控制模塊
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控制模塊范文第1篇
關(guān)鍵詞：吹灰系統(tǒng)；火電機(jī)組吹灰智能控制模塊
目前受熱面污染作為燃煤電站鍋爐運行中一個不可避免的實際問題，對鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運行帶來嚴(yán)重影響。現(xiàn)行電廠鍋爐吹灰方案，是根據(jù)鍋爐設(shè)計說明書中的要求，并參照其他已投運電廠類似設(shè)備的運行經(jīng)驗制訂的定量定時吹灰策略。這種吹灰方式下會導(dǎo)致現(xiàn)場出現(xiàn)多種問題，如：排煙損失增大導(dǎo)致鍋爐效率降低、吹灰能耗浪費、管段磨損加劇等。特別是煤質(zhì)和設(shè)計煤質(zhì)區(qū)別較大時，吹灰不足或過于頻繁的現(xiàn)象則更為嚴(yán)重，定時定量的吹灰策略不可避免的產(chǎn)生較大的浪費，同時存在很大的安全患［1］。基于此設(shè)計開發(fā)了火電機(jī)組吹灰智能控制模塊，并應(yīng)用在內(nèi)蒙古通遼霍林河坑口電廠的實際生產(chǎn)中，取得了良好效果。
1模塊原理
本模塊研究和開發(fā)基于機(jī)組在線監(jiān)測參數(shù)，直接或間接地診斷爐內(nèi)各受熱面積灰結(jié)渣的在線監(jiān)測診斷技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上運用經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計試驗法，針對應(yīng)用對象的運行特性和具體的節(jié)能目標(biāo)，研究合理的吹灰策略，將直接指導(dǎo)運行人員對吹灰器進(jìn)行操作，并且將傳統(tǒng)的周期性統(tǒng)一吹灰改為根據(jù)受熱面污染狀況和其他運行需要的動態(tài)經(jīng)濟(jì)吹灰，從而解決傳統(tǒng)吹灰方式下吹灰運行不經(jīng)濟(jì)的問題。①經(jīng)濟(jì)吹灰控制方案綜合使用計算最佳吹灰時間和模糊吹灰評判兩種方法。對尾部受熱面（低過、省煤器、空預(yù)器）采用“計算最佳吹灰時間”，對爐膛和其他受熱面采用“模糊吹灰評判”；②建立了基于時間序列預(yù)測，并考慮負(fù)荷、煤質(zhì)修正的灰沉積預(yù)測模型，并基于未來負(fù)荷預(yù)測、考慮實時煤價，以人民幣結(jié)算吹灰收益最大為目標(biāo)，進(jìn)行多目標(biāo)經(jīng)濟(jì)控制，在線確定最佳吹灰時機(jī)。
2模塊應(yīng)用
在DCS上新建20個數(shù)字量，與PLC進(jìn)行通信。PLC需要新建20個數(shù)字量接口與DCS進(jìn)行通信，這20個數(shù)字量都是DCS輸出給PLC的DO點。DCS置1為短脈沖，DCS置完1個脈沖后，自動變?yōu)?。
2．1DO點的作用
第1個DO點是切換點，PLC接收到1的時候，切換到原來的吹灰邏輯。第2個DO點是切換點，PLC接收到1的時候，切換到現(xiàn)在改造后的吹灰邏輯。第3個DO點是控制a1組，PLC接收到1的時候開始吹灰。第4個DO點是控制a2組，PLC接收到1的時候開始吹灰。第5個DO點是控制a3組，PLC接收到1的時候開始吹灰。第6個DO點是控制b1組，PLC接收到1的時候開始吹灰。第7個DO點是控制b2組，PLC接收到1的時候開始吹灰。第8個DO點是控制b3組，PLC接收到1的時候開始吹灰。第9個DO點是控制c1組，PLC接收到1的時候開始吹灰。第10個DO點是控制c2組，PLC接收到1的時候開始吹灰。第11個DO點是控制c3組，PLC接收到1的時候開始吹灰。第12個DO點是控制c4組，PLC接收到1的時候開始吹灰。
2．2PLC接收的DCS指令
