超聲波電機(jī)（Ultrasonic Motor，簡(jiǎn)稱(chēng)USM）是近二十年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新原理微型電機(jī)，該類(lèi)電機(jī)不同于傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)電機(jī)，它是利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)激發(fā)超聲振動(dòng)，借助彈性體諧振放大，通過(guò)摩擦耦合使運(yùn)動(dòng)體產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)或直線運(yùn)動(dòng)。這種電機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、響應(yīng)快、低速大力矩、不受電磁干擾、斷電自鎖等優(yōu)點(diǎn)，在微型機(jī)械、機(jī)器人、精密儀器、家用電器、汽車(chē)、航空航天等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。 二十多年來(lái)超聲波電機(jī)的研究取得了很大的進(jìn)展，有些機(jī)型已經(jīng)逐步產(chǎn)業(yè)化。為了適應(yīng)超聲波電機(jī)推廣應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的需要，必須加強(qiáng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)的研究工作。目前，小型化、通用化、高性能的驅(qū)動(dòng)電源和簡(jiǎn)單、實(shí)用的控制技術(shù)已成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。本文總結(jié)了國(guó)內(nèi)外關(guān)于超聲波電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)以及其驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì)理論與經(jīng)驗(yàn)，分析了電機(jī)的阻抗特性及其諧振頻率漂移的影響因素。在此基礎(chǔ)上，本文提出了基于保持電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓、電流間相位差恒定不變的頻率跟蹤方法，設(shè)計(jì)了一種新型的超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源。 本文開(kāi)展的主要研究工作如下： （1）簡(jiǎn)要介紹了超聲波電機(jī)的基本原理、獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)、發(fā)展歷史以及本論文的選題意義和主要內(nèi)容。 （2）分析了超聲波電機(jī)的阻抗特性，在此基礎(chǔ)上研究了電機(jī)頻率漂移的原因及不利影響，總結(jié)了各種實(shí)現(xiàn)頻率跟蹤的方法。 （3）在理論分析的基礎(chǔ)上，提出了基于保持超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓、電流間相位差恒定不變的頻率跟蹤方法，該方法可以由鎖相環(huán)CD4046實(shí)現(xiàn)。 （4）對(duì)所設(shè)計(jì)的超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知該電源能夠有效地驅(qū)動(dòng)電機(jī)，并且頻率跟蹤的效果較好，電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化可穩(wěn)定在4％左右。
標(biāo)簽： 頻率 自動(dòng)跟蹤 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源
上傳時(shí)間： 2013-06-27
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我國(guó)電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償容量不足和配備不合理，特別是可調(diào)節(jié)的無(wú)功容量不足，快速響應(yīng)的無(wú)功調(diào)節(jié)設(shè)備更少。沖擊性負(fù)荷更會(huì)使得電網(wǎng)無(wú)功功率不平衡，將導(dǎo)致系統(tǒng)電壓的巨大波動(dòng)、善變，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致用電設(shè)備的損壞，出現(xiàn)系統(tǒng)電壓崩潰和穩(wěn)定性被破壞事故。 