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关键词：电动物流汽车；电机；现状与趋势
中图分类号：F253.9 文献标识码：A
Abstract： With the development of China's express delivery business blowout， a rapid growth in the number of logistics vehicles. In the context of energy constraints， environmental pollution， our government put the development of electric vehicles as a logistics solution to energy and environmental problems and realize the sustainable development of one of the major initiatives， the auto production enterprises will also electric car logistics as an important strategic direction grab the commanding heights of the auto industry in the future， the key components of the motor for electric vehicle logistics is currently using more ac asynchronous motor， permanent magnet synchronous motor and switched reluctance motor， the motor has advantages and disadvantages of each. From the angle of technological development， permanent magnetic motor will be a development trend. At the same time， from the point of automotive electrical installation convenience， etc， will be electric logistics hub motor car driving mode of the ideal.
Key words： electric automobile logistics； the motor； current situation and trend
动物流汽车是新能源汽车中发展较快的一个类型。新能源汽车用的驱动电机要满足频繁启/停、加减速，爬坡或低速时能提供较大转矩，在高速行驶时提供小转矩高转速，而且变速范围要宽。由于新能源汽车车载能源为动力电池，容量有限，为获得最大的行驶里程，大多数车辆都采用了能量回馈技术，即在汽车制动时，通过控制器将车轮损耗的动能反馈到电池中，并使电机处于发电状态，将发出的电输送到电池中[1]。因此，电动汽车的驱动机不能单纯的称为电动机，而应称为电机。
科技部要求新能源汽车技术研发将重点围绕电机驱动与电力电子、动力电池与电池管理等6个技术方向展开。考核指标为电机控制器峰值功率密度≥17kW/L，最高效率≥98.5%，匹配电机额定功率20kW至60kW，功能安全满足ISO26262标准ASCIL C级的要求，设计寿命达到15年或40万公里；装车应用≥10 000套[2]。
1 电动物流汽车对电机的要求
与工业生产机械、家用电器等的电机相比，电动物流汽车用驱动电机的工作比较特殊：
（1）电机工况复杂：电动汽车经常启停、加减速、上下坡等，电机的输出转矩和功率变化频繁。
（2）电机在冲击、振动的环境下工作：电动汽车的颠簸和振动都会传递给电机，此外，电机还要承受汽车在紧急制动、急转弯、急加速时的惯性力。
（3）车载电源能量有限：电动汽车的电源能源是有限的，当能量用尽时，需要停止运行，进行充电或添加燃料来恢复其消耗的能量。
（4）电机本身也是负载：电机及其控制器本身的质量也是车辆质量的一部分。
与工业用电机相比，针对电动物流汽车的驱动特点所设计的电机有着特殊的性能要求：
（1）电动物流汽车驱动电机要满足频繁的启停、加减速、转矩控制的动态性能要求较高，电机要有自动调速功能，能减轻使用者的操作强度，提高驾驶的舒适性，并且控制响应能达到与燃油车油门踏板同样的要求。
（2）在允许范围内尽量采用高电压，可减小电机和逆变器及其它装备的尺寸。
（3）为了减少整车的重量，通常取消多级变速器，这就要求在低速或爬坡时，电机可以提供较高的转矩，通常来说要能够承受4～5倍的过载。
（4）调速范围要宽，还需要在整个调速范围内保持较高的运行效率。
（5）电机设计时尽量设计为高额定转速，同时尽量采用铝合金外壳，各种控制器装备的质量和冷却系统的质量等也要求尽可能小，有利于减少电动汽车的重量。
（6）电动汽车应具有最优化的能量利用，具有制动能量回收功能，再生制动回收的能量一般要达到总能量的10%～20%。
（7）电机工作环境较差，要求电机要有很好的可靠性、耐高低温和耐潮性好、噪声低运行，同时还要保证电机的制造成本低。
（8）为保证安全，需要安装高压保护设备。
（9）结构要简单以便于维修，价格还要低廉。
2 电动物流汽车常用电机类型
直流电机、交流异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机是电动物流汽车常用的动电机。直流电机应用最早，这种电机的特点是控制性能好、成本低，但其重量过大、效率低、电刷和滑环的存在增加维护成本，尤其是电刷的磨损会带来安全隐患。
电动物流汽车对车用电机的要求不断提出新的要求，随着电控、机械制造和材料等技术的进步，交流异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机的性能将更为优越，是目前应用较为广泛的电动物流汽车用电机。电动物流汽车常用电机的性能和优缺点比较及应用车型如表1、表2所示。
3 电动物流汽车用电机发展趋势
3.1 永磁同步电机
由于永磁同步电机效率高、转矩密度高、高效区宽、调速范围宽、重量轻等优点，电机永磁化是未来电机的发展趋势之一[4]。
3.2 轮毂电机
轮毂电机技术又称为车轮内装式电机技术，是一种将电机、传动系统和制动系统融为一体的轮毂装置技术。轮毂电机可采用永磁无刷、直流无刷、开关磁阻等电机类型。由于电机处于车轮轮毂内，受体积限制，要求电机为扁形结构，即电机短而粗。
轮毂电机具有：更方便的底盘布置，更灵活的供电系统，更好的汽车底盘主动控制性能，最优的驱动力分配等技术优点。
由于采用了电动轮驱动的形式，没有了机械传动系，使车厢的空间更大，底盘布置更灵活，底盘通用性增强。同时，汽车的电源供电系统无论是采用燃料电池、超级电容或者蓄电池，或者是它们的组合，都不受限制，原来的机械硬连接动力传动形式也变为电缆进行供电的软连接形式。
轮毂电机的控制响应快、精度高，并且每个驱动轮由各自的控制器控制，可以实现最理想的控制效果。轮毂电机也有比如密封和起步电流/扭矩间的平衡关系，以及转向时驱动轮的差速问等题，但从电机驱动技术的特点和发展趋势来看，轮毂电机将是电动物流汽车最理想的驱动方式。
4 结束语
2015年，我国快递业务总量达到211亿件，同比增长54%，相比去年提高8%。随着整个快递业务量的爆发，物流车辆的增长数量也得到了快速增长。在能源制约、环境污染等大背景下，我国政府把发展电动物流汽车作为解决能源及环境问题、实现可持续发展的重大举措之一，各汽车生产企业也将电动物流汽车作为抢占未来汽车产业制高点的重要战略方向[5]。在政府与企业的共同努力下，我国电动物流汽车近几年展现出良好的发展势头。电机作为电动物流汽车上的关键零部件，其技术、产品品质等还要提升，行业标准还不完善，整个行业还处于起步阶段，关键技术方面还落后于发达国家。因此，加快新一代电机等技术研发，已成为我国“十三五”规划的重点突破方向。
参考文献：
[1] 李登辰. 轮边驱动电动汽车高速齿轮系统的设计与研究[D]. 青岛：青岛科技大学（硕士学位论文），2014.
