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基于GPRS的无刷直流电机的远程监控系统

逄栋  
【摘要】: 无刷直流电动机不但具备交流电动机的结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点,而且还具备直流电动机的运行效率高、励磁损耗小以及调速性能好等诸多特点,所以它一经出现就以极快的速度发展和普及。目前,无刷直流电动机已广泛应用在数控机床、机器人、仪器仪表、汽车、油田、计算机外围设备等方面和领域。本文就是以油田领域为背景对无刷直流电机进行的研究。 油田采油厂特点是:环境比较恶劣,人员缺乏,不利于布线。同时,由于电机大多放置在室外,不但布置Internet网线的成本增高,系统受外界环境的影响也会增大,这样就会耗费大量的人力物力。因此采用GPRS实现无线上网来代替有线监控的方式比有线网络更具有现实可行性。 本文开始首先介绍了无刷直流电动机的基本工作原理和运行特性并详细分析了无刷直流电动机数学模型PWM调制方式。 其次介绍了监控系统的总体设计。由于目前在电机控制方面,首选DSP芯片。所以本系统以TI公司专用于运动控制系统的DSP TMS320F2812为电机控制芯片,初步设计了一套无刷直流电动机调速系统,实现了无刷直流电动机的实时控制,且系统调速性能良好。 同时,本系统又创新性的以ARM9为主控制器,移植了嵌入式Linux操作系统,以适应许多工业设备和现场对控制器的体积、能耗、实时性等的要求。这样就构成了以ARM+DSP为主从控制器的监控系统。ARM的作用是实现对整个系统的控制,包括Linux系统的运行、监控程序的运行和历史数据的存储。从控制器DSP专门负责控制无刷直流电机的启动、停止、复位,转速设定等参数。 最后,我们构建并实现了无刷直流电动机调速系统的GPRS无线网络控制系统,为大中型工业设备的远程控制提供了一种新型的、可行的方案,并通过试验证明所研制的网络控制系统控制性能良好、稳定、可靠、操作方便、人机界面友好。


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