این پروژه ساخت دستگاهی برای کنترل دور وجهت چرخش یک موتور DC با استفاده از صفحه کلید کامپیوتر میباشد.ارتباط کامپیوتر با مصرف کننده ها توسط یک سختافزار خارجی که با میکروکنترل و قطعات جانبی ساخته شده است میسر میگردد.میکروکنترل استفاده شده از خانواده ی avr می باشد. برنامه کنترلی کامپیوتر نرمافزار متلب میباشد.
مقدمه:
امروزه برای کنترل سیستمهای برقی از روشهای مختلفی استفاده می شود.
مهندسان برق همیشه سعی دارن تا سیستمهای خودشان را با روشهای ساده و دقیق و قابل اطمینان کنترل کنند.
تاکنون روشهای مختلفی برای کنترل سیستمهای برقی به کار برده شده است.اغلب این سیستمها برای کنترل از راه دور و یا کنترل از اتاق فرمان می باشد.نمونه های از این سیستمها عبارتند از: کنترل از طریق خط تلفن،کنترل با استفاده از جی اس ام، کنترل از طریق اس ام اس،کنترل با استفاده از بلوتوث،کنترل از طریق اینترنت،کنترل با ماژول های رادیویی،کنترل مستقیم از کامپیوتر توسط کابل یا فرستنده های سریال و ….
در این پروژه کنترل دور یک موتور DC و جهت چرخش آن مد نظر می باشد.
از کاربرد این سیستم می توان در کنترل مصرف کننده های الکتریکی در کارگاه های کوچک،کنترل لوازم خانگی،کنترل روبات و…نام برد.
در ساخت این دستگاه از کامپیوتر،نرم افزار متلب،مبدل یواس بی به سریال در صورت استفاده از لبتاپ و یک سخت افزار دیجیتالی خارجی استفاده شده است.
ابتدا در فصل اول با هر یک از این قسمت ها آشنا خواهیم شد و در فصل بعدی با نحوه ی عمل کرد این سیستم به طور کامل آشنا می شویم.
در قسمت ضمیمه نیز دیتا شیت قطعات استفاده شده آورده شده است.
فهرست مطالب
فصل اول
مقدمه
فصل دوم
مفاهیم اولیه
بخش اول: نرم افزار متلب
بخش دوم: درگاه سریال
بخش سوم: معرفی میکروکنترلر ها
فصل سوم
قطعات و نحوه ی کارکرد آ نها
بخش اول: آشنایی با میکروکنترلر AVR
بخش دوم:موتور DC
بخش سوم:رله
بخش چهارم:درایور موتور
فصل چهارم
کنترل دور موتورdc با کامپیوتر
بخش اول: نحوه ی استفاده از سیستم
بخش دوم: نحوهی عملکرد این دستگاه
بخش سوم: توضیحات کلی در مورد دستگاه
بخش چهارم: لیست قطعات
نتیجه گیری
منابع و مراجع
ضمیمه
چکیده:
در این پایاننامه که مشتمل چهار فصل است، کنترل دور موتور dc به طور جامع توضیح داده شده است.
از آنجایی که برای شبیهسازی مدلها از SimUlink و برای بخشهای کنترلی از SimUlink Response Optimization استفاده شده است، در بخش مقدمه، توضیحی اجمالی بر این موضوعات داشتهایم.
در فصل اول، در باره درایوهای dc با استفاده از بلوکهای SimUlink ,simpower و بلوک NCD (با تغییر گشتاوربار و سرعت ) توضیح داده شده است.
در فصل چهارم، کلیه بخشهای استفاده شده در فصل سوم مدلسازی شدهاند و کنترل دور موتور dc با استفاده از بلوک NCD توضیح داده شده است.
در پایان لازم است که از زحمات استاد گرامی ،جناب آقای دکتر سروی که در ارائه این پروژه مرا راهنمایی کردند،تشکر کنم.
203 صفحه فایل ورد قابل ویرایش
فهرست مطالب:
چکیده
مقدمهای بر SimUlink
بلوک Scope تقلیدی از اسیلوسکوپ میباشد.
