軟件無線電作為一種新的無線通信概念和體制,近年來隨著3G標(biāo)準(zhǔn)的提出,日益受到國內(nèi)外相關(guān)通信廠商的重視。尤其是基于軟件無線電和智能天線技術(shù)的TD-SCDMA作為通信史上第一個“中國標(biāo)準(zhǔn)”,有望扭轉(zhuǎn)多年來我國移動通信制造業(yè)的被動局面,是實(shí)現(xiàn)信息產(chǎn)業(yè)騰飛的一個絕好機(jī)會。軟件無線電使得通信體制具有很好的通用性、靈活性和可配置性,并使系統(tǒng)互聯(lián)和升級變得容易。本文以軟件無線電中的FIR濾波器為線索,貫穿了信號重構(gòu)、多抽樣率信號處理、積分梳狀濾波器等理論分析,重點(diǎn)闡釋了FIR濾波器的設(shè)計(jì)方法及濾波器的FPGA實(shí)現(xiàn)等技術(shù)問題。 本文首先針對軟件無線電中的多抽樣率信號處理理論進(jìn)行了討論和分析。討論了軟件無線電中如何實(shí)現(xiàn)整數(shù)倍抽取、整數(shù)倍內(nèi)插、分?jǐn)?shù)倍抽樣率變換,并分析了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的等效變換、多相濾波及積分梳狀濾波器的設(shè)計(jì)理論。 緊接著重點(diǎn)闡述了軟件無線電中FIR濾波器的設(shè)計(jì)理論,包括窗函數(shù)法、頻率抽樣法及等紋波法。分析了各種設(shè)計(jì)方法所能達(dá)到的性能指標(biāo)及優(yōu)缺點(diǎn),并結(jié)合工程實(shí)例給出了相關(guān)的Matlab程序。并對FIR濾波器結(jié)構(gòu)的選擇及系數(shù)字長的確定等問題進(jìn)行了分析。此外,也介紹了在Matlab進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)時一些常用函數(shù)和命令的用法。 本文選用FPGA來實(shí)現(xiàn)中頻軟件無線電,F(xiàn)PGA與參數(shù)化ASIC、DSP比較有很多優(yōu)勢,它不但在功耗、體積、成本方面優(yōu)于參數(shù)化ASIC、DSP,而且處理效率高、現(xiàn)場可編程性能良好。不同于DSP的單流處理方式,F(xiàn)PGA是多流并行處理,這種處理方式使FPGA能完成DSP難以實(shí)現(xiàn)的許多功能。在簡單介紹了FPGA的一般原理,以及FPGA設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)和在信號處理中的設(shè)計(jì)原則以后,重點(diǎn)介紹了FIR濾波器的FPGA實(shí)現(xiàn)方法。提出了分布式算法、加法器網(wǎng)絡(luò)法以及分段FIFO等實(shí)現(xiàn)方法。最后,提出了一種QuartusII與MATLAB聯(lián)合仿真的方法。此方法能夠直觀的檢驗(yàn)濾波器的濾波效果,提高設(shè)計(jì)效率。并結(jié)合工程實(shí)例詳盡的介紹了FIR濾波器的設(shè)計(jì)開發(fā)流程。
上傳時間: 2013-04-24
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本文以數(shù)字信號處理系統(tǒng)為應(yīng)用背景,圍繞基于FPGA的ⅡR數(shù)字濾波器的實(shí)現(xiàn)技術(shù)展開了研究。 首先以ⅡR數(shù)字濾波器的優(yōu)化設(shè)計(jì)基本理論為依據(jù),研究了在頻域上的最小均方誤差設(shè)計(jì)法和在時域上的最小平方誤差設(shè)計(jì)法。以四階和六階兩個ⅡR低通數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)為例,利用Matlab軟件進(jìn)行輔助設(shè)計(jì),探討了濾波器的設(shè)計(jì)過程。 