基于MOSFET放大器原理电磁齿轮控制系统自适应电源的研究

论文摘要

电磁齿轮是一种新型的非接触齿轮传动机构,其设计制造与普通齿轮有所不同,这是由其自身的特点决定的,它在医疗器械、机器人、食品、化工等领域有广泛的应用前景。本文得到了贵州省科技基金“永磁与电磁直齿圆柱混合齿轮的研究”和贵州大学基金“单极直齿圆柱电磁齿轮装置的研究”等项目的资助。文中简述了电磁齿轮国内外研究及应用情况,介绍了电磁齿轮的结构、特点和自适应电源在电磁齿轮控制系统中应用的意义。基于零极点配置自校正控制器原理,针对被控对象—电磁齿轮传动系统研究设计了电磁齿轮控制系统,并对其参数进行辨识。自行设计了电磁齿轮中可变电源的模拟电路,介绍了MOSFET的结构、工作原理、特性和主要参数,放大电路的主要性能指标,及电源电路设计的主要原理,并在Protel 99 SE软件中进行电路的设计开发,通过器件比较,对元器件参数进行合理选择。应用Multisim软件对电源电路进行仿真,通过仿真结果,得出电源电路中输入电压与输出电流的关系式,则控制电压值就可以控制电流的输出值,以达到根据电磁齿轮的输出转矩来改变线圈电流的目的。本文设计的电磁齿轮控制系统自适应电源具有可行性,为以后的研究工作提供参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 磁力齿轮国内外研究及应用情况
• 1.2 磁力齿轮的结构及其传动类型
• 1.2.1 磁力齿轮的结构类型
• 1.2.2 磁力齿轮传动方式简介
• 1.3 电磁齿轮的特点
• 1.4 电磁齿轮控制系统中自适应电源研究的意义及内容
• 1.4.1 电磁齿轮控制系统中自适应电源研究的意义
• 1.4.2 本课题的研究内容
• 第二章 电磁齿轮控制系统研究
• 2.1 电磁齿轮的运动学分析与动力学模型研究
• 2.1.1 电磁齿轮运动学分析
• 2.1.2 电磁齿轮动力学模型研究
• 2.1.3 电磁齿轮运行稳定性分析
• 2.2 电磁齿轮控制系统传递函数研究
• 2.3 电磁齿轮传动系统零极点配置自校正控制系统
• 2.3.1 极点配置自校正控制规律
• 2.3.2 电磁齿轮零极点配置自校正控制模型及系统的参数辨识
• 2.3.3 电磁齿轮控制系统零极点配置自校正控制器
• 第三章 电磁齿轮中可变电源电路设计的理论
• 3.1 电源电路图及工作原理
• 3.2 功率元件
• 3.2.1 功率MOSFET结构和工作原理
• 3.2.2 功率MOSFET的特性和主要参数
• 3.3 电源中功率模块放大器的设计原理
• 3.3.1 放大电路的主要性能指标
• 3.4 电源中集成运算放大电路设计的原理
• 3.4.1 集成运算放大器的结构
• 3.4.2 集成运算放大器的电压传输特性
• 3.4.3 集成运算放大器的主要性能参数
• 3.4.4 放大电路中的反馈
• 3.4.5 集成运算放大器的性能特点
• 3.4.6 基本运算电路
• 第四章 基于PROTEL 99 SE电磁齿轮自适应电源电路的设计
• 4.1 Protel 99 SE软件简介
• 4.2 电路原理图的设计步骤
• 4.3 自适应电源功率模块设计及其参数选择
• 4.3.1 功率模块设计
• 4.3.2 参数选择
• 4.4 放大电路模块
• 4.4.1 放大电路设计
• 4.4.2 参数选择
• 第五章 基于MULTISIM的电磁齿轮自适应电源的仿真研究
• 5.1 Multisim软件简介
• 5.2 仿真电路图
• 5.3 电路仿真分析
• 5.4 电路测试
• 5.5 仿真结果
• 第六章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录Ⅰ