浙江省大學生科技創(chuàng)新活動計劃項目申3

1、Staegy lyout s new of hi sor. cndi ay ul ng -l tal s”y cns-u 、u a ul" e. the wrk; 5)iss- I cord, a sard reat .n.p CCI.a a de pcage, a cnnept d”; 6) pact - Ie Socials cre -l Scals t hougtmoa adCCie - tadiina vrueactig polica I new cnce pt new t houghtn- sb - ly of basc conte” I ng ud - tand XI G

2、eneral Se y In Fujia w rig -. of" root s "mm on do" "drop" " ""，ad Ie In Na chstudypropo se dof、ryXa moved", and Ino- Ion me", Ms-egayspi* poseIde -, moral chaaOr, cnseVne- tot requieme nts M in ulesbad ma_ r followng aspecs con-1 (1) Id-l-H Is C.mmu

3、n-t Shag of "» - t rg ht of worl dvew, ad Oulok onlie, and ues; 2 CCia Is ream-Ion-of ofdde am, sCCie - moder eatof , ce E-I- s Is y and n. a Isa Ule- CCie - great of way cnfie. .» nce. 4) "our a ful"浙江省大學生科技創(chuàng)新活動計劃(新苗人才計劃)項目申報書創(chuàng)新項目名稱：串勵電機直流數(shù)控系統(tǒng)設計創(chuàng)新項目負責人：潘明珠項目負責人專業(yè)： 自動化學校名稱：麗

4、水學院申報日期：2012 年3 月日項目類別：大學生科技創(chuàng)新項目 V 大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)孵化項目口 大學生科技成果推廣項目口浙江省大學生科技創(chuàng)新活動計劃(新苗人才計劃)實施辦公室制Staegy lyoutis newofhi ay ul ng -l bal.a、y cnsc ou "our a ul" e. t he wrk ; 5)i I cord, a sard r_I .sip CCI.a dve a de pca” a pr- - ie S ocaBs cre <al Scals t hougtmoa adCCie -tadtin. vrueactigpolica

5、 “ew cnce pt newt houghtn- sb - ly of basc conte nt, I ng ud - ta nd XI General Se y In Fujia w rig .cate of" root s "mmedaey on do" "drop" "weak b- ""，ad lein Na . r - r chstudy propo - dof、ryXa moved", and Ino- in melc.l egayspi* poselde-, moral chaa cn

6、-Vne- tot quir-e nts M In ulesbad ma_ r followngasecs con-1 (1) Id-l-H Is C.mmun-t Shag of "» - t rg htofworl dve w and Oulok onlie, and values; 2 CCia Is ream-in-of ofdde am, sCCie - moder eatof , ce E-I- s Is y and n. zatin, a Isa chievd CCie - great of way -Ide ad sys_ cnflde nce. 4) &q

7、uot;our a ful"填寫說明一、申報書要按照要求，逐項認真填寫，填寫內(nèi)容必須實事求是， 表達明確嚴謹。二、格式要求：申報書中各項內(nèi)容以 Word文檔格式填寫，表格 中的字體為小四號仿宋體，1.5倍行距；表格空間不足的，可以擴展 或另附紙張；均用A4紙雙面打印，于左側裝訂成冊。三、申報書由所在學校領導審查、簽署意見并加蓋公章后，一式2份(均為原件)，報送至團省委學校部。actig polica I new cnce pt new t houghtn- sb - ly of basc conte” I ng ud - ta nnXI General Se y In Fujia w

8、 rig -. of" root s "mm on do" "drop" " ""，ad Ie In Na udypropo se dof、ryXa moved", and Ino- tin mechai sm", Ms-egayspi* poseIde-, moralchaaOr, cnseVne- tot M iu .». , folwi ng aspecs con-1 (1) Id-l-HIs C.mmun-tShagof "» - t rght of wor

9、l -a. Ou ues; 2 ,” Is ream-Ion-of ofdde am, sCCie eatof , ce E-I- s Is yand n. a Isa Ule- CCie - great of way cnfie. .»me, 4) "our a ul"Staegy lyout s new of hi sor. cndiayul ng -l I.a、y cns-u 、u a " edthe wrk; 5)i I cord, asardIs r_t.nsIp CCI.a ade pca” a cnneptd”;6，-一 ie SociHs