[2] 刘重才. 电动物流车放量催生电机需求[N]. 上海证券报，2015-12-10（A06）.
[3] 陈艺端. 改进转子结构互感耦合开关磁阻电机性能的研究[D]. 北京：北京交通大学（硕士学位论文），2014.
【关键词】永磁同步电机;恒压频比开环控制;矢量控制;直接转矩控制
1.引言
近年来，随着电力电子技术、新型电机控制理论和稀土永磁材料的快速发展，永磁同步电动机得以迅速的推广应用。永磁同步电动机具有体积小，损耗低，效率高等优点，在节约能源和环境保护日益受到重视的今天，对其研究就显得非常必要。因此。这里对永磁同步电机的控制策略进行综述，并介绍了永磁同步电动机控制系统的各种控制策略发展方向。
2.永磁同步电机的数学模型
永磁同步电机（PMSM）的永磁体和绕组，绕组和绕组之间的相互影响，电磁之间的关系十分复杂，由于磁路饱和等非线性因素，建立精确的数学模型是很困难的。为了简化PMSM的数学模型，我们通常作如下的假设：
（1）磁路不饱和，电机电感不受电流变化影响，不计涡流和磁滞损耗;
（2）忽略齿槽、换相过程和电枢反应的影响;
（3）三相绕组对称，永久磁钢的磁场沿气隙周围正弦分布;
（4）电枢绕组在定子内表面均匀连续分布;
（5）驱动二极管和续流二极管为理想元件;
（6）转子磁链在气隙中呈正弦分布。
对于永磁同步电机来说，即用固定转子的参考坐标来描述和分析其稳态和动态性能是十分方便的。此时，取永磁体基波励磁磁场轴线即永磁体磁极的轴线为d轴，而q轴逆时针方向朝前90o电角度。d轴与参考轴A之间夹角为。图1为永磁同步电机（PMSM）矢量图。
图1 PMSM空间向量图
Fig.1 Space vector diagram of PMSM
根据图1所示向量图进行坐标变换，满足功率不变原则，得到在旋转坐标系下PMSM的数学模型方程如下
（1）电压方程
由三相静止轴系ABC到同步旋转轴系dq的变换得：
（1）
，Rs为定子相电阻，其中：
。
（2）磁链方程
（2）
式中为转子（永磁体）在dq轴的磁链，，ud、uq，id、iq和、分别为dq轴的电流、电压和磁链。、为dq轴的电感。
（3）转矩方程
电磁转矩的表达式为：
（3）
pn为极对数，定子磁链空间矢量，is为定子电流空间矢量。
3.恒压频比开环控制（VVVF）
恒压频比开环控制（VVVF）是为了得到理想的永磁同步电机转矩-速度特性，基于在改变电源频率进行调速的同时，又要保证电动机的磁通不变的思想而提出的。 按照这种控制策略进行控制，使供电电压的基波幅值随着速度指令成比例的线性增长，从而保持定子磁通的近似恒定。VVVF控制策略简单，易于实现，转速通过电源频率进行控制。但同时，由于系统中不引入速度、位置等反馈信号，因此无法实时捕捉电机状态，致使无法精确控制电磁转矩：在突加负载或者速度指令时，容易发生失步现象;也没有快速的动态响应特性。因此，恒压频比开环控制电机磁通而没有控制电机的转矩，控制性能差。通常只用于对调速性能要求一般的通用变频器上。
4.矢量控制（VC）
七十年代中期，德国学者提出“交流电机磁场定向的控制原理”，即用矢量变换的方法研究交流电机的动态控制规律。矢量控制理论采用矢量分析的方法来分析交流电机内部的电磁过程，是建立在交流电机的动态数学模型基础上的控制方法。它模仿对直流电机的控制技术，将交流电机的定子电流解祸成互相独立的产生磁链的分量和产生转矩的分量。分别控制这两个分量就可以实现对交流电机的磁链控制和转矩控制的完全解祸，从而达到理想的动态性能。使交流传动的动、静态特性有了显著的改善，开创了交流传动的新纪元。矢量控制是目前高性能交流电机调速系统所采用的主要控制方法，具有很好的动态性能。然而这种控制技术本身还是存在一些缺陷的，受电机参数影响较大，由于电机参数在不同运行情况与环境的多变性，所以系统鲁棒性不强;矢量控制的根本是实现类似直流电机的控制，因此需要进行复杂的解耦运算，增加了信号处理工作负荷，要求更高的硬件处理器配合;
5.直接转矩控制（DTC）
1985年德国学者M.DepenBrock教授首次提出了磁链采用六边形控制方案的直接转矩控制理论。该方法只是在定子坐标系下分析交流电机的数学模型，强调对电机的转矩进行直接控制，省掉了矢量旋转变换等复杂的变换和计算。其磁场定向所用的是定子磁链，只要知道定子电阻就可以把它观测出来。因此，DTC大大减少了矢量控制技术中控制性能易受参数变化影响的问题，很大程度上克服了矢量控制的缺点。
转差角频率越大，转矩越大。转差角频率增加，转矩也增加。说明异步电机的转矩和转矩增长率都可以通过控制定子磁场对转子的角频率来控制。也就是说，异步电机DTC是建立在电机转差角频率控制的理论基础上的。而同步电机并不存在这种转差角频率，正是由于这个原因，DTC策略在同步电机上没有能够快速地得到应用。直到1996年英国的French.C和Acarnley .P发表了关于PMSM的DTC的论文，1997年由澳大利亚的Zhong L， Rahman.M.T教授和南航的胡育文教授等合作提出了基于PMSM的DTC方案，初步解决了DTC控制策略在PMSM上应用的理论基础。有了这个理论基础，PMSM的DTC控制也成了众多学者研究的一个热点。
就目前而言，永磁同步电机控制的直接转矩控制摒弃了矢量控制解耦的思想，将转子磁通定向更换为定子磁通定向，通过控制定子磁链的幅值以及磁通角，达到控制转矩的目的，具有控制手段直接、结构简单高效、控制性能优良、动态响应迅速的特点。直接转矩控制在克服了矢量控制弊端的同时，这种粗犷式控制方式也暴露出固有的缺陷。首先控制器采用Bang-Bang控制，实际转矩必然在上下限内脉动;再者调速范围受限。在低速时，转矩脉动会增加，而且定子磁链观测值会不准。另外，电机参数的时变对直接转矩控制也有影响。
6.结论
本文所阐述的永磁同步电机的控制方式是最基本的三种控制方式。通过文中的阐述，可以看出每种控制方式都有其利弊，可以根据设备的应用环境工况来选择设备的控制方法。
同时随着控制理论的不断发展，学者们采用智能控制策略，如最优控制、遗传算法、模糊控制等方法，用来克服每种控制方式的弊端，使得永磁同步电机的应该更加广泛，充分发挥其体积小，损耗低，效率高等优点。
参考文献
[1]王成元，周美文，郭庆鼎.矢量控制交流伺服驱动电动机[M].北京：机械工业出版社，1994.