دکمههای بلوک Scope عبارتند از:
کادر مکالمه ویژگیهای Scope دارای دو صفحه است:
تنظیم محور y :
xy Graph
دو روش برای ایجاد زیرسیستم وجود دارد:
بلوکهای نقابدار :
مراحل ایجاد بلوک نقابدار:
سیگنالهای مرجع (References signal) :
سیگنالهای جاری (Current Response) :
سیگنالهای اولیه (initial response) :
Intermediate steps
Lables :
Limits :
تعریف پارامترهای تنظیمپذیر در مدل:
تغییر مشخصات پارامترهای تنظیمپذیر:
اضافهکردن پارامترهای نامعلوم :
تغییر مشخصات پارامترهای نامعلوم :
Run کردن بهینهسازی:
تنظیم نتایج شبیهسازی:
انتخاب روشهای بهینهسازی:
انتخاب گزینههای Optimization Termination :
انتخاب گزینههای اضافی بهینهسازی :
– تنظیم شبیهسازی:
انتخاب زمان شبیهسازی:
انتخاب Slover :
Accelerating the Optimization :
فصل اول
مقدمه :
۲-۱ : مشخصه اصلی موتورهای dc:
۳-۱ : حالتهای کاری:
۴-۱ درایوهای تکفاز :
درایوهای با مبدل نیم موج تک فاز
۲-۴-۱ درایوهای با مبدل نیمه تک فاز
۳-۴-۱ درایوهای با مبدل کامل تک فاز
۴-۴-۱ درایوهای مبدل دو گانه تک فاز
۵-۱ درایوهای سه فاز
۱-۵-۱ درایوهای سه فاز با مبدل نیم مو ج
۲-۵-۱ درایوهای مبدل نیمه سه فاز
۳-۵-۱ درایوهای با مبدل کامل سه فاز
۴-۵-۱ درایوهای با مبدل دوگانه سه فاز
۶-۱ کنترل حلقه بسته درایوهای dc
۱-۶-۱ تابع انتقال حلقه باز
۲-۶-۱ تابع انتقال حلقه بسته
فصل دوم
مقدمه :
۲-۲ ساخت مدل :
۳-۲ پاسخ حلقه باز
۳-۳ قرار دادن یک مدل خطی در MATLAB :
۴-۲ روش طراحی PID برای کنترل سرعت موتور dc :
۲-۴-۲ PID Control :
۳-۴-۲ تنظیم مقادیر gain ها:
۱-۵-۲ کشیدن مکان هندسی حلقه باز :
۲-۵-۲ پیدا کردن gain با استفاده از دستور rlocfind :
۱-۶-۲ نمودار پاسخ حلقه – بسته :
۷-۲ : متر طراحی فرکانسی برای کنترل سرعت موتور DC :
۲-۷-۱ : کشیدن نمودار Bode
۲-۷-۲ : اضافه کردن گین تناسبی
۳-۷-۲ نمودار پاسخ حلقه – بسته
۴-۷-۲ اضافه کردن یک کنترل کننده lag
۸-۲ یک کنترلکننده فضای حالت برای موتور dc :
۱-۸-۲ طراحی یک کنترلکننده فیدبک حالت کامل :
۲-۸-۲ اضافه کردن یک ورودی مرجع:
۹-۲ کنترل دیجیتال موتور dc با استفاده از کنترل کننده PID
۱-۹-۲ تبدیل پیوسته به دیجیتال
۲-۹-۲ کنترلکننده PID :
فصل سوم
مقدمه :
۲-۳ شبیهسازی موتور الکتریکی :
۱-۲-۳ مدل موتور dc و بار مکانیکی
۳-۳ کنترل سرعت موتور dc
۱-۳-۳ مدلسازی کنترلکننده سرعت:
۲-۳-۳ مدلسازی کنترلکننده جریان
۴-۳ اضافه کردن منبع سه فاز:
۵-۳ اضافه کردن پالس ژنراتور و یکسوساز:
۶-۳ مدلسازی کل سیستم
۷-۳ تنظیم پارامترهای کنترلکننده سرعت و کنترلکننده جریان با استفاده از NCD :
فصل چهارم
مقدمه:
۲-۴ شبیهسازی مدل درایو الکتریکی
۱-۲-۴ مدل موتور dc و بار مکانیکی
۲-۲-۴ مدل کردن یکسوساز
۳-۴ کنترل سیستم درایو موتور dc :
۱-۳-۴ تنظیم پارامترهای کنترل کنندههای PI کلاسیک :
۲-۳-۴ تنظیم پارامترهای کنترل کننده جریان :
۳-۳-۴ تنظیم پارامترهای کنترل کننده سرعت :
۴-۴- plant اصلی
جزئیات بیشتر این محصول:
فصل اول: آشنایی با خطوط انتقال AC و DC
1-1-مقدمه