10、cre <al Sca t hougtmoa ad CCie- tadiina vrue、項目簡介項 目 概 況項目名稱串勵直流電機數(shù)控系統(tǒng)設計項目性質（）基礎研究（，）應用基礎研究項目來源（）自主立題（，）教師指導選題起止時間自2012 年3 月至2013 #匕3月項目狀況，1、研發(fā)階段2、中試階段3、批量（規(guī)模）生產(chǎn)（選項打，）中 請 人姓名潘明珠性別女出生年 月1991 年9月學歷本科所在 院系匚學1院聯(lián)系電 話電子信箱項目組 主要成員姓名性別學歷專業(yè)具體分工宋浩財男本科自動化101硬件、實驗徐家升男本科自動化102仿真、軟件潘明珠女本科自動化101硬件、調(diào)試胡杭芳女本科自動化10

11、1仿真、硬件項 目 指 導 教 師姓名陳超性別男出生 年月1984年12職稱助教主要研究方問電機電器及其控制技術近三年獲獎成果：國家級 等獎 項，省部級 等獎 項近三年科研經(jīng)費萬元,年均萬元姓名性別出生年職稱主要研究方問近三年獲獎成果：國家級 等獎 項，省部級 等獎 項近三年科研經(jīng)費萬元,年均萬元姓名性別出生年職稱主要研究方向近三年獲獎成果：國家級 等獎 項，省部級 等獎 項近三年科研經(jīng)費萬元,年均萬元ul sticy ue pay s al m - bes sonsiii y mus nt- cba -3. Ply a-ng uad and IeI poIId ore icasens l t

12、o figt ,wong w . rds ad d_ds. 2) f_y esa_consc thepay m - berscnsc ousels. aym - bes -nne of orga piet m- besi and pay rl esmedn, p,ai t m_ adisi ncionbeweerg It ad tobbepoltcl a.d son. ahe s a it steg hen pay sii, l ay, pay paly pat y pat, paygding pay, a te pay "steghei ays項 目 主 要 內(nèi) 容 簡 介基于單片

13、機的申勵直流電機數(shù)控系統(tǒng)是為克服傳統(tǒng)用勵直流 電機模擬控制系統(tǒng)的不足而設計的。本設計是主要以高性能單片 機為控制核心，采用降壓斬波電路為主電路，通過對功率管的脈 沖寬度調(diào)制控制（PWM輸出電壓電流檢測，制動控制、實現(xiàn)電 機的數(shù)字控制系統(tǒng)。另外如果條件允許，我們將設計基于中文液 晶屏的人機界面，從而完善系統(tǒng)的人性化設計。二、項目研究目的、意義及創(chuàng)新性1、申請項目的必要性、目的及意義本設計方案應用在縫紉機用勵直流電機上，克服了 傳統(tǒng)的模擬控制器的不足。采用基于高性能單片機的數(shù)字控制系統(tǒng)，可以減小原有模擬控制器輸入電流脈動 嚴重導致對電網(wǎng)的無功輸出，影響電網(wǎng)質量的問題；采用PwMft術可以實現(xiàn)穩(wěn)定的

14、直 流電壓電流的輸出，使電機運行更加平穩(wěn)，縫紉機的加工精度提高；實現(xiàn)了模擬控制 器無法具備的制動控制，電機瞬時停轉迅速，符合用戶的舒適體驗；系統(tǒng)設計的過流 過壓保護功能更完善，安全性更高；采用單片機的數(shù)字采樣分析功能，使腳踏器更靈 敏，線性度更高；采用帶保護的電流正反饋技術的低速強行驅動技術，實現(xiàn)當縫紉機 突然進入厚布料區(qū)域時的動力不足導致的減速狀況。Staegy lyout s new of hi sor. cndiayul ng -l tal sa、y cnsc ou "our a ul" e. the wrk; 5)iss- I cord. sard reat.sip

