单片机理论论文范例6篇

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单片机理论论文

单片机理论论文范文1

关键词:单片开关电源快速设计

TOPSwithⅡ

TheWayofQuickDesignforSinglechipSwitchingPowerSupplyAbctract:Threeendssinglechipswitchingpowersupplyisnewtypeswitchingpowersupplycorewhichhasbeenpopularsince1990.Thispaperintroducesquickdesignforsinglechipswitchingpowersupply.

Keywords:Singlechipswitchingpowersupply,Quickdesign,TopswithⅡ

在设计开关电源时,首先面临的问题是如何选择合适的单片开关电源芯片,既能满足要求,又不因选型不当而造成资源的浪费。然而,这并非易事。原因之一是单片开关电源现已形成四大系列、近70种型号,即使采用同一种封装的不同型号,其输出功率也各不相同;原因之二是选择芯片时,不仅要知道设计的输出功率PO,还必须预先确定开关电源的效率η和芯片的功率损耗PD,而后两个特征参数只有在设计安装好开关电源时才能测出来,在设计之前它们是未知的。

下面重点介绍利用TOPSwitch-II系列单片开关电源的功率损耗(PD)与电源效率(η)、输出功率(PO)关系曲线,快速选择芯片的方法,可圆满解决上述难题。在设计前,只要根据预期的输出功率和电源效率值,即可从曲线上查出最合适的单片开关电源型号及功率损耗值,这不仅简化了设计,还为选择散热器提

η/%(Uimin=85V)

中图法分类号:TN86文献标识码:A文章编码:02192713(2000)0948805

PO/W

图1宽范围输入且输出为5V时PD与η,PO的关系曲线

图2宽范围输入且输出为12V时PD与η,PO的关系曲线

图3固定输入且输出为5V时PD与η,PO的关系曲线

供了依据。

1TOPSwitch-II的PD与η、PO关系曲线

TOPSwitch-II系列的交流输入电压分宽范围输入(亦称通用输入),固定输入(也叫单一电压输入)两种情况。二者的交流输入电压分别为Ui=85V~265V,230V±15%。

1.1宽范围输入时PD与η,PO的关系曲线

TOP221~TOP227系列单片开关电源在宽范围输入(85V~265V)的条件下,当UO=+5V或者+12V时,PD与η、PO的关系曲线分别如图1、图2所示。这里假定交流输入电压最小值Uimin=85V,最高

η/%(Uimin=85V)

η/%(Uimin=195V)

交流输入电压Uimax=265V。图中的横坐标代表输出功率PO,纵坐标表示电源效率η。所画出的7条实线分别对应于TOP221~TOP227的电源效率,而15条虚线均为芯片功耗的等值线(下同)。

1.2固定输入时PD与η、PO的关系曲线

TOP221~TOP227系列在固定交流输入(230V±15%)条件下,当UO=+5V或+12V时,PD与η、PO的关系曲线分别如图3、图4所示。这两个曲线族对于208V、220V、240V也同样适用。现假定Uimin=195V,Uimax=265V。

2正确选择TOPSwitch-II芯片的方法

利用上述关系曲线迅速确定TOPSwitch-II芯片型号的设计程序如下:

(1)首先确定哪一幅曲线图适用。例如,当Ui=85V~265V,UO=+5V时,应选择图1。而当Ui=220V(即230V-230V×4.3%),UO=+12V时,就只能选图4;

(2)然后在横坐标上找出欲设计的输出功率点位置(PO);

(3)从输出功率点垂直向上移动,直到选中合适芯片所指的那条实曲线。如不适用,可继续向上查找另一条实线;

(4)再从等值线(虚线)上读出芯片的功耗PD。进而还可求出芯片的结温(Tj)以确定散热片的大小;

(5)最后转入电路设计阶段,包括高频变压器设计,元器件参数的选择等。

下面将通过3个典型设计实例加以说明。

例1:设计输出为5V、300W的通用开关电源

通用开关电源就意味着交流输入电压范围是85V~265V。又因UO=+5V,故必须查图1所示的曲线。首先从横坐标上找到PO=30W的输出功率点,然后垂直上移与TOP224的实线相交于一点,由纵坐标上查出该点的η=71.2%,最后从经过这点的那条等值线上查得PD=2.5W。这表明,选择TOP224就能输出30W功率,并且预期的电源效率为71.2%,芯片功耗为2.5W。

若觉得η=71.2%的效率指标偏低,还可继续往上查找TOP225的实线。同理,选择TOP225也能输出30W功率,而预期的电源效率将提高到75%,芯片功耗降至1.7W。

根据所得到的PD值,进而可完成散热片设计。这是因为在设计前对所用芯片功耗做出的估计是完全可信的。

例2:设计交流固定输入230V±15%,输出为直流12V、30W开关电源。

图4固定输入且输出为12V时PD与η,PO的关系曲线

η/%(Uimin=195V)

图5宽范围输入时K与Uimin′的关系

图6固定输入时K与Uimin′的关系

根据已知条件,从图4中可以查出,TOP223是最佳选择,此时PO=30W,η=85.2%,PD=0.8W。

例3:计算TOPswitch-II的结温

这里讲的结温是指管芯温度Tj。假定已知从结到器件表面的热阻为RθA(它包括TOPSwitch-II管芯到外壳的热阻Rθ1和外壳到散热片的热阻Rθ2)、环境温度为TA。再从相关曲线图中查出PD值,即可用下式求出芯片的结温:

Tj=PD·RθA+TA(1)

举例说明,TOP225的设计功耗为1.7W,RθA=20℃/W,TA=40℃,代入式(1)中得到Tj=74℃。设计时必须保证,在最高环境温度TAM下,芯片结温Tj低于100℃,才能使开关电源长期正常工作。

3根据输出功率比来修正等效输出功率等参数

3.1修正方法

如上所述,PD与η,PO的关系曲线均对交流输入电压最小值作了限制。图1和图2规定的Uimin=85V,而图3与图4规定Uimin=195V(即230V-230V×15%)。若交流输入电压最小值不符合上述规定,就会直接影响芯片的正确选择。此时须将实际的交流输入电压最小值Uimin′所对应的输入功率PO′,折算成Uimin为规定值时的等效功率PO,才能使用上述4图。折算系数亦称输出功率比(PO′/PO)用K表示。TOPSwitch-II在宽范围输入、固定输入两种情况下,K与U′min的特性曲线分别如图5、图6中的实线所示。需要说明几点:

(1)图5和图6的额定交流输入电压最小值Uimin依次为85V,195V,图中的横坐标仅标出Ui在低端的电压范围。

(2)当Uimin′>Uimin时K>1,即PO′>PO,这表明原来选中的芯片此时已具有更大的可用功率,必要时可选输出功率略低的芯片。当Uimin′(3)设初级电压为UOR,其典型值为135V。但在Uimin′<85V时,受TOPSwitch-II调节占空比能力的限制,UOR会按线性规律降低UOR′。此时折算系数K="UOR′"/UOR<1。图5和图6中的虚线表示UOR′/UOR与Uimin′的特性曲线,利用它可以修正初级感应电压值。

现将对输出功率进行修正的工作程序归纳如下:

(1)首先从图5、图6中选择适用的特性曲线,然后根据已知的Uimin′值查出折算系数K。

(2)将PO′折算成Uimin为规定值时的等效功率PO,有公式

PO=PO′/K(2)

(3)最后从图1~图4中选取适用的关系曲线,并根据PO值查出合适的芯片型号以及η、PD参数值。

下面通过一个典型的实例来说明修正方法。

例4:设计12V,35W的通用开关电源

已知Uimin=85V,假定Uimin′=90%×115V=103.5V。从图5中查出K=1.15。将PO′=35W、K=1.15一并代入式(2)中,计算出PO=30.4W。再根据PO值,从图2上查出最佳选择应是TOP224型芯片,此时η=81.6%,PD=2W。

若选TOP223,则η降至73.5%,PD增加到5W,显然不合适。倘若选TOP225型,就会造成资源浪费,因为它比TOP224的价格要高一些,且适合输出40W~60W的更大功率。

3.2相关参数的修正及选择

(1)修正初级电感量

在使用TOPSwitch-II系列设计开关电源时,高频变压器以及相关元件参数的典型情况见表1,这些数值可做为初选值。当Uimin′LP′=KLP(3)

查表1可知,使用TOP224时,LP=1475μH。当K=1.15时,LP′=1.15×1475=1696μH。

表2光耦合器参数随Uimin′的变化

最低交流输入电压Uimin(V)85195

LED的工作电流IF(mA)3.55.0

光敏三极管的发射极电流IE(mA)3.55.0

(2)对其他参数的影响

单片机理论论文范文2

关键词:切削力,测量,单片机

 

前言

切削力的测量不仅可以研究切削机理、计算功率消耗、优化切削用量和刀具几何参数、校核切削力和切削温度理论计算的准确性,更重要的是,可以通过切削力的变化来监控切削过程,反映刀具磨损或破损、切削用量合理性、机床故障、颤振等切削状态。

1 计算机向单片机传输命令和数据

通过对单片机的编程来控制USB接口芯片,接收和响应主机对设备发出的命令。在测力系统中,单片机的编程设计程序通常由三部分组成:

第一、初始化单片机和所有的外围电路。

第二、主循环部分,其任务是可以中断的。

第三、中断服务程序,其任务是对时间敏感的,必须马上执行。

当应用程序中的“数据采集”按钮按下后,USB进入主循环函数,将从端点缓冲区中提取命令,并按照命令的要求,调用相应的函数,如采集数据,桥路调零,设置频率等。关键的几个函数如下:

(1) AfxBeginThread( WriteCommand, &mMainWrite);//启动一个线程,调用传输命令函数

(2) open_ file(threadParam->pipe-name);//创建文件句柄

(3) open_dev();//创建设备句柄

(4) DeviceIoControl(hDevice,IOCTL_ WRITE_REGISTERS,

(PVOID)&ioBlock,sizeof(IOBLOCK),NULL,O,&nBytes,NULL);

//DeviceIoControl函数发送控制代码到指定的设备驱动上,使得相应的设备完成数据输出的功能。论文格式。

(5) WriteFile(hFile,threadParam->pcIoBuffer,threadParam->uiLength,&nBytes,NULL);

//写文件函数将数据传送到单片机的缓冲区中。论文格式。

2 单片机向计算机传输数据其流程

单片机向计算机传输流程

经过模数转换后的数据首先保存在单片机的数据缓冲区中,当单片机接收到主机发来的IN命令时,调用如下函数将数据传送到计算机的内存中。论文格式。

1) AfxBeginThread( ReadData, &m一ainRead);//启动一个线程,调用读取数据函数

2) open_ file(threadParm一>pipe name);; //创建文件句柄,准备读取数据

3) open dev ();//创建设备句柄

4) DeviceIoControl (hDevice,IOCTLesWRITE REGISTERS,

(PVOID)&ioBlock,sizeof(IO_BLOCK),NULL,O,&nBytes,NULL);

//DeviceIoControl函数发送控制代码到指定的设备驱动上,使得相应的设备完成数据输入的功能。

5) ReadFile(hFile,threadParam->pcIoBuffer, threadParam->uiLength,&nBytes, NULL);

//读文件函数将数据从单片机的缓冲区读入到threadParam->pcIoBuffer内存中。

3结论

利用单片机实现切削力测量中USB数据传输功能,以达到对切削力的测量的监控。实现了生产过程中连续自动采样、实时显示、过载报警。

参考文献:

[1]师汉民.金属切削过程中的分叉与突变现象兼论切削过程的可控性问题[J].应用力学学报,1999,16(1):15~20.

[2]丛力,丛贵梁等.功率监控在机床中的应用[J].组合机床与自动化加工技术,10:29~31,1999.

[3]李熙亚,王卫平.车削切削力不确定性的模糊-灰色预测[J].工具技术,2002,36(8):26-29.

[4]陶永兰,等.切削力数据采集和处理系统[J].试验技术与试验机,1997,37(2):49-50.

[5]X.Li,P.K. Venuvinod and M.K. Chen. Feed Cutting Force Estimationfrom the Current Measurement with Hybrid Learning[J]. Advanced ManufacturingTechnology,2000,(16):859-869

单片机理论论文范文3

关键词:卓越工程师计划;单片机;教学改革

中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1009-3044(2012)11-2563-02

Teaching Reform and Exploration of MCU Course for“A Plan for Educating and Training Outstanding Engineer”

XIE Guang-qian

(School of Computer Science & Information,Changzhou Institute of Technology, Changzhou 213002, China)

Abstract: Under the education background of“a plan for educating and training outstanding engineers”this paper analyzes some problems in traditional education models of the principle and application of MCU course and explains the necessity of teaching reform of MCU. The paper also elaborates the educational reform of the MCU from the aspects of the reform of theroy and practice teaching methods,and assessment methods of MCU. In this way,the student studies with clear objectives in order to develop their practice ability, engineering ability and innovative ability, which can help students becoming the outstanding embedded system engineers to satisfy the needs of society.