[2]李华德，杨立永，李世平.直接转矩控制技术的新发展[J].工业大学，2001.
[3]许大中编著.交流电机调速理论[M].杭州：浙江大学出版社，1991.
关键词：低压真空断路器；双稳态永磁操作机构；真空灭弧室参数；实体模型；有限元分析
中图分类号：TM153 文献标识码：A
1 引言
低压断路器广泛应用于低压配电路中，它不仅担负着反复地接通与断开低压配电电路，而且当电路发生过载、短路等故障时可以立刻动作，断开电路。
近年来，随着技术的发展一些基于真空灭弧室的低压断路器相继出现，但其操动机构基本上是传统的弹簧或电磁操动机构。由于在低压电器中80%的故障都是机械故障。而弹簧操动机构则是靠机械传动，零部件数量多，传动结构复杂，发生故障的概率很高，所以减少机械部件成为减少故障问题的主要方法。
永磁操动机构作为一种新型真空断路器的操作机构，零部件少，运动部件只有一个动铁心，所以大大降低了故障源，几乎不存在可靠性的问题、免维护，而且它的出力特性与反力特性配合良好，已经普遍应用于中、高压领域。本文设计一种配合低压真空灭弧室的双稳态永磁操动机构。对几种不同结构的双稳态永磁操动机构的电磁吸力特性进行分析。
2 设计模型
2.1 四种不同的结构设计
对电压等级不同的真空断路器，由于所带负载、传动机构的不同，动铁心受永磁体的力也不相同，机构的分、合闸动作的时间（分合闸时间）、速度（分合闸速度）也不相同，因此永磁操动机构的结构形式、性能参数也不相同。所以，不同的断路器，根据情况的不同需配备不同结构形式的永磁操动机构。在设计结构前，首先应该对结构、参数和能耗进行分析计算，使其均达到目标要求。由此本文提出了结构形式不同的四种双稳态永磁操作机构：（a）永磁体紧靠动铁心，（b）永磁体紧靠动铁心，但由于在气隙下面加了极靴，因此整个动铁心的长度减小，但是动铁心的行程与（a）保持相同，（c）永磁体紧靠静铁心，（d）永磁体占满整个磁轭部分。
2.2 双稳态永磁操动机构工作原理
虽然结构各不相同，但工作原理却一致，以（a）为例说明。
假设开始时断路器位于合闸的状态，那么动铁心处于操动机构的顶部。所以机构上端空气隙小磁阻小，下端空气隙大磁阻大，因此由永磁体所产生的磁力线绝大部分都通过上部磁路，将动铁心吸合在合闸位置。
当对断路器进行分闸操作时，只需在分闸线圈中通过大小适当的电流，而这一电流产生的磁力线和静铁心上部的磁力线方向完全相反，起到抵消的作用。但是分闸线圈在中部产生的磁力线方向与永磁体在中部产生的磁力线方向却一致。因此动铁心受到的向上的电磁吸力逐渐减小，当分闸线圈中的电流增大到一定程度时，动铁心所受到的电磁吸力之和大于动铁心上的负载，此时动铁心将会向下运动。
当动铁心开始向下运动时，其机构顶端与静铁心的上面的磁极之间的空气隙会越来越大，进而使上面的磁阻逐步增大，而下面的磁阻则会慢慢变小。并且向下运动的过程中伴有电流的增大，使动铁心受的向下的合力增大，进而使得整个动铁芯加速向下运动。当动铁芯到达底部会被永磁体所吸合，此时即使断开分闸线圈中的电流，动铁心依旧会维持在机构的底部即分闸状态。
合闸过程与分闸过程完全相似；这里不再叙述。
3 理论分析及计算
以上的公式说明任何磁场都可当作由分布电流产生，根据经验永磁体有以下两种电流模拟的方法：
（1）永磁体整个区域内部充满电流的模型（体电流模型）。
（2）永磁体外部边界上存在的电流的模型（面电流模型）。
4 仿真及优化设计
永磁操动机构的分、合闸操作以及位置维持依赖于机构内部的磁场变化来实现，所以对机构中的磁场变化进行研究具有重要意义。根据经验和实际理论计算出的尺寸进行实体建模并做如下仿真。
（1）未通电情况下，永磁体单独作用的磁通分布可以说明其工作原理。由于下面的磁路的空气隙使磁阻很大，所以此时磁通几乎都通过上面的磁路。
（2）当接收到分闸命令后，分闸线圈中开始通电，线圈产生的磁场使动铁心下面的磁场变强。随着电流的不断增强，动铁心受线圈产生向下的吸力变大，此力与永磁体产生的电磁吸力相反。使动铁心受到的向上电磁吸力越来越小。
（3）通过对不同电流等级的磁力线分布获得不同结构下的电磁力之和，通过分析结果进而做出优化选择。由于优化是又一个深入的课题，再次就不加以论述。
结论
根据以上实验数据，可以得出：
（1）当分、合闸线圈中通入的电流为零时，动铁心受到的吸力与其体积成正比。
（2）（a）结构线圈作用在动铁心上的力是最先克服永磁吸力向下运动的，而（b）、（c）、（d）结构的线圈需要通入很大的电流才能使动铁心开始动作。
由此可知，在设计永磁机构时，选择方向的不同，会使设计的结构也不同。如果从节能方面考虑，（a）结构更加合适，原因是和另外三种结构相比（a）中线圈通入的电流很小时动铁芯就开始动作；若从结构小型化来设计，（d）更好，因为在操作设备体积相同的时候，（d）结构提供的永磁吸力是最大的。尽管（c）结构耗能大，但是也有它自己的优点，比如如果通入的电流很大时它所产生的永磁吸力也很大，所以（c）结构更适合电压相对较高的真空断路器。
综合考虑低压真空断路器灭弧室的性能要求（动作快，精度高），所以在设计操动机构时，（a）更合理、可行。
参考文献
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[10]朱胜龙，严金成.智能型永磁机构真空断路器的研制[J].江苏电气，2008，06（03）：50-52.