FC+TCR型靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置響應(yīng)速度快，可以動(dòng)態(tài)補(bǔ)償無(wú)功功率，提高系統(tǒng)功率因數(shù)，抑制系統(tǒng)電壓波動(dòng)和閃變，因此在電氣化鐵路、電弧爐、軋機(jī)等的負(fù)荷無(wú)功補(bǔ)償上得到廣泛應(yīng)用。中小用戶由于成本高較少使用，但中小用戶無(wú)功補(bǔ)償容量及市場(chǎng)巨大，研制適合中小用戶的FC+TCR型靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置很有必要。基于此目的，本文研制一臺(tái)10kV FC+TCR型靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置，并以此為研究對(duì)象進(jìn)行設(shè)計(jì)理論研究工作。 本文根據(jù)負(fù)荷無(wú)功功率的變化情況，計(jì)算了靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置的主電路參數(shù)，設(shè)計(jì)配備了高電位取能觸發(fā)板和BOD過(guò)電壓保護(hù)板。選擇以TMS320F2812為核心的嵌入式控制板為主要部件，設(shè)計(jì)信號(hào)接入電路和晶閘管觸發(fā)脈沖形成電路，構(gòu)成最基本的靜止無(wú)功補(bǔ)償控制器。 基于瞬時(shí)無(wú)功補(bǔ)償理論和不平衡負(fù)荷的平衡化原理（Steinmetz原理），建立補(bǔ)償電納計(jì)算模型，通過(guò)電壓電流瞬時(shí)值采樣計(jì)算需要補(bǔ)償?shù)乃矔r(shí)無(wú)功功率和電納，根據(jù)補(bǔ)償電納通過(guò)查表方法求得晶閘管的控制角，并將其應(yīng)用到靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置樣機(jī)中。仿真結(jié)果表明，算法是快速有效和準(zhǔn)確的，主電路的參數(shù)是合理的，具有實(shí)際工程應(yīng)用價(jià)值。
標(biāo)簽： 10 kV 無(wú)功補(bǔ)償
上傳時(shí)間： 2013-08-02
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選相控制開(kāi)關(guān)又稱(chēng)同步開(kāi)關(guān)或相控開(kāi)關(guān)，其實(shí)質(zhì)就是控制開(kāi)關(guān)在電壓或電流的期望相位完成合閘或分閘，以主動(dòng)消除開(kāi)關(guān)過(guò)程所產(chǎn)生的涌流和過(guò)電壓等電磁暫態(tài)效應(yīng)，提高開(kāi)關(guān)的開(kāi)斷能力。本論文首先分析了提高斷路器可靠性的途徑，介紹了相控開(kāi)關(guān)的研究意義及其優(yōu)點(diǎn)；相控開(kāi)關(guān)的基本原理和分合閘操作過(guò)程，為同步開(kāi)關(guān)選相控制器的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。 永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)是近幾年正在發(fā)展的一種新型操動(dòng)機(jī)構(gòu)，它利用永久磁鐵產(chǎn)生的磁力將真空斷路器保持在分合閘位置，而無(wú)需任何傳統(tǒng)機(jī)械脫扣鎖扣裝置。它機(jī)構(gòu)零部件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使斷路器動(dòng)作的可靠性大大提高。二次控制回路采用電子控制模塊，動(dòng)作迅速并可以實(shí)現(xiàn)精確時(shí)間控制，采用開(kāi)關(guān)電源輸入范圍寬，輸入輸出用光耦隔離，功耗低，極大地提高了可靠性，使永磁機(jī)構(gòu)真空斷路器成為真正意義的免維護(hù)智能化斷路器。單線圈永磁機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小，在中壓領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。相控真空開(kāi)關(guān)采用三相獨(dú)立操動(dòng)的單線圈永磁機(jī)構(gòu)，其操作電源為由大功率電力電子器件控制的儲(chǔ)能大容量電容器，通過(guò)多次的測(cè)試結(jié)果表明單線圈永磁機(jī)構(gòu)能很好地滿足相控開(kāi)關(guān)的要求，是相控開(kāi)關(guān)的理想選擇。 本文詳細(xì)介紹了以Mega16為控制核心的單線圈永磁機(jī)構(gòu)智能控制器，這種控制系統(tǒng)集保護(hù)、控制、開(kāi)關(guān)量監(jiān)測(cè)等功能于一體。可實(shí)現(xiàn)對(duì)電容電壓實(shí)時(shí)顯示，具有過(guò)電流速斷保護(hù)、過(guò)電壓和欠電壓保護(hù)、閉鎖以及報(bào)警等功能。 通過(guò)相關(guān)試驗(yàn)測(cè)試，表明本系統(tǒng)已經(jīng)初步達(dá)到了設(shè)計(jì)所要達(dá)到的預(yù)期效果，為以后的研究以及同步控制系統(tǒng)的完善和優(yōu)化提供了有益的經(jīng)驗(yàn)和參考。