進(jìn)行下列操作：①進(jìn)行正常疏水操作。②按照短脈沖的指令，依次按組吹灰，每次只吹一個組。③檢查無短脈沖操作后，進(jìn)行正常疏水操作。PLC記錄脈沖的寄存器中的數(shù)據(jù)清0。2．3DCS中操作畫面和顯示畫面經(jīng)濟(jì)吹灰有下面8種選擇方式：①左前側(cè)爐膛吹灰：包括短吹：A9－A16，B9－B16，C9－C16，D9－D16，E9－E16，F(xiàn)9－F16。②左側(cè)過熱器吹灰：包括長吹：L1－L6，L13－L17。③左側(cè)再熱器吹灰：包括長吹：L7－L12。④右后側(cè)爐膛吹灰：包括短吹：A1－A8，B1－B8，C1－C8，D1－D8，E1－E8，F(xiàn)1－F8。⑤右側(cè)過熱器吹灰：包括長吹：R1－R6，R13－R17。⑥右側(cè)再熱器吹灰：包括長吹：R7－R12。⑦對側(cè)過熱器吹灰：包括長吹：L1－L6，L13－L17，R1－R6，R13－R17。⑧對側(cè)再熱器吹灰：包括長吹：L7－L12，R7－R12。其中：①、④優(yōu)先級最高，可各自與其他7組任意兩兩組合吹灰；其他組之間為單選邏輯，在選擇使能時，僅允許選擇1組，選擇相應(yīng)的吹灰使能后，對應(yīng)的“經(jīng)濟(jì)吹灰方式反饋”開關(guān)狀態(tài)由綠變紅。
3結(jié)束語
本模塊最終成功投運應(yīng)用，對于解決傳統(tǒng)吹灰模式下鍋爐出現(xiàn)的不經(jīng)濟(jì)和安全問題具有重要意義。本系統(tǒng)通過對受熱面進(jìn)行更合理的區(qū)域吹灰，使得受熱面?zhèn)鳠嵝阅芗訌?qiáng)，對于汽溫和汽壓的調(diào)整加強(qiáng)，機(jī)組運行更經(jīng)濟(jì)；系統(tǒng)投入后，節(jié)省大量吹灰蒸汽，大大降低了吹灰能耗。火電機(jī)組吹灰智能控制模塊值得應(yīng)用和推廣。
［參考文獻(xiàn)］
控制模塊范文第2篇
關(guān)鍵詞：發(fā)光二極管顯示;單片機(jī);漢字
中圖分類號：TM571文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
The Design of a Simple Chinese Character Dot Matrix
LED Display Module
YOU Da-Zhang, HUANG Jin
(School of Mechanical Engineering ,Hubei University of Technology, Wuhan 430068,China)
Abstract:The Chinese character internal code were translated into the section-position code, then into the matrix in the Chinese character dot matrix by the program of LED display module. Also some crucial code was given. The electrocircuit was primary consisted of AT89S52 single-chip microcomputer and LED screen. The LED screen were made up of 12 chip of 8×8 LED module. The row and line of the LED screen were controlled by the P2 and p0 port of the AT89S52. The Chinese character were displayed in the LED screen with the matrix being outputted to the ports of the single-chip microcomputer.
Keywords: LED display; single chip microcomputer; Chinese character
引言