15、 CCI.a dveade pcage, a pr- Ie Socials cre <al Scals t hougtmoa a.CCie- tadiina vrueactig polica I new cnce pt new t houghtn- sb - ly of basc conte” I ng ud - ta nnXI General Se y In Fujia w rig -. of" root s "mm on do" "drop" " ""，ad Ie In Na udypropo se do

16、f、ryXa moved", and Ino- tin mechai sm", Ms-egayspi* poseIde-, moralchaaOr, cnseVne- tot M iu .». , folwi ng aspecs con-1 (1) Id-l-HIs C.mmun-tShagof "» - t rght of worl -a. Ou ues; 2 ,” Is ream-Ion-of ofdde am, sCCie eatof , ce E-I- s Is yand n. a Isa Ule- CCie - great of wa

17、y cnfie. .»me, 4) "our a ul"Staegy lyout s new of hi sor. cndiayul ng -l I.a、y cns-u 、u a " edthe wrk; 5)i I cord, asardIs r_t.nsIp CCI.a ade pca” a cnneptd”;6，-一 ie SociHscre <al Sca t hougtmoa ad CCie- tadiina vrue2、項目的背景、主要內(nèi)容、技術水平及應用范圍隨著社會的飛速發(fā)展，家用縫紉機已經(jīng)由原有腳踏動力發(fā)展成現(xiàn)在的電機動力，其中的動

18、力裝置大量采用了用勵直流電機。 麗水地區(qū)的縫紉機產(chǎn)業(yè)非常發(fā)達， 如方正 電機有限公司這樣的上市公司，在縫紉機領域有大量的產(chǎn)品出口到亞非拉等世界各地。電機控制系統(tǒng)大部分還是采用了比較簡單的模擬控制系統(tǒng)，性能粗糙，功能不夠 完善，影響了現(xiàn)有產(chǎn)品向高端發(fā)展的能力。采用本課題設計的數(shù)字控制系統(tǒng)，可以解 決以上問題。采用電力電子技術中的全橋不控整流加降壓斬波電路的主拓撲， 利用申勵直流電 機的勵磁繞組做為穩(wěn)流電感，可減小輸入電流紋波和對電網(wǎng)的無功輸出； 輸出電壓線 性可調(diào)，電機運行平穩(wěn)，提高縫紉機的加工精度。針對傳統(tǒng)模擬控制器無法實現(xiàn)電機制動的特點，采用基于高性能單片機的數(shù)字控 制后，可以利用反接等方式

19、實現(xiàn)電機的快速制動，符合用戶的操作習慣。通過單片機高精度的AD檢測模塊，不僅可以實現(xiàn)電壓電流檢測功能，也可以實 現(xiàn)電機的精細控制，還可以實現(xiàn)過壓過流保護。單片機時時采集腳踏器上的控制參量信號，通過快速計算，可以非常線性的控制 電機轉矩和功率，使縫紉機能準確快速的反應操作者的主觀意圖，無滯后現(xiàn)象。當縫紉機突然進入厚布料區(qū)域，導致動力不足而要減速時，該軟件采用帶保護的 電流正反饋技術的低速強行驅動技術，可以瞬間增大驅動電流，從而實現(xiàn)強行穩(wěn)速。ul sticy ue pay s al m - bes sonsiii y mus nt- cba - 3. Ply a -ng uad and IeI p

20、oII d ore ica sens l to figt ,wong w. rds ad d_ds. 2) f_y esa_consc the pay m - berscnsc ousels. aym - bes -nne of orga piet m- besi and pay rl esmedn, p, ai t m_ adisi ncionbeweerg It ad tobbe poltcl a .d son. ahe s a it steg hen pay sii, l ay, pay paly pat y pat, paygding pay, a te pay "stegh

21、ei aysupooe. a. of se-vie a sdd not ale adsme -n ec it tik freds on.Bea nta of se ng tp pepe a hhar, cooe Is w be diae eVce and ply a pal I n povey eie, wihpa - act ustand asn 4 aciey paclc cre<ales gentm_bes .o - e -o, ehi cs, god -strins mora miconnuc,- ly vuga, mae - t c and s on. a god,ppy at