论文摘要：交流电动机固有的优点是：结构简单，造价低，坚固耐用，事故率低，容易维护；但它的最大缺点在于调速困难，简单调速方案的性能指标不佳，这只能够依靠交流调速理论的突破和调速装置的完善来解决。本文论述了交流调速传动的现状和发展
交流传动系统之所以发展得如此迅速，和一些关键性技术的突破性进展有关。它们是功率半导体器件（包括半控型和全控型）的制造技术、基于电力电子电路的电力变换技术、交流电动机控制技术以及微型计算机和大规模集成电路为基础的全数字化控制技术。为了进一步提高交流传动系统的性能，国内外有关研究工作正围绕以下几个方面展开：
1 采用新型功率半导体器件和脉宽调制（PWM）技术
功率半导体器件的不断进步，尤其是新型可关断器件，如BJT（双极型晶体管）、MOSFET（金属氧化硅场效应管）、IGBT（绝缘栅双极型晶体管）的实用化，使得开关高频化的PWM技术成为可能。目前功率半导体器件正向高压、大功率、高频化、集成化和智能化方向发展。典型的电力电子变频装置有电压型交-直-交变频器、电流型交-直-交变频器和交-交变频器三种。电流型交-直-交变频器的中间直流环节采用大电感作储能元件，无功功率将由大电感来缓冲，它的一个突出优点是当电动机处于制动（发电）状态时，只需改变网侧可控整流器的输出电压极性即可使回馈到直流侧的再生电能方便地回馈到交流电网，构成的调速系统具有四象限运行能力，可用于频繁加减速等对动态性能有要求的单机应用场合，在大容量风机、泵类节能调速中也有应用。电压型交-直-交变频器的中间直流环节采用大电容作储能元件，无功功率将由大电容来缓冲。对于负载电动机而言，电压型变频器相当于一个交流电压源，在不超过容量限度的情况下，可以驱动多台电动机并联运行。电压型PWM变频器在中小功率电力传动系统中占有主导地位。但电压型变频器的缺点在于电动机处于制动（发电）状态时，回馈到直流侧的再生电能难以回馈给交流电网，要实现这部分能量的回馈，网侧不能采用不可控的二极管整流器或一般的可控整流器，必须采用可逆变流器，如采用两套可控整流器反并联、采用PWM 控制方式的自换相变流器（“斩控式整流器”或 “PWM整流器”）。网侧变流器采用PWM控制的变频器称为“双PWM控制变频器”，这种再生能量回馈式高性能变频器具有直流输出电压连续可调，输入电流（网侧电流）波形基本为正弦，功率因数保持为1并且能量可以双向流动的特点，代表一个新的技术发展动向，但成本问题限制了它的发展速度。通常的交-交变频器都有输入谐波电流大、输入功率因数低的缺点，只能用于低速（低频）大容量调速传动。为此，矩阵式交-交变频器应运而生。矩阵式交-交变频器功率密度大，而且没中间直流环节，省去了笨重而昂贵的储能元件，为实现输入功率因数为1、输入电流为正弦和四象限运行开辟了新的途径。
随着电压型PWM变频器在高性能的交流传动系统中应用日趋广泛，PWM技术的研究越来越深入。PWM利用功率半导体器件的高频开通和关断，把直流电压变成按一定宽度规律变化的电压脉冲序列，以实现变频、变压并有效地控制和消除谐波。PWM技术可分为三大类：正弦PWM、优化PWM及随机PWM。正弦PWM包括以电压、电流和磁通的正弦为目标的各种PWM方案。正弦PWM一般随着功率器件开关频率的提高会得到很好的性能，因此在中小功率交流传动系统中被广泛采用。但对于大容量的电力变换装置来说，太高的开关频率会导致大的开关损耗，而且大功率器件如GTO的开关频率目前还不能做得很高，在这种情况下，优化PWM技术正好符合装置的需要。特定谐波消除法（Selected Harmonic Elimination PWM——SHE PWM）、效率最优PWM和转矩脉动最小PWM都属于优化PWM技术的范畴。普通PWM变频器的输出电流中往往含有较大的和功率器件开关频率相关的谐波成分，谐波电流引起的脉动转矩作用在电动机上，会使电动机定子产生振动而发出电磁噪声，其强度和频率范围取决于脉动转矩的大小和交变频率。如果电磁噪声处于人耳的敏感频率范围，将会使人的听觉受到损害。一些幅度较大的中频谐波电流还容易引起电动机的机械共振，导致系统的稳定性降低。为了解决以上问题，一种方法是提高功率器件的开关频率，但这种方法会使得开关损耗增加；另一种方法就是随机地改变功率器件的导通位置和开关频率，使变频器输出电压的谐波成分均匀地分布在较宽的频带范围内，从而抑制某些幅值较大的谐波成分，以达到抑制电磁噪声和机械共振的目的，这就是随机PWM 技术。 转贴于
2应用矢量控制技术、直接转矩控制技术及现代控制理论
交流传动系统中的交流电动机是一个多变量、非线性、强耦合、时变的被控对象，VVVF控制是从电动机稳态方程出发研究其控制特性，动态控制效果很不理想。20世纪70年代初提出用矢量变换的方法来研究交流电动机的动态控制过程，不但要控制各变量的幅值，同时还要控制其相位，以实现交流电动机磁通和转矩的解耦，促使了高性能交流传动系统逐步走向实用化。目前高动态性能的矢量控制变频器已经成功地应用在轧机主传动、电力机车牵引系统和数控机床中。此外，为了解决系统复杂性和控制精度之间的矛盾，又提出了一些新的控制方法，如直接转矩控制、电压定向控制等。尤其随着微处理器控制技术的发展，现代控制理论中的各种控制方法也得到应用，如二次型性能指标的最优控制和双位模拟调节器控制可提高系统的动态性能，滑模（Sliding mode）变结构控制可增强系统的鲁棒性，状态观测器和卡尔曼滤波器可以获得无法实测的状态信息，自适应控制则能全面地提高系统的性能。另外，智能控制技术如模糊控制、神经元网络控制等也开始应用于交流调速传动系统中，以提高控制的精度和鲁棒性。
3广泛应用微电子技术
随着微电子技术的发展，数字式控制处理芯片的运算能力和可靠性得到很大提高，这使得全数字化控制系统取代以前的模拟器件控制系统成为可能。目前适于交流传动系统的微处理器有单片机、数字信号处理器（Digital Signal Processor--DSP）、专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit--ASIC）等。其中，高性能的计算机结构形式采用超高速缓冲储存器、多总线结构、流水线结构和多处理器结构等。核心控制算法的实时完成、功率器件驱动信号的产生以及系统的监控、保护功能都可以通过微处理器实现，为交流传动系统的控制提供很大的灵活性，且控制器的硬件电路标准化程度高，成本低，使得微处理器组成全数字化控制系统达到了较高的性能价格比。