1-2-مدارهای سه فاز
1-3-قدرت در مدارهای سه فاز
1-4- تعریف خط انتقال سه فاز دو مداره
1-5-سیستم شش فازه
1-6-ولتاژهای مختلف در آرایش شش فازه
1-7-قابلیت انتقال : (6 فاز با 3 فاز دو مداره)
1-8-انتقال به صورت جریان مستقیم فشار قوی
1-9-طبقه بندی خطوط HVDC
فصل دوم: هادیها در خطوط انتقال AC و DC
2-1- مقدمه
2-2- جنس هادیهای خطوط انتقال
2-3- انواع هادیهای خطوط انتقال نیرو
2-3-1- هادی تمام آلومینیومی (AAC)
2-3-2-هادی آلیاژ آلومینیوم، آلملک – آلدری
2-3-3- هادی آلومینیومی با مغزی فولادی (ACSR)
2-3-4- هادی آلومینیومی با مغزی آلیاژی (ACAR)
2-3-5- هادیهای با تلفات کم (SLAC)
2-3-6- هادی GTACSR
2-3-7- هادی فولادی با روکش مس (Copper Clad Steel)
2-3-8- هادی فولادی با روکش آلومینیوم (Aluminium Clad Steel)
2-4- هادیهای مورد استفاده در سیستم HVDC
فصل سوم: مقره ها در خطوط انتقال AC و DC
3-1- مقدمه
3-2- جنس مقره ها
3-2-1-مقره های چینی
3-2-2- مقره های شیشه ای
3-2-3- مقره های پلاستیکی (Composite Insulators)
3-3- طراحی شکل مقره ها
3-4- انواع مختلف مقره ها
3-4-1- مقره چرخی (Spool Insulator)
3-4-2- مقره سوزنی (Pin Type Insulator)
3-4-3- مقره بشقابی (Disk Insulator)
3-4-3-1- مقره بشقابی استاندارد
3-4-3-2- مقره بشقابی ضد مه (Anti Fog Insulator)
3-4-3-3- مقره های آئر و دینامیک (Open Profile)
3-4-3-4-مقره زنگوله ای شکل (Bell Type Insulator)
3-4-4-مقره های یکپارچه (Long rod Insulator)
3-4-5- مقره های بوشینگ (Bushing Insulator)
3-4-6- مقره اتکائی (Post Insulator)
3-4-7- مقره های سرکابل (Sealing end Insulator)
3-4-8- مقره های پلاستیکی (Composite Insulator)
3-4-9- مقره های متفرقه
3-5- مقره ها در خطوط DC
فصل چهارم: برج ها در خطوط انتقال AC و DC
4-1-مقدمه
4-2- انواع برجها
4-2-1- برج وسط خط(Tangent)
4-2-2-برج زاویه (Angle)
4-2-3-برج انتهایی (Terminal)
4-3- پارامترهای اساسی در طرح برجها
4-3-1- حداقل و حداکثر فاصله بین فازها
4-3-2- شکل زنجیره مقره
4-3-3- انواع برجهائی که معمولاً در خطوط انتقال بکار می روند
4-3-3-1- برج Waist type (کله گربه ای)
4-3-3-2- برج Vertical
4-3-3-3-برج نوع Delta
4-4- زاویه حفاظت روی برج (Shieding Angle) و فاصله هوائی بین سیم محافظ و هادی
در وسط اسپن (Mid span clearance)
4-5- فاصله عمودی لازم برای حفاظت در برابر پدیده گالوپینگ
4-6- دیاگرام فاصله هوائی لازم از برج برای تجهیزات تحت بار در شرایط عادی و غیر عادی
خط
4-7-توصیه های کلی
4-11-برج ها در خطوط DC
4-12- امکان تبدیل برجهای موجود AC به DC
فصل پنجم: مقایسه و بررسی کلی خطوط انتقال AC و DC
5-1-مقدمه
5-2-مقایسه نسبی خطوط انتقال DC و AC
5-2-1- مسائل فنی
5-2-2- قابلیت اطمینان
5-2-3- مسائل اقتصادی
5-3- مزایای اقتصادی خطوط انتقال HVDC نسبت به HVAC
5-3-1- انتقال مسافت طولانی
5-3-2- انتقال به وسیله کابل
5-4- مقایسه وزن مس در خطوط قدرت AC و DC
5-4-1- شبکه با خط هوائی
5-4-2-شبکه کابلی