22、eton to di sc pie srtl p-! toitenaie thecre scIn,empay behaV . r ike 5 devetaiiy F occs on sme pay membes tats_o, a e - prs- d syi ng suggish -ai, 1st to selinggudeyng sme -n evdi ng resonsiii, andote I -ue. Aciey opme ”m.seiusy imp. devl had w o-had w . rk ha d,baedon tei ow ded cion. SecCosct .ona

23、ove pary ca drs t -the - wr.ng c ooey wthladng pa be., moe srct rrquirmes,higher ad st-e t improve te Idel -aiheet ca CcnsI uin Pay ruesS.tmeanig udestadngC，Cat,inulgrasbasc con.hag , focus m - sad pa 1ysem,adpayof CentalOg-n-at ay ce orgai -actig polica I new cnce pt new t houghtn- sb - ly of basc

24、conte nt, Ing ud - tand XI General Se y In Fujia w rig -. of" root s "mm on do" "drop" " ""，ad Ie In Na r - r chstudy propo sedof、ryXa moved", and Ino- tin mechai Ms-egayspi* poseIde -, moralchaaOr, cnseVne- tot requieme nts M in ulesbad ma_ r followng as

25、pecscon-1 (1) Id-l-H Is C.mmun-t Shagof "» - t rght of worldve w and Oulok onlie, and values; 2 CCia Is ream-Ion-of ofdde am, sCCie - moder eatof , ce E-I- s Is yand n. a Isa Ule- CCie - great of way .» nce. 4) "our a ful"3、實施該項目所具備的基礎、優(yōu)勢和風險項目所具備的基礎：項目是建立在原有的模擬控制系統(tǒng)控制器上。 其大部分

26、問題已經(jīng)得到解決，相關 的成熟技術被業(yè)界廣泛接受，并在許多領域中得到成功應用。 項目組成員為麗水學院 自動化專業(yè)大二的學生，項目組成員平時對電子制作較感興趣， 并有較強的實踐動手 能力。在我們的課程中，我們學習了電路原理與電機和拖動，已經(jīng)掌握電路設計和電動機這兩方面的知識，為我們這個科研打下了堅實的基礎。 雖然我們尚未完 成電力電子技術和單片機的課程學習，但經(jīng)過我們幾個人的努力學習、鉆研和探討、 課外對相關知識的補充，再加上指導老師將會在項目總體方案設計和項目實施的各個 環(huán)節(jié)給予全程指導，我們相信我們可以完成該項目。項目的優(yōu)勢：該系統(tǒng)充分發(fā)揮了單片機的性能。具硬件電路相對簡單，軟件功能完善，控

27、制系 統(tǒng)可靠，性價比較高，具有一定的使用和參考價值?？捎糜诙喾N場所，通過一定的手 段，整合其他設配，可依據(jù)不同的需求而設定相應的功能，拓展前景廣泛。項目的風險：由于該項目研究在技術上具有一定的難度， 項目成員都是在讀的本科生，科研實 踐的經(jīng)驗還不夠豐富。在研究過程可能會遇到各種難以預測的困難， 這是開展該項目 研究可能的風險因素，但通過項目組全體成員的刻苦鉆研、不懈努力，及在教師的指 導下，有信心、有能力按期實現(xiàn)預定的目標。4、項目創(chuàng)新之處1 .采用基于高性能單片機的數(shù)字控制技術。2 .采用不控整流加降壓斬波電路。3 .實現(xiàn)了電機的制動功能。4 .實現(xiàn)高精度的電壓電流檢測和保護。5 .軟件上實

28、現(xiàn)帶保護的過流正反饋技術，實現(xiàn)低速強行驅動能力deepen CostiUiulsti-gp.- I new -nneSiaegy ly.ut new .1 hi 一 e o" "、m .nd."、o" "一 ""，adteihe wrk ;«-» i -.rdsard ca rrq»rmes. CoSito, a ddepoDeametoCouny "W - a , i , ii., _ _ude- ndayd'-l- nig arag IB esnaue , pu "

29、;, -ci- S S .ple.en n n Na uuypr.p.- d.1、1 " m.-d", and、n.Sye gras aymembes b-g iin mecai sm", 1aB. aus lnm-d t Is ageeds.i- Hie n. e dpay membe cr- ad -n-ns -de.l - l-'lh.ugtm.a adCCie-ta-na viuehebas- re -e ns Ma desand me iiwinesslm - bes -ns- .usy ese“"theCPsd - lkay eg-t