然后著重研究了FPGA的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)流程,在設(shè)計(jì)中采用了層次化、模塊化的設(shè)計(jì)思想,將整個濾波器劃分為多個功能模塊,利用VHDL語言編程和原理圖兩種設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行了ⅡR濾波器的各個功能模塊的設(shè)計(jì),采用EPlCl2Q240器件實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的二個二階節(jié)級聯(lián)型結(jié)構(gòu)的四階ⅡR低通數(shù)字濾波器,并類推了設(shè)計(jì)六階ⅡR低通數(shù)字濾波器。最后用QuartusⅡ4.0軟件進(jìn)行了綜合與仿真,用MATLAB7.0軟件對仿真結(jié)果進(jìn)行了分析,最終在GW48-PK2開發(fā)系統(tǒng)中進(jìn)行了硬件電路驗(yàn)證,得出了實(shí)際濾波效果測試波形,驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)濾波器的正確性。 本設(shè)計(jì)對于用二階節(jié)級聯(lián)型結(jié)構(gòu)構(gòu)成的ⅡR數(shù)字濾波器硬件電路具有通用性,通過改變二階節(jié)級聯(lián)型結(jié)構(gòu)的數(shù)量,可以構(gòu)成任意偶數(shù)階的濾波器;同時,通過上模型中系數(shù)的變換,也可以構(gòu)成相應(yīng)階數(shù)的高通、帶通、帶阻等濾波器。
標(biāo)簽: FPGA 數(shù)字濾波器
上傳時間: 2013-06-20
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伴隨高速DSP技術(shù)的廣泛應(yīng)用,實(shí)時快速可靠地進(jìn)行數(shù)字信號處理成為用戶追求的目標(biāo)。同時,由于可編程器件在速度和集成度方面的飛速提高,使得利用硬件實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號實(shí)時快速可靠處理有了新的途徑。 FIR濾波器是數(shù)字信號處理中常用部件,它的最大優(yōu)點(diǎn)在于:設(shè)計(jì)任何幅頻特性時,可以具有嚴(yán)格的線性相位,這一點(diǎn)對數(shù)字信號的實(shí)時處理非常關(guān)鍵。 FPGA是常用的可編程器件,它所具有的查找表結(jié)構(gòu)非常適用于實(shí)現(xiàn)實(shí)時快速可靠的FIR濾波器,在加上VHDL語言靈活的描述方法以及與硬件無關(guān)的特點(diǎn),使得使用VHDL語言基于FPGA芯片實(shí)現(xiàn)FIR濾波器成為研究的方向。 本文對基于FPGA的FIR數(shù)字濾波器實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究,并設(shè)計(jì)了一個16階的FIR低通濾波器。所做的主要工作為: 1.以FIR數(shù)字濾波器的基本理論為依據(jù),使用分布式算法作為濾波器的硬件實(shí)現(xiàn)算法,并對其進(jìn)行了詳細(xì)的討論。針對分布式算法中查找表規(guī)模過大的缺點(diǎn),采用多塊查找表的方式減小硬件規(guī)模。 2.在設(shè)計(jì)中采用了自頂向下的層次化、模塊化的設(shè)計(jì)思想,將整個濾波器劃分為多個模塊,利用VHDL語言的描述方法進(jìn)行了各個功能模塊的設(shè)計(jì),最終完成了FIR數(shù)字濾波器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 3.采用FLEX10K系列器件實(shí)現(xiàn)一個16階的FIR低通濾波器的設(shè)計(jì)實(shí)例,用MAX+PLUSII軟件進(jìn)行了仿真,并用MATLAB對仿真結(jié)果進(jìn)行了分析,證明所設(shè)計(jì)的FIR數(shù)字濾波器功能正確。 仿真結(jié)果表明,本論文所設(shè)計(jì)的FIR濾波器硬件規(guī)模較小,采樣率達(dá)到了17.73MHz。同時只要將查找表進(jìn)行相應(yīng)的改動,就能分別實(shí)現(xiàn)低通、高通、帶通FIR濾波器,體現(xiàn)了設(shè)計(jì)的靈活性。