关键词：永磁同步电动机；应用特性；研究
引言
稀土永磁电动机具有高效节能的显著优点，应用范围正日益遍及国防、航空航天、工农业生产和日常生活的诸多领域，发展潜力巨大。相较于电励磁电动机，稀土永磁电动机结构特殊且种类多样，传统的设计理论和分析方法已难以适应高性能电机研发的要求，需要综合运用多学科理论和现代设计手段，进行创新研究。传统设计模式得到的产品，在工况相对固定的应用场合，能够表显出良好的技术性能，但在永磁同步电动机实际运用的过程中，其振动与噪声始终没有得到有效解决，甚至会对其实际运行的稳定性产生不利的影响。为此，针对永磁同步电动机设计当中的关键技术研究十分有必要，同样也逐渐成为国民经济发展的关键增长点。因此，本文在电机和电磁场理论的基础上，结合实际工程应用问题，对永磁同步电动机的工作工程中的振动和噪声问题进行实验分析研究，并提出具体解决改善措施。论文的工作主要集中在以下几个方面：（1）测试装置与系统的实验，选择11kW的永磁同步电动机，对其振动和噪声的特性进行测试。其中，将非金属环合理安装于9000A的涡流传感器之上，随后，同样将其安装在轴承端盖的位置，进而对转子动态特性展开全面测试。（2）永磁同步电动机振动与噪声信号的分析，通过对永磁同步电动机振动和噪声信号的测试与分析，当电动机处于额定负载的情况下，其振动信号呈现出一簇脉冲，其电流信号也有所改变，并非正常的正弦时域波形。（3）对噪声频谱的分析，当11kW永磁同步电动机处于空载状态时，根据声压级频谱的内容可以发现，其中存在两个峰值。而当11kW永磁同步电动机处于额定负载的状态下，根据声压级频谱内容可以发现，存在三个峰值。而通过噪声频谱与振动频谱的对比和比较，可以发现对于永磁同步电动机噪声产生影响的因素中，轴承振动并非主要矛盾。通过对空载以及额定负载条件下的声压级频谱对比与比较可以发现，峰值多出一，而具体的原因就是受负载增加的影响，导致电流与功角随之提高，进而生成了频率成分。
以下是详细实验过程：
1 永磁同步电动机应用特性的实验分析――以振动与噪声为实验对象
1.1 测试装置与系统的实验
选择11kW的永磁同步电动机，对其振动和噪声的特性进行测试。其中，将非金属环合理安装于9000A的涡流传感器之上，随后，同样将其安装在轴承端盖的位置，进而对转子动态特性展开全面测试。
1.2 永磁同步电动机振动与噪声信号的分析
通过对永磁同步电动机振动和噪声信号的测试与分析，当电动机处于额定负载的情况下，其振动信号呈现出一簇脉冲，其电流信号也有所改变，并非正常的正弦时域波形[1]。
1.3 对噪声频谱的分析
当11kW永磁同步电动机处于空载状态时，根据声压级频谱的内容可以发现，其中存在两个峰值。而当11kW永磁同步电动机处于额定负载的状态下，根据声压级频谱内容可以发现，存在三个峰值。而通过噪声频谱与振动频谱的对比和比较，可以发现对于永磁同步电动机噪声产生影响的因素中，轴承振动并非主要矛盾。通过对空载以及额定负载条件下的声压级频谱对比与比较可以发现，峰值多出一个，而具体的原因就是受负载增加的影响，导致电流与功角随之提高，进而生成了频率成分。
2 改善永磁同步电动机应用特性的具体措施
2.1 有效降低力波
第一，绕组选择要科学。在选择定子绕组的过程中，最好选择谐波磁动势不高的，像是正弦绕组，能够有效地降低噪声。第二，将定子槽与转子槽的开口宽度减小。通过半闭口槽亦或是闭口槽能够使气隙磁导谐波有效降低。与此同时，为了能够实现转矩脉动的降低，就需要采用槽开口宽度增大的方式。第三，气隙磁通密度适当减少。因为径向力和气隙磁密平方呈现出正比例关系，而振幅和径向力同样呈正相关关系。除此之外，升功率和振幅平方近似呈正比例的关系[2]。在这种情况下，磁通的密度如果相对较高，那么不仅只是声功率随之提高，同样还会影响系统运转的效果，分叉与混沌现象的发生几率会更高。然而，一旦减小气隙磁密，还会使电动机的自重增加。在这种情况下，应当综合考虑多种因素来进行设计。
2.2 磁场应对称
在永磁同步电动机实际运行的过程中，如果转子偏心很容易引起低阶径向力，导致电动机自身的噪声不断增加[3]。在这种情况下，不仅要对加工工艺与装配工艺进行合理地控制，同样采取定子并联绕组的方式，也能够避免因转子不同心而带来的噪声，这样就能够确保各级磁通处于一致状态，有效地规避了磁拉力出现的不平衡性，使得振动与噪声的产生几率下降。
2.3 斜槽与斜极的控制
对于永磁同步电动机来说，将其定子铁心以斜槽的形式制作出来，能够确保径向力波始终沿着电动机的长度方向轴线来移动[4]。这样一来，其沿着轴线方向的平均径向力就会随之下降，同时，附加转矩以及噪声也会随之降低，然而，实际的附加损耗却并不会下降。
2.4 定子动态振幅与声振幅的合理减少
第一，要科学增加阻尼。可以在永磁同步电动机的定子铁心以及机座中适当地涂上阻尼材料，与此同时，使用清漆亦或是环氧树脂，实现定子叠片的有效粘结[5]。基于此，应当对定子铁心以及机座间存在的间隙进行及时填充，这样也能够使电动机阻尼不断增加。第二，声辐射效率的减少。在对永磁同步电动机声辐射功率进行计算的过程中，主要是相对声强辐射系数和无穷大平板声强公式相乘[6]。其中，相对声强辐射的系数和电动机的定子长径比以及振动模态阶数等存在紧密的联系。为此，在立波阶数的增加，使声强辐射系数减少，可以有效地控制噪声。
3 结束语
综上所述，永磁同步电动机在实践应用中的作用十分重要，所以，对其应用特性的研究具有重要的现实意义。电动机振动过大不仅会对运行可靠程度带来负面影响，同样还会引发噪声。因而，文章将稀土永磁同步电动机作为重点研究对象，并且以振动和噪声两个特性为例，阐述了控制这两种特性的可行性方式，以期为永磁同步电动机的正常运转提供有价值的参考依据，充分发挥其自身的功用。
参考文献
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[2]姬芬竹，高峰.电动汽车驱动电机和传动系统的参数匹配[J].华南理工大学学报（自然科学版），2006（04）.