Key words: a plan for educating and training outstanding engineers(PETOE); MCU; teaching reform

“卓越工程师教育培养计划”是《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》中高等教育质量提升的重要内容。2009年12月教育部正式启动“卓越工程师培养计划”。实施“卓越计划”是培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国的战略[1]。

作为以“卓越计划”为指导思想的应用型本科院校,所培养的人才定位于面向生产、建设和管理的第一线,能够灵活应用所学知识解决实际问题,既有较厚实的理论基础和人文素质,又有较强的实践能力和创新精神。在课程建设的过程中,不能完全照搬研究型院校的课程模式,也要有别于高职高专类院校的教学方法。因此,作为一批新兴的应用型本科而言,在课程建设中,要以“卓越计划”为大前提,从中探索出一种适合自己的教学方法改革模式[2]。

“单片机原理及应用”作为工科院校电类或相关专业重要的专业必修课,是一门结合电子、计算机等技术的应用性很强的课程。为达到培养目标,我们对传统的,以课堂讲授为主的教学模式进行改革,将项目实践的教育理念引入单片机课程改革,对教学计划、课内课外的教学内容和教学方式做重新设计,经过几个学期的教学实施过程,学生反映效果普遍较好。

1传统的单片机教学存在的问题

1.1教学方式单一枯燥

传统单片机教学理论课和实验课分开,穿行,实际教学中根本不能满足教学要求,存在较多问题。其教学基本思路是按教材编写的顺序,先讲单片机硬件基础知识,然后讲解单片机的指令系统和汇编语言程序的编制、接口技术及应用实例,教学形式单一,方法呆板,往往让学生找不到学习重点,从而导致学生逐渐丧失对单片机学习的兴趣,结果造成课堂教学效果越来越差。实验课则以教师为中心,学生在规定的时间内,用统一的模式,按照指导书上规定的步骤做相同的实验。再加上对实验项目检查手段的限制,使得很多学生动力不足,抄袭严重,导致实验效果大大折扣。这与遵循“以应用为先导,强化学科基础,突出实践能力,重视创新潜质与素质协调发展”的卓越工程师人才培养思路相违背。

1.2课堂教学太抽象

单片机内容涉及的概念较多,大量的操作命令贯穿始终,许多汇编指令既难理解又容易忘记。而单片机的硬件结构知识本来就很枯燥,传统的说教式的教学方法,使学生感到学习内容晦涩抽象难以理解,缺乏直观的表现形式,导致学习效果不甚理想。

1.3理论学习和工程实践脱离

单片机的课程比较抽象内容单调而枯燥,同时它又是一门实践性很强的学科。要求学生在学好理论课的同时,还要有较强的动手能力。传统的教学方式上采取的单一的书本教学法,不能很好的调动学生的学习兴趣。即使做实验,也是在老师的指导下,按照实验指导书的说明和要求,在实验箱上较容易实现。让学生觉得单片机的实际使用,对自己还是遥不可及的事情。很明显,传统的单片机教学缺乏实际工程背景。

2面向卓越工程师的单片机教学改革

2.1改革教学形式,增强教学的趣味性

美国现代心理学家布鲁纳说:“学习最好的刺激,乃是对所学材料的兴趣。”兴趣是最好的导师[3]。如何提高学生的学习兴趣是面向卓越工程师的单片机教学改革的首要目标。因此,在对单片机的具体内容讲述之前,给学生展示一些往届学生用单片机进行毕业设计的产品:如温度报警装置、酒精浓度测试仪、电压电流检测仪、智能寻迹小车等。让学生直接看到、听到单片机的实际作用,从而拉近了单片机与学生之间的距离,学生对单片机的作用也有了立体的概念,接着介绍单片机在家用电器、工业控制测量及其它方面的应用,使学生明白学习的目的。并且从中选取一简单产品引申到理论教学中涉及的主要内容,从而激发他们的学习兴趣,在头脑中形成理论知识框架。

在教学中选用C语言作为开发语言,摒弃了传统的汇编语言开发模式。众所周知汇编语言抽象、晦涩难懂,对于较长的程序,学生更是难以理解。C语言是一种编译型程序设计语言,它兼顾了多种高级语言的特点,并具备汇编语言的功能。目前,使用C语言进行程序设计已经成为嵌入式软件开发的一个主流。用C语言开发系统可以大大缩短开发周期,明显增强程序的可读性,便于改进、扩充和移植。而我们学生是学计算机的,大家都有很好的C语言基础。从而使学生从心底里面有了学好单片机课程的信心。

2.2以工程项目为背景,使学生学习目标明确[4-5]

在单片机教学过程中,为了提高教学效果,我们将工程项目的思想引入到实际教学过程中,并贯穿于单片机教学的始终。经过3年的教学实践,取得了不错的教学效果。该方法的基本思路是选择合适的单片机开发板,作为课堂教学现场演示。通过现场程序的编写,直接在开发板显示结果,使学生有直观的感觉,从而大大增强了学习效果。该开发板的选择尤为重要,应能实现单片机教学中所有的程序和实验。类似的板子网上卖的也多,价格100元左右,通过USB接口下载程序,使用特别方便。作为培养学生以卓越工程师为目标,下一步的设想是带领学生自己做出这样的单片机开发板。我们学院正调整电子线路设计课程的教学计划,从而实现与单片机课程有序衔接。每次上课之前,首先明确本次课程教学的目标,使学生知道本节课为了干什么?让学生带着目的去思考。一般情况下,我会用一堂课讲理论,第二堂课编写程序,并在开发板上实现,让学生即时对理论知识有了现场实际的实现。这里要注意,程序一定要现场写,出了错也没关系,让学生一起找程序的错误,提高了学生的专注力。例如,在讲完了单片机的整体结构,我首先讲解如何实现循环灯,当然之前要分析单片机开发板的硬件原理图,穿插讲解硬件的一些基本知识,为什么电路要这样设计?为什么要这样布板?接着用keil软件编程实现,现场演示。在实现定时器的实验的时候,我们同样使用循环灯实验,只不过确定了循环间隔。讲到外中断的时候,我们还是用固定间隔的循环灯,只不过这次实验只有家了触发,它才循环。从而使前后内容进行了很好的衔接。学生们对学习的内容和目标一目了然,大大增强了他们的学习兴趣和动力。