上傳時間: 2013-04-24
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數(shù)字濾波作為數(shù)字信號處理技術(shù)的重要組成部分,廣泛應(yīng)用于諸如信號分離、恢復(fù)、整形等多種場合中,本文討論的FIR濾波器因其具有嚴(yán)格的線性相位特性而得到廣泛的應(yīng)用。在工程實(shí)踐中,往往要求信號處理具有實(shí)時性和靈活性,但目前常用的一些軟件或硬件實(shí)現(xiàn)方法則難以同時達(dá)到兩方面的要求。 可編程邏輯器件是一種用戶根據(jù)需要而自行構(gòu)造邏輯功能的數(shù)字集成電路。本課題研究FIR的FPGA解決方案體現(xiàn)電子系統(tǒng)的微型化和單片化,主要完成的工作如下: (1)以FIR濾波器的基本理論為依據(jù),研究適應(yīng)工程實(shí)際的數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法: (2)對分布式算法進(jìn)行了較為深入的研究。在闡述算法原理的基礎(chǔ)上,分析了利用FPGA特有的查找表結(jié)構(gòu)完成這一運(yùn)算的方法,從而解決了常系數(shù)乘法運(yùn)算硬件實(shí)現(xiàn)的問題; (3)以—FIR低通濾波器為例說明FIR數(shù)字濾波器的具體實(shí)現(xiàn)方法,采用層次化、模塊化、參數(shù)化的設(shè)計(jì)思想,完成對整個FIR濾波器的功能模塊的劃分,以及各個功能模塊的具體設(shè)計(jì); (4)設(shè)計(jì)參數(shù)可調(diào)的FIR低通濾波器的硬件電路:以EPFlK50TCl44-l為核心,包括A/D轉(zhuǎn)換電路、D/A轉(zhuǎn)換電路以及在系統(tǒng)配置電路等。以話音作為輸入信號,進(jìn)行了實(shí)際濾波效果的測試。 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的測試結(jié)果表明,和傳統(tǒng)的數(shù)字濾波器相比較具有更好的實(shí)時性、準(zhǔn)確性、靈活性和實(shí)用性。
標(biāo)簽: FPGA 沖激響應(yīng) 數(shù)字濾波器
上傳時間: 2013-07-13
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QualcommTool 高通CPU用的JTAG工具
標(biāo)簽: 高通
上傳時間: 2013-07-03
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1. 數(shù)碼管顯示原理 數(shù)碼的顯示方式一般有三種: 第一種是字型重疊式; 第二種是分段式; 第三種是點(diǎn)陣式。 目前以分段式應(yīng)用最為普遍,主要器件是七段發(fā)光二極管(LED)顯示器。它可分為兩種, 一是共陽極顯示器(發(fā)光二極管的陽極都接在一個公共點(diǎn)上) ,另一是共陰極顯示器(發(fā)光 二極管的陽極都接在一個公共點(diǎn)上,使用時公共點(diǎn)接地) 。 EXCD-1 開發(fā)板使用的數(shù)碼管為四位共陰極數(shù)碼管, 每一位的共陰極 7 段數(shù)碼管由 7個 發(fā)光 LED 組成,呈“ ”字狀,7 個發(fā)光 LED 的陰極連接在一起,陽極分別連接至 FPGA 相應(yīng)引腳。SEG_SEL1、SEG_SEL2、SEG_SEL3 和 SEG_SEL4 為四位 7 段數(shù)碼管的位選擇 端。當(dāng)其值為“1”時,相應(yīng)的 7 段數(shù)碼管被選通。當(dāng)輸入到 7 段數(shù)碼管 SEG_A~ SEG_G和 EG_DP 管腳的數(shù)據(jù)為高電平時,該管腳對應(yīng)的段變亮,當(dāng)輸入到 7 段數(shù)碼管 SEG_A~ EG_G和 SEG_DP 管腳的數(shù)據(jù)為低電平時,該管腳對應(yīng)的段變滅。
標(biāo)簽: Lab 七段數(shù)碼 顯示設(shè)計(jì)
上傳時間: 2013-05-23