[3]王家军.速度指定位置跟踪双永磁同步电动机的反推控制[J].控制理论与应用，2015，32（2）：202-209.
[4]杨玉波，王秀和，张鑫，等.磁极偏移削弱永磁电机齿槽转矩方法[J].电工技术学报，2006（10）.
关键词：胶带输送机 磁力清扫装置 除杂效果
1 背景技术
带式输送机又称胶带输送机，是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。主要由机架、输送带、托辊、滚筒、张紧装置、传动装置等组成。带式输送机是煤矿最理想的高效连续运输设备，与其他运输设备（如机车类）相比，具有输送距离长、运量大、连续输送等优点，而且运行可靠，易于实现自动化和集中化控制，尤其对高产高效矿井，带式输送机已成为煤炭开采机电一体化技术与装备的关键设备。
在煤矿运输过程中，输送带上会残留很多煤矿粉，带式输送机输送物料过程中，若残留附着物料进入滚筒或托辊轴承座内会加快轴承磨损、滚筒或托辊表面粘上物料会撕裂和拉毛输送带面胶，加速输送带的磨损和毁坏。如果物料在带式输送机尾部改向滚筒或垂直拉紧滚筒表面附着并结块会造成输送带跑偏，增加输送带的磨损，甚至撕裂滚筒包胶层等造成严重后果。在现有的胶带机清扫器领域清扫器种类很多，在压紧方式分类上大致分为弹力压紧、自重压紧、电动压紧等。对于弹力、自重、电动压紧的清扫器在生产中除杂效果并不是很理想，弹力、电动压紧方式过于机械容易损伤皮带，自重压紧对较细颗粒除杂效果不理想，另外对于带面不平整的胶带机上述清扫器不能把带面杂物完全清除。
2 胶带输送机的磁力清扫装置工作原理
为解决上述问题，本论文设计了一种用于胶带输送机的磁力清扫装置，包括上胶带和下胶带，以及位于上下两胶带之间的刮刀，以及安装所述刮刀的刮刀固定座，其中，在所述输送机下胶带的两侧分别安装有不同磁极性的的至少两块永磁体，或者在所述输送机下胶带的其中一侧安装有相同磁极性的至少两块永磁体，所述永磁体通过异性相吸或同性相斥的作用实现刮刀的上下移动。
刮刀由依次重叠排列的多个小刮刀组成，小刮刀依次紧凑的排列成一排，并均固定于同一刮刀固定座上，在刮刀固定座顶部还安装有弹簧，弹簧也设有多组，多组弹簧也依次紧凑排列成一排，弹簧另一端连接有永磁体，另一永磁体设于下胶带下方或上胶带下方，并间隔设置。
永磁体的两边安装在两细条型的磁极固定座上，磁极固定座中部开设有磁极滑槽，其中一永磁体与磁极固定座实现固定连接，另一永磁体与磁极滑槽形成滑动连接，刮刀固定座也通过磁极滑槽并在弹簧的作用下带动刮刀实现上下移动。
当永磁体安装的位置位于下胶带的两侧时，其中一永磁于下胶带下方，两端与磁极固定座的边部固定住，并与下胶带设有一定的间隔，与下胶带面接触的为刮刀，刮刀由刮刀固定座固定，刮刀固定座上面设有多组弹簧，刮刀固定座可通过磁极滑槽滑动，弹簧的另一端为另一永磁体，由于两组永磁体是异性磁极相对（N极和S极），故存在异性相吸的力，而上面一永磁体受到下面一固定住的永磁体的吸力，会向下移动，进而给刮刀提供刮尘的动力，而弹簧的作用更保证了二者一个合适的并具有弹性的活动空间。
当永磁体安装的位置位于下胶带的同一侧时，此时，只需要其中一永磁体设于另一可滑动的磁极的同一侧，利用二者的排斥力（N、N极相对或S、S极相对），促使另一可滑动的永磁体上下移动，而受到弹簧的作用又不会一直向下移，具有一个往复运动的轨迹。
3 胶带输送机的磁力清扫装置具体实施方式
以下结合附图对胶带输送机的磁力清扫装置作进一步详细说明。
如图1所示，图1为本装置的实施例一。
图1
图2
本胶带输送机的磁力清扫装置利用异性相吸的原理来给刮刀动力，参照图1、图2所示，其包括平行设置的两磁极固定座10，两固定座之间的距离设为1800mm，磁极固定座10中部开设有磁极滑槽20，还包括两块永磁体，上永磁体30和下永磁体40、刮刀固定座50均直接连接在两磁极固定座10之间，这样两永磁体以及刮刀固定座的的长度均为1800mm，与两固定座之间的距离相同，永磁体的高度可设为100mm，其中，位于下胶带60下方的下永磁体40是通过螺钉与磁极固定座固定住的，位于下胶带60上方的上永磁体30和刮刀固定座50均是可在磁极滑槽20中滑动的。
在下永磁体40的上面并与其具有一定的间隔的是下胶带60，与下胶带接触的是一系列合金小刮刀80，紧凑重叠布置有16个，宽度为110mm，高度为120mm，重叠放置的合金刮刀因为没有间隙具有整体刮刀全面处理的效果，而且由于皮带面上不平整，个别地方有凹陷时，通过设置的小刮刀，其处理效果比整体效果更好，小刮刀的活动性更强。
该多个小刮刀80均固定在刮刀固定座50上，该刮刀固定座50可以设置多个，每个固定座均固定该对应的小刮刀，也可以整体设置为一条，刮刀固定座的作用是为了防止刮刀在皮带运转时被带动运动使其保持一定的方向，不随意活动。
刮刀固定座50的上端是多组弹簧70，弹簧70与刮刀固定座50可以固定连接也可以不固定连接，弹簧的高度设为75mm，弹簧也设有多组，其设置的组数跟小刮刀的个数相同，也是依次排列连接，弹簧70的上端是另一永磁体，该永磁体安装在磁极滑槽20中，该永磁体的上部为上胶带90。
由于两永磁体为N、S极相对，上永磁体30受到下永磁体40的吸力，会沿着磁极滑槽20下滑，通过弹簧70以及刮刀固定座50的作用带动小刮刀80进行皮带清扫，并且当遇到带面破损时会及时上移防止对皮带造成更严重的损坏，弹簧一方面为刮刀提供一个合理的弹性的垂直活动空间，另一方面当带面不平整时，也能与带面紧密接触起到良好的清扫作用。
当采用同性相斥的原理实现刮刀清扫时，只需将实施例一中原位于下胶带下发固定的下永磁体重新安装至上永磁体的上端，同样地，该永磁体固定住，其下部的下永磁体仍然可在滑槽中滑动，通过同性相斥的力的作用进行除杂作业。
4 结论
与现有技术相比，这种新型的胶带输送机磁力清扫装置是通过两永磁体的同性相斥、异性相吸的原理来实现的，通过磁力实现刮刀的清洁作用。它通过磁场产生的磁场力，具有很高的强度同时还具有弹性空间，可以保证在完成除杂作业时又不损伤带面。可广泛应用于钢铁、矿山、码头、电厂等行业的带式输送机，清扫效果明显，安装调试维护方便，安全性高。
5 参考文献
[1] 王金梁.带式输送机在使用中存在的主要问题及其解决办法[J]. 科技信息.2010（26）.