2.3改变考核方式,提高学生的实际动手能力

单片机作为一门实践性很强的学科,合适的实验尤为重要。传统的实验方式以教师为中心,按照指导书的步骤实现实验内容,缺乏必要的考核手段。在面向卓越工程师背景下,已有所欠缺。按照近3年的实践,我们提出了一套合适的实验实现和考核办法。作为一门实践性很强的课程,应提高实验在整个单片机课程的比重。我们的实验指导书只有每次实验的内容,实验步骤简略,让学生自己去摸索。实验的内容就是在课堂上演示程序的基础之上稍作修改即可,只要上课认真听总该没问题。同时要求学生自己购买单片机开发板,便于课后自己学习调试,而且开发板价格也不贵。根据近3年的统计,基本上2~3人就有一套单片机开发板。每次实验内容都是当堂布置的,建议用买的开发板实现。采取合适的实验考核手段对学好单片机尤为必要。我们实验时,原则上不超过3人一组,实验分数占单片机课程分数30%。而实验分数主要依据就是学生完成实验的情况。最先完成的一组100分,最后完成的一组60分,至于其他组的分数按照60~100等间距划分。实验的目的是为了掌握知识本身,而不是纯粹为了好的实验成绩,我们允许学生实验时交流。在每组学生做完时,我会提两个问题让学生回答,当然问的是本组做的比较少的同学。如果问题没有回答出来,20分钟后再有资格被我检查,还会问学生两个问题。所以实验时,每组学生都在认真的讨论,达到了良好的学习效果,提高了学生的实际动手能力。

2.4通过课程设计,增强学生实际解决问题的能力[6]

由于单片机的实验受课时的限制,每个实验往往都是就单片机某一方面的功能进行实现,缺乏单片机综合设计。所以为了更好把单片机所有功能综合在一起,增加了单片机课程设计这一环节。这也体现了卓越工程师计划“以应用为先导,强化学科基础,突出实践能力,重视创新潜质与素质协调发展”的人才培养思路。就本学院而言,安排了两周时间的课程设计,通过课程设计的实战性,提高学生实际解决问题的能力。我们安排5个课题,让学生进行选择,通过实际项目的设计,极大的提高了学生的学习积极性,更好的巩固了单片机基本知识,知道了单片机的实际作用。例如我们当中之一的课题就是温度控制器的设计,通过单片机测量现场温度,并能实现温度语言报警,而且结合所学软件知识,实现上位机的通信和即时数据的图形显示和存储。在课程设计过程中,也锻炼了学生绘制电路板的能力。通过课程设计这一环节,让学生掌握实际项目开发过程,从而为以后的工作打好良好的基础。

3结束语

卓越工程师计划强调学生对专业基础知识的深入掌握和对专业知识的熟练应用。通过对单片机课程的教学改革,增强了课程的实践性和实用性,充分调动了学生学习的积极性和主动性,培养了学生动手能力、分析和解决工程实践问题的能力,为学生在今后的实习与工作奠定良好的基础。(下转第2578页)

参考文献:

[1]王少怀,刘羽,黄培明,等.实施“卓越工程师教育培养计划”打造“双师型”教学团队[J].中国地质教育,2010(4):63-65.

[2]林健.“卓越工程师教育培养计划”专业培养方案研究[J].清华大学教育研究,2011,32(2).

[3]张春晶,孙立宏.单片机教学方法的改革与研究[C].第六届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集,2009: 563-565.

[4]邓文娟,朱兆优,王嵩.探索单片机教学改革提高学生工程实践能力[J].东华理工大学学报:社会科学版, 2010,29(4):383-386.

单片机理论论文范文4

计算机理论谈软件的破解与保护

常见的软件破解方法

首先我们来了解一下破解中几个重要的专业术语。

(1)断点,所谓断点就是程序被中断的地方,中断就是由于有特殊事件发生,计算机暂停当前的任务,转而去执行另外的任务,然后再返回原先的任务继续执行。解密的过程就是等到程序去获取我们输人的注册码并准备和正确的注册码相比较的时候将它中断下来,然后我们通过分析程序,找到正确的注册码。

(2)领空,所谓程序的领空,就是程序自己的领土地盘,也就是我们要破解的程序自己程序码所处的位置。每个程序的编写都没有固定的模式,所以我们要在想要切人程序的时候中断程序,就必须不依赖具体的程序设置断点,也就是我们设置的断点应该是每个程序都会用到的东西。

(3)API,即Application Programming Interface的简写,我们叫应用程序编程接口,是一个系统定义函数的大集合,它提供了访问操作系统特征的方法。API包含了几百个应用程序调用的函数,这些函数执行所有必须的与操作系统相关的操作,如内存分配、向屏幕输出和创建窗口等,WINDOWS程序以API为基础来实现和系统打交道。无论什么样的应用程序,其底层最终都是通过调用各种API函数来实现各种功能的。

了解了以上三个专业术语后,我们看下基本的软件破解方法。

2.2利用算法注册机。算法注册机是要在分析了软件的注册码算法的基础上,制作出来的一种可以自动生成软件注册码的程序。所以软件的算法很重要,一般软件作者自己也编写,方便软件的销售使用。这类软件加密的特点是一个注册码只能在一台电脑上使用,像和电脑进行了一对一的绑定。使用步骤是首先运行试用的软件,得到本台机器的软件机器码,再用算法注册机算号注册,然后用算法注册机直接算出合适的注册码,最后用算出来的注册码直接注册。

2.3利用内存破解。我们知道所有正在运行的程序的数据,全部都要加载到内存中去,软件在进行注册码认证的时候会有个比较的过程,所以我们只须知道所要破解软件的注册码的内存地址,就达到目的了。这种方法的优点是无须花大力气掌握软件注册码的算法,非常节省编写内存注册机的时间。步骤是先加载内存注册机,再通过它去获得内存中软件的真实注册码,或修改内存中软件相关的某些数据,来达到破解软件的目的。主要有2种方式,第一种直接从内存中得到注册码,第二种在内存中模拟已注册程序的运行环境。

2.4补丁破解法和文件注册法。补丁破解法是指用相关的补丁程序来修改软件,以达到破解软件的目的。此方法一般是破解软件的验证注册码或时间,基本上都是修改原程序的判断语句。比如程序试用期是一个月,就可以把这个修改掉,来达到无限使用的目的。文件注册法就是把软件的注册内容放到一个文件里,以方便自己或别人用它来注册,主要有注册表导人和注册文件导人两种方式。

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计算机理论探析计算机网络安全的现状和防范

现在,计算机通信网络以及Internet已成为我们社会结构的一个基本组成部分。网络被应用于各个方面,包括电子银行、电子商务、现代化的企业管理、信息服务业等都以计算机网络系统为基础。安全性是互联网技术中很关键的也是很容易被忽略的问题。在网络广泛使用的今天,我们更应该了解网络安全,做好防范措施,做好网络信息的保密性、完整性和可用性。