5-5-مقایسه نسبی خطوط HVDC و HVAC از نظر ولتاژ عایقی و توان انتقالی
5-6- قدرت راکتیو و تنظیم ولتاژ در خطوط AC و DC
5-7-روش دوم: مقایسه توان اکتیو خطوط AC و DC
5-8- تلفات و سطح ایزولاسیون در خطوط AC و DC
5-8-1- تلفات در خطوط AC و DC
5-8-2- مقایسه سطح ایزولاسیون در خطوط انتقال AC و DC به روش دوم
5-9- بررسی اقتصادی
5-10- کرونا در خطوط DC و AC
5-10-1-نویز کرونا
مراجع
جزئیات بیشتر این محصول:
فصل اول: آشنایی با خطوط انتقال AC و DC
1-1-مقدمه
1-2-مدارهای سه فاز
1-3-قدرت در مدارهای سه فاز
1-4- تعریف خط انتقال سه فاز دو مداره
1-5-سیستم شش فازه
1-6-ولتاژهای مختلف در آرایش شش فازه
1-7-قابلیت انتقال : (6 فاز با 3 فاز دو مداره)
1-8-انتقال به صورت جریان مستقیم فشار قوی
1-9-طبقه بندی خطوط HVDC
فصل دوم: هادیها در خطوط انتقال AC و DC
2-1- مقدمه
2-2- جنس هادیهای خطوط انتقال
2-3- انواع هادیهای خطوط انتقال نیرو
2-3-1- هادی تمام آلومینیومی (AAC)
2-3-2-هادی آلیاژ آلومینیوم، آلملک – آلدری
2-3-3- هادی آلومینیومی با مغزی فولادی (ACSR)
2-3-4- هادی آلومینیومی با مغزی آلیاژی (ACAR)
2-3-5- هادیهای با تلفات کم (SLAC)
2-3-6- هادی GTACSR
2-3-7- هادی فولادی با روکش مس (Copper Clad Steel)
2-3-8- هادی فولادی با روکش آلومینیوم (Aluminium Clad Steel)
2-4- هادیهای مورد استفاده در سیستم HVDC
فصل سوم: مقره ها در خطوط انتقال AC و DC
3-1- مقدمه
3-2- جنس مقره ها
3-2-1-مقره های چینی
3-2-2- مقره های شیشه ای
3-2-3- مقره های پلاستیکی (Composite Insulators)
3-3- طراحی شکل مقره ها
3-4- انواع مختلف مقره ها
3-4-1- مقره چرخی (Spool Insulator)
3-4-2- مقره سوزنی (Pin Type Insulator)
3-4-3- مقره بشقابی (Disk Insulator)
3-4-3-1- مقره بشقابی استاندارد
3-4-3-2- مقره بشقابی ضد مه (Anti Fog Insulator)
3-4-3-3- مقره های آئر و دینامیک (Open Profile)
3-4-3-4-مقره زنگوله ای شکل (Bell Type Insulator)
3-4-4-مقره های یکپارچه (Long rod Insulator)
3-4-5- مقره های بوشینگ (Bushing Insulator)
3-4-6- مقره اتکائی (Post Insulator)
3-4-7- مقره های سرکابل (Sealing end Insulator)
3-4-8- مقره های پلاستیکی (Composite Insulator)
3-4-9- مقره های متفرقه
3-5- مقره ها در خطوط DC
فصل چهارم: برج ها در خطوط انتقال AC و DC
4-1-مقدمه
4-2- انواع برجها
4-2-1- برج وسط خط(Tangent)
4-2-2-برج زاویه (Angle)
4-2-3-برج انتهایی (Terminal)
4-3- پارامترهای اساسی در طرح برجها
4-3-1- حداقل و حداکثر فاصله بین فازها
4-3-2- شکل زنجیره مقره
4-3-3- انواع برجهائی که معمولاً در خطوط انتقال بکار می روند
4-3-3-1- برج Waist type (کله گربه ای)
4-3-3-2- برج Vertical
4-3-3-3-برج نوع Delta
4-4- زاویه حفاظت روی برج (Shieding Angle) و فاصله هوائی بین سیم محافظ و هادی
در وسط اسپن (Mid span clearance)
4-5- فاصله عمودی لازم برای حفاظت در برابر پدیده گالوپینگ
4-6- دیاگرام فاصله هوائی لازم از برج برای تجهیزات تحت بار در شرایط عادی و غیر عادی
خط
4-7-توصیه های کلی