在車站、機(jī)場、商場、證券交易所及其他一些公共場所，經(jīng)常需要多變的實時信息或進(jìn)行廣告宣傳，傳統(tǒng)的黑板和紙張等媒介手段已不能滿足其多變性和實時性。而LED（發(fā)光二極管）電子顯示屏以其修改方便、實時顯示、美觀整潔等特點應(yīng)運而生。構(gòu)成LED電子顯示系統(tǒng)的方法很多，它們的基本原理相同，都是采用點陣的形式顯示漢字、字符等。本文介紹一種簡易的控制系統(tǒng)，其最主要特點是經(jīng)濟(jì)、簡單。
1漢字點陣顯示原理
在計算機(jī)中，漢字以內(nèi)碼的形式進(jìn)行表示、交換、處理。需要顯示時，先由內(nèi)碼轉(zhuǎn)換成區(qū)位碼，再利用區(qū)位碼從字庫中提取要顯示漢字的字模，然后根據(jù)字模信息在屏幕上以掃描的方式和畫點的方法顯示出來 ，如圖1。用LED點陣模塊代替計算機(jī)屏幕，則每個LED對應(yīng)字模中的一個位，在控制器的控制下，讓LED根據(jù)字模信息亮或滅，就可顯示漢字。如16×16點陣，共256個像素，在LED顯示屏中，就相當(dāng)于256個發(fā)光二極管，只要控制這256個發(fā)光二極管的亮或滅，就能讓這些亮的二極管組成想要的漢字的形狀。
假設(shè)讓單片機(jī)AT89S52按照設(shè)定的程序在P0和P2接口輸出與內(nèi)部漢字對應(yīng)的代碼電平送至LED點陣的行選線(高電平驅(qū)動)，同時在P1.1，P1.2，P1.3，P1.4接口輸出列選掃描信號(低電平驅(qū)動)，從而選中相應(yīng)的"象素"――LED發(fā)光，并利用人眼的視覺暫留特性合成整個漢字的顯示。點陣LED一般采用掃描式顯示，實際應(yīng)用分為3種方式：點掃描、行掃描和列掃描。若使用第一種方式，其掃描頻率必須大于16×64＝1，024Hz，周期小于1ms即可。若使用第二、三種方式，則頻率必須大于16×8＝128Hz，周期小于7ms即可符合視覺暫留效果。本文以第三種方式――列掃描為例，來介紹LED漢字顯示的控制原理，其他兩種方法可以此類推。
2電路設(shè)計
硬件設(shè)計采用8×8點陣發(fā)光管模塊。以顯示3個漢字為例，將4個8×8點陣聯(lián)結(jié)在一起組成一個16行16列的顯示屏來顯示一個漢字，選用3組，共12塊8×8模塊，可以同時顯示3個漢字。控制電路采用以AT89S52單片機(jī)為核心芯片的電路來實現(xiàn)，主要由AT89S52芯片、時鐘電路、復(fù)位電路、列掃描驅(qū)動電路(74HC154)、16×16 LED點陣5部分組成，如圖2所示。
其中，AT89S52是一種帶4 kB閃爍可編程可擦除只讀存儲器 (FPEROM)的低電壓、高性能CMOS型8位微處理器。LED點陣的16條行線直接接在P0口和P2口，由P0口和P2口完成行方向掃描，由于P0口沒有上拉電阻，因此接一個4.7k×8的排阻上拉。 如沒有排阻，也可用8個普通的4.7k 1/8w電阻。為提供負(fù)載能力，接16個2N5551的NPN三極管驅(qū)動。列選掃描信號則由4-16線譯碼器74HC154來選擇控制。74HC154一端接89S52的P1.0～P1.3口，三塊74HC154的片選為P1.4～P1.6。同樣，驅(qū)動部分為16個2N5401的三極管。電路的供電為一片LM7805三端穩(wěn)壓器，耗電電流為100mA左右 。
為方便調(diào)試，添加了與PC通信的串行接口，使用MAX232芯片，采用RS232標(biāo)準(zhǔn)。
3程序設(shè)計
3．1 主程序
整個程序由幾個部分組成：主程序、顯示漢字子程序、串口通訊子程序、內(nèi)碼轉(zhuǎn)換與顯示子程序、延時子程序。主程序主要在系統(tǒng)接通電流后初始化，之后開串口中斷接受PC機(jī)端的信息，經(jīng)過內(nèi)碼轉(zhuǎn)換后，在單片機(jī)內(nèi)部字庫查找漢字的掃描代碼，將高位傳給P0口，低位傳給P2。再通過譯碼器逐次控制正確的列接通，由上往下列掃描，就可以在LED顯示屏上正確的顯示漢字了。具體流程圖見圖3。
主要代碼如下：
MAIN:
MOV A,#00H;初始化IO口
MOV P0,A;清P0口
MOV P2,A;清P2口
