电池极片电磁热辊的嵌入式控制系统设计与研究

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1、分类号：TP-21密级：公开UDC：621编号：河北工业大学硕士学位论文电池极片电磁热辊的嵌入式控制系统设计与研究论文作者：井然学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：仪器科学与技术指导教师：肖艳军职称：副教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofInstrumentScienceandTechnologyDESIGNANGREAEARCHOFEMBEDDEDCONTROLSYSTEMFORELECTROMAGNETICHEATROLLERONLITHIUMBATTERYPOLE

2、PIECEbyJingRanSupervisor:Prof.XiaoYanjunMay2017原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保

3、存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期:摘要随着锂电池应用市场的不断扩大，市场对锂电池储能和单体电池一致性的要求也越来越高，本文通过分析锂电池的结构和生产过程，得出采用电磁热辊轧制设备轧制锂电池极片能有效的提高锂电池储能和单体电池一致性。因此为改善极片制造工艺、提高极片的生产质量，本课题组与邢台某轧辊公司合作研发电磁热辊轧制设备的机械结构与控制系统。针对目前电磁热辊

4、轧制设备的控制系统存在成本高、控制参数模糊、功能单一的问题，本文设计一种基于STM32F407ZGT6单片机的电磁热辊嵌入式控制系统。为此本文做的主要工作有：1.分析电磁热辊轧制设备的轧制工艺，基于STM32F407ZGT6设计总体嵌入式控制系统的设计方案。在原始单一加热控制的基础上，增加轧制控制。按工艺的功能不同，将电磁热辊轧制系统分为加热系统和轧制系统，确定系统的被控对象以及控制指标，提出控制系统的功能要求，选用STM32F407ZGT6作为控制器设计总体控制方案。2.在已经分析电磁热辊的加热工艺的基础上，为解决原始控制系统控制参数模糊的问题，研究电磁热辊的加热原理，分析电磁

5、加热的相关理论，利用COMSOL软件仿真电磁热辊的加热过程，确定达到目标温度所需的控制参数的大小，即被控对象感应加热电源所输出的交流电的功率与频率范围。3.根据仿真结果选取感应电源并采用模块化的设计方法设计硬件电路。通过分析被控对象的控制方式以及提出的总体设计方案，以STM32F407ZGT6为基准，设计控制系统的硬件电路；并根据易接线、易安装、易更换的原则，采用最小系统板独立，与功能板上下相连的方式设计控制系统硬件电路板的结构。4.在硬件电路设计完成的基础上，设计控制系统软件。配合STM32F407ZGT6的开发环境和各个模块所对应的单片机的功能，进行底层程序设计，之后按照系统

6、的工艺流程设计上层控制程序。5.对硬件电路和主要的功能模块进行实验调试，验证本文所设计的电磁热辊嵌入式控制系统的可靠性与功能性，为未来电磁热辊轧制设备在极片制造上的实际应用奠定了基础。关键字：电池极片电磁热辊嵌入式控制系统电磁仿真IABSTRACTWiththeceaselessexpansionoflithiumbatteryapplicationmarket,therequirementagainstthestorageoflithiumbatteryandtheuniformityofthebatterycellisgettinghigherandhigher.Throug

7、htheanalysisoflithiumbatterystructureandproductionprocess,thispaperobtainedthatitcaneffectivelyimprovethecompactiondensityandtheconsistencyoflithiumbatterybytheuseofelectromagneticheatingrollerrollingequipmenttorollthebatterypolepiece.Therefo