起重机DTC交流变频调速系统是麦道飞机生产线所研制的变频调速系统基础上的升 级产品。起重机 DTC 交流变频调整系统充分考虑了铁路门式起重机增吨改造和集装箱运 输的作业特点，起升机构采用了目前世界上最先进的 ABB ACC600 系列直接转矩控制（DTC） 起重机专用变频器和学校成熟的控制技术。

该设备以交流伺服系统为基础，以Windows2000为操作平台，实现高速高精度数控加工的概念和方法，可用于相关行业如：机器人、数控机床、测量设备、纺织、印刷、包装、半导体及军事装备等的运动控制产品的设计、安装、调试。项目优势：工作台面积（working table）: 2400×2400 (可选) 行程（sravels） ：（x,y,z）2400×2400×120 (可选) 主轴转速（spindle speed）: 0 – 24000rpm 精度：0.001mm/步 主轴功率（power of spindle）: 1kw/1.2kw 驱动马达（drive motor）: 400w/1kw/2kw (可选)工作台荷重（load of table）: 150kg

交流伺服机电一体化系统对自动化，自动控制，电气技术，电力系统及自动化，机电一体化，电机电器与控制等专业既是一门基础技术，又是一门专业技术，因为它不仅分析各种基本的变换电路，而且结合生产实际，解决各种复杂定位控制问题，如机器人控制，数控机床等。本项目研究的内容，就是用电力电子技术解决工业调速、伺服定位及其工业柔性制造系统，大量用于机器人、数控机床、测量设备、纺织、印刷、包装、半导体及军事装备等的机电一体化产品的设计、安装、调试之中，还可广泛应用于数码雕刻，模具生产等工业生产应用场合，具有节约能源，提高劳动生产率的重要意义。本课题研究目标是构成一个三维立体伺服控制系统，通过微机编程，可进行三个自由度的协调控制，实现高速（3000r/min）、高精度（16384P/R）、低震动等伺服特性，该技术代表21世纪最新调速及伺服传动控制 。 本产品2002年开始研制，2002年6月经学校推荐，参加了2002年江苏省教育厅举办的江苏省教育系统自制实验仪器评选活动，并一举获得了高校组二等奖，为学校赢得了荣誉。该设备的研制成功标志着我校在全国高校交流伺服系统实验研究领域处于领先地位。