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臭氧(O3)作為一種無污染的強(qiáng)氧化劑,已在醫(yī)學(xué)、衛(wèi)生、食品、飼養(yǎng)業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、化工生產(chǎn)、大氣凈化、污水處理和飲用水殺菌消毒等行業(yè)廣泛應(yīng)用,取得了顯著效果,其應(yīng)用規(guī)模也越來越大。在使用中,如果臭氧濃度過高會加大設(shè)備造價同時對人體有危害,臭氧濃度太小又難以收到滿意效果。因此在很多場合必須嚴(yán)格控制臭氧的濃度,以便達(dá)到既能殺菌消毒,又不危害人體健康的目的。目前,臭氧檢測的方法分為兩類,一類是采樣后實(shí)驗(yàn)室分析,首先進(jìn)行環(huán)境空氣的樣品采集,然后拿到實(shí)驗(yàn)室利用化學(xué)方法進(jìn)行分析;一類是自動監(jiān)測儀器法,利用臭氧自動監(jiān)測儀進(jìn)行環(huán)境空氣中臭氧濃度的測定。然而在對臭氧消毒后空氣中臭氧濃度檢測的過程中,以上兩種方法具有檢測周期長、操作步驟復(fù)雜、設(shè)備體積大、不便于攜帶等缺點(diǎn)。因此設(shè)計(jì)一種檢測方法簡單、體積小、重量輕、低功耗、智能化程度高的便攜式臭氧濃度檢測儀具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。 在硬件設(shè)計(jì)上,首先,為了完成臭氧濃度信號的提取,對臭氧傳感器進(jìn)行了精心的選擇;其次,為了保證傳感器穩(wěn)定可靠的工作,重點(diǎn)設(shè)計(jì)了恒電位儀電路,同時為了滿足后續(xù)A/D檢測精度的要求,對檢測到的電壓信號進(jìn)行了調(diào)理;最后,為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的基本功能,以ARM微處理器LPC2210為核心搭建了系統(tǒng)的硬件平臺。 在軟件設(shè)計(jì)上,為了提高系統(tǒng)的智能化程度,引入了μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)。同時為了減少系統(tǒng)功耗盡量縮短CPU的運(yùn)行時間。當(dāng)儀器無人操作一段時間后,系統(tǒng)會自動關(guān)閉一部分外圍器件并且使微處理器處于掉電狀態(tài)以減少功耗。 在操作的可靠性方面,設(shè)計(jì)了一鍵開機(jī)功能;同時為了延長電池的使用壽命,設(shè)計(jì)了電源智能管理模塊。
上傳時間: 2013-05-21
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大氣能見度(Visibility)是反映大氣透明度的一個指標(biāo),是氣象觀測的常規(guī)項(xiàng)目,它對航海、航空、陸上交通以及軍事活動等都有重要影響。目前國內(nèi)能見度儀,特別是適用于海洋惡劣環(huán)境中的便攜式、高精度的能見度儀較少,需要研制適合海上測量的能見度儀。 在系統(tǒng)闡述大氣能見度檢測理論依據(jù)的基礎(chǔ)上,研究了能見度檢測系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù),主要包括光源的穩(wěn)定性、微弱信號的相敏檢測技術(shù)及信號的抗干擾技術(shù)等。本系統(tǒng)由發(fā)射模塊、接收模塊、信號處理模塊及電源模塊等組成。設(shè)計(jì)了發(fā)射模塊和接收模塊的光學(xué)系統(tǒng),并進(jìn)行了發(fā)射光源的調(diào)制設(shè)計(jì)、接收模塊中的光電轉(zhuǎn)換電路、放大電路、帶通濾波電路的設(shè)計(jì)及信號的鎖相放大電路的設(shè)計(jì)等。大氣能見度測量屬于微弱信號檢測技術(shù),在海上更容易受到外界自然光及其它環(huán)境因素的干擾,因此濾除各種干擾,提取有用的微弱信號是本設(shè)計(jì)的核心。