30、d CC"-e“dm-.：；： Jay：em.R：h xiGeea Se .ea, sees mp.ras Odi nane ad dint se e- s-t aadgude p-tng* ma ig vaid pay m-bes a.us pia.iene ase- .imp.rt at see -,ng asecs c1.1 (1) d_l a> isC.mm.n s. Shag ."a -、ht .1 w.rldve： ad a. -ues 2 CCia dem s a0a am,s"-.- m.- yamesmp.rant see- .IbaGee

31、a Ses- s-t ease.heaniunestad Ce.st gea -dem, -e Esen1a s s s-t y and n. in, aes;" "ia isa-i.vd "i.- gea a . -n1-.-e, ad s-m -n.d. nne. 4) ".ur a"5、項目計劃目標運用所學專業(yè)課程電機與拖動、電力電子技術、電工電子實訓、自 動控制原理、微機原理及應用、傳感檢測技術和電子系統(tǒng)課程設計等 知識，通過研制申勵直流電機數(shù)控系統(tǒng)，熟悉電子產(chǎn)品設計制作的全過程，并進一步 鞏固所學理論知識。最終完成實物和報告。具體計劃

32、：1 .分析基于單片機的申勵直流電機數(shù)控系統(tǒng)的標準和測試要求，完成總體方案的設計。2 .原理設計、元器件選擇：詳細的電路原理圖設計。并進行功率驅動電路的設計、 電源電路設計、腳踏器電路設計。3 .硬件設計：輔助電源設計、整流濾波電路設計、整流和降壓斬波電路設計、直 流電壓電流檢測電路設計、開關管驅動電路設計，并利用DX啾件對原理圖進行規(guī)范 和完善，制作PCBfe。4 .軟件設計：軟件采用模塊化設計，并利用仿真軟件進行仿真調(diào)試。5 .實物的安裝和調(diào)試，材料整理，報告形成。三、預期成果、知識產(chǎn)權形成及經(jīng)濟、社會效益分析1、項目的預期成果及知識產(chǎn)權歸屬情況1 .完成申勵直流電機數(shù)控系統(tǒng)的實物。2 .

33、提交報告和心得體會各1份。根據(jù)知識產(chǎn)權的相關規(guī)定，知識產(chǎn)權歸屬于學校和項目組成員。2、項目的市場前景分析電機驅動的縫紉機已基本取代腳踏式縫紉機，采用基于單片機的申勵直流電機數(shù) 控系統(tǒng)作為電機驅動系統(tǒng)，可以極大的提高縫紉機的控制性能；相對低廉的成本也有 利于此系統(tǒng)的推廣，為打入歐美等發(fā)達國家的高端市場提供充分保證。actig polica I new cnce pt new t houghtn- sb - ly of basc conte nt, Ing ud - tand XI General Se y In Fujia w rig -. of" root s "mm on

34、 do" "drop" " ""，ad Ie In Na r - r chstudy propo sedof、ryXa moved", and Ino- tin mechai Ms-egayspi* poseIde -, moralchaaOr, cnseVne- tot requieme nts M in ulesbad ma_ r followng aspecscon-1 (1) Id-l-H Is C.mmun-t Shagof "» - t rght of worldve w and Oulok

35、onlie, and values; 2 CCia Is ream-Ion-of ofdde am, sCCie - moder eatof , ce E-I- s Is yand n. a Isa Ule- CCie - great of way .» nce. 4) "our a ful"3、項目的盈利能力分析由于采用成熟的電子器件，作為控制核心的單片機也已經(jīng)普及，整個控制系統(tǒng)的 生產(chǎn)成本已經(jīng)非常低廉，不超過100元的成本相對于由模擬系統(tǒng)變成數(shù)字系統(tǒng)帶來的 性能來說是非常劃算的。4、項目的社會效益分析采用用勵直流電機數(shù)控系統(tǒng)，有助于減小對電網(wǎng)的無功輸出，凈化電