【关键词】数控车床；维护保养
1.数控车床维护保养工作的基本条件
数控车床的身价从几十万元到上千万元，一般都是企业中关键产品、关键工序的关键设备，一旦故障停机，其影响和损失往往很大。但是，人们对这样的设备往往更多地是看重其效能，而不仅对合理地使用不够重视，更对其保养及维修工作关注太少，日常忽视对保养与维修工作条件的创造和投入，故障出现临时抱佛脚的现象很是普遍。因此，为了充分发挥数控车床的效益，我们一定要重视日常维护工作，创造出良好的维修条件。
1.1人员条件
数控车床电气维修工作的快速性、优质性关键取决于电气维修人员的素质条件。
首先要有高度的责任心和良好的职业道德；知识面要广，要学习并基本掌握有关数控车床的各学科知识，如计算机技术、模拟与数字电路技术、自动控制与拖动理论、控制技术、加工工艺以及机械传动技术，当然还包括基本数控知识；应经过良好的技术培训，数控技术基础理论的学习，尤其是针对具体数控车床的技术培训，首先是参加相关的培训班和车床安装现场的实际培训，然后向有经验的操作、维修人员学习，而更重要且更长时间的是自学；勇于实践，要积极投入数控车床的维修与操作的工作中去，在不断的实践中提高分析能力和动手能力；掌握科学的方法，要做好维修工作光有热情是不够的，还必须在长期的学习和实践中总结提高，从中提炼出分析问题、解决问题的科学的方法；学习并掌握各种电气维修中常用的仪器、仪表和工具。
1.2物质条件
准备好通用的和专用的数控车床电气备件；常备电器元件应做到采购渠道快速畅通；必要的维修工具、仪器仪表等，最好配有笔记本电脑并装有必要的维修软件；要有完整的数控车床技术图样和资料；数控车床使用、维修技术资料档案。
1.3关于预防性维护
预防性维护的目的是为了降低故障率，其工作内容主要包括下列几方面的工作：
要分配专门的操作人员、工艺人员和维修人员，所有人员都要不断地努力提高自己的业务技术水平；建档针对每台车床的具体性能和加工对象制定操作规章，建立工作与维修档案，要经常检查、总结、改进；建立日常维护保养计划，保养内容包括坐标轴传动系统的、磨损情况，主轴等，油、水、气路，各项温度控制，平衡系统，冷却系统，传动带的松紧，继电器、接触器触头清洁，各插头、接线端是否松动，电气柜通风状况等等，及各功能部件和元件的保养周期。
2.数控车床维护保养工作内容
数控车床具有集机、电、液为一体的自动化机床，经各部分的执行功能最后共同完成机械执行机构的移动、转动、夹紧、松开、变速和换刀等各种动作，可见做好数控车床的日常维护保养将直接影响机床性能。数控车床日常维护主要包括机床本体、主轴部件、滚珠丝杠螺母副、导轨副、电气控制系统、数控系统等维护。
2.1外观保养
每天做好机床清扫卫生，清扫铁屑，擦干净导轨部位的冷却液。下班时所有的加工面抹上机油，防止生锈；每天注意检查导轨、机床防护罩是否齐全有效；每天检查机床内外有无磕、碰、拉伤现象；定期清除各部件切屑、油垢，做到无死角，保持内外清洁，无锈蚀。
2.2主轴的维护
在数控车床中，主轴是最关键的部件，对机床的加工精度起着决定性作用。它的回转精度影响到工件的加工精度，功率大小和回转速度影响到加工效率。主轴部件机械结构的维护主要包括主轴支撑、传动、等。
定期检查主轴支撑轴承：轴承预紧力不够，或预紧螺钉松动，游隙过大，会使主轴产生轴向窜动，应及时调整；轴承拉毛或损坏应及时更换；定期检查主轴恒温油箱，及时清洗过滤器，更换油等，保证主轴有良好的；定期检查齿轮，若有严重损坏，或齿轮啮合间隙过大，应及时更换齿轮和调整啮合间隙；定期检查主轴驱动皮带，应及时调整皮带松紧程度或更换皮带。
2.3滚珠丝杠螺母副的维护
滚珠丝杠传动由于其有传动效率高、精度高、运动平稳、寿命长以及可预紧消隙等优点，因此在数控车床使用广泛。其日常维护保养包括以下几个方面：
定期检查滚珠丝杠螺母副的轴向间隙：一般情况下可以用控制系统自动补偿来消除间隙；当间隙过大，可以通过调整滚珠丝杠螺母副来保证，数控车床滚珠丝杠螺母副多数采用双螺母结构，可以通过双螺母预紧消除间隙；定期检查丝杠防护罩：以防止尘埃和磨粒黏结在丝杠表面，影响丝杠使用寿命和精度，发现丝杠防护罩破损应及时维修和更换；定期检查滚珠丝杠螺母副的：滚珠丝杠螺母副剂可以分为脂和油两种。脂每半年更换一次，清洗丝杠上的旧脂，涂上新的脂；用油的滚轴丝杠螺母副，可在每次机床工作前加油一次。
2.4导轨副的维护
导轨副是数控车床的重要的执行部件，常见的有滑动导轨和滚动导轨。导轨副的维护一般是不定期，主要内容包括：
检查各轴导轨上镶条、压紧滚轮，保证导轨面之间有合理间隙。根据机床说明书调整松紧状态，间隙调整方法有压板间隙调整间隙、镶条调整间隙和压板镶条调整间隙等；注意导轨副的：导轨面上进行后，可以降低摩擦，减少磨损，并且可以防止导轨生锈。根据导轨状况及时调整导轨油量，保证油压力，保证导轨良好；经常检查导轨防护罩：以防止切屑、磨粒或冷却液散落在导轨面上引起的磨损、擦伤和锈蚀。发现防护罩破损应及时维修和更换。
2.5电气控制系统的日常维护
数控车床电气控制系统是机床的关键部分，主要包括伺服与检测装置、PLC、电源和电气部件等，其日常维护包括以下几个方面：
（1）定期检查电气部件，检查各插头、插座、电缆、各继电器触点是否出现接触不良，短路故障；检查各印制电路板是否干净；检查主电源变压器、各电机绝缘电路是否在1MΩ以上。平时尽量少开电气柜门，保持电气柜内清洁。
（2）伺服电动机的维护。
应用于进给驱动的伺服电动机多采用交流永磁同步电动机，其特点是磁极是转子，定子的电枢绕组与三相交流电枢绕组一样，但它有三相逆变器供电，通过转子位置检测其产生的信号去控制定子绕组的开关器件，使其有序轮流导通，实现换流作用，从而使转子连续不断地旋转。转子位置检测器与转子同轴安装，用于转子的位置检测，检测装置一般为霍尔开关或具有相位检测的光电脉冲编码器。
【参考文献】
[1]李叶龙.数控机床与PLC的关系[J].赤峰学院学报（自然科学版），2009，（06）.