本文重點(diǎn)研究了光敏檢測技術(shù)和適合于微弱信號檢測的鎖相放大技術(shù),設(shè)計(jì)了以O(shè)PT101為核心的光敏檢測電路,有效提高了電路的靈敏度和抗干擾,簡化了設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)了以平衡調(diào)制解調(diào)芯片AD630為核心的鎖相放大電路和由雙D觸發(fā)器SN74HCT74及單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器M74HC4538B1R組成的移相電路,實(shí)驗(yàn)證明,在較大的噪聲背景下,該電路可以有效地提取出反映能見度變化的有用信號。鎖相放大后的直流信號,經(jīng)AD處理后輸入到微處理器ARM中,經(jīng)過理論運(yùn)算最后得到能見度值。為了保證系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性,特別是海上惡劣環(huán)境,對系統(tǒng)進(jìn)行了防鹽、霧、水的設(shè)計(jì),如對鏡頭進(jìn)行鍍膜、對PCB板進(jìn)行了三防處理等。 最后進(jìn)行了能見度儀樣機(jī)的研制。
標(biāo)簽: ARM 散射 儀的設(shè)計(jì)
上傳時間: 2013-04-24
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磁通反向電機(jī)(FRM)是一種新型的雙凸極永磁(DSPM)電機(jī),它把高磁能的永磁體放在定子極的表面,永磁體易于安裝.隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),FRM定子繞組所交鏈的永磁磁通改變極性,這意味著比磁通脈振產(chǎn)生更大的磁通變化.由于FRM的繞組利用率高、結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)動慣量小及適于高速運(yùn)轉(zhuǎn)等優(yōu)點(diǎn),可廣泛應(yīng)用于汽車制造業(yè)、航空航天等工業(yè)領(lǐng)域.本文將從模型建立、分析方法、性能分析等方面對該電機(jī)進(jìn)行深入研究.首先,為了解FRM基本理論和掌握其基本規(guī)律,寫出FRM的基本方程式;由于電機(jī)的雙凸極結(jié)構(gòu)以及飽和和非線性的影響,整個系統(tǒng)為一強(qiáng)非線性系統(tǒng).對該電機(jī)作適當(dāng)簡化,建立其線性數(shù)學(xué)模型,這樣有利于對FRM的定性分析,弄清其內(nèi)部的基本電磁關(guān)系和基本特性.討論了繞組電感、繞組磁鏈、感應(yīng)電動勢及繞組電流、電磁轉(zhuǎn)矩等靜態(tài)特性,推導(dǎo)出FRM的功率密度計(jì)算公式.其次,為準(zhǔn)確計(jì)算FRM性能,要考慮磁路飽和、鐵磁材料的非線性以及永磁磁場與電樞反應(yīng)磁場之間的相互影響等因素,要建立FRM的非線性模型,提出用變網(wǎng)絡(luò)等效磁路法進(jìn)行分析.具體方法是建立FRM的非線性變網(wǎng)絡(luò)等效磁路模型,推導(dǎo)等效磁路中各部分磁導(dǎo)的計(jì)算公式,用節(jié)點(diǎn)磁位法建立相應(yīng)的方程,通過求解該非線性等效磁路方程,得到磁路各部分的磁通分布,進(jìn)一步求得靜態(tài)特性,計(jì)算出電磁參數(shù).然后用FRM樣機(jī)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證理論分析的正確性.樣機(jī)的理論分析結(jié)果同實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較表明,本文所介紹的FRM變網(wǎng)絡(luò)等效磁路模型具有較好的精度及通用性,基于等效磁網(wǎng)絡(luò)模型的FRM電磁計(jì)算是可行的,計(jì)算結(jié)果是正確的.最后對磁通反向汽車發(fā)電機(jī)的功率密度進(jìn)行分析.導(dǎo)出了磁通反向汽車發(fā)電機(jī)功率密度的計(jì)算公式,分析了影響電機(jī)功率密度的因素,并與電勵磁汽車發(fā)電機(jī)進(jìn)行了比較.