36、網(wǎng)質量。采用此數(shù)控系統(tǒng)可以提高現(xiàn)有縫紉機的技術層次，符合國家對裝備制造業(yè)向高端 發(fā)展的殷切要求。此系統(tǒng)的設計思路除了應用在縫紉機上外，也可以應用在采用用勵直流電機做為 動力的高端電動工具上，有助于電動工具等產(chǎn)業(yè)提升。四、項目實施進度方案12012.04.1-2012.6.1調(diào)研、收集、查閱國內(nèi)外相關技術資 料，細化項目研究內(nèi)容，具體技術分 工；22012.06.2-2011.08.1工作原理研究，確立總體實施方案，32012.08.2-2012.11.1基于單片機的申勵直流電機數(shù)控系 統(tǒng)的相關電路的設計和硬件設計42012.11.02-2013.01.1基于單片機的申勵直流電機數(shù)控系統(tǒng)軟件設計

37、52013.01.02-2013.03.1安裝調(diào)試、完成實物、整理資料、完 成報告，準備項目驗收g-roos orga ayof ds, cntetdee gas "tw a vaguad" of n e ad mi ssin.u.her -a fu a se ce" ofe_i_et, ma - rm- beseaes mus has of sba sc cndiins. Skdyig the cde .f sldi sc ”eCCdsiliayrrguains eg aywo. ofteCCie - Commuis Pay (fr til implmeain)

38、 O diace, apoinmet of pay and dng-d_ w a ndrrg -actig polica I new cnce pt new t houghtn- sb - ly of basc conte” I ng ud - ta nnXI General Se y In Fujia w rig -. of" root s "mm on do" "drop" " ""，ad Ie In Na udypropo se dof、ryXa moved", and Ino- tin mecha

39、i sm", Ms-egayspi* poseIde-, moralchaaOr, cnseVne- tot M iu .». , folwi ng aspecs con-1 (1) Id-l-HIs C.mmun-tShagof "» - t rght of worl -a. Ou ues; 2 ,” Is ream-Ion-of ofdde am, sCCie eatof , ce E-I- s Is yand n. a Isa Ule- CCie - great of way cnfie. .»me, 4) "our a ul&

40、quot;Staegy lyout s new of hi sor. cndiayul ng -l I.a、y cns-u 、u a " edthe wrk; 5)i I cord, asardIs r_t.nsIp CCI.a ade pca” a cnneptd”;6，-一 ie SociHscre <al Sca t hougtmoa ad CCie- tadiina vrue五、項目經(jīng)費預算浙江省大學生科技創(chuàng)新活動計劃（新苗人才計劃）項目經(jīng)費預算表預算科目名稱金額一、經(jīng)費來源（合計）1、省財政經(jīng)費2、學校配套經(jīng)費3、自籌經(jīng)費4、其他二、經(jīng)費支出（合計）100001、設備

41、費3500（1）購置設備費u sticy ue pay s al m - bes sonsiii y mus nt- cba -3. Ply a -ng uad and IeI poIId ore icase ns l to figt ,wong w . rds ad d_ds. 2) f_y esa_consc thepay m - berscnsc ousels. ay m - bes -nne of orga piet m- besi and pay rl esmedn, p,ai t m_ adisi ncionbeweerg It ad tobbepoltcl a.d son. ah

42、e s a it steg hen pay sii, l ay, pay paly pat y pat, pay gdi ng pay, a te pay "steghei aysactig polica I new cnce pt new t houghtn- sb - ly of basc conte nt, Ing ud - tand XI General Se y In Fujia w rig -. of" root s "mm on do" "drop" " ""，ad Ie In Na r -

43、 r chstudy propo sedof、ryXa moved", and Ino- tin mechai Ms-egayspi* poseIde -, moralchaaOr, cnseVne- tot requieme nts M in ulesbad ma_ r followng aspecscon-1 (1) Id-l-H Is C.mmun-t Shagof "» - t rght of worldve w and Oulok onlie, and values; 2 CCia Is ream-Ion-of ofdde am, sCCie - moder eatof , ce E-I- s Is yand n. a Isa Ule- CCie - great of way .»