【关键词】滤波装置 成像 步进电机
摄像机拍摄的图像是由被拍摄物发射光（反射光）及背景光两部分组成。在摄像机已经确定下来的情况下，一般采用通过改变曝光参数的方法，调整目标成像的亮度来改善目标的成像质量。但是在实际使用中，受被拍摄物体的亮度、运动方式、背景环境等多种因素影响，摄像机的曝光参数的调节有时比较困难，特别是物体本身亮度较强的情况下，参与成像的主要光谱对应的光强太大，使得摄像机接收CCD饱和，而目标轮廓对应的成像光谱光强较弱，所以轮廓不清晰。只靠摄像机自身降低曝光参数来进行目标的清晰成像并不是那么容易，因此，仅仅依靠调整曝光参数是无法从根本上解决成像质量清晰与否的问题，需要设计一套载有不同波段滤光片的滤波转动装置，采用步进电机驱动的转盘来装夹滤光片，滤波装置与摄影机时序匹配。本文中设计的滤波载盘旋转时，不拍摄；电机停转时，摄影机工作。滤波转动装置通过选择适当的高通、低通或带通滤波片，将干扰目标成像的光谱成分滤除，使目标在图像中的对比度得到改善。
1 滤波装置的组成
滤波装置是将装载不同波长性能滤光片的转轮置于摄影或摄像机之前，在摄影、摄像机工作时，控制转轮，使不同波长的光成像，比较成像的质量，决定滤光波长。
本套装置选用常规摄像机，考虑到目标距离摄影点很远，使用伽利略系统，目镜放大倍数为10倍，焦距为25mm，物镜焦距为900mm，总角放大倍数为36倍，有连拍功能。滤波装置由机械载片转盘、步进电机驱动器、控制电路以及显示设备组成。
主要完成以下功能：
（1）控制机能够带动转盘在0.5s内转动72°。
（2）完成转动后滞留一段时间，继续下一步，滞留时间以0.1s为单位可调。
（3）运行速度、加速度可调，转动角度以0.9°为单位可调。
（4）具有显示功能，显示参数设置信息以及电机运行信息。
（5）具备串口功能，可以方便进行程序烧写，并可与上位机交互通信及控制。
2 步进电机驱动控制装置
2.1 步进电机选型
摄像机带动转盘转动，对电机要求较高，不仅启动速度要快，而且停止后定位要准确，但在设计时发现转盘的转动惯量较大，不易停止下来。通过实验发现，采用永磁式步进电机可以满足本装置中对电机的要求：电机既可满足带动转盘高速运动的同时，又可满足在停止时转盘定位准确无过冲现象，同时功率消耗较小。
步进电机型号定为：85BYGH-201。
2.2 控制电路设计
步进电机控制方框图如图2所示。
为了保证本装置结构简单、运行可靠，经过论证，步进电机控制器采用STC89C52单片机芯片，能够满足本装置使用要求。该系统能够发出脉宽、频率、脉冲个数均可控制的方波，控制电机运行，并且还可以利用串口对单片机进行程序的烧写，对其功能可以进一步扩展。其整体的电路图如图3所示。
采用SMC1602A液晶显示器，能够将滤波装置的参数设置及工作状态实时显示出来，供操作人员实时监控。操作人员可以通过操作液晶显示器面板的控制按键，实现装置控制参数的显示、设置、电机运行和停止等功能。如图4所示是按键控制电路图。
2.3 软件设计
单片机采用多中断系统，分析判断中断标志位，确定有无中断以及中断方式，确定中断方式后再通过查询方式判断具体工作模式，最后执行相对应程序。软件控制流程如图5所示。
3 实验分析
采用普通摄像机加装本滤波装置，滤波片滤光范围在300nm至1200nm之间，对150米以外的物体做光谱采集，不漏掉目标，干扰光不进入系统，电机带动转盘按照预设程序，与摄像系统配合，依次拍下目标光谱信息。本滤波装置正确地在外场采集了目标光谱。如图6为拍摄照片滤波对比效果图。
综上实验结果，从图中可以看出，滤波装置正常工作，滤波效果达到预期目标。
4 结束语
本套滤波装置采用步进电机传动，脉冲频率控制转速，脉冲个数控制转角，使曝光与传动匹配。结构简单易行，用常规摄影摄像仪器、滤光片，经过光谱滤波后改进像质效果很明显，得到较好的像质。
参考文献
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[4]冯晓，刘仲恕.电机与电器控制[M].北京：机械出版社，2005.
[5]王诣，尤丽华.基于AT89S51单片机的步进电机控制系统的研究[D].无锡：江南大学机械工程学学术论文，2005.
作者简介
李阳（1977-）男，辽宁省葫芦岛市人。工程师，从事光学测量工作。
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