電機控制實驗室 - ee.ncu.edu.tlinfj/PDF/LAB signboard.pdf ·...
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電機控制實驗室 Motor Drive & Control Laboratory 研究方向 研究成果 馬達控制用之可程式邏輯陣列(FPGA) 本實驗室著重於電動機驅動與控制、控制理論發展與應用、運動控制及高性 能再生電源轉換等技術發展，研究項目包括智慧型與非線性控制伺服系統、 各式馬達之驅動與控制技術、輕型電動車、風力發電與微電網能源技術等。 雙軸線型永磁同步馬達運動控制系統 精密磁浮控制系統 主動式五維磁浮軸承控制系統 以FPGA為基底之線型感應馬達伺服驅動系統控制方塊圖 以RFNN控制之感應發電機系統方塊圖 磁浮系統方塊圖 以DSP為基礎之雙軸線型永磁同步馬達運動控制系統 PC-based X-Y-θ三軸線型超音波馬達運動控制系統方塊圖 風力感應發電機系統與電源轉換 三軸線型超音波馬達運動控制系統 b i LIM encoder 3-phase 220V 60Hz L C - + a i a T b T c T * a i * b i * c i encoder sign al data & D/A control signal * qs i * ds i FPGA 1 x 2 x 1 x 2 x & f K field-oriented control system v e e e fuzzy sliding-mode control & generator * a i * b i * c i 1 x 2 x 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 2 12 b i LIM encoder re cti fier 3-phase 220V 60Hz L C - + PW M in ve rter ramp com parison current control a i a T b T c T * a i * b i * c i encoder sign al command generator fuzzy inference mechanism encoder inte rface 24 MHz C LK D/A con ve rter data & D/A control signal * qs i * ds i FPGA timing control integral switching su rface sliding-mode posi tion controlle r generator 1 x 2 x 1 x 2 x S S & f K field-oriented control system v co-ordinate translator & generator ) sin( e θ ) cos( e θ e θ generator fuzzy sliding-mode control & generator data & D/A controlle r * a i * b i * c i 1 x 1 x 2 x 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 2 12 signals of laser sensor magnet position electromechanical plant control effort magnetic current PC actuator DSP card Motor Drives Pentium 4 Memory Interface Digital Oscilloscope LUSM Encoder X − * x V Y X PC Encoder Y − Encoder − θ θ * y V * θ V LUSM LUSM` θ − −Y X X-Axis Y-axis Ө-Axis Servo Control Cards 3 × Encoder I/O ADC Motor Drives Pentium 4 Memory Interface Digital Oscilloscope LUSM Encoder X − * x V Y X PC Encoder Y − Encoder − θ θ * y V * θ V LUSM LUSM` θ − −Y X X-Axis Y-axis Ө-Axis Servo Control Cards 3 × Encoder I/O ADC PC-based主動式五維磁浮軸承控制系統方塊圖 Interface Digital Oscilloscope * rx V PC y r , , , , x r x l y l z rx F ry F z F lx F ly F * ry V * lx V * ly V * z V z l l r r y x y x , , , , Inverter Induction Motor z y x Position Sensor Axial Bearing Left Radial Bearing Right Radial Bearing Axial Disk F.A.M.B. Drives Motion Control Cards Pentium 4 Memory ADC I/O DAC Interface Digital Oscilloscope * rx V PC y r z l l r r y x y x , , , , x r x l y l z rx F ry F z F lx F ly F * ry V * lx V * ly V * z V z l l r r y x y x , , , , Inverter Induction Motor z y x Position Sensor Axial Bearing Left Radial Bearing Right Radial Bearing Axial Disk
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電機控制實驗室Motor Drive & Control Laboratory
研究方向
研究成果
馬達控制用之可程式邏輯陣列(FPGA)
本實驗室著重於電動機驅動與控制、控制理論發展與應用、運動控制及高性
能再生電源轉換等技術發展，研究項目包括智慧型與非線性控制伺服系統、
各式馬達之驅動與控制技術、輕型電動車、風力發電與微電網能源技術等。
雙軸線型永磁同步馬達運動控制系統 精密磁浮控制系統
主動式五維磁浮軸承控制系統
以FPGA為基底之線型感應馬達伺服驅動系統控制方塊圖 以RFNN控制之感應發電機系統方塊圖