標(biāo)簽： 單線圈 永磁機(jī)構(gòu) 開(kāi)關(guān)控制器
上傳時(shí)間： 2013-07-02
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隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，越來(lái)越多的電力電子裝置被應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，給電網(wǎng)注入了不可忽視的無(wú)功以及諧波電流。 本文首先介紹了諧波的概念和諧波的危害，闡述了諧波問(wèn)題研究的必要性和緊迫性，并對(duì)諧波抑制的方法作了簡(jiǎn)單的介紹。并在此基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)有源濾波器和無(wú)源濾波器各自的優(yōu)缺點(diǎn)以及有源濾波器裝置的結(jié)構(gòu)、原理的分析，提出了基于DSP控制器的三相三線制并聯(lián)型有源電力濾波器裝置的設(shè)計(jì)方案。 并聯(lián)有源電力濾波器主電路設(shè)計(jì)是核心環(huán)節(jié)之一。本文在三相三線并聯(lián)型有源電力濾波器數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)采用空間矢量調(diào)制的有源電力濾波器的工作過(guò)程的研究和分析，揭示了主電路各參數(shù)之間的相互關(guān)系。根據(jù)瞬態(tài)電流跟蹤指標(biāo)的要求推導(dǎo)出并聯(lián)APF輸出電感的估算公式。基于對(duì)電流跟蹤誤差矢量的度量，推導(dǎo)出直流側(cè)電容電壓臨界值表達(dá)式。詳細(xì)介紹了輸出濾波器參數(shù)的設(shè)計(jì)方法。 實(shí)時(shí)、高精度的諧波檢測(cè)是有源電力濾波器的重要部分。本文詳細(xì)地介紹了瞬時(shí)無(wú)功功率理論，選擇檢測(cè)負(fù)載電流的方式以提取諧波。提出了用滑窗迭代作為低通濾波的數(shù)字算法，以快速分離負(fù)載電流中的基波分量得到諧波指令。以全數(shù)字控制為重點(diǎn)，對(duì)電流環(huán)的數(shù)字控制方式，包括數(shù)字PI調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)做出了比較詳細(xì)的分析。 本文用MATLAB/SIMULINK中的電力系統(tǒng)模塊對(duì)有源電力濾波器進(jìn)行了動(dòng)態(tài)仿真研究。仿真結(jié)果表明這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的有源電力濾波器對(duì)電力系統(tǒng)中的諧波抑制具有較好的效果。 在理論分析和仿真研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于TMS320LF2407A控制的并聯(lián)型電力有源濾波器，對(duì)其控制系統(tǒng)硬件構(gòu)成進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。研制了實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，對(duì)并聯(lián)型電力有源濾波器進(jìn)行了初步的實(shí)驗(yàn)研究。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)(DTC)是繼矢量控制技術(shù)之后交流調(diào)速領(lǐng)域中新興的控制技術(shù)，它采用空間矢量分析的方法，直接在定子坐標(biāo)系下計(jì)算并控制異步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和磁鏈，采用定子磁場(chǎng)定向，直接對(duì)逆變器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行最佳控制，從而能夠快速而準(zhǔn)確地控制異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和磁鏈，以獲得轉(zhuǎn)矩的高動(dòng)態(tài)性能。目前在高速離心機(jī)行業(yè)，普遍采用通用型變頻器，其通用性好，但參數(shù)較多，價(jià)格較貴，為了降低成本增強(qiáng)控制性能，本文利用直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，采用直接轉(zhuǎn)矩控制策略設(shè)計(jì)并制作了針對(duì)高速離心機(jī)的專(zhuān)用變頻器。 