高频振荡电路毕业论文

文章《机械类毕业论文》正文开始>>摘 要：综合运用了PI控制器，PWM控制器等 现代 工业 控制常用的控制部件及相关设计方法。主要介绍了直流电动机PWM控制系统原理，设计了调速系统，分析了直流脉宽调速系统的机械特性，最后建立了PWM控制与变换器的数学模型。关键词：调速；直流电动机；PWM控制；PI控制器1 直流电动机PWM控制系统直流电动机PWM控制系统原理。PWM控制技术一直是变频技术的核心技术之一。它通过分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。直流电动机PWM控制系统有可逆和不可逆系统之分。可逆系统是指电动机可以正反两个方向旋转；不可逆系统是指电动机只能单方向旋转。对于可逆系统，又可分为单极性驱动和双极性驱动两种方式[1]。这里只研究双极性驱动。 H型双极性可逆PWM驱动系统控制原理。“H”型是双极性驱动电路的一种，也称为桥式电路。如图1所示。其电路是由四个开关管和四个续流二极管组成，单电源供电。四个开关管分为两组，V1和V4为一组，V2和V3为另一组。同一组的开关管同步导通或关断，不同组的开关管的导通与关断正好相反。在每个PWM周期里，当控制信号Vi1高电平时，开关管V1和V4导通，此时Vi2为低电平，因此V2和V3截止。电枢绕组承受从A到B的正向电压；当控制信号Vi1为低电平时，开关管V1和V4截止，此时Vi2为高电平，因此V2和V3导通，电枢绕组承受从B到A的反向电压，这就是所谓的“双极”。由于在一个PWM周期里电枢电压经历了正反两次变化，因此其平均电压U0可以用下式决定：U0=（■-■）US=（2■-1）US=（2a-1）US（1）可见，双极性可逆PWM驱动时，电枢绕组所承受的平均电压取决于占空比α大小。当α=0时，U0=-US，电动机反转，且转速最大；当α=1时，U0=US，电动机正转，转速最大；当 时，α=1/2时U0=0，电动机不转，但电枢绕组中仍然有交变电流流动，使电动机产生高频振荡，这种振荡有利于克服电动机负载的静摩擦，提高动态性能。2 调速系统的设计对于一个控制系统而言，最关键的是控制器的设计，控制器设计的好坏关系到控制系统性能的优劣。控制器要求实时性强，通用性强，具有较强的智能，在满足性能指标的前提下应尽可能的简单。PI控制器相当于在系统中增加了一个位于原点的开环极点，同时也增加了一个位于S左半平面的开环零点。位于原点的极点可以提高系统的型别，以消除或提高系统的稳态误差，改善系统的稳态性能。而增加的负实零点则用来提高系统的阻尼度，缓和PI控制器极点对系统稳定性产生的不利影响。只要积分时间常数Ti足够大，PI控制器对系统稳定性的不利影响可大为减弱。在控制系统中，PI控制器主要用于改善控制系统的稳态性能[2]。闭环调速系统的转速和电流调节器都采用PI调节器。采用PI调节器的自动控制系统。从传递函数看，自动调节系统为：■=WP1（S）=KP■=KP+■（2）U1可分成比例部分U1P，和积分部分U1I，其中，比例部分与偏差成正比积分部分同偏差的积分有关，把两部分加起来，就是调节器的输出信号U1。当偏差信号ε是阶跃信号时，比例部分会突然加大，而积分部分则按线性增长，经过一定时间后，U1输出达到限幅值。而实际系统中，偏差信号ε只是一开始突跳，随着输出信号USC的增长，偏差信号ε便逐渐降低，U1是否能够升到限幅值，就要看U1的增长和ε的衰减哪一方更快。如果调节对象的时间常数远大于调节器的时间常数，则ε下降较慢，由于调节器的积分作用，尽管在下降，U1仍继续增长，在ε衰减到零以前U1还来得及升到限幅值[3]。如果调节对象的时间常数较小，则ε衰减较快，当积分量还来不及把U1抬高到限幅值以前，ε已经衰减到零，U1也就不能再增长，这时积分器不会饱和。在动态过程中，PI调节器输出电压U1是否饱和对系统的输出波形很有影响。