磁浮系統方塊圖以DSP為基礎之雙軸線型永磁同步馬達運動控制系統
PC-based X-Y-θ三軸線型超音波馬達運動控制系統方塊圖
風力感應發電機系統與電源轉換
三軸線型超音波馬達運動控制系統
bi
LIM
encoder
rectifier3-phase
220V60Hz
L
C-
+PWM
inverter
rampcomparison
currentcontrol
aiaT bT cT
*ai
*bi
*ci
encoder signal
command generator
fuzzy inference mechanism
encoder interface
24 MHz CLK
D/A converter
data & D/A control signal
*qsi
*dsi
FPGA
timing control
integral switching surface
sliding-mode position controller
generator
1x
2x
1x2x
S
S&
fK
field-oriented control system
v co-ordinate translator
& generator
)sin( eθ )cos( eθ
eθgenerator
fuzzy sliding-mode control& generator
data & D/A
controller
*ai*bi*ci
1x
1x 2x
12
1212
12
12
12
12
12
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12
12
2
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LIM
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rectifier3-phase
220V60Hz
L
C-
+PWM
inverter
rampcomparison
currentcontrol
aiaT bT cT
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encoder signal
command generator
fuzzy inference mechanism
encoder interface
24 MHz CLK
D/A converter
data & D/A control signal
*qsi
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FPGA
timing control
integral switching surface
sliding-mode position controller
generator
1x
2x
1x2x
S
S&
fK
field-oriented control system
v co-ordinate translator
& generator
)sin( eθ )cos( eθ
eθgenerator
fuzzy sliding-mode control& generator
data & D/A
controller
*ai*bi*ci
1x
1x 2x
12
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12
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12
12
12
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12
12
2
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signals of laser sensor
magnetposition
electromechanical plant
control effort
magnetic current
PC
actuator
DSP card
Motor Drives
Pentium 4 Memory
Interface
Digital Oscilloscope
LUSMEncoderX −
*xV
YX
PC
EncoderY −Encoder−θ
θ
*yV
*θV
LUSM
LUSM`
θ−−YX
X-Axis
Y-axisӨ-Axis
Servo Control Cards 3 ×
EncoderI/OADC
Motor Drives
Pentium 4 Memory
Interface
Digital Oscilloscope
LUSMEncoderX −
*xV
YX
PC
EncoderY −Encoder−θ
θ
*yV
*θV
LUSM
LUSM`
θ−−YX
X-Axis
Y-axisӨ-Axis
Servo Control Cards 3 ×
EncoderI/OADC
PC-based主動式五維磁浮軸承控制系統方塊圖
F.A .M.B . D riv es
M o tio n C on tro l C ard s
Pentium 4 M em o ry
A DCI/OD A C
Interface
D ig ita l Osci lloscop e
*rxV
P C
yr
zllrr yxyx ,,,,
xrxlyl z
r xFryFzF
lxFlyF
*ryV
*lxV*
lyV*zV
zllrr yxyx ,,,,Inv er ter
Ind uctio n M otor
z
y
x
Po sitio n Sensor
A xial B earingLef t R adial B earing R igh t Radial B earin g
A xial D isk
F.A .M.B . D riv es
M o tio n C on tro l C ard s
Pentium 4 M em o ry
A DCI/OD A C
Interface
D ig ita l Osci lloscop e
*rxV
P C
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xrxlyl z
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Ind uctio n M otor
z
y
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Po sitio n Sensor