本文介紹了異步電動(dòng)機(jī)和逆變器的基本數(shù)學(xué)模型，分析了異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的基本原理，以及直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的基本組成，對(duì)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真研究，建立了基于MATLAB/Simulink的仿真系統(tǒng)，介紹了仿真模型的各組成部分，包括3/2變換、定子磁鏈、電機(jī)轉(zhuǎn)矩觀測(cè)模型、轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器、磁鏈調(diào)節(jié)器、扇區(qū)判斷、開(kāi)關(guān)表選擇等，給出了系統(tǒng)加減負(fù)載和加減轉(zhuǎn)速仿真結(jié)果，仿真結(jié)果表明了其磁鏈軌跡近似為圓形，系統(tǒng)具有良好的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能，同時(shí)證明了建立的轉(zhuǎn)矩和磁鏈觀測(cè)模型以及控制算法的正確性和可行性。根據(jù)仿真實(shí)現(xiàn)方法以及結(jié)果的指導(dǎo)，設(shè)計(jì)并制作了整個(gè)系統(tǒng)的硬件電路，包括主電路(單相整流、濾波、制動(dòng)電路、啟動(dòng)限流電路、逆變電路)、控制電路(DSP、驅(qū)動(dòng)隔離放大、采樣)并對(duì)各器件進(jìn)行選型，給出了硬件各部分電路圖；最后介紹了系統(tǒng)的軟件流程以及各模塊的程序?qū)崿F(xiàn)，系統(tǒng)的軟件部分采用C語(yǔ)言進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)了定子相電流的采樣、定子相電壓的計(jì)算、定子磁鏈的計(jì)算和開(kāi)關(guān)信號(hào)的輸出等功能。在分別對(duì)硬件和軟件各部分進(jìn)行調(diào)試后，進(jìn)行了系統(tǒng)的聯(lián)合調(diào)試，以TMS320F2808作為控制器，在一臺(tái)功率為1.5KW的交流異步電機(jī)上實(shí)現(xiàn)了直接轉(zhuǎn)矩控制。
標(biāo)簽： 直接轉(zhuǎn)矩控制 變頻器
上傳時(shí)間： 2013-05-31
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近年來(lái)，光伏發(fā)電技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，太陽(yáng)能已經(jīng)成為當(dāng)今能源的一個(gè)重要補(bǔ)充。光伏并網(wǎng)發(fā)電是太陽(yáng)能大規(guī)模利用的必然趨勢(shì)。本文以光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的核心設(shè)備并網(wǎng)逆變器為研究對(duì)象，首先給出了單相光伏并網(wǎng)逆變器的詳細(xì)的硬件設(shè)計(jì)過(guò)程，然后對(duì)光伏陣列的最大功能點(diǎn)跟蹤、逆變器的特性及控制方法、并網(wǎng)系統(tǒng)的人機(jī)交互子系統(tǒng)等進(jìn)行了深入的研究。 并網(wǎng)逆變器的硬件設(shè)計(jì)是整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)和難點(diǎn)之一。本文設(shè)計(jì)了1套額定功率為3KW的兩級(jí)式光伏并網(wǎng)逆變器，采用F2812DSP作為系統(tǒng)的控制核心。文章對(duì)整個(gè)硬件的設(shè)計(jì)過(guò)程和電路原理進(jìn)行了詳細(xì)分析。 為提高系統(tǒng)效率，光伏陣列都要求工作在最大功率點(diǎn)處。本文在分析了各種MPPT方法的優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了基于移相全橋電路的電導(dǎo)增量法，給出了整個(gè)算法在DSP中的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。 并網(wǎng)逆變器輸出級(jí)的跟蹤控制技術(shù)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)之一。本文詳細(xì)分析了逆變器輸出級(jí)的電路工作模式和數(shù)學(xué)模型，深入分析了T型輸出濾波器的原理及電網(wǎng)電壓對(duì)輸出電流的影響，提出了基于前饋補(bǔ)償?shù)臄?shù)字PI控制，并給出了其在DSP中的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。 為完成對(duì)并網(wǎng)系統(tǒng)的監(jiān)控和設(shè)置，設(shè)計(jì)了人機(jī)交互子系統(tǒng)，該系統(tǒng)是一個(gè)小型嵌入式系統(tǒng)，用MODBUS協(xié)議實(shí)現(xiàn)了子系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的通信。本文詳細(xì)分析了整個(gè)子系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)過(guò)程。 最后，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明了系統(tǒng)方案的可行性，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定可靠運(yùn)行。
