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基于GPRS的开关磁阻电机控制器远程控制系统的设计与实现
摘要：
本文设计了一种基于GPRS的开关磁阻电机控制器远程控制系统，该系统通过GPRS网络连接到云端服务器，实现了对开关磁阻电机的远程控制。本文介绍了开关磁阻电机的基本原理及其控制方式，详细阐述了系统的硬件设计、软件设计和通讯模块的实现方法。在实验室测试中，该系统运行稳定，控制性能良好。
关键词：GPRS、控制系统、开关磁阻电机、远程控制
1.引言
开关磁阻电机是一种新型的电机，由于其结构简单，寿命长，体积小，功率密度大等特点，在近年来得到了广泛应用。然而目前大多数的开关磁阻电机控制器仍停留在传统的硬件控制方式上，缺乏智能化、便捷化的控制手段。
为了解决这一问题，本文提出了一种基于GPRS的开关磁阻电机控制器远程控制系统。该系统通过GPRS网络连接到云端服务器，实现了对开关磁阻电机的远程控制。本文将对该系统的硬件设计、软件设计和通讯模块的实现方法进行详细阐述。
2.开关磁阻电机的基本原理及其控制方式
开关磁阻电机与传统的电机相比，其主要特点在于其转子不需要任何永磁或者励磁线圈，只需要通过对转子上的开关磁阻材料进行开关控制，即可实现电机的正反转。其结构如图1所示。
图1开关磁阻电机示意图
开关磁阻电机的控制方式主要有三种：单相电流引入控制、半桥控制和全桥控制。其中全桥控制是最常用的一种控制方式，如图2所示。
图2全桥控制
在全桥控制中，借助于开关管的开关特性，可实现对电机的正反转和电机的速度控制。除此之外，开关磁阻电机还可以实现空载绕组检测、转子位置检测、转子角度控制等控制功能。
3.系统设计
本系统的硬件包括开关磁阻电机驱动模块、通讯模块和控制板三部分，如图3所示。
图3系统框图
3.1开关磁阻电机驱动模块
开关磁阻电机驱动模块采用PWM技术，通过对PWM信号的控制，实现电机的正反转和速度控制。如图4所示，控制板通过与开关管的控制电路连接，实现对开关管开关控制。
图4控制板接口图
3.2通讯模块
通讯模块采用SIM800H模块，通过GPRS网络连接到云端服务器。本系统通过SIM800H模块实现对设备的远程控制和数据读取，实现了智能化控制。通讯模块的数据处理流程如图5所示。
图5通讯模块数据处理流程图
3.3控制板
控制板由STM32F103芯片控制，通过PWM技术实现对电机的正反转和速度控制。在控制板设计中，需要对各功能模块进行集成，如图6所示。
图6控制板示意图
4.系统实现
在实现过程中，首先需要对硬件进行搭建，然后进行软件程序的开发。通讯模块采用AT指令进行控制，通过串口通讯与主控芯片通讯。在程序开发中，需要对各功能模块进行集成程序的设计和程序调试。
5.实验结果
在实验室测试中，该系统运行稳定，控制性能良好。通过远程控制，可以实时获取电机状态，实现对电机的远程控制，同时显示电机转速等状态信息，便于用户进行状态监控和控制。
6.结论
本文设计和实现了一种基于GPRS的开关磁阻电机控制器远程控制系统，该系统实现了对开关磁阻电机的远程控制和状态监控，具有实用价值。在今后的工业应用中，该系统可以为开关磁阻电机的控制提供新的智能化解决方案。