一、网络安全的含义及特征

(一) 含义。

网络安全是指网络系统的硬件、软件及其系统中的数据受到保护,不因偶然的或者恶意的原因而遭受到破坏、更改、泄露,系统连续可靠正常地运行,网络服务不中断。

(二)网络安全应具有以下五个方面的特征。

保密性:信息不泄露给非授权用户、实体或过程,或供其利用的特性。

完整性:数据未经授权不能进行改变的特性。即信息在存储或传输过程中保持不被修改、不被破坏和丢失的特性。 可用性:可被授权实体访问并按需求使用的特性。即当需要时能否存取所需的信息。例如网络环境下拒绝服务、破坏网络和有关系统的正常运行等都属于对可用性的攻击。

可控性:对信息的传播及内容具有控制能力。

可审查性:出现的安全问题时提供依据与手段

二、网络安全现状分析和网络安全面临的威胁

(一)网络安全现状分析。

互联网和网络应用以飞快的速度不断发展,网络应用日益普及并更加复杂,网络安全问题是互联网和网络应用发展中面临的重要问题。网络攻击行为日趋复杂,各种方法相互融合,使网络安全防御更加困难。黑客攻击行为组织性更强,攻击目标从单纯的追求“荣耀感”向获取多方面实际利益的方向转移,网上木马、间谍程序、恶意网站、网络仿冒等的出现和日趋泛滥;手机、掌上电脑等无线终端的处理能力和功能通用性提高,使其日趋接近个人计算机,针对这些无线终端的网络攻击已经开始出现,并将进一步发展。总之,网络安全问题变得更加错综复杂,影响将不断扩大,很难在短期内得到全面解决。总之,安全问题已经摆在了非常重要的位置上,网络安全如果不加以防范,会严重地影响到网络的应用。

(二)网络安全面临的威胁。

计算机网络所面临的威胁是多方面的,既包括对网络中信息的威胁,也包括对网络中设备的威胁,归结起来,主要有三点:一是人为的无意失误。如操作员安全配置不当造成系统存在安全漏洞,用户安全意识不强,口令选择不慎,将自己的帐号随意转借他人或与别人共享等都会给网络安全带来威胁。二是人为的恶意攻击。这也是目前计算机网络所面临的最大威胁,比如敌手的攻击和计算机犯罪都属于这种情况。三是网络软件的漏洞和“后门”。任何一款软件都或多或少存在漏洞,这些缺陷和漏洞恰恰就是黑客进行攻击的首选目标。绝大部分网络入侵事件都是因为安全措施不完善,没有及时补上系统漏洞造成的。此外,软件公司的编程人员为便于维护而设置的软件“后门”也是不容忽视的巨大威胁,一旦“后门”洞开,别人就能随意进入系统,后果不堪设想。

3、常见的软件保护方法

3.1注册码。软件的注册码一般都是一机一个,不能重复。下面我们来看看如何实现的。

第一步根据硬盘卷标和CPU序列号,生成机器码,首先编写public static string GetDiskVolumeSerialNum-ber()函数取得设备硬盘的卷标号,其次编写public static string getCpu()函数获得CPU的序列号,最后生成机器码,函数如下:

String Number; String public static string getsoftNum()

{strNum-=getCpu+GetDiskVolumeSerial-strsoftNum=strNum.Substring(0, 24);//从生成的字符串中取出前24个字符做为机器码return strsoftNum; }

第二步根据机器码生成注册码,需要编写public static string getRegistNum()函数来实现。

第三步。检查注册状况,若没有注册,可自定义试用天数,延迟,未注册画面等等,可编写private void CheckRegist0 Cpl数来实现。

3.2软加密。所谓软加密就是不依靠特别硬件来实现的对软件的保护技术。当前国际上比较通用的软件都采取软加密的方式,例如微软的windows系统、杀毒软件等,它的最大优势在于极低的加密成本。目前主要有密码法、计算机硬件校验法、钥匙盘法等。目前比较流行的是使用外壳,外壳分为压缩壳和加密壳,其中压缩壳的保护性比较弱,所以一般采用加密壳,其原理是利用堆栈平衡原理,修改程序人口处代码,使其跳转到壳代码执行解密程序,将原程序代码解密后跳回原程序的OEP继续执行。目前比较强的加密壳采用的是动态解密代码、SMC , IAT加密技术,程序在运行过程中动态解密代码,执行完毕后立刻删除,并且对IAT加密,当需要调用API时用解密算法算出API的实际地址来调用,更有甚者,壳里有壳。目前常见的比较强的5大壳有:( I ) EncryptPE,其特点是对IAT加密比较强,( 2 ) ASProtect,其特点是采用多层SEH,很容易把人转晕,( 3) ACProtect,其特点是采用stolen code的办法,( 4 ) Armadillo,其特点是双进程互相检测,(5)themida,其特点是采用虚拟机技术。好的加密效果在于让盗版者在破解被保护的软件时,付出巨大的代价,耗费极大的时间精力,最终被迫放弃攻击。

3.3硬加密。硬加密就是我们所说的加密狗或加密锁,是一种插在计算机USB口或并口上的软硬件结合的加密产品,目前绝大部分都是USB口形式,是基于硬件保护技术,其目的是通过对软件与数据的保护防止知识产权被非法使用,是保证高档软件在市场生命周期中免受盗版侵害的功能强大的工具。加密狗一般都有几十或几百字节的非易失性存储空间可供读写,现在较新的狗内部还包含了单片机。软件开发者可以通过接口函数和软件狗进行数据交换,来检查软件狗是否插在接口上。加密狗内置的单片机里包含有专用于加密的算法软件,该软件被写人单片机后,就不能再被读出。这样,就保证了加密狗硬件不能被复制。同时,加密算法是不可预知、不可逆的。加密算法可以把一个数字或字符变换成一个整数,如DConvert (6)=67876,DConvert(X)=34567 0

4、结束语

单片机理论论文范文5

根据肌电触发的神经肌肉电刺激(neuromuscular electrical stimulation,NMES)能改善患者肢体功能的作用、小脑顶核电刺激(fastigial nucleus stimulation, FNS)的神经源性保护原理、脊髓电刺激(spinal cord stimulation, SCS)促使大脑动脉血流分布增高的效应以及认知重新学习法(cognitive relearning,CR)的心理康复作用,本文提出了一种新型的“物理+心理”的综合康复疗法,并研制了相关的康复平台样机。该样机采用主从式结构,下位机包括肌电采集、NMES、FNS&SCS 等功能相对独立的电路模块,并通过串口与上位机(PC)进行通信。其中,NMES 模块采用了一种低频可调制方波作为电刺激波形;为了能有效地分离治疗阈值与疼痛阈值,FNS&SCS 模块则采用了随机信号调幅的无极性中频指数波;这两种电刺激波形均能解决对机体的适应性问题。