標(biāo)簽： 單相 光伏并網(wǎng) 數(shù)字式
上傳時(shí)間： 2013-05-26
上傳用戶：88mao
隨著生活水平的提高，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注自己的身體健康，血壓是反映人體生理狀況的最重要指標(biāo)之一，正常的血壓是保證身體健康的重要條件。 另外血壓也是重癥病人監(jiān)護(hù)的重要指標(biāo)，準(zhǔn)確、及時(shí)地監(jiān)測(cè)血壓，對(duì)于了解病情、診斷疾病和保障危重病人安全都極為重要。因此，研制高性能的血壓監(jiān)控系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 針對(duì)以上所述，本文提出了一種采用遠(yuǎn)程血壓監(jiān)控系統(tǒng)的解決方案，它融合計(jì)算機(jī)技術(shù)、測(cè)控技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)為一體，使電子血壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化。本系統(tǒng)將采集到的血壓信息經(jīng)處理后顯示到液晶屏上，同時(shí)將此信息以TCP/IP的方式發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上，這就是本設(shè)計(jì)的目的所在。 本論文在開(kāi)始介紹了人體生理信號(hào)的特點(diǎn)及其測(cè)量條件之后，詳細(xì)研究分析了血壓測(cè)量原理以及舒張壓和收縮壓的判別。論文的重點(diǎn)放在系統(tǒng)硬件和軟件兩個(gè)方面的設(shè)計(jì)。在硬件方面，以ARM Cortex-M3內(nèi)核的處理器LM3S8962作為控制器（內(nèi)部集成有A/D轉(zhuǎn)換器和以太網(wǎng)控制器等），使得硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單化。整個(gè)硬件系統(tǒng)電路由六部分構(gòu)成：處理器LM3S8962最小系統(tǒng)電路；電源模塊：JTAG接口電路：血壓檢測(cè)模塊；液晶顯示模塊；網(wǎng)絡(luò)接口。其中，血壓檢測(cè)模塊是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分和難點(diǎn)部分，它主要是將袖壓的直流部分和交流部分分離出來(lái)送到A/D轉(zhuǎn)換器。軟件方面，這個(gè)部分是第四章的系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)，首先把實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ移植到處理器LM3S8962上，然后講解了應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)（由三個(gè)部分組成），分別是A/D轉(zhuǎn)換處理程序設(shè)計(jì)、液晶顯示程序設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)通訊程序設(shè)計(jì)。論文的最后對(duì)系統(tǒng)的軟硬件調(diào)試做了簡(jiǎn)單的介紹以及全文的總結(jié)。 關(guān)鍵詞：TCP/IP 示波法 舒張壓 收縮壓 μc/OS-Ⅱ
標(biāo)簽： 遠(yuǎn)程 血壓監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-06-17
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現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是當(dāng)前自動(dòng)化技術(shù)中的一個(gè)熱點(diǎn)，但目前國(guó)際上常用的多種現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議均由世界級(jí)廠商提出和壟斷。CAN總線是公認(rèn)的最具發(fā)展前景的現(xiàn)場(chǎng)總線之一，其應(yīng)用層協(xié)議有國(guó)外公司的CANopen和DeviceNet，由廣州致遠(yuǎn)電子推出的現(xiàn)場(chǎng)總線iCAN協(xié)議以其簡(jiǎn)潔方便的特點(diǎn)受到廣泛關(guān)注，尤其得到國(guó)內(nèi)用戶的積極相應(yīng)。