正弦波部分

正弦波在独轮车中的主要运用方波的特点方波是一种非正弦曲线的波形，通常会于电子和讯号处理时出现。理想方波只有“高”和“低”这两个值。在现实世界，方波只有有限的带宽。由于一般电子零件只有高（1）和低（0）两个值，方波就自然产生，并于数码开关电路中广泛应用。因为方波可以快速从一个值转至另一个（即0→1或1→0），所以方波就用作时钟讯号来准确地触发同步电路。但是如果用频率定义域来表示方波，就会出现一连串的谐波。这可能会产生电磁波和电流脉波，影响周围的电路，产生噪声和错误，对一些精密仪器如类比数位资料转换器（analog-to-digitalconverter）影响十分明显，所以设计会使用正弦波作时钟讯号来代替方波。方波的高（1）和低（0）两个值之间的转换时，时间应尽量缩短，所以理想方波值的转变是即时的。当然，这在现实世界中永不可能发生，因为它的转变率要无限，并且要无限大的带宽。在现实世界，方波只有有限的带宽，因此会出现严重的吉布斯现象并常常表现出像吉布斯现象一样的振铃效应（ringingeffect），或者是像σ近似一样的波动效应（rippleeffect）。正弦波的特点正弦波驱动电机结构简单、体积小、重量轻、效率高、功率因数高,并且正弦波比方波更加平稳，在系统中更为稳定。近年来得到迅速发展和应用,在国内外都有较深入的发展,主要用在交流伺服系统和高速变频调速中,日本、美国、德国等公司都对直接驱动的低速系统采用交流争先波永磁同步电机伺服技术正弦波驱动电机的控制多采用矢量控制技术,近年来,随现代控制理论的发展,各种控制思想应用于正弦波驱动电机控制系统中，在正弦波驱动系统中,数字式的智能化SPWM芯片在克服了传统方法缺点的同时还保持了自身的特点,有着成本低廉、电路简单、脉冲稳定、处理信号方便的优点,有着广阔的发展空间。经过测试，由图看出，正弦波驱动系统线电压波形每半个周期均为中间宽、两边窄的SPWM波,可近似等效为正弦波的效果,线电流波形亦基本上为正弦波形,两组波形干扰较小,系统运行稳定正弦波电流驱动的正弦波电机,超高速和超低速运转转速平稳,转矩脉动小。对电机最好的驱动—正弦波驱动当对一个电机控制系统的性能要求不高时,往往会采用方波去完成电机的驱动,但是,如果对控制系统的噪声以及转矩脉动有所要求时,方波将不能满足要求。此时人们开始采用正弦波去驱动电机,采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法和正弦脉宽调制(SPWM)两种方法均可实现电机的正弦波驱动,对于传统的正弦脉宽调制(SPWM)会给系统带来直流电压利用率低、低速时存在转矩脉动和载波频率过高时有开关损耗产生等一些问题。因此,基于以上最终决定采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法来实现电机的正弦波驱动。通过采用Microchip公司生成的控制芯片dsPIC30F3010作为核心处理器,实现了正弦波驱动电机调速系统实验平台的搭建,并对正弦波驱动无刷直流电机调速系统进行详细的研究。众所周知,对于电机来说最自然和友好的驱动源是正弦波,在大学的《电机学》里已经深入了解到这一点,很自然想到用正弦波来驱动电机,这种驱动方式可以改善电机的运行效果,使输出力矩均匀,只是实现过程相对复杂了些。要实现电机的正弦波驱动最为常用的方法有两种分别为正弦脉宽调制(SPWM)和空间矢量脉宽调制(SVPWM)两种方式系统在稳定运行时,测得的电机定子的电流波形图可以看出波形较理想的为正弦波,说明电机实现了正弦波驱动,验证了实验的正确性与合理性。自平衡车的现状自平衡电动车是一个高度不稳定的非线性系统,其动力学方程也是一个多变量、极其不稳定、祸合、时变、参数不确定性的非线性高阶方程,加上运动学方程中的非完整性约束,导致系统的控制任务也具有多重性。因此,自平衡电动车的控制给现有的控制理论提出了很多的挑战,使它成为检验各种控制算法控制能力和效果的典型模型装置。自平衡电动车作为一种研究装置,可进行不确定性系统控制、非线性系统控制、自适应控制、智能控制等各种算法的研究。