本论文主要的研究内容是基于PC 的康复平台软件的实现,按照软件工程思想、采用统一建模语言(unified modeling language, UML)、面向对象的程序设计技术(oriented object programming, OOP),本文具体运用BCB6.0 研究并设计了自动、人工、循环三种可视化的可交互的治疗模式,为“物理+心理”疗法的实现提供了软件平台的支持。同时利用数据库、API函数、多线程、双缓冲等技术完成了治疗参数控制、串口通信、方案维护、病历登记、复诊登记、信息查询、科室信息维护、绘图参数设置等功能模块。

【关键词】 脑卒中;神经肌肉电刺激;小脑顶核电刺激;脊髓电刺激;认知重新学习法

[Abstract] The movement function diseases and such syndromes as depression etc resulted from the stroke all do badly harm to human beings’ health and mentality. It’s well known that our nerve centre (brain & spinal cord) has the outstanding plasticity, which is one of the most important discoveries of ‘Brain’s 10-Years Plan’. Although, some ordinary rehabilitation methods derived from facilitation technique can help the recovery of the patient’s movement ability, the clinical result is not satisfied.According to the improvement effect from the EMG-triggered neuromuscular electrical stimulation to the limbs,the principle of neurogenic neuroprotective electrical stimulation to the cerebella fastigial nucleus, the increase action to the cerebral artery blood stream from spinal cord stimulation and the positive mentality function from cognitive

relearning method. The integration rehabilitation method of ‘Physical & Mental’ is brought forward and the medical instrument sample has been developed.The designed therapy instrument adopts the framework of distributed control system that comprises the extension set and PC. The extension set comprises several correspondingly independent circuit modules as EMG collection,NMES and FNS&SCS, which all communicate with PC by the standard serial port. Moreover, NMES module use one of the low frequency modulating rectangle wave as the stimulation output, and in order to separate therapy threshold and ache threshold, FNS&SCS module make use of the random signal modulating and non-polar differential exponent medium frequency pulse signal as carrier wave. Both of them can effectively solve the adaptability problem of simulating waveform to the human body.

This paper’s main work is the study of PC-based rehabilitation platform software, which complies with Software Engineering, adopts Unified Modeling Language and Oriented Object Programming and uses BCB6.0. We finished three visualized and alternating treatment modes (auto, manual, circular) to afford the ‘physical & mental’ therapy

method for the patient. Utilizing database,API functions,multithread,double-buffer and other technologies, the platform software has been finished with many functions and modules, such as cure parameters control, cure project setting,serial port communication, case register, re-enroll case, patient information query,department information maintenance,drawing parameters setting etc.[Keywords] Stroke; Neuromuscular electrical stimulation; Fastigial nucleus stimulation; Spinal cord stimulation; Cognitive re-learning

认知重新学习法(CR)是源于国外一个全新的概念,它已经被证实不仅是一种有效的脑卒中康复方法,而且还具有独特的心理辅助治疗作用。CR的一般作用方式是以自发肌电所触发的NMES 等生物反馈法为基础,让患者尽力思考,增加中枢神经对痪肢的控制,增加瘫痪肌肉的肌电水平,从而在达到或超过仪器所设定阈值后能够触发电刺激。如此反复作用,一方面,也会使患者意识到这是自己主动想象的结果,从而更加努力运动,可以增强治疗信心,明显改善抑郁情绪;另一方面,随着患者认知心理的重新学习和恢复,不仅可以促进脑部功能的重新组织,还可以激活一些原来闲置不用的神经通路,使其能够替代已受损的神经功能,从而使新的神经网络得以建立,肢体功能最终得以恢复。

1 系统总体设计的原则和思路

1.1 设计原则

现代医疗仪器的设计原则一般包括:信号因素、环境因素、医学因素、经济与时代因素5 个方面,这也是本文全部设计工作的基本准则。毋庸置疑,现代医疗仪器的一个重要发展方向是数字化和智能化;而且随着“以人为本”医疗理念的逐步深入,微创、无创的治疗方式更易于让患者、医院以及社会所接受。

1.2 设计思路

①无创性的要求:传统的电刺激以有创伤的方式为主,比如单独植入电极或全部植入刺激电极、脉冲发生器和导联线等,这不仅加深了病人的痛苦,使其产生抵触心理,而且也会引起交叉感染等。

由于近年来采用表面电极的电刺激疗法(比如NMES 或TENS 等)在脑卒中康复工作中取得了良好的效果,所以,本康复平台所有的电刺激均通过表面电极来实现。②有效性的要求:所研制的康复平台以肌电触发的NMES 为主,以经皮的FNS 和SCS 为辅,并利用计算机技术为CR 疗法提供实现的手段,期望通过上述“物理+心理”疗法促使患者运动功能、脑神经以及心理功能全面有效的康复。③安全性的要求:首先,相关电路模块的电气安全是设计中需要始终贯穿的问题;其次,探讨并选取安全、合适的电刺激波也是保证疗效的关键。④直观性的要求:为了使患者和医护人员能够观察所采集到的肌电、治疗参数等数据,借以发挥视觉信号的心理反馈作用,该平台需要配置一台能旋转的15”/17”的显示器(CRT 或LCD,分辨率1024*768,256 色以上为宜)。⑤模块化的要求:考虑系统功能的扩展和后期临床实验的要求,应该将相关电路和软件设计成相对独立的模块,这样便于组装和维护。⑥信息化的要求:康复平台的软件系统不只局限于为心理疗法和治疗控制提供支持,还应该提供病历登记、信息查询、治疗方案维护等软件功能,以便将来诊断工作以及科室间的信息共享工作的开展。⑦人性化的要求:应注重医护人员使用的简便性,比如,软件中的各种治疗参数要易于维护和控制;另外,成型后的仪器样机也能在病房和科室间移动。⑧可扩展性的要求:由于所提出的创新性的康复方法需要临床实验进行验证,所以在软硬件的设计中应该尽量采用便于功能扩展的技术和方法。

2 设计策略与技术路线

2.1 设计策略

当前数字医疗仪器的设计结构和方式有以下几种:①采用传统的基于单片机或DSP(数字信号处理器)控制的一体化式结构,体积小巧,结构紧凑,但功能不够强大,难于维护和升级。②运用新兴的虚拟仪器(virtual instruments, VI)技术,虽然设计周期短,技术更新快,但是专业软硬件设备的成本过高,也不符合仪器的后期小型化的需求。③ 使用当前流行的嵌入式技术(embedded technology,ET),那么仅在嵌入式系统的移植、搭建交叉编译环境、驱动与GUI 设计等方面就会耗费大量的时间和精力;此外市场上能符合本系统性能要求的开发板也是寥寥无几,价格不菲。④采用模块化电路结合PC 的方式,首先在制定好通信接口与协议的前提下,电路模块和软件系统可以分别独立设计;其次电路模块可以采用成熟的技术来实现(如51 单片机),而且PC 价格低廉,设计资料丰富;最后成型的电路模块分别与PC 上的软件进行联调组装即可。此外,这种方式也便于今后向工控机上移植。根据上述分析,作者借鉴了多参数生理监护仪和B 超工作站的设计方式,采用这种电路模块结合PC 的主从式结构以及“总—分—总”的设计策略,即先进行总体设计,再分别实现各个软/硬件模块,最后修改、调试、组装,完成样机。

