鋁合金半連續(xù)鑄造復合電磁場控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、復合電磁場應用于鑄造技術是一項集機械、電氣、鑄造和加工工藝等多學科和新技術于一體的研究課題。鋁合金半連續(xù)鑄造生產過程中，在結晶器外設置低頻復合電磁場，能夠改善凝固結晶條件和鑄錠表面品質，從而提高鑄坯的質量。復合磁場控制系統(tǒng)為電磁鑄造裝置提供可控的電流，從而實現(xiàn)磁場控制。因此，復合磁場控制系統(tǒng)的研究對于鋁低頻半連續(xù)鑄造的應用具有重要意義。 論文分析了低頻電磁場在半連續(xù)鑄造中的作用機理和復合磁場形成原理，提出了復合磁場控制系統(tǒng)的具體

2、設計要求；利用矩陣變換器設計功率電路，討論了復合磁場與功率電路輸出電流之間的聯(lián)系；設計了空間矢量調制的雙級式矩陣變換技術的電流波形閉環(huán)控制方案，使輸出電流跟蹤給定函數(shù)的變化。 在系統(tǒng)控制電路設計中，基于PLC和觸摸屏組成工藝監(jiān)控層；基于SOPC（System on a Programmable Chip）技術，在FPGA的硬件開發(fā)中采用VerilogHDL硬件描述語言設計高頻雙窄脈沖發(fā)生器、CAN通信、液晶顯示等模塊；利用ACT

3、EL的Cortex-M1軟核在FPGA上搭建了一個基于Cortex構架的嵌入式ARM控制核心。設計了人機接口電路、看門狗電路及電壓電流檢測等電路。引入嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ構建軟件架構，實現(xiàn)任務實時切換以及資源的合理調度；研究并設計了電流波形發(fā)生器，同時對自定義用戶IP設計驅動函數(shù)接口。 針對系統(tǒng)工藝過程參數(shù)復雜多變、功率電路及電磁感應裝置模型復雜的特點，采用自抗擾控制器實現(xiàn)對輸出電流的控制。仿真及部分現(xiàn)場運行調試結果