為了在高校的現(xiàn)場(chǎng)總線教學(xué)中推廣具有我們國(guó)家自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用，需要為學(xué)生提供一套功能完善、綜合性強(qiáng)的基于iCAN協(xié)議現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室教學(xué)系統(tǒng)。本課題正是針對(duì)這一問(wèn)題而構(gòu)建基于現(xiàn)場(chǎng)總線iCAN協(xié)議的綜合測(cè)試系統(tǒng)，力求使學(xué)生通過(guò)該系統(tǒng)的學(xué)習(xí)掌握現(xiàn)場(chǎng)總線iCAN協(xié)議相關(guān)知識(shí)，為將來(lái)快速進(jìn)入相關(guān)工作崗位打下基礎(chǔ)。 本文首先介紹基于現(xiàn)場(chǎng)總線iCAN協(xié)議綜合測(cè)試系統(tǒng)的研究背景、目的及其意義，詳細(xì)介紹了現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)和CAN總線的相關(guān)知識(shí)，對(duì)iCAN協(xié)議進(jìn)行了詳細(xì)的介紹和分析。所設(shè)計(jì)的基于現(xiàn)場(chǎng)總線iCAN協(xié)議的綜合測(cè)試系統(tǒng)由基本系統(tǒng)和擴(kuò)展系統(tǒng)兩部分構(gòu)成。基本測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)面向基本的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，利用廣州致遠(yuǎn)的iCAN系列功能模塊構(gòu)成；擴(kuò)展系統(tǒng)設(shè)計(jì)面向測(cè)試系統(tǒng)的綜合性設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)iCAN網(wǎng)絡(luò)與其它控制網(wǎng)絡(luò)如PLC網(wǎng)絡(luò)的互連，并通過(guò)CANET-100轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)iCAN總線與上位PC機(jī)的通信。測(cè)試系統(tǒng)的上位監(jiān)控界面設(shè)計(jì)采用工業(yè)組態(tài)軟件MCGS完成，MCGS與總線的數(shù)據(jù)交互采用OPC方式實(shí)現(xiàn)。通過(guò)OPC實(shí)現(xiàn)iCAN網(wǎng)絡(luò)與MCGS間的數(shù)據(jù)傳輸。在完成基于現(xiàn)場(chǎng)總線iCAN協(xié)議綜合測(cè)試系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，本文還進(jìn)一步討論了如何采用基于DSPTMS320LF2407A主控芯片設(shè)計(jì)iCAN綜合數(shù)據(jù)采集卡，敘述了其整體設(shè)計(jì)思想， 給出了具體的硬件和軟件設(shè)計(jì)以及如何實(shí)現(xiàn)對(duì)iCAN協(xié)議的解析。本文的最后通過(guò)設(shè)計(jì)三個(gè)實(shí)際的實(shí)驗(yàn)例子，進(jìn)一步展示了系統(tǒng)的構(gòu)成和功能。 綜上所述，該測(cè)試系統(tǒng)由基本測(cè)試系統(tǒng)和綜合測(cè)試系統(tǒng)構(gòu)成，并提供iCAN綜合數(shù)據(jù)采集卡的設(shè)計(jì)方法和三個(gè)實(shí)驗(yàn)例程，可為學(xué)生提供分層學(xué)習(xí)、綜合學(xué)習(xí)以及設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)平臺(tái)，實(shí)踐證明該系統(tǒng)具有良好的新穎性和實(shí)用性。本課題研究的測(cè)試系統(tǒng)模式同樣適用于其它工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線測(cè)試系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞：CAN總線，iCAN協(xié)議，DSP，PLC，組態(tài)軟件
標(biāo)簽： iCAN 現(xiàn)場(chǎng)總線 協(xié)議