A xial B earingLef t R adial B earing R igh t Radial B earin g
A xial D isk
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電機控制實驗室Motor Drive & Control Laboratory
研究成果
龍門伺服驅動控制系統
高效率功率元件研發與直流變頻冷氣驅動系統之應用
va,vb,ia,ib
DIP-IPM
膨
脹
閥
冷凝器
冷凝
高溫高壓 高溫高壓蒸汽 液體
蒸發器低溫低壓
蒸汽低溫低壓液體
壓
縮
機
蒸發器入口溫度
Ta+
Tb+ Tc+
Ta-
Tb-
Tc-
uvw
室內機
室 外 機
Drive circuit
Protection circuit
Drive circuit
Vdc蒸發器出口
溫度
膨脹閥出口溫度
+
-
PWM
+
-
dsPIC4011
32bit
高效率直流變頻冷氣性能測試與改良
高效率功率元件研發與直流變頻冷氣驅動系統之應用
無轉速計直流變頻冷氣機驅動系統之開發
高功率元件設計、製作、測試與模組開發
va,vb,ia,ib
DIP-IPM
膨
脹
閥
冷凝器
冷凝
高溫高壓 高溫高壓蒸汽 液體
蒸發器低溫低壓
蒸汽低溫低壓液體
壓
縮
機
蒸發器入口溫度
Ta+
Tb+ Tc+
Ta-
Tb-
Tc-
uvw
室內機
室 外 機
Drive circuit
Protection circuit
Drive circuit
Vdc蒸發器出口
溫度
膨脹閥出口溫度
+
-
PWM
+
-
dsPIC4011
32bit
va,vb,ia,ib
DIP-IPM
膨
脹
閥
冷凝器
冷凝
高溫高壓 高溫高壓蒸汽 液體
蒸發器低溫低壓
蒸汽低溫低壓液體
壓
縮
機
蒸發器入口溫度
Ta+
Tb+ Tc+
Ta-
Tb-
Tc-
uvw
室內機
室 外 機
Drive circuit
Protection circuit
Drive circuit
Vdc蒸發器出口
溫度
膨脹閥出口溫度
+
-
PWM
+
-
dsPIC4011
32bit
高效率直流變頻冷氣性能測試與改良
高效率直流變頻冷氣性能測試與改良
高效率功率元件研發與直流變頻冷氣驅動系統之應用
高效率功率元件研發與直流變頻冷氣驅動系統之應用
無轉速計直流變頻冷氣機驅動系統之開發
無轉速計直流變頻冷氣機驅動系統之開發
高功率元件設計、製作、測試與模組開發
高功率元件設計、製作、測試與模組開發
Y1-軸線型馬達
Y2-軸線型馬達
X-軸線型馬達
∗qsxi
X-軸馬達驅動器
Y1-軸馬達驅動器
∗2qsyi
∗1qsyiD/A
converter
flashEPROM
TMS320VC33
parallelport
encoderinterface
DSP單板電腦
線性光學尺&霍爾元件
Y2-軸馬達驅動器
線性光學尺&霍爾元件
線性光學尺&霍爾元件
Y1-軸線型馬達
Y2-軸線型馬達
X-軸線型馬達
∗qsxi
X-軸馬達驅動器X-軸馬達驅動器
Y1-軸馬達驅動器Y1-軸馬達驅動器
∗2qsyi
∗1qsyiD/A
converter
flashEPROM
TMS320VC33
parallelport
encoderinterface
DSP單板電腦
D/Aconverter
flashEPROM
TMS320VC33
parallelport
encoderinterface
D/Aconverter
flashEPROM
TMS320VC33
parallelport
encoderinterface
DSP單板電腦
線性光學尺&霍爾元件
Y2-軸馬達驅動器
線性光學尺&霍爾元件
線性光學尺&霍爾元件
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電機控制實驗室Motor Drive & Control Laboratory
研究成果
國科會跨領域研究專案整合型計畫─主機板式智慧型輕量化移動載具前瞻技術(Light Electric Vehicle, LEV)
ECU模組
Terminal Resistance
Terminal Resistance
自動停車模組
防鎖死煞車模組
循跡控制模組
儀表板模組
CAN Bus診斷系統模組
轉速/位置感測器模組
DSP Based控制模組
雙繞組驅動器模組
再生煞車模組
智慧型速度控制模組
電動轉向控制馬達驅動器模組
dsPIC微控制模組
MOSFET驅動模組
電池保護模組
智慧型電壓控制模組
充電模組
電池殘餘電量偵測模組
行車動態控制模組
電動轉向控制模組
其他模組
CAN Bus
CAN_H
CAN_L
能源國家型計畫─高效率垂直軸風力發電與風光互補能源技術發展
●本系統與微電網路併聯時具備優異過渡(Ride-through)能力●設計主動式孤島偵測功能，提供本地負载時，可在孤島運轉及併聯運轉間平穩轉換
dci
−
++′aT
−′aT
+′bT
−′bT
+′cT
−′cT
dcVdcC
pL
隔離電路與
驅動閘
aT′ bT ′ cT′
市
電
系
統
接三相本地負載
Υ
TMS320F2812
DSPTMS320F2812
DSP
uvV
CANBusGSM模組或IEC61850
風力發電機
充電電池
微電網控制中心
'ui 'vi 'wi
uu vi ,vv vi ,
ww vi ,
QP,
QP,
AC/DC轉換器
DC/DC轉換器
分散式電源控制器
TMS320F2812
TMS320F2812
DC/DC轉換器
TMS320F2812
太陽能板20kW
量測訊號
'uv'vv'wv
量測訊號
SS1控制
SS2控制
功率流向
功率流向
功率流向
(電壓與頻率 )
控制訊號
CAN Bus
GSM模組或IEC61850
-
馬達控制用之可程式邏輯陣列(FPGA)
雙軸線型永磁同步馬達運動控制系統
實驗室設備高效能感應發電機發電系統與電源轉換
精密磁浮控制系統
主動式五維磁浮軸承控制系統 三軸線型超音波馬達運動控制系統
電機控制實驗室Motor Drive & Control Laboratory
龍門伺服驅動控制系統 電動車用永磁式同步馬達驅動系統
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主要量測儀器設備
三相電力分析儀高頻數位儲存示波器
精密型LCR量測實驗系統
動態訊號分析儀
實驗室設備直流變頻壓縮機永磁同步馬達驅動系統
直流電子負載 可程式化交流電源供應器
電機控制實驗室Motor Drive & Control Laboratory
LeCroy示波器(400MHz)直流電源供應器(200V/25A)
可編程交流電源供應器
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