本项目现处于产业化阶段。 我们研究并设计了一种新的能量互馈试验平台，试验平台通过能流循环，可大大提高能量利用率，无需损失满功率的能量即可完成大功率的试验，如对机车逆变器系统的满功率试验或者牵引电机的电机特性试验，具有结构简单，控制灵活，调试方便，系统易稳定，能量利用率高，互为被试件，能更有效地对不同控制策略的特性进行比较等优点。 目前，国内外常见的交流传动系统试验平台主要有以下两种： 1）能量消耗型 “能量消耗型”交流传动试验台由变压器向四象限变流器提供单相交流电，四象限变流器输出直流电给逆变器供电，逆变器输出三相交流电供给交流牵引电机。牵引电机输出轴上对接一个直流发电机，其输出端接电阻性负载。这种试验台设备比较简单，调节控制对象比较少，可方便调节直流发电机转矩，实现起来也不是很复杂。但是由直流发电机发出的电能完全被电阻消耗掉，若长期进行大功率试验，电能浪费惊人。另外，如果用于测试电机运行特性，该系统不能模拟机车启动和高速运行试验。 2）能量反馈型 该种试验台的结构如图所示。异步牵引电机输出轴上对接一个“直流发电机－直流电动机－交流同步发电机”构成的能量反馈系统，电能通过变压器返回电网。这种方式将部分能量反馈回电网，大大节约了电能，但使用设备多，在建设试验平台时一次性投资大。另外由于控制对象多，控制方法复杂，难度大，容易出现超调，造成系统振荡。由于试验电机驱动的是直流发电机，转速受到换向器限制，在试验对象为牵引电机时难以试验其高转速区段。 “能量反馈型”交流传动试验台 本项目确定的交流传动互馈试验系统（以下简称“互馈试验台”）的方案如图所示。能量互馈型试验系统（测试电机）图中该试验台由两套“变流机组－电机”联轴背靠背组成，当变流机组I－异步牵引电机Ⅰ工作于电动状态，变流机组Ⅱ－异步牵引电机Ⅱ工作于发电状态时，能量流向如图中实线所示；当变流机组I－异步牵引电机Ⅰ工作于发电状态，变流机组Ⅱ－异步牵引电机Ⅱ工作于电动状态时，能量流向如图中虚线所示。能量互馈型试验系统（测试逆变器）所示试验台主要用于进行逆变器的满功率试验，但是原理和测试电机图完全相同。实际上，测试电机图中的电机也可以作为逆变器的负载，即将逆变器作为测试对象，实现测试逆变器的功能。由于能量通过直流侧在变流器Ⅰ-负载-变流器Ⅱ之间循环流动，即实现能量的互馈，从电网吸收的功率只是变流器以及负载所损耗的能量。在试验过程中，试验平台的损耗大约只占运行功率的20%～30%。因此，四象限整流器的容量可以大大降低，实现用小功率的电源完成大功率变流器或者电机满载试验。  能量互馈型试验系统（测试电机） 能量互馈型试验系统（测试逆变器） 交流传动互馈试验系统具有如下特点： 1）由于采用了能量互馈的方式，能量在两个变流机组内部流动，因此整个系统的能量消耗仅仅是变流器及其负载的损耗，能量利用率得到大大提高。 2）由于1)中所述原因，且能量交换在直流侧进行，因此采用这种方式可以利用小功率等级的供电电源来试验大功率等级的传动机组，而不需要对电源进行扩容改造。 3）由于系统中没有直流电机，因此系统试验的高速度只与被试交流电机的参数有关，而不受直流电机换向器的影响，可以满足机车牵引电机高转速的要求。 4）两套完全相同的变流器－负载组功能和角色可以互换，可以互为被试件，一次安装可以完成两套装置的测试，提高了测试试验的工作效率。 5）采用高性能控制方式对两套变流机组进行联合调节，能模拟实际负载的各种动静态特征和机车的调节特性以及变流器的功率试验，并对各种控制方法进行对比试验。 应用范围： 牵引变流器、牵引电机和牵引控制系统是轨道交通交流传动的三大核心技术，大功率交流传动试验系统可以对以上三大核心技术开展很好的研究，因而具有非常重要的现实意义。 该系统可以满足生产部门和研究开发部门对变流器、电机等部件的各种试验和控制方案的研究。该系统可以完成如下试验： 1）按照机车牵引特性进行不同级位的牵引运行试验； 2）按照机车制动特性要求进行再生制动试验； 3）按照机车恒转矩启动的要求进行机车启动加速试验； 4）逆变器容量足够大时，能完成牵引电机的各种特性试验和有关参数测定； 5）电机容量许可时，能完成逆变器装置的考核运行试验。

新数控系统包括PC型和嵌入式两种结构形式，其中PC型数控系统以PC＋运动控制卡为硬件平台，嵌入式数控系统以ARM9＋DSP＋FPGA为硬件平台，软件平台均采用实时操作系统。系统具有先进的多轴联动插补、高速前瞻平稳速度规划和高精度伺服控制等核心控制算法，性能先进、性价比高、通用性好。技术特点：    控制轴数： 4轴，步进电机或伺服电机；    控制信号： 脉冲（开环位置模式）；模

一、项目简介团队依托西安交通大学航空航天学院机械结构强度与震动国家重点实验室组建，以学院副院长、实验室主任徐明龙为带头人，经过十余年的积累，在压电驱动原理、驱动方案、驱动结构、驱动控制等方向取得了丰硕的研究成果与深厚的应用经验。形成了多自由度精密作动平台，大行程高精度作动器件、驱动控制算法与硬件三个方面系列化成果，在压电驱动的精密作动领域能够提供国际领先的压电精密驱动解决方案。二、多自由度精密驱动平台1.二自由度精密组东平台在卫星光通信中，两自由度精确指向调节结构用于快速调整角度的精密偏转定位机构，它是用于精密瞄准，相对于传统光学伺服系统，其精度和带宽都有大幅度提高，弥补了传统光学系统惯量大、带宽窄的缺陷，因此这种机构在军事、航空航天、光学工程以及精密检测等领域都有广泛应用。本团队采用压电陶瓷作为驱动系统，设计了小体积直驱型高带宽压电直驱的精指向执行机构两自由度精-- 30 --西安交通大学国家技术转移中心确指向调节结构。该机构利用单个压电堆直接驱动，不引入放大机构，通过单轴下一对压电堆推-拉”工作模式实现镜面偏转。该机构采用直驱作动方式，与位移放大式执“行机构相比，该设计很大程度上减