MOV20H,#00H;取碼指針的初值
JMP DDS;跳到串口接收程序
JMPWORD_ALL；跳到漢字顯示程序
3．2 顯示漢字子程序
要在LED顯示屏上顯示漢字，需要正確地讀取漢字的掃描代碼，然后控制P0口和P2口輸出，這就需要通過顯示子程序.具體流程圖請見圖4。
主要代碼：
MOV 20H,#00H;取碼指針的初值
MOV R6,#16;每個字16個碼
MOV R4,#00H;掃描指針清零
MOV R0,20H;取碼指針存入R0
MOV A,R4;掃描指針存入A
MOV P1,A;掃描輸出
CLR P1.4;選擇第一片74HC154
SETB P1.5
SETB P1.6
INC R4;掃描指針加1，（掃描下一個）
MOV A,R0; 取碼指針存入A
MOV DPTR,#WORD_TABLE;字模表首地址送DPTR
MOVC A,@A+DPTR;取數(shù)據(jù)表的上半部分的代碼
MOV P0,A ;輸出到P0
INC R0;取碼指針加1，取下一個碼。
MOV A,R0
MOV DPTR,#WORD_TABLE;字模表首地址送DPTR
MOVC A,@A+DPTR;取數(shù)據(jù)表下半部份的代碼
MOV P2,A;輸出到P2口
3．3 內(nèi)碼轉(zhuǎn)換與顯示子程序
漢字的掃描代碼存儲在單片機(jī)內(nèi)，需先將PC機(jī)傳過來的內(nèi)碼轉(zhuǎn)換成區(qū)位碼，再利用區(qū)位碼找到字模首址。從PC機(jī)端傳過來的漢字內(nèi)碼占兩個字節(jié)，分為高位和低位，將高低位都減去A0H即可轉(zhuǎn)換成區(qū)位碼 。再依照區(qū)位碼查表，即可找到所屬漢字的掃描代碼,然后就可以輸出到單片機(jī)的P0口和P2口從而正確完成漢字的顯示。流程如圖5所示。以本模塊為例，因為AT89S52存儲空間有限，只建立部分漢字的字庫，選19區(qū)全部漢字共94個，從"場"（區(qū)位碼1901）字到"楚"（區(qū)位碼1994）字 。根據(jù)區(qū)位碼表，建立94塊字模的索引表，每個字模32位，共32×94=3008（0BC0H）位，故只需根據(jù)位碼就能找到索引表的首地址。
主要程序：
MOV A,SBUF;接收緩沖器數(shù)據(jù)送內(nèi)部RAM（40H-45H）
MOV @R0,A
INC R0
CLR RI
DJNZ R6,WAIT;三個漢字6個字節(jié)接收是否完成？
MOV A,40H ;第一個漢字的內(nèi)碼的高位送累加器
SUBB A,#0B3H;減100-19，內(nèi)碼轉(zhuǎn)換成漢字區(qū)碼
MOV 30H,A ;轉(zhuǎn)換后送30H
MOV A,41H;第一個漢字的內(nèi)碼的低位送累加器
SUBB A,#0A0H ;減100，內(nèi)碼轉(zhuǎn)換成漢字位碼
MOV 31H,A ;轉(zhuǎn)換后送31H
ACALL RT_ADDRESS;(30H31H) ;調(diào)查地址碼子程序
ACALL DIS_WORD ; 調(diào)漢字顯示程序
4結(jié)語
本文根據(jù)LED漢字顯示原理，制作了由AT89S52主控的LED漢字顯示模塊，給出了硬件電路圖和控制軟件。詳細(xì)介紹了漢字內(nèi)碼到字模的轉(zhuǎn)化，以及到LED顯示屏顯示漢字的過程。該模塊擴(kuò)展柔性大，易于擴(kuò)展字庫容量和LED顯示屏數(shù)量，可以同時顯示多個漢字和字符，另外成本較低，電路與控制方案簡潔明了，容易實現(xiàn)，具有應(yīng)用推廣價值。
參考文獻(xiàn)
[1] 沈晶. 漢字字模的拾取及其在LED顯示系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 陜西科技大學(xué)學(xué)報 ，2004,(6).
[2] 李朝清. 單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M] .北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 1994.