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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心音信號(hào)是人體最重要的生理信號(hào)之一，包含心臟各個(gè)部分如心房、心室、大血管、心血管及各個(gè)瓣膜功能狀態(tài)的大量生理病理信息。心音信號(hào)分析與識(shí)別是了解心臟和血管狀態(tài)的一種不可缺少的手段。本文針對(duì)目前該研究領(lǐng)域中存在的分析方法問(wèn)題和分類(lèi)識(shí)別技術(shù)難點(diǎn)展開(kāi)了深入的研究，內(nèi)容涉及心音構(gòu)成的分析、心音信號(hào)特征向量的提取、正常心音信號(hào)（NM）和房顫（AF）、主動(dòng)脈回流（AR）、主動(dòng)脈狹窄（AS）、二尖瓣回流（MR）4種心臟雜音信號(hào)的分類(lèi)識(shí)別。本文的工作內(nèi)容包括以下5個(gè)方面： a）心音信號(hào)采集與預(yù)處理。本文采用自行研制的帶有錄音機(jī)功能的聽(tīng)診器實(shí)現(xiàn)對(duì)心音信號(hào)的采集。通過(guò)對(duì)心音信號(hào)噪聲分析，選用小波降噪作為心音信號(hào)的濾波方法。根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析，選擇Donoho閾值函數(shù)結(jié)合多級(jí)閾值的方法作為心音信號(hào)預(yù)處理方案。 b）心音信號(hào)時(shí)頻分析方法。文中采用5種時(shí)頻分析方法分別對(duì)心音信號(hào)進(jìn)行了時(shí)頻譜特性分析，結(jié)果表明：不同的時(shí)頻分析方法與待分析心音信號(hào)的特性有密切關(guān)系，即需要在小的交叉項(xiàng)干擾與高的時(shí)頻分辨率之間作綜合的考慮。鑒于此，本文提出了一種自適應(yīng)錐形核時(shí)頻（ATF）分析方法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該分布能較好地反映心音信號(hào)的時(shí)頻結(jié)構(gòu)，其性能優(yōu)于一般錐形核分布（CKD）以及Choi-Williams分布（CWD）、譜圖（SPEC）等固定核時(shí)頻分析方法，從而選擇自應(yīng)錐形核時(shí)頻分析方法進(jìn)行心音信號(hào)分析。 c）心音信號(hào)特征向量提取。根據(jù)對(duì)3M Littmann（） Stethoscopes[31]數(shù)據(jù)庫(kù)中標(biāo)準(zhǔn)心音信號(hào)的時(shí)頻分析結(jié)果，提取8組特征數(shù)據(jù)，通過(guò)Fihser降維處理方法提取出了實(shí)現(xiàn)分類(lèi)可視化，且最易于分類(lèi)的心音信號(hào)的2維特征向量，作為心音信號(hào)分類(lèi)的特征向量。 d）心音信號(hào)分類(lèi)方法。根據(jù)心音信號(hào)特征向量組成的散點(diǎn)圖，研究了支持向量機(jī)核函數(shù)、多分類(lèi)支持向量機(jī)的選取方法，同時(shí)，基于分類(lèi)的目的 性和可信性，本文提出以分類(lèi)精度最大為判斷準(zhǔn)則的核函數(shù)參數(shù)與松弛變量的優(yōu)化方法，建立了心音信號(hào)分類(lèi)的支持向量機(jī)模型，選取標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)中NM、AF、AR、AS、MR每類(lèi)心音信號(hào)的80組2維特征向量中每類(lèi)60組數(shù)據(jù)作為支持向量機(jī)的學(xué)習(xí)樣本，對(duì)余下的每類(lèi)20組數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試，得到每類(lèi)的分類(lèi)精度（Ar）均為100％，同時(shí)對(duì)臨床上采集的與上述4種同類(lèi)心臟雜音信號(hào)和正常心音信號(hào)中每類(lèi)24個(gè)心動(dòng)周期進(jìn)行分類(lèi)實(shí)測(cè)，分類(lèi)精度分別為：NM、AF、MR的分類(lèi)精度均為100％，而AR、AS均為95．83％，驗(yàn)證了該方法的分類(lèi)有效性。 e）心音信號(hào)分析與識(shí)別的軟件系統(tǒng)。本文以MATLAB語(yǔ)言的可視化功能實(shí)現(xiàn)了心音信號(hào)分析與識(shí)別的軟件運(yùn)行平臺(tái)構(gòu)建，可完成對(duì)心音信號(hào)的讀取、預(yù)處理，繪制時(shí)-頻、能量特性的三維圖及兩維等高線圖；同時(shí)，利用MATLAB與EXCEL的動(dòng)態(tài)鏈接，實(shí)現(xiàn)對(duì)心音信號(hào)分析數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)以及統(tǒng)計(jì)功能；最后，通過(guò)對(duì)心音信號(hào)2維特征向量的分析，實(shí)現(xiàn)心音信號(hào)的自動(dòng)識(shí)別功能。 本文的研究特色主要體現(xiàn)在心音信號(hào)特征向量提取的方法以及多分類(lèi)支持向量機(jī)模型的建立兩方面。 