2.2 技术路线

本设计主要的技术路线如下所述:①康复平台总体采用上述“主从式”结构,下位机的各个电路采用模块化设计方法;上位机(PC)的软件系统主要负责治疗参数控制,进行视觉信号反馈等。②具体而言,下位机应该至少包括肌电采集、NMES、FNS 以及SCS 电路,并统一使用MCS51作为主控单片机;考虑到所需要的肌电信号的频率范围,上下位机间通过标准的RS232 串口进行通信即可。考虑到一般的PC 配置有两个串口,所以可以把作为主要治疗手段的NMES 模块以及采集电路与串口1 连接,而将作为辅助治疗方法的 FNS、SCS 合并为一个模块并且与串口2 相连。③上位机软件主要实现以下功能:①借助软件所提供的视觉反馈引出CR 的心理作用,即肌电信号超过预定阈值后能触发NMES 的反馈作用;②通过串口控制采集电路和刺激电路模块;③提供病历登记、信息查询、治疗参数维护等功能模块。④成型后的样机拟组装于能移动的推车中以方便医护人员的使用。

总体的技术路线可总结为:立足于脑卒中康复理论和方法的创新,尽量采用成熟稳定的技术和方法。这样能尽快地完成样机的设计工作,从而能较快地对所采用的综合康复方法进行验证,并为后期的临床实验和技术升级做好准备。

3 系统总体设计

3.1 系统总体结构设计

综上所述,所设计的脑神经网络综合康复平台包括四部分,分别为肌电采集模块、NMES 模块、FNS&SCS 模块和康复平台软件系统(总体结构如1所示)。

其中,肌电采集模块和NMES 模块通过串口1与PC 进行通信,FNS&SCS 模块通过串口2 与PC进行通信。

3.2 物理+心理疗法的总体设计

本设计所提出的这种“物理+心理”的综合康复疗法无疑是整个系统的立足点,它不仅决定着系统性能的优劣,而且直接影响着软硬件的设计思路和实现方式。经过对生物反馈方法以及心理疗法的分析,结合医疗仪器控制与反馈技术的发展,作者提出了“开环治疗”及“闭环治疗”这两种主要的康复治疗模式。①闭环治疗这里的“闭环治疗”指的就是自发肌电所触发的NMES,其治疗流程如图2 所示。①首先让患者尽力思考,增加痪肢的肌电水平,由肌电采集模块检测并发送所采集到的微弱信号。②上位机软件同步显示所采集到的肌电以及预置的电刺激阈值,当某一时刻,患者努力活动的肌电最值超过这个阈值时,系统就启动一次NMES,从而引起一次有功能活动的肌肉收缩作为对患者努力的“回报”和“奖

励”。③软件的阈值能根据患者的肌电水平自动进行调节,从而促使患者不断地努力活动,不断得到这种奖励性质的电刺激。④如此反复,形成一种自发肌电触发NMES 的“闭环治疗”方式。总体而言,它在理论上可以为CR 的实现提供支持,即通过这种视觉信号的反馈使患者意识到这是自己想象和运动的结果,从而更加主动地去活动。在通过NMES改善脑卒中患者运动能力、重建大脑和瘫痪肌肉的

功能联系的同时,也能增强患者的治愈信心,改善抑郁情绪,从而促使患者认知的重新学习和心理功能的康复。

②开环治疗

“开环治疗”方式指的是传统的被动的康复方法,即系统只进行常规的电刺激(包括NMES,或FNS&SCS)治疗,此时系统所采集并描绘的肌电信号只起一种显示作用,而不再触发NMES,即是一种单向的开环的治疗。一般而言,这种方式适用于当患者肢体功能有一定恢复的中后期阶段的康复治疗。

当然,系统所提供的FNS&SCS 模块也能单独使用,比如在康复早期对患者进行FNS,借以发挥其改善患者大脑血流、保护脑神经组织、促进神经功能恢复的功效。此外,由于脑卒中患者在发病初期的自发肌电水平是非常微弱的,一般在2~20μV之间,远远不能达到促使肢体正常运动的目的。所以,可设想在康复初期经过本康复平台的FNS 或SCS 后,待其自发肌电水平有一定增加的情况下,再进行上述的“闭环治疗”,这也是一种可能的策略。

4 总结

单片机理论论文范文6

【关键词】无刷电机;换流方式;电子换向线路;Maxwell平台

【Abstract】First of all, on the basis of sufficient investigation and research, master the structure, working principle and characteristic of brushless motor, especially the combinations of the various types of position sensor, an armature coil and electronic commutation circuit, and changing flow, lay a good foundation for the next step of modeling and simulation; secondly, according to the technical parameters and requirements of a minitype electric sweeper construct small electric cleaning vehicles no brush DC motor drive system simulation model, launches in the electromagnetic simulation software Maxwell platform to design scheme of static and dynamic performance simulation research; third, according to the simulation results, design suggestions and opinions.

【Key words】Brushless motor; Commutation mode; Electronic commutation circuit; Maxwell platform

1 研究背景

1.1 无刷直流电动机

无刷直流电动机是近年来随着电子技术的迅速发展而发展起来的一种新型直流电动机,它是现代工业设备、现代科学技术和军事装备中重要的机电元件之一。无刷直流电动机是以法拉第的电磁感应定律为基础,而又以新兴的电子技术、数字技术和各种物理原理为后盾,因此它具有很强的生命力。

随着国民经济的发展、科学技术的进步和人民生活永平的提高。对电机的性能提出了许多新的更高的要求。而无刷直流电动机的问世和不断完善,以及电力电子技术的发展,为满足这些要求提供了可能。

无刷直流电动机是最近发展起来的结合了多学科技术的一种新型电机,其最大特点就是没有换向器(整流子)和电刷组成的机械接触机构。加之,它通常采用永磁体为转子,没有激磁损耗;发热的电枢绕组又通常装在外面的定子上,这样,热阻较小,散热容易。结合机电一体化,具有高速度、高效率、高动态响应、高热容量和高可靠性、无换向火花等优点,同时还具有低噪声和长寿命等特点。

