，在使用了电子节气门后这种情况得到了改变，由于节气门仅靠一电机带动，驾驶员踩节气门踏板只是为控制系统提供踏板位置的信息，控制系统参考这个信号，并根据各种工况的需求包括燃油经济性，排放等等进行运算后，来确定节气门的开度位置。这样使动力匹配得以精确。所以电子节气门与原来的机械节气门是完全不同两个概念，在打开点火开关踩节气门踏板和发动机运转时踩节气门踏板所看到的节气门开度情况是不同的。在打开点火开关踩节气门时，节气门会随着踏板的逐渐踩下而开大；在运转时，节气门开度并不随节气门踏板的踩下而改变，而是受控制系统来控制，有可能你节气门踏板踩得不大，但因为动力匹配需求节气门是全开的，这和开头所介绍的是一致的，所以不要以为是故障。发动机控制系统主要是根据改变节气门位置，喷油时间，点火提前角来匹配因三元催化预热、怠速、排放控制，速度限制、动力限制、自动变速箱换挡点、制动系统（牵引力控制，发动机制动）、空调，巡航控制等带来的扭矩的变化。

综上所述，机电一体化结构逐步取代组合式结构，智能化控制技术逐步取代纯电子控制技术，带通信技术功能的逐步取代不带通信技术的，数字控制方式逐步取代传统的模拟控制方式，运用红外遥控的非接触式调试技术逐步取代接触式手动调试技术，等等。我国目前新一代符合现场总线的智能电动执行器产品，是执行机构今后发展的必然趋势，它的成功研究与应用给电动执行器的进一步发展打下了良好的基础，并将给智能电动执行器带来广阔的市场发展前景。

参考文献：

[1]舒华，姚国平等编.汽车电器与电子技术.北京：机械工业出版社，2004

[2]李发海，王岩等编.电机与拖动基础.第二版，北京：清华大学出版社，1994

[3]徐灏，蔡春源，严隽琪，汪恺，周士昌.机械设计手册.第二版，第四卷，北京：机械工业出版社，2001

篇9

关键词：软启动，选型，探讨

 

“软启动”设备在煤矿井下已得到广泛的使用，如CST、恒充式和阀控充液式液力偶合器、调速型液力偶合器、变频软启动、高压软启动、变极调速等。本文将从“软启动”设备的类型、性能特点以及国内“软启动”设备调研情况出发，阐述适应煤矿井下条件的“软启动”类型，目的是选择合适的技术，既讲求实效，又节电增益，确保设备的安全运转。

1.“软启动”是煤矿大型、重型设备启动的必然要求

近年来，为适应复杂矿区的煤层开采条件，设备选型朝大型化、重型化方向发展，逐步实现“设备现代化，系统自动化，管理信息化”。因此，随着装机功率、装备水平的提高，起动问题将成为设备选型的关键问题，“软启动”也必将成为设备选型的唯一选择。

所谓的“软启动”实际上就是对设备的启动过程进行控制，按其预定的、合理的启动加速度启动。例如，输送胶带机启动，由公式：

FQ=FZ+∑M·a

FQ————启动时输送机的圆周力

FZ————正常运行时输送机的圆周力

∑M———输送机总的等效质量（包括其上的货物）

a—————启动加速度

由上式可见，启动加速度大，启动时的圆周力越大。启动所需的功率越大，传动系统本身所受到的启动冲击越大，对关键零部件破坏力就越大。使用“软启动”技术，启动加速度可以得到很好的控制，以上不利因素都可得到有效避免，设备的故障率大大降低，同时供电系统的启动条件、保护条件都容易得到满足。设备的装机功率越大，设备对“软启动”要求就会越强烈。因此，“软启动”是煤矿大型、重型设备启动的必然选择。

2.“软启动”设备类型分析

国内外采用的两种“软启动”类型：一种是调节偶合器转速，即机械“软启动”；另一种是调节电机转速，即电气“软启动”。因电气“软启动”控制的是电机，因此系统得以简化。

2.1机械“软启动”装置

2.1.1恒充式液力偶合器

恒充式液力偶合器代表产品为福伊特恒充式液力偶合器。其主要部件为两个叶轮——泵轮和涡轮，以及外轮壳。两个叶轮相向安装，动力传动部件间没有机械接触，动力传动实现最小的机械磨损。偶合器内有恒定容积的工作液体，通常为矿物油。驱动电机输出的转矩在与之相连的泵轮中转变成工作液体的流动能量，然后在涡轮中将这种流动能量重新转变成机械能。力矩的建立取决于偶合器的特性曲线，同时启动特性受到适当组合的补偿腔(延充腔，侧辅腔)的影响。

2.1.2阀控充液式液力偶合器

其代表产品为福伊特阀控充液式液力偶合器，原理同恒充式液力偶合器，结构上它减少“延充腔，侧辅腔”，增加了充液阀和进液阀，用充进阀来控制偶合器内部的水量和水交换，从而能平稳而迅速地建立力矩。