綜上所述，本文從理論與實(shí)踐兩方面對(duì)心音信號(hào)進(jìn)行了深入的研究，主要是采用自適應(yīng)錐形核時(shí)頻分析方法提取心音信號(hào)特征向量，根據(jù)心音信號(hào)特征向量組成的散點(diǎn)圖，建立心音信號(hào)分類(lèi)的支持向量機(jī)模型，并對(duì)正常心音信號(hào)和4種心臟雜音信號(hào)進(jìn)行了分類(lèi)研究，取得了較為滿意的分類(lèi)結(jié)果，但由于用于分類(lèi)的心臟雜音信號(hào)種類(lèi)及數(shù)據(jù)量尚不足，因此，今后的工作重點(diǎn)是采集更多種類(lèi)的心臟雜音信號(hào)，進(jìn)一步提高心音信號(hào)分類(lèi)精度，使本文研究成果能最終應(yīng)用于臨床心臟量化聽(tīng)診。 關(guān)鍵詞：心音信號(hào)，小波降噪，非平穩(wěn)信號(hào)，心臟雜音，信號(hào)處理，時(shí)頻分析，自適應(yīng)，支持向量機(jī)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)是繼矢量控制技術(shù)之后交流調(diào)速領(lǐng)域中新興的控制技術(shù)，它采用空間矢量的分析方法，在定子坐標(biāo)系下計(jì)算并控制轉(zhuǎn)矩和磁鏈，以獲得轉(zhuǎn)矩的高動(dòng)態(tài)性能。比較于矢量控制，它省去了復(fù)雜的矢量變換，克服了對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子參數(shù)的依賴性，具有轉(zhuǎn)矩響應(yīng)快的優(yōu)點(diǎn)。然而，異步電動(dòng)機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)存在轉(zhuǎn)矩、電流和磁鏈脈動(dòng)較大，開(kāi)關(guān)頻率不恒定的問(wèn)題。本文在傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制的基礎(chǔ)上，針對(duì)其存在的缺點(diǎn)提出了基于空間矢量脈寬調(diào)制的直接轉(zhuǎn)矩控制策略。 這種新型的直接轉(zhuǎn)矩控制策略使空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)和直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)相結(jié)合。把電動(dòng)機(jī)和PWM逆變器看成一體，使電動(dòng)機(jī)獲得賦值恒定的近似理想的圓形磁場(chǎng)，解決其轉(zhuǎn)矩、電流、磁鏈脈動(dòng)大，開(kāi)關(guān)頻率不恒定的問(wèn)題。在論文撰寫(xiě)的過(guò)程中做了如下工作： 根據(jù)電機(jī)原理和坐標(biāo)變換理論，建立定子正交α—β兩相靜止坐標(biāo)系下的異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型，包括電機(jī)的磁鏈模型、轉(zhuǎn)矩模型和運(yùn)動(dòng)方程。 設(shè)計(jì)PI控制器，該控制器把轉(zhuǎn)矩和磁鏈誤差信號(hào)轉(zhuǎn)換成參考電壓，然后通過(guò)坐標(biāo)變換把參考電壓變換成SVPWM模塊所需的指令電壓，對(duì)SVPWM模塊進(jìn)行控制。 設(shè)計(jì)SVPWM控制模塊，其中設(shè)計(jì)了期望電壓空間矢量的合成方法，矢量區(qū)段的判斷，計(jì)算了開(kāi)關(guān)器件的導(dǎo)通時(shí)間和時(shí)刻。 通過(guò)理論分析和設(shè)計(jì)各個(gè)模塊，組成了控制系統(tǒng)逆變器部分的仿真模型。在MATLAB/SIMULINK仿真工具箱中搭建仿真模型，通過(guò)設(shè)置合理的仿真參數(shù)、電機(jī)參數(shù)、給定量參數(shù)以及PI控制器的控制參數(shù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真研究，從而在理論上驗(yàn)證系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性。 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了這種基于空間矢量脈寬調(diào)制的直接轉(zhuǎn)矩控制方法可以有效改善直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的性能。減小傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制中的磁鏈和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，并使逆變器工作在恒定的開(kāi)關(guān)頻率。最后總結(jié)論文所做的研究工作，并展望了今后的研究重點(diǎn)和方向。
標(biāo)簽： SVPWM 異步電動(dòng)機(jī) 直接轉(zhuǎn)矩
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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