团队依托西安交通大学航空航天学院机械结构强度与震动国家重点实验室组建，以学院副院长、实验室主任徐明龙为带头人，经过十余年的积累，在压电驱动原理、驱动方案、驱动结构、驱动控制等方向取得了丰硕的研究成果与深厚的应用经验。形成了多自由度精密作动平台，大行程高精度作动器件、驱动控制算法与硬件三个方面系列化成果，在压电驱动的精密作动领域能够提供国际领先的压电精密驱动解决方案。二、多自由度精密驱动平台1.二自由度精密组东平台在卫星光通信中，两自由度精确指向调节结构用于快速调整角度的精密偏转定位机构，它是用于精密瞄准，相对于传统光学伺服系统，其精度和带宽都有大幅度提高，弥补了传统光学系统惯量大、带宽窄的缺陷，因此这种机构在军事、航空航天、光学工程以及精密检测等领域都有广泛应用。本团队采用压电陶瓷作为驱动系统，设计了小体积直驱型高带宽压电直驱的精指向执行机构两自由度精-- 30 --西安交通大学国家技术转移中心确指向调节结构。该机构利用单个压电堆直接驱动，不引入放大机构，通过单轴下一对压电堆推-拉”工作模式实现镜面偏转。

电控驱动系统是构成工业缝纫机的核心部件。目前我国是工业缝纫机生产和应用最多的国家，但其中所采用的后两种先进技术方案主要来自日本，我们国内只有少数几家企业和高校能够提供基本的技术方案。我校微特电机与控制研究所结合自身在永磁电机设计与控制方面的优势，研制成功了工业缝纫机用伺服驱动系统，解决了其中电机设计、传感器设计和低成本永磁电机伺服驱动等难题。 本系统采用优化设计的永磁同步电动机，加装简易编码器，使得驱动缝纫机的电机部件体积小、加工容易、成本低。本系统采用一片价格低、功能强的新型DSP芯片作为主控单

LCD驱动电路可以应用于各种智能控制设备的实时显示。该驱动方式可以使控制芯片长距离传输，抗干扰能力强，有真彩和伪彩选择形式。电路元件采用贴片式RA8875芯片。RA8875是一个文字与绘图模式的双图层液晶显示(TFT-LCD)控制器，可结合文字或2D图形应用，最大可支持到800*480点分辨率的中小尺寸数字面板。内建768KB显示内存可提供大多数使用者的应用一个更弹性的解决方案。此外，使用者可藉由选用外部串行式Flash接口，支持BIG5/GB编码，可提供最大达32*32像素之的字型输入。在图形的使用上，支持2D的BTE引擎(Block Transfer Engine)，此功能兼容于一般通用的2D BitBLT功能，可处理大量图形数据转换与传送。同时也内建几何图形加速引擎(Geometric Speed-up Engine)，提供使用者透过简单的设定轻松画出直线、矩形、圆形和椭圆的几何图形。为了贴近终端始用者的应用，该驱动整合了强大的功能，如画面卷动功能、显示浮动窗口、图形Pattern及文字放大等功能，可大量节省使用者软件开发的时间，并提升MCU软件的执行效率。含有8080/6800并列式MCU接口，由于内建强大的硬件加速功能，可降低数据传输所需的时间并且改善效率。可以串行式SPI/I2C等极少量脚位的界面，内建4-wire的触控面板控制器，以及2组脉波宽度调变(PWM)，可用于调整面板背光或其它应用。

        成熟度：技术突破         一种安全、可靠、光强稳定的数字化超高压汞灯曝光光源控制器，驱动功率高达3kW，功率调整步长小于5W，光强稳定性误差不高于0.3%@30min，汞灯触发成功率高于90%。         意向开展成果转化的前提条件：中试放大及产业化工艺开发资金支持