控制模塊范文第3篇
1、設(shè)備匹配法，只要細(xì)心觀察，市面有些匹配儀是支持這個功能的，例如x300。但操作時候有技巧需要注意，否則你可能永遠(yuǎn)配不上，俊翔說一下這個需要注意的地方。在匹配之前，換上新智能控制盒插好，然后要短接方向盤下面的保險盒。
2、芯片移植法，在以前，匹配儀沒開發(fā)這個匹配功能之前，要么回4S，要么只能采用芯片移植法，俊翔已多次驗證好用。要求，內(nèi)部CPU引腳完整，未被水腐蝕斷。
（來源：文章屋網(wǎng) ）
控制模塊范文第4篇
關(guān)鍵詞：基于角色的訪問控制；Iprincipal；IIdentity
中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）19-0001-02
1基于角色的權(quán)限管理
基于角色的訪問控制（RBAC）模型的主要作用是管理用戶與權(quán)限間的對應(yīng)關(guān)系，基本思想是在用戶和權(quán)限之間加入一個角色，將訪問控制分為兩個步驟：用戶與角色關(guān)聯(lián)，角色與權(quán)限關(guān)聯(lián)，從而實現(xiàn)了用戶與權(quán)限的邏輯分離。RBAC模型的好處是可以簡化權(quán)限管理、提高工作效率，使系統(tǒng)能夠應(yīng)對需求的變化，具有更好的擴(kuò)展性。
基于角色的安全性
微軟.NET平臺提供了對RBAC模型的支持，開發(fā)者可以在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)用戶權(quán)限管理功能，其中比較重要的兩個概念是驗證（authentication）和授權(quán)（authorization）。驗證是指確定用戶身份，授權(quán)是指根據(jù)用戶身份確定用戶權(quán)限。.NET提供了IIdentity和IPrincipal兩個接口來完成驗證和授權(quán)，實現(xiàn)了IIdentity接口的對象用于驗證用戶身份；實現(xiàn)了IPrincipal接口的對象用于確定用戶角色進(jìn)而為用戶授權(quán)。
3權(quán)限管理模塊設(shè)計與實現(xiàn)
3.1架構(gòu)與功能
采用三層架構(gòu)+簡單工廠模式，分為數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)層和表示層。功能包括用戶管理，角色管理，權(quán)限管理，用戶身份認(rèn)證與授權(quán)。
3.2數(shù)據(jù)庫實體關(guān)系模型
權(quán)限管理模塊包含用戶、角色、權(quán)限、用戶一角色、角色一權(quán)限5個核心對象。因此，數(shù)據(jù)庫中也對應(yīng)包含5個表，分別是：users表，存儲用戶信息；roles表，存儲角色信息；permissions表，存儲權(quán)限信息；userrole表，存儲用戶與角色間的對應(yīng)關(guān)系；ro-lepermisson表，存儲角色與權(quán)限的對應(yīng)關(guān)系。
3.3實體類設(shè)計
實體類與數(shù)據(jù)庫表相對應(yīng)，有users，roles，permissions三個類，僅負(fù)責(zé)實體的表示和數(shù)據(jù)的傳遞，不包含任何業(yè)務(wù)邏輯。
3.4業(yè)務(wù)層設(shè)計與實現(xiàn)
業(yè)務(wù)層包含3個主要類：users，roles，permissions分別實現(xiàn)用戶、角色、權(quán)限的管理邏輯。以users為例，主要實現(xiàn)了用戶的增、刪、改、查和獲取用戶基本信息、角色信息和權(quán)限信息等功能。
3.5實現(xiàn).NET基于角色的權(quán)限管理接口
用戶可以通過編程實現(xiàn)IIdentity和IPrincipal接口來實現(xiàn)RBAC模型。IIdentity接口用于確定用戶身份，包含兩個重要屬性：Name，獲取當(dāng)前用戶的名稱；IsAuthenticated，指示用戶身份是否通過了驗證。IPrincipal接口用于確定用戶角色，包含一個屬性-Identity，它包含當(dāng)前用戶的身份信息，它的類型是IIden-tity，也就是說IPrincipal必須實現(xiàn)IIdentity接口；此外IPrincipal接口還包含一個方法-IsInRole，用于確定當(dāng)前用戶是否屬于指定的角色。