若U1一旦饱和，只有ε变负，即USC＞Usr时，才有可能使它退出饱和，因此 必然超凋。3 直流脉宽调速系统的机械特性由于采用了脉宽调制，严格地说，即使在稳态情况下，五金加工脉宽调速系统的转矩和转速也都是脉动的[4]。所谓稳态，是指电动机的平均电磁转矩与负载转矩相平衡的状态，机械特性是平均转速与平均转矩（电流）的关系。采用不同形式的PWM变换器，系统的机械特性也不一样。对于双极式控制的可逆电路，电流的方向是可逆的，无论是重载还是轻载，电流波形都是连续的，因而机械特性关系式比较简单。US=Rid+L■+E（0≤t

工作原理 它主要由高频振荡电路、三倍压整流电路和高压电击网DW三部分组成。 当按下电源开关SB时，由三极管VT和变压器T构成的高频振荡器通电工作，把3V直流电变成18kHz左右的高频交流电，经T升压到约500V（L3两端实测），再经二极管VD2～VD4、电容器C1～C3三倍压整流升高到1500V左右，加到蚊拍的金属网DW上。当蚊蝇触及金属网丝时，虫体造成电网短路，即会被电流、电弧杀灼或击晕、击毙。 使用时，手握网拍把柄，按下按钮开关，像使用普通蚊蝇拍一样挥拍，让网面触及飞动的蚊子（或苍蝇、飞蛾），即可迅速将其击毙。该电蚊拍耗电省，工作电流实测约120mA左右，（瞬间短路电流实测≤），故对人及宠物绝对安全。当人体不慎触及网面时，仅会发生局部短暂麻刺。但注意不要在严禁烟火的场所或水中使用。当网面上粘有残余虫骸时，可用毛刷清除或直接抖落，勿用湿布或水擦洗，必要时可用棉花浸酒精清擦。 朋友，正好我有一把电蚊拍，今天做了实验，自己分析认为： 蚊虫被电，不需要有肢体接触在电网的两极！！！ 我今天捉了几只小蚂蚁（蚂蚁身长只有约外层与中层电网距离的一半，肢体根本无法搭在两极上）。但是我一按充电钮，蚂蚁还是被电。我仔细观察了一下，发现两网间的电流是从蚂蚁身上流过，然后击穿空气。 物理常识：利用已知一般空气在电场强度超过3 ×106V/m 的条件之下会被游离而开始导电的物理特性 以下完全本人推理（非粘贴）： 当一个蚊虫（假设它肢体伸开比外层与中层电网距离短，即不能同时接触外内层电网）进入到外内层电网之间，强大的电场会使蚊虫带电（或部分带电，类似用磁体磁化铁棒）。与正极靠近的带负电，与负极靠近的带正电。正负相吸，于是被极化蚊虫就被强大的电场伸展开了。但蚊虫总不能在中间悬空啊？，其肢体上有一点一定是和某边电网接触的。于是，这个蚊虫就成了这个网上最突出的一点，也就是最接近另一极的一点（两个电网之间有几乎处处相等的安全距离）。联想一下，雷雨天雷为什么回打在尖耸的物体上。同理，蚊虫所接触的网上的电荷就会在它身上聚集最多。此时，一是因为此点电荷密度大，二是因为此点距另一极电网已小于了安全距离。 接下来就电流就会在此点击穿空气，向另一极电网放电。同时在空气中产生电火花，震动空气发出“啪”的声音。你想想，这高压瞬时电流就通过了蚊虫的身体，于是它就屁颠屁颠的升天了～～～ 就算有些比较大的蚊虫，电到他们的时候也不需要他们同时接触两极，也许就在他们快要接触两极的一瞬间，就击穿空气放电了。。你们想想问什么会有“啪”的声音出现，那就说明一定是要击穿空气的。若蚊虫肢体死死的搭在两极上，是不会出现“啪”声，直接就短路发热了。

毕业论文格式 （1）论文要求一律用A4白纸打印； （2）封面：论文一律用统一封面 （3）任务书：毕业论文任务书内容包括论文要求、主要内容、进度安排等（格式见清华网格学堂/学生手册附件），其中，第二、三项由指导教师填写，其余内容由学生填写； （4）摘要：论文要有150-200字的摘要，并列出论文的关键词（中、英文对照）； （5）正文：论文正文打印格式及尺寸要求，版面尺寸为15CM×23CM，统一用小四号字体、倍行间距打印； （7）参考文献：论文正文后须附参考文献，著明论文所依据的文献资料情况，文献著录格式主要有下列几种： 连续出版物：作者.文题.刊名，年，卷号(期号)：起~止页码 专（译）著：作者.