4-11-برج ها در خطوط DC
4-12- امکان تبدیل برجهای موجود AC به DC
فصل پنجم: مقایسه و بررسی کلی خطوط انتقال AC و DC
5-1-مقدمه
5-2-مقایسه نسبی خطوط انتقال DC و AC
5-2-1- مسائل فنی
5-2-2- قابلیت اطمینان
5-2-3- مسائل اقتصادی
5-3- مزایای اقتصادی خطوط انتقال HVDC نسبت به HVAC
5-3-1- انتقال مسافت طولانی
5-3-2- انتقال به وسیله کابل
5-4- مقایسه وزن مس در خطوط قدرت AC و DC
5-4-1- شبکه با خط هوائی
5-4-2-شبکه کابلی
5-5-مقایسه نسبی خطوط HVDC و HVAC از نظر ولتاژ عایقی و توان انتقالی
5-6- قدرت راکتیو و تنظیم ولتاژ در خطوط AC و DC
5-7-روش دوم: مقایسه توان اکتیو خطوط AC و DC
5-8- تلفات و سطح ایزولاسیون در خطوط AC و DC
5-8-1- تلفات در خطوط AC و DC
5-8-2- مقایسه سطح ایزولاسیون در خطوط انتقال AC و DC به روش دوم
5-9- بررسی اقتصادی
5-10- کرونا در خطوط DC و AC
5-10-1-نویز کرونا
مراجع
چکیده:
پیشرفت روز افزون تکنولوژی باعث ورود دیدگاه های جدید به بازار شده است که زندگی را دچار تحول می کند و این ابزار هااز قبیل میکروکنترلرها و میکروپروسسورها هستند که در هر وسیله الکترونیکی که همه روزه با آنها سروکار دارید وجود دارد که باعث سریعترین شدن فعالیت های روزمره شده است.
همچنین در این مقاله شما نحوه راه اندازی موتورهای DC و پله ای توسط میکروکنترلر AVR و همچنین نحوه اتصال هر یک موتورها به درایورهای مربوطه را مطالعه خواهید کرد.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
1-2-1 خصوصیاتATmega8 , ATmega8L. 6
1-2-2 خصوصیاتATmega8515,A Tmega8515L. 10
1-2-3 خصوصیاتATmega8515,A Tmega8515L. 11
1-2-4 خصوصیاتATmega16LوATmega16. 17
1-2-5 خصوصیاتATmega161LوATmega161. 21
1-2-6 خصوصیاتATmega162VوATmega162. 23
1-2-7 خصوصیاتATmega163,ATmega163L. 29
1-2-8 خصوصیاتATmega165, ATmega165L. 31
1-2-9 خصوصیاتATmega168وATmega88وATmega48. 33
1-2-11 خصوصیاتATmega32LوATmega32. 40
1-2-12 خصوصیاتATmega323LوATmega323. 43
1-2-13 خصوصیاتATmega325/3250/645/6450. 45
1-2-14 خصوصیاتATmega64LوATmega64. 49
1-2-15 خصوصیات ATmega164, ATmega324, ATmega644. 56
1-2-18 خصوصیاتATmega640/1280/1281/2560/2561. 64
2-1-1 معرفیمنوهایمحیطBASCOM.. 69
2-2-1 معرفیمحیطشبیهسازی(SIMULATOR) 76
3-1-1مدولاسیونپهنایپالس(Pulse width modulation)(pwm) 85
3-1-2مدلاسیونspwmیا;Sinusoidal pulse width modulation. 90
3-1-3مدولاسیونProgrammed PWM-PPWM.. 93
4-1-1 آشناییبامحیطنرمافزارپروتوس. 95
4-1-2 شبیهسازیمداراتمیکروکنترلی. 98
4-1-5روشهایکمکردنحجمسیمکشی. 103
4-1-8 ترمینالهایPOWERوGROUND.. 106
4-1-9WIRE LABLE MODEوBUSES MODE. 107
4-1-15دستگاههایاندازهگیری. 119
5-1-3کنترلموتورهایDCبااستفادهازترانزیستور:. 126
5-1-4بررسیIcهایدرایورموتورDC:. 129
5-1-5 کنترلسرعتدرموتورهایDC:. 134
5-1-6تولیدپالس PWMازطریقمیکروکنترلر:. 137
5-1-8 آیسیهایدرایورموتورپلهای:. 152
5-1-9شماتیکمدارکنترلدورموتورdc:. 158
5-1-10برنامهنویسیمیکروکنترلرمدار:. 159