在中，用戶身份信息存儲在Httpcontext.User屬性中，它接受并返回實現(xiàn)了IPrincipal接口的對象，而IPrincipal接口必須實現(xiàn)IIdentity接口，所以只要在程序中實現(xiàn)這兩個接口，就可以將用戶信息、角色信息、權(quán)限信息等保存到Httpcontext.User屬性中，在程序中隨時隨地訪問用戶的相關(guān)信息。
創(chuàng)建一個Myprincipal類實現(xiàn)IPrincipal接口。其中比較重要的兩個方法是：ValidateLogin（）一根據(jù)用戶名和密碼驗證用戶身份；Myprincipal（）一類的構(gòu)造函數(shù)，得到用戶角色和權(quán)限信息。代碼如下。
控制模塊范文第5篇
關(guān)鍵詞：鐵氧體；稀土；無刷直流電機(jī)；雙離合變速器；油泵電機(jī)
中圖分類號：U463.212文獻(xiàn)標(biāo)文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文獻(xiàn)標(biāo)DOI：10.3969/j.issn.2095-1469.2016.02.10
BLDC廣泛應(yīng)用在變速器中，一般作為驅(qū)動油泵或者驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。BLDC的永磁體一般采用稀土或者鐵氧體，目前大部分變速器中的電機(jī)均使用稀土方案。但是稀土的價格昂貴而且十分不穩(wěn)定[1-2]。
鐵氧體雖然價格穩(wěn)定、成本低，但是磁能積比較低，為了保證相同的功率和轉(zhuǎn)矩輸出，采用鐵氧體材料方案的BLDC的尺寸一般比較大。因此，針對應(yīng)用于DCT中的油泵電機(jī)[3-4]，本文在分析DCT液壓控制模塊結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出了一種采用鐵氧體材料不同結(jié)構(gòu)布置的BLDC [5-6]，分析了電機(jī)的磁場分布，并搭建了Simulink模型，在變速器液壓控制模型中對該電機(jī)進(jìn)行了模擬。最后，通過將該電機(jī)裝到液壓控制系統(tǒng)中進(jìn)行系統(tǒng)性試驗，分析試驗結(jié)果可知：在與原有稀土電機(jī)相同的外形尺寸的前提下，采用鐵氧體材料的BLDC應(yīng)用在DCT液壓控制模塊中，可提供相同的輸出功率、轉(zhuǎn)矩和效率，可以達(dá)到與稀土BLDC幾乎完全相同的性能[7-9]。
1 BLDC結(jié)構(gòu)及其在DCT液壓控制模塊中
的應(yīng)用
BLDC具有結(jié)構(gòu)簡單、壽命長、噪聲小等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用在汽車行業(yè)中，在DCT中主要作為液壓油的油泵電機(jī)、離合器電機(jī)和選換擋電機(jī)。常用的BLDC一般采用內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，永磁體的材料為稀土，磁鋼貼在轉(zhuǎn)子表面或嵌入到轉(zhuǎn)子內(nèi)部（IPM），如圖1所示。
如圖2所示，DCT液壓控制模塊主要由蓄能器、電磁閥、閥體、油泵和電機(jī)等組成，電機(jī)通過聯(lián)軸器與油泵相連，油泵為蓄能器和整個液壓系統(tǒng)提供動力油。
DCT液壓控制系統(tǒng)的原理如圖3所示，電機(jī)帶動油泵工作，油泵的出口是一個壓濾器，起到過濾油液的作用。壓濾器的出口接一個單向閥，防止在油泵不工作的時候油液從油泵處泄露。單向閥出口是一個旁通閥，作用是當(dāng)系統(tǒng)油壓沒有建立的時候，保證油泵輸出的油首先為系統(tǒng)提供工作油壓，等系統(tǒng)油壓建立起來之后再給蓄能器沖壓。當(dāng)液壓控制系統(tǒng)正常工作的時候，電機(jī)是否工作取決于蓄能器出口的壓力和溫度，當(dāng)壓力低于4.2 MPa時電機(jī)啟動；當(dāng)壓力高于6.2 MPa時電機(jī)停止工作；當(dāng)溫度高于預(yù)先設(shè)定的保護(hù)溫度時，電機(jī)停止工作。