众所周知,有刷直流电动机具有旋转的电枢和固定的磁场。因此,有刷直流电动机必须有一个滑动的接触机构――电刷和换向器,通过它们把电枢流馈给旋转着的电枢。无刷直流电动机却与前者相反,它具有旋转的磁场和固定的电流。这样,电子换向线路中的功率开关元件,如晶体管或可控硅等可直接与电枢绕组连接。

另外,在电动机内,装有一个位置传感器,用来检测主转子在运行过程中的位置。它与电子接向线路一起,代替了有刷直流电动机的机械换向装置。

综上所述,无刷直流电动机由下列三大部分组成:(1)电动机本体――带有电枢绕组的定子和永磁转子;(2)位置传感器;(3)电子换向线路。

与此同时,随着计算机硬件和软件技术的迅猛发展。数值计算、优化设计和仿真技术等现代设计方法的不断完善,经过电机学术界和工程界的共同努力,在无刷直流电动机的设计理论、计算方法、结构工艺和控制技术等方面都取得了突破性进展,形成了一整套分析研究方法和计算机辅助分析、设计软件。

1.2 小型电动清扫车驱动用电机的选型

由于最终电动清扫车需要批量生产,所以它的驱动电机需要具有结构简单,适合大批量生产,使用维修方便,价格便宜等优点。目前,市场上满足以上需求在电动汽车上己经使用的驱动电动机大致分为:直流电动机、感应电动机、永磁电动机和新型的开关磁阻电动机。

直流电动机具有结构简单、技术成熟、控制容易等优点,在早期的电动汽车和需要结构简单、动力性要求较低的电动汽车中得到了广泛运用,特别是一些场地专用电动车如:清扫车、观光旅游车、巡逻车等。换向器限制了电动机的转速,还有换向器和电需要定期维护,从而限制了直流电动机在电动汽车领域的广泛应用。

感应电动机具有效率高、功率较大、转速快、可靠性高及价格便宜等优点,使得它在电动汽车驱动电机领域占有很大比例。但是其控制系统比较复杂,导致控制成本相对较高,在一定程度限制了感应电动机在低成本电动汽车上的应用。

永磁电动机具有效率更高、高转速、可靠性好、体积小、质量轻、便于维修及采用矢量控制的调速系统使得它具有较宽广的调速范围等优点,使得它在电动汽车领域以后的发展空间比较大。但是永磁材料在恶劣工况下容易产生磁性衰退现象,以及永磁材料目前价格比较高,这些缺点限制了永磁电动机在电动汽车领域的进一步推广。

开关磁阻电动机是一种新型的电动机,具有结构简单、转矩-转速特性好、调速范围广及控制灵活等优点。但是它的调节性能和控制精度要求较高、工作噪声较大、技术还不完全成熟,这些缺点限制了开关磁阻电动机的发展。

综上所述,考虑到电动清扫车的驱动电机的转速相对较低,工作时振动频繁、噪声大、扬尘多,生产成本、维修方便等因素,本文选择直流电动机作为电动清扫车的驱动电机。

2 研究内容

小型电动清扫车驱动用无刷直流电动机的研究。其中最主要的就是其结构和原理。而结构和原理中最重要的是各种类型的位置传感器,电枢线圈和电子换向线路的组合方式,以及不同换流方式。无刷直流电动机,按照它们的工作特性,基本上可以分为两大类:

(1)直流电动机物性的无刷直流电动机。这类电动机由直流电源供电,借助位置传感器所检出的信号去触发对应的电子换向线路以实现无接触式换流。很显然,这种无刷直流电动机具有直流电动机的各种运行特性。

(2)交流电动机特性能无刷直流电动机。这类电动机也由直流电源供电,但通过逆变器将直流电变为交流电,然后去驱动一般的异步电动机,所以,它具有异步电动机或同步电动机的很多运行特性。

严格说来,只有具有直流电动机的特性才能称为“无刷直流电动机”。

我们研究的是一种应用于电动自行车上现的无刷直流电动机。它主要是完成以下的设计内容:

(1)无刷直流电动机的电磁设计方案;

(2)无刷电动机的驱动系统的设计;

(3)主要零部件图的绘制;

(4)说明书。

它的要求主要是技术方面的要求如下:

Un=48v Nn=1500r/min ηn=85% Pn=1.8kw

论文研究的是应用于小型电动清扫车上的无刷直流电动机,它要求小巧,质量轻而功率要达到预定的要求。还有我们要适当的选择电磁参数,以便满足电动机的运行特性,例如起动转矩倍数,时间常数,转矩波动,转速稳定度以及效率等。电力自行车是电瓶供电, 所以我们需要电机的效率高来达到省电的目的。同时我们在设计时选择合适的电机设计尺寸来达到与电机配套产品合适安装的目的。

3 研究方法、步骤和措施

采用以下几种方法对无刷直流电动机进行设计分析,可以得到令人满意的结果。大功率无刷直流电动机除采用直流电机设计方法外,还可用交流同步电机理论和设计方法对其进行分析,这是因为无刷直流电动机本体是一台永磁同步电机,采用同步电机理论分析中的矢量方法,可反映出无刷直流电动机本身的一些内部特性,从而可得到功率因数 定子漏抗、交、直轴电抗等参数。对于方波驱动的无刷直流电动机,计算电枢电流,电磁转矩等性能时,可以利用电机稳态运行时的周期性,在某一换向周期内,对应具体的驱动方式。建立正确的数学模型,并采用计算机仿真计算。

4 主要研究步骤

4.1 进行方案选择

整个电机的设计分为多个不同的部份和环节,其中不同的环节我们可以用不同的方法来实现。在设计的最开始,我们就必须根据性能要求,电机的经济性,实用性,其的工艺性,甚至社会性进行方案的选择。

4.2 按照所选方案进行具体的设计计算

在电机的设计方案确定后,再根据电机的性能要求进行数据方面的计算其中包括电磁设计和所用材料的性能校核来检验方案的合理性和为后一步的具体技术方面设计准备依据和标准。

4.3 按照设计计算结果进行具体技术方面设计

在这个环节中,我们必须进行具体的电机各个部份零件的尺寸,材料和各零件的加工工艺的确定。其中包括电机的结构设计,各部分所选用材料设计。必须给出电机的主要零部件图,电机的装配图,必要的话还要给出电机所用材料的性能数据图。

4.4 样机的试制和实验

在完成各部份的设计工作后,可以生产出样机来进而对设计工作进行实验。通过实验,可以检查电机是不是达到了课题要求的性能,如没有达到就必须进行必需的设计改动。再一次重复前面的工作。

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