2.1.3调速型液力偶合器

调速型液力偶合器和以上两种的原理基本相同，只是偶合器腔体内液体量的调节方式不一样，调速型液力偶合器选用油作传递动力的液体，采用导流管（勺杆）机构位置变化来调节腔体内液体量的多少，从而达到调速的目的。

2.1.4液粘型“软启动”装置

液粘型软启动装置是根据液体粘性传动原理设计的传动装置。

液粘离合器功率传递的主体部件是两组彼此穿插的摩擦片，油从其中强制通过。论文格式。两组摩擦片中的一组称主动摩擦片（主动摩擦片可以轴向移动），与输入轴接连，另一组称从动磨擦片，与输出轴连接，通过控制离合器工作活塞的油压来改变两组摩擦片（对偶片）的间距，从而增减它们之间的粘着力，完成液粘离合器的调速功能。

2.1.5 CST“软启动”装置

CST主要由一级普通斜齿轮传动加一级行星齿轮减速机构、液体粘性制动器、传感器以及液压驱动装置等机械和电子部件组成。

这种“软启动”装置与减速箱合二为一，它利用了行星差动轮系特点，将内齿圈作为第二个输入主动件，用液粘制动器（同液粘软启动装置中的液粘偶合器）来控制内齿圈的转速，从而控制输出轴的转速。

2.2电气“软启动”装置

2.2.1变极“软启动”装置

这种软启动就是使用多极（多速）电机，采用多回路组合开关，优点是运行可靠，运行效率高，控制线路很简单，容易维护，对电网干扰小，初始投资低。但它不能实现平滑调速，只能分级调速，从而限制了它的使用范围。

2.2.2调压“软启动”装置

从电机原理知道，异步电机的转矩在一定转差率下，与定子电压平方成正比，改变定子电压就可以改变电动机的机械特性，从而实现调速。论文格式。目前广泛使用可控硅交流开关实现连续调压。尽管这种软启动采用了先进的数字控制技术，使系统控制精度提高，抗扰能力增强，但转子损失大将限制这种调速方法的使用。

2.2.3变频“软启动”装置

变频调速是通过改变电动机定子供电频率来改变旋转磁场同步转速进行调速的，在综采综掘系统中，应用最广的交－直－交变频器，它是借助微电子器件、电力电子器件和控制技术，先将工频电源经整流成直流，再由电力电子器件逆变为电压和频率可调的交流电源，整个变频装置称为变频器。

3.几种“软启动”装置的性能比较

3.1机械与电气“软启动”装置的性能比较

机械“软启动”CST最具有代表性，电气“软启动”调压和变频最具有代表性，因此，将最具代表性的“软启动”放在一起，见下表。

篇10

论文摘要：交流电动机固有的优点是：结构简单，造价低，坚固耐用，事故率低，容易维护；但它的最大缺点在于调速困难，简单调速方案的性能指标不佳，这只能够依靠交流调速理论的突破和调速装置的完善来解决。本文论述了交流调速传动的现状和发展

交流传动系统之所以发展得如此迅速，和一些关键性技术的突破性进展有关。它们是功率半导体器件（包括半控型和全控型）的制造技术、基于电力电子电路的电力变换技术、交流电动机控制技术以及微型计算机和大规模集成电路为基础的全数字化控制技术。为了进一步提高交流传动系统的性能，国内外有关研究工作正围绕以下几个方面展开：

1采用新型功率半导体器件和脉宽调制（PWM）技术

功率半导体器件的不断进步，尤其是新型可关断器件，如BJT（双极型晶体管）、MOSFET（金属氧化硅场效应管）、IGBT（绝缘栅双极型晶体管）的实用化，使得开关高频化的PWM技术成为可能。目前功率半导体器件正向高压、大功率、高频化、集成化和智能化方向发展。典型的电力电子变频装置有电压型交-直-交变频器、电流型交-直-交变频器和交-交变频器三种。电流型交-直-交变频器的中间直流环节采用大电感作储能元件，无功功率将由大电感来缓冲，它的一个突出优点是当电动机处于制动（发电）状态时，只需改变网侧可控整流器的输出电压极性即可使回馈到直流侧的再生电能方便地回馈到交流电网，构成的调速系统具有四象限运行能力，可用于频繁加减速等对动态性能有要求的单机应用场合，在大容量风机、泵类节能调速中也有应用。电压型交-直-交变频器的中间直流环节采用大电容作储能元件，无功功率将由大电容来缓冲。对于负载电动机而言，电压型变频器相当于一个交流电压源，在不超过容量限度的情况下，可以驱动多台电动机并联运行。电压型PWM变频器在中小功率电力传动系统中占有主导地位。但电压型变频器的缺点在于电动机处于制动（发电）状态时，回馈到直流侧的再生电能难以回馈给交流电网，要实现这部分能量的回馈，网侧不能采用不可控的二极管整流器或一般的可控整流器，必须采用可逆变流器，如采用两套可控整流器反并联、采用PWM控制方式的自换相变流器（“斩控式整流器”或“PWM整流器”）。网侧变流器采用PWM控制的变频器称为“双PWM控制变频器”，这种再生能量回馈式高性能变频器具有直流输出电压连续可调，输入电流（网侧电流）波形基本为正弦，功率因数保持为1并且能量可以双向流动的特点，代表一个新的技术发展动向，但成本问题限制了它的发展速度。通常的交-交变频器都有输入谐波电流大、输入功率因数低的缺点，只能用于低速（低频）大容量调速传动。为此，矩阵式交-交变频器应运而生。矩阵式交-交变频器功率密度大，而且没中间直流环节，省去了笨重而昂贵的储能元件，为实现输入功率因数为1、输入电流为正弦和四象限运行开辟了新的途径。