電機(jī)作為液壓控制模塊的動力來源，接收到命令后必須能迅速啟動，以幫助液壓系統(tǒng)快速建立油壓。此外，由于電機(jī)經(jīng)常要在有油壓負(fù)載的情況下反復(fù)啟動，因此對電機(jī)帶負(fù)載啟動的可靠性要求很高。此外變速器的工作環(huán)境溫度一般為-40 ℃～
125 ℃，所以電機(jī)在高低溫條件下，尤其是極端低溫的條件下，要保證能可靠地啟動。考慮到電機(jī)在液壓系統(tǒng)中的工作時間和環(huán)境，它必須具有使用壽命長、噪聲低、能量密度大和耐變速器油液腐蝕等特點。
2 特殊結(jié)構(gòu)的鐵氧體電機(jī)及控制系統(tǒng)中的模擬
稀土具有磁能積強(qiáng)等優(yōu)點，但是其價格不穩(wěn)定，受市場影響大，作為原材料不利于企業(yè)對成本的控制。鐵氧體相對于稀土來說磁能積較弱，為了獲得相同的電機(jī)性能，一般鐵氧體電機(jī)的體積要大于稀土電機(jī)的體積。在以往的各種電機(jī)應(yīng)用中，鐵氧體電機(jī)為了保證與稀土電機(jī)具有相同的性能，往往體積會大出2～3倍。
本文提出了一種新的鐵氧體電機(jī)，通過不同結(jié)構(gòu)布置和磁場的優(yōu)化可實現(xiàn)在不增加電機(jī)體積的前提下，保證與稀土電機(jī)幾乎相同的性能。電機(jī)尺寸參數(shù)對比見表1。
如圖4a所示，為傳統(tǒng)的稀土BLDC的轉(zhuǎn)子，稀土磁鋼被加工成片狀，轉(zhuǎn)子鐵芯加工成帶有凹槽的形狀，然后將稀土磁鋼插入到凹槽中，通過膠水或過盈配合固定。圖4b所示為采用不同結(jié)構(gòu)布置的鐵氧體電機(jī)轉(zhuǎn)子，鐵氧體通過膠水或過盈配合安裝到轉(zhuǎn)子上后，相對于轉(zhuǎn)子軸的分布成輪輻式的放射狀。
根據(jù)無刷直流電機(jī)設(shè)計原則，磁鐵磁動勢和磁通量可分別表示為：
式中：HCB為磁場強(qiáng)度，A/cm；hm為磁鐵厚度，cm；Br為剩磁，T；A為磁鐵截面積，cm2。
鐵氧體材料相對于稀土而言，Br和HCB較小，但由圖4可知，本設(shè)計中鐵氧體電機(jī)的磁鐵厚度hm更大。同樣，磁鐵截面積A也更大，且兩個磁極共同作用于齒部。由式（1）和式（2）可知，理論上本設(shè)計中的磁鐵磁通量和磁動勢可以達(dá)到與稀土電機(jī)持平的水平，可獲得與稀土電機(jī)相近的空載氣隙磁通，進(jìn)而獲得相近的電氣特性。
運用Infolytica軟件對兩種電機(jī)進(jìn)行磁場仿真，結(jié)果如圖5所示。由圖5a可知，定子鐵芯最大磁通密度達(dá)到1.51 T，轉(zhuǎn)子鐵芯連接部分的磁通密度約為0.05 T。這意味著通過放射狀布置的鐵氧體電機(jī)可在定子線圈中產(chǎn)生更好的聚磁效果，磁鐵產(chǎn)生的磁場絕大部分都通過了定子鐵芯，轉(zhuǎn)子上漏磁的部分非常少。IPM結(jié)構(gòu)的稀土電機(jī)磁場仿真結(jié)果如圖5b所示，定子鐵芯最大磁通密度為1.48 T，轉(zhuǎn)子鐵芯連接處的磁通密度為1.7 T，達(dá)到飽和。這證明有相當(dāng)一部分的磁場沒有通過定子鐵芯，而是從旁邊直接短路，這樣的情況會降低電機(jī)的性能。正是鐵氧體電機(jī)放射狀的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使其在外形尺寸相同的情況下，可以保證與稀土電機(jī)具有幾乎相同的效果。
圖6為利用Simulink軟件建立的DCT液壓控制仿真模型。通過調(diào)整電機(jī)模型的各項參數(shù)，如電阻、電感、反電動勢和轉(zhuǎn)動慣量等，可真實地模擬出鐵氧體電機(jī)在液壓控制模塊中的工作狀態(tài)。
