近年來,隨著工農業的迅速發展,世界能源消耗速度急劇增加。因此,新能源和節能技術的開發已經成為世界各國科技工作者的當務之急。而機車制動能量回收系統是目前國內外節能技術方面研究的熱點之一。 超級電容作為一種新型電荷儲能元件,具有大容量、大電流快速充放電、壽命長和無污染等特性。這些獨特的優點使其在儲能和能量回收方面有著廣闊的應用前景。但是由于超級電容單體電壓的差異,如不對其進行實時檢測,在使用過程中將對整個組件的性能造成極大的影響。另外對超級電容內部特性的不了解也會對其使用造成障礙。 對超級電容電壓檢測方案的研究和對超級電容時域模型的研究,將為超級電容的電壓均衡方案和超級電容的電參數分析提供支持,從而為整個能量回收系統的控制策略提供理論依據。因此以上兩方面的研究將是整篇論文的核心內容。 本文采用模塊化的設計理念,提出了一種兼顧均壓的新型電壓檢測方案。在軟件設計方面,對電壓檢測系統的軟件架構進行分析,利用LabVIEW和ZLGCAN驅動函數包設計了友好的上位機軟件監控界面。本文利用誤差理論相關知識,對超級電容電壓檢測電路的誤差精度進行了詳細分析。 本文對兩種超級電容時域模型進行建模和參數推導,并通過試驗驗證了所建模型的正確性。
上傳時間: 2013-05-16
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本書從基本的直流電源知識開始,詳盡介紹了電源電路中各部分單元電路工作原理、識圖方法、電路故障分析思路,最后介紹了動手裝配直流電源的全過程。
上傳時間: 2013-07-08
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從基本的放大器電路知識開始,詳盡介紹了數十種使用頻率很高的放大器電路工作原理、識圖方法、電路故障分析思路,還比較詳細地介紹了膽機中的電子管放大器基礎知識,最后介紹了萬用表檢修放大器的全過程。
上傳時間: 2013-04-24
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矢量控制一直是電機控制領域的熱門話題。本文以異步電機為研究對象,以矢量控制的解耦思想為基礎,采用自動控制的有關方法,對矢量控制進行了探討,著重研究了矢量控制系統中控制器的設計。 @@ 本文對矢量控制和自動控制的相關理論進行了簡單的介紹,包括矢量控制的原理、坐標變換、控制系統的性能指標等。按照矢量控制的解耦思想將耦合的交流電機模擬為解耦的直流電機進行控制,解耦后的交流電機可對轉子磁鏈和轉速進行獨立控制。在設計磁鏈控制器和速度控制器時,通過使用自動控制的相關原理,使得轉子磁鏈和電機轉速達到了預期的性能要求。本文使用的設計方法是先在連續域下設計控制器,然后將其離散化為數字控制器,并對連續域下的控制器和離散域下的控制器進行了仿真和比較。電機轉速是本文的一個重要參數,文中專門設計了轉速實驗,并對測量結果進行了誤差分析。最后,對本文設計方法的不足之處進行了簡單的說明,也給出了對應的改善方法。 @@ 仿真表明,本文設計的矢量控制系統達到了良好的控制效果。 @@關鍵字:矢量控制、磁鏈調節器、速度調節器
上傳時間: 2013-06-17
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電機是現代工業生產和日常生活最主要的原動力和驅動裝置。電機一旦發生故障,會造成不同程度的經濟損失和社會影響。因此研究不同場合、不同運行狀態下電機故障診斷理論和相關技術具有很高的實用價值。 電機出現故障時,故障信號中往往含有大量的時變、短時突發性質的成分。因此可以通過檢測、分析故障信號,獲得電機的故障信息。傳統的信號分析方法,如傅立葉變換,是一種純頻域分析,缺乏空間局部性,不能滿足故障信號分析的要求。