书名(，译者).出版地：出版者，出版年. 起~止页码 论 文 集：作者.文章标题：编者，文集名.出版地：出版者，出版年. 起~止页码 互联网资料：作者. 文章标题，完整网址，年代 （8）鸣谢：本页内，学生可以表达对论文指导教师和在论文写在过程中给予帮助和支持的其他人的感谢。正弦振荡电路 在电子工程中，常常用到正弦信号，作为信号的源的振荡电路，主要的要求是频率准确度高、频率稳定性好、波形失真小和振幅稳定度高等，但对高频能源的振荡电路有以下几种： （1）LC振荡电路：它适用于几十千赫至几百兆赫的频率范围（高频率和超高频） （2）RC振荡电路：适用于声频和超声频范围（从几赫至1赫） （3）晶体振荡电路：用于生产频率稳定度较高的振荡电路，频率低于3千赫时常用音叉振荡电路代替，而频率高于几十兆赫时常用泛音晶体振荡电路，随着集成化技术的发展，已有多种晶体振荡器的集成电路，如国产的ZWB-1和ZWB-2型等。 相位和振幅平衡条件： 反馈式的振荡电路主要是由基本放大器和反馈网络组成，如图91所示，因此，振荡电路实际上是一个闭环的正反馈电路，其闭环增益为： Kf=Uf/Ui=KF= 要使电路产生振荡，则必须反馈电压Uf和输入电压Ui同相，所以本位平衡条件为 Φk+Φf=2nπ------------------------------------式一 （n=0,1,2,........ 而且，要求|Uf|≥|Ui|,所以振幅平衡条件为： KF≥1-----------------------------------------式二 如果满足了这两个平衡条件，则电路产生振荡，由于振荡器的晶体管工作在非线性区域，所以包含了丰富的谐波成分，而只有某一频率才能满足上述的两个平衡条件，从而产生了单一频率的正弦振荡。 图1 图2 一、变压器反馈式振荡电路 图2（a)为变压器反馈振荡电路，其正反馈过程是：若输入Ui为上正下负，对于振荡频率，回路谐振的并联阻抗为电阻性，所以输出电压Uo与Ui反相，即Uo为上负下正，由于同名端决定了Uf为上正下负，Uf正好与Ui同相，只要晶体管的β足够大和变压器的匝数比合适，电路一定能够振荡，还可以证明电路的起振条件和振荡频率分别为： β≥rbeRC/M------------------------式3 f≈1/2π-----------------------式4 式中：rbe为基极与射极度之间的交流等效电阻，R为次级折算到初级的等效电阻，M为互感系数。 二、三点式振荡电路 1、三点式电路相位条件的判别法 图3（a）为三点式振荡器的交流等效电路，从相平衡条件可以推论出：凡与晶体管发射极相接的电抗Xbe、Xce应性质相同，而不与发射极连接的另一电抗元件，Xcb的性质应与前两者相反。 可以从相量图来检查上述结论的正确性，设Xbe、Xce为容性，Xcb为感性；因振荡时回路谐振于振荡频率，回路呈电阻性：所以Uo、Ui反相及Ic、IL反相；又因Xbe、Xce为容性，故IC比UO超前90度。因Xcb为感性，所以Uf比IL滞后90度，其相量图如图3（b）示，从图可见，Uf与Ui同相，上述结果得到证明。图3 图4 2、电容三点振荡电路（考毕兹电路） 图4（a)为三点振荡电路及其交流等效电路，从图4（b）看出，与发射极相接为电容，集电极与基极之间接电感，服从于共射三点振荡电路对电抗性的要求，故能振荡，该电路的起振条件和振荡频率为： β≥C2/C1----------------------------------式5 f≈-（1）/ --------------------------式6 一般反馈系数F=C1/C2取之间，由于该电路的输入端接电容，而容抗又随频率增加而减小，所以输入电压中的高次谐波分量将明显地受到抑制，使输出波形良好，该电路的缺点是：用调节电容来改变频率时，会使反馈系数改变，所以通常用改进型的电容三点振荡电路。