直流无刷电机在自动航片冲洗系统中的应用研究

论文摘要

航空胶片冲洗系统是根据海军装备研究院信息工程技术研究所提出的“技术规格”进行设计的，它是与从俄罗斯引进的AK-108Φ航空摄影机配套的系列产品，用于室内冲洗190mm黑白航空胶片，也可处理宽度小于190mm的其他规格的航空胶片。本文从机械部分，控制部分对该系统的设计开发进行了阐述。机械部分主要介绍了航空胶片自动冲洗系统的各个主要组成部件的设计和功能。控制部分主要介绍速度控制系统，如电机选择、控制电路设计、PID算法以及系数的整定等方面，对项目中的实验数据也进行了有效，详尽的处理。项目中应用了直流有刷电机，由此带来了碳刷磨损、电磁干扰（EMI）等问题。所以在本论文提出了一种新的控制方案，采用带有霍尔传感器的无刷直流电机和XC866控制芯片组成新的控制电路，通过霍尔传感器采集的转子位置信号来确定下一时刻电机三相输入，使定子产生的电磁场与转子的磁场方向成90度，达到最大转动扭矩的目的：同时通过PWM信号来控制调整电机的转速，使之达到额定的速度要求。采用德国英飞凌公司的DAvE开发软件对主控制芯片进行初始化和配置，通过图像化编程的方式，可以大大缩短开发周期，提高编程效率；通过Keil仿真工具，对系统输出进行仿真，保证了系统输出的安全性。文中还提出了一些其他的PID参数调试方法和合理化建议，可为进一步完善该控制系统作参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 项目背景及研究目的
• 1.2 航空摄影的国内外发展现状
• 1.2.1 航空摄影胶片的发展
• 1.2.2 航空摄影CCD的发展
• 1.3 课题研究的目的和意义
• 第二章 航空胶片冲洗机的机械设计及主要技术指标的论证和计算
• 2.1 供片系统
• 2.2 液槽系统
• 2.3 管道循环和补给系统
• 2.4 胶片传动系统
• 2.5 收片夹
• 2.6 干燥系统
• 2.7 底座与箱架机构
• 2.8 主要技术指标的论证和计算
• 第三章 航空胶片冲洗机的控制系统设计及实验数据处理
• 3.1 速度控制
• 3.2 温度控制
• 3.3 PID控制
• 3.3.1 PID控制的原理和特点
• 3.3.2 数字式PID控制器
• 3.3.3 PID控制器的参数整定
• 3.4 PWM信号与转速
• 3.4.1 相关系数K
• 3.4.2 升速速算法
• 第四章 新控制方法和调试方法的研究
• 4.1 无刷直流电机
• 4.1.1 直流无刷电机的介绍和发展状况
• 4.1.2 电机比较
• 4.2 主控芯片XC866
• 4.2.1 芯片介绍
• 4.2.2 捕获比较单元
• 4.3 硬件实现
• 4.4 软件开发编译环境
• 4.4.1 DAvE
• 4.4.2 Keil
• 4.5 PID调试其他方法
• 第五章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 发表文章