標(biāo)簽: 磁通 反向電機(jī) 數(shù)學(xué)模型 性能分析
上傳時間: 2013-07-30
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高溫超導(dǎo)(High Temperature Superconductor,HTS)磁陰電動機(jī)與傳統(tǒng)磁陰電動機(jī)相比,能夠以更小的體積和重量實(shí)現(xiàn)更大的輸出功率、更高的功率因數(shù)和效率.國外有關(guān)超導(dǎo)磁阻電動機(jī)的研究目前還處于初級階段,國內(nèi)在這一領(lǐng)域更為滯后.論文以普通磁阻電動機(jī)的電磁關(guān)系為基礎(chǔ),結(jié)合超導(dǎo)材料特殊的電磁特性,初步提出了超導(dǎo)磁阻電動機(jī)電磁設(shè)計(jì)的一般原則;并嘗試進(jìn)行了一臺額定功率為150W的內(nèi)反應(yīng)式HTS磁阻電動機(jī)的電磁設(shè)計(jì).論文以實(shí)際設(shè)計(jì)的一臺內(nèi)反應(yīng)式HTS磁阻電動機(jī)樣機(jī)作為分析實(shí)例,基于第二類超導(dǎo)體臨界態(tài)Kim模型和電磁場的有限元方法,提出了一般HTS磁阻電動機(jī)的內(nèi)部磁場及交、直軸同步電抗的分析與計(jì)算方法.并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究了如何借助HTS磁阻電動機(jī)的電抗曲線分析HTS磁阻電動機(jī)的穩(wěn)態(tài)工作特性.論文對常規(guī)磁阻電動機(jī)與HTS磁阻電動機(jī)進(jìn)行了比較.計(jì)算結(jié)果表明,在電機(jī)尺寸、結(jié)構(gòu)不變的前提下,超導(dǎo)磁阻電動機(jī)比常規(guī)磁阻電動機(jī)明顯地提高了電機(jī)X/X值,因而以更小的尺寸獲得了更大的輸出轉(zhuǎn)矩、更高的效率和功率因數(shù),同時電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)間也有所增大.計(jì)算結(jié)果還表明,采用抗磁性更強(qiáng)的YBCO塊材作為交軸阻磁介質(zhì),能夠保證轉(zhuǎn)子在獲得較大的直、交軸磁阻差異的同時不必犧牲較大的極孤系數(shù)和氣隙寬度,從而氣隙磁密有較好的波形,電機(jī)具有較好的同步性能.論文也對幾種具有相同定子但轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同的HTS磁阻電動機(jī)做了比較,比較結(jié)果顯示,ALA式HTS磁阻電動機(jī)比內(nèi)反應(yīng)式HTS磁阻電動機(jī)具有更大的輸出轉(zhuǎn)矩;當(dāng)輸出功率較大時,ALA結(jié)構(gòu)的HTS磁阻電動機(jī)還比內(nèi)反應(yīng)結(jié)構(gòu)具有更好的穩(wěn)態(tài)工作特性.另外發(fā)現(xiàn),thin-zebra ALA式HTS磁阻電動機(jī)的同步性能比thick-zebra ALA式HTS磁阻電動機(jī)更好.在進(jìn)行內(nèi)反應(yīng)式HTS磁阻電動機(jī)的設(shè)計(jì)時,內(nèi)反應(yīng)槽既要盡量阻隔交軸磁通,又要分布的比較均勻,這樣才能既獲得足夠的直、交軸同步電抗比,又削弱轉(zhuǎn)矩脈動,從而最終改善電機(jī)的同步性能.
上傳時間: 2013-04-24
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