運用仿真模型對室溫這一工況進(jìn)行仿真，結(jié)果如圖7所示。由圖7可知，油壓從4.2 MPa到6.2 MPa的建立過程需要約4 s，這一仿真結(jié)果與原稀土電機(jī)在系統(tǒng)中實測的結(jié)果相同。電機(jī)轉(zhuǎn)速的仿真結(jié)果如圖8所示。由圖8可知，電機(jī)的啟動過程迅速，超調(diào)量很小，到達(dá)設(shè)定轉(zhuǎn)速后，轉(zhuǎn)速非常穩(wěn)定。
3 試驗結(jié)果分析
基于上述理論和仿真分析的結(jié)果，將鐵氧體電機(jī)安裝在DCT液壓控制模塊中，如圖2所示，分別在室溫、高溫和低溫箱中，對整個系統(tǒng)進(jìn)行測試。試驗方案為在室溫、高溫和低溫環(huán)境下控制電機(jī)反復(fù)啟動，對蓄能器進(jìn)行充壓。考察的內(nèi)容主要包括了系統(tǒng)的油壓建立時間和電機(jī)反復(fù)帶負(fù)載啟動的可靠性。
3.1 室溫環(huán)境下電機(jī)試驗
室溫環(huán)境下，分別采用鐵氧體電機(jī)和稀土電機(jī)帶負(fù)載成功啟動約50次。任意選取其中某一次測試過程，如圖9所示，其中，稀土電機(jī)油壓建立曲線和電機(jī)轉(zhuǎn)速曲線如圖9a所示；鐵氧體電機(jī)油壓建立曲線和電機(jī)曲線如圖9b所示。對比圖9a和圖9b可知，稀土電機(jī)建立油壓的時間大約4 s左右，鐵氧體電機(jī)建立油壓時間大約為5 s左右；兩電機(jī)建立油壓的過程中，轉(zhuǎn)速基本都保持在2000 r/min且無明顯波動。
3.2 低溫-40 ℃環(huán)境下電機(jī)試驗
低溫-40 ℃環(huán)境下，分別采用鐵氧體電機(jī)和稀土電機(jī)帶負(fù)載成功啟動40次。任意選取其中一次測試過程，如圖10所示，其中，稀土電機(jī)油壓建立曲線和電機(jī)轉(zhuǎn)速曲線如圖10a所示；鐵氧體電機(jī)油壓建立曲線和電機(jī)轉(zhuǎn)速曲線如圖10b所示。對比圖10a和圖10b可知，稀土電機(jī)建立油壓的時間大約5 s左右，鐵氧體電機(jī)建立油壓時間大約為5.5 s左右；兩電機(jī)建立油壓的過程中，轉(zhuǎn)速基本都保持在1 000 r/min且無明顯波動。
3.3 高溫120 ℃環(huán)境下電機(jī)試驗
高溫120 ℃環(huán)境下，分別采用鐵氧體電機(jī)和稀土電機(jī)帶負(fù)載成功啟動50次。任意選取其中某一次測試過程，如圖11所示，其中，稀土電機(jī)油壓建立曲線和電機(jī)轉(zhuǎn)速曲線如圖11a所示；鐵氧體電機(jī)油壓建立曲線和電機(jī)轉(zhuǎn)速曲線如圖11b所示。對比圖11a和圖11b可知，稀土電機(jī)建立油壓的時間大約6 s左右，鐵氧體電機(jī)建立油壓時間大約為6 s左右；兩電機(jī)建立油壓的過程中，轉(zhuǎn)速基本都保持在2 000 r/min且無明顯波動。
兩種電機(jī)在不同試驗工況下的電機(jī)性能測試結(jié)果匯總見表2。
由表2可知，鐵氧體電機(jī)在保證尺寸幾乎相同的情況下，可以在DCT液壓控制模塊中達(dá)到與稀土電機(jī)幾乎相同的啟動時間、充壓時間和啟動可靠性。
4 結(jié)論
為降低DCT液壓控制模塊的成本，本文對該模塊中的油泵電機(jī)開展了研究，得到如下結(jié)論：
（1）提出一種采用鐵氧體的BLDC，通過磁場分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計和軟件仿真證明了這種方法在理論上是可行的。
（2）借助試驗臺架，分別在室溫、高溫和低溫三種不同的工況對兩種電機(jī)帶負(fù)載的情況進(jìn)行了試驗，記錄了液壓控制模塊中油壓建立的過程和電機(jī)轉(zhuǎn)速曲線。通過試驗數(shù)據(jù)對比分析，鐵氧體電機(jī)在保證尺寸幾乎相同的情況下，可以在DCT液壓控制模塊中達(dá)到與稀土電機(jī)幾乎相同的啟動時間、充壓時間和啟動可靠性。
（3）通過設(shè)計鐵氧體電機(jī)的結(jié)構(gòu)，完全有可能替代同樣尺寸的稀土電機(jī)。這種價格穩(wěn)定、成本低且效果與稀土電機(jī)相當(dāng)?shù)蔫F氧體電機(jī)具有很高的工程應(yīng)用價值。
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