随着电压型PWM变频器在高性能的交流传动系统中应用日趋广泛，PWM技术的研究越来越深入。PWM利用功率半导体器件的高频开通和关断，把直流电压变成按一定宽度规律变化的电压脉冲序列，以实现变频、变压并有效地控制和消除谐波。PWM技术可分为三大类：正弦PWM、优化PWM及随机PWM。正弦PWM包括以电压、电流和磁通的正弦为目标的各种PWM方案。正弦PWM一般随着功率器件开关频率的提高会得到很好的性能，因此在中小功率交流传动系统中被广泛采用。但对于大容量的电力变换装置来说，太高的开关频率会导致大的开关损耗，而且大功率器件如GTO的开关频率目前还不能做得很高，在这种情况下，优化PWM技术正好符合装置的需要。特定谐波消除法（SelectedHarmonicEliminationPWM——SHEPWM）、效率最优PWM和转矩脉动最小PWM都属于优化PWM技术的范畴。普通PWM变频器的输出电流中往往含有较大的和功率器件开关频率相关的谐波成分，谐波电流引起的脉动转矩作用在电动机上，会使电动机定子产生振动而发出电磁噪声，其强度和频率范围取决于脉动转矩的大小和交变频率。如果电磁噪声处于人耳的敏感频率范围，将会使人的听觉受到损害。一些幅度较大的中频谐波电流还容易引起电动机的机械共振，导致系统的稳定性降低。为了解决以上问题，一种方法是提高功率器件的开关频率，但这种方法会使得开关损耗增加；另一种方法就是随机地改变功率器件的导通位置和开关频率，使变频器输出电压的谐波成分均匀地分布在较宽的频带范围内，从而抑制某些幅值较大的谐波成分，以达到抑制电磁噪声和机械共振的目的，这就是随机PWM技术。

2应用矢量控制技术、直接转矩控制技术及现代控制理论

交流传动系统中的交流电动机是一个多变量、非线性、强耦合、时变的被控对象，VVVF控制是从电动机稳态方程出发研究其控制特性，动态控制效果很不理想。20世纪70年代初提出用矢量变换的方法来研究交流电动机的动态控制过程，不但要控制各变量的幅值，同时还要控制其相位，以实现交流电动机磁通和转矩的解耦，促使了高性能交流传动系统逐步走向实用化。目前高动态性能的矢量控制变频器已经成功地应用在轧机主传动、电力机车牵引系统和数控机床中。此外，为了解决系统复杂性和控制精度之间的矛盾，又提出了一些新的控制方法，如直接转矩控制、电压定向控制等。尤其随着微处理器控制技术的发展，现代控制理论中的各种控制方法也得到应用，如二次型性能指标的最优控制和双位模拟调节器控制可提高系统的动态性能，滑模（Slidingmode）变结构控制可增强系统的鲁棒性，状态观测器和卡尔曼滤波器可以获得无法实测的状态信息，自适应控制则能全面地提高系统的性能。另外，智能控制技术如模糊控制、神经元网络控制等也开始应用于交流调速传动系统中，以提高控制的精度和鲁棒性。

3广泛应用微电子技术

随着微电子技术的发展，数字式控制处理芯片的运算能力和可靠性得到很大提高，这使得全数字化控制系统取代以前的模拟器件控制系统成为可能。目前适于交流传动系统的微处理器有单片机、数字信号处理器（DigitalSignalProcessor--DSP）、专用集成电路（ApplicationSpecificIntegratedCircuit--ASIC）等。其中，高性能的计算机结构形式采用超高速缓冲储存器、多总线结构、流水线结构和多处理器结构等。核心控制算法的实时完成、功率器件驱动信号的产生以及系统的监控、保护功能都可以通过微处理器实现，为交流传动系统的控制提供很大的灵活性，且控制器的硬件电路标准化程度高，成本低，使得微处理器组成全数字化控制系统达到了较高的性能价格比。