而小波分析和小波包分析法具有良好的時頻局部性,能夠將信號在任意頻段進行劃分,從而使在不同頻段的各種故障特征信號更加容易被識別和提取。基于小波包分析處理非平穩信號的優越性,本文選用小波包分析對電機故障信號進行分析檢測。 本文在研究了異步電機常見故障類型和診斷方法的基礎上,詳細分析了電機滾動軸承異常、轉子斷條、氣隙偏心等故障原因,采用基于信號分析法中的振動診斷法和定子電流檢測法,對電機滾動軸承故障、轉子斷條故障進行診斷。對于存在已知軸承故障的電機,在故障狀態下采集到振動信號,利用峭度值計算和小波包分析相結合的方法,選用db3作為小波基,進行小波包分析,對包含有故障特征頻率信息的信號進行重構,獲得軸承故障特征頻率,根據故障特征頻率的數值和能量,確定出軸承故障的類型。應用小波包分析和FFT相結合的方法,選用Coif5為小波包基,檢測轉子斷條故障特征頻率。在此基礎上,采集故障電機的振動信號和電流信號,并分別應用上述方法進行了仿真模擬實驗,結果表明這些方法是準確可行的。 論文以DSP為核心,完成了電機故障診斷系統的硬件電路的設計,包括信號檢測電路、調理電路,A/D轉換電路等,并給出了主要的軟件流程圖。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著信息技術的飛速發展,數據吞吐量急劇增長,要求有更高的傳輸速度,來滿足大量數據的傳輸,而原有的并行數據傳輸總線結構上存在自身無法克服的缺陷,在高頻環境下容易串擾,而增大誤碼率。SATA串行總線技術應運而生。作為一種新型的總線接口,它提供了高達3.0Gbps的數據傳輸速率,使用8B/10B編碼格式,采用LVDS NRZ串行數據傳輸方式,有良好的抗干擾性能,有更強的達到32位的循環冗余校驗,并且提供了良好的物理接口特性,支持熱拔插,代表著計算機總線接口技術的發展方向。FPGA作為一種低功耗的半導體器件,在高頻工作環境中有優良的性能,將處理器與低功耗FPGA結合起來使用是數據存儲應用的趨勢,這樣能夠使得接口方案更加靈活。而在眾多FPGA器件中,Xilinx公司的Virtex-4平臺內部集成了PowerPC高性能處理器,并且其中提供了Rocket IO MGT這種嵌入式的多速率串行收發器,能夠以6.25-622Mb/s的速度傳送數據,并且支持包括SATA協議在內的多種串行通信協議。 本文從物理層、鏈路層、傳輸層分析了SATA1.0技術的接口協議,在此基礎提出滿足協議需求和適合FPGA設計的設計方案,并給出總體設計框圖,依照FPGA的設計方法,采用Xilinx公司的Virtex-4設計了一個符合SATA1.0接口協議的嵌入式存儲裝置,實現數據的存儲,仿真運行結果正常。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著經濟的發展、生產管理自動化水平的不斷提高,將傳統的儀表、現場總線和以太網技術相結合,研制帶有總線接口的現場智能檢測儀表及遠程網絡傳輸系統成為業界關注的熱點。本文對困內外該課題的研究現狀進行了詳細分析,提出了一種基于CAN總線的智能儀表遠程傳輸系統的設計方案。 本文首先分析了課題的關鍵問題所在,并闡述了系統的總體設計方案。接著對系統的軟硬件設計進行了詳細的論述。在設計中選用C8051F040單片機作為現場智能檢測儀表的核心處理器,設計了信號調理電路、CAN總線接口電路和人機交互接口等,實現了對水體環境中溫度、pH、鹽度、濁度等常規參數的檢測,以此儀表作為CAN總線節點并通過CAN接口向總線發送檢測到的參數數據。還設計了基于ARM7處理器LPC2292嵌入式CAN—Ethernet網關。在網關硬件平臺設計完成的基礎上移植了嵌入式實時操作系統μC/OS—Ⅱ,在此基礎上實現了一個經過裁剪的適合嵌入式系統應用TCP/IP協議棧,并實現了嵌入式Web服務器,以此網關作為CAN總線主節點接收總線上的數據并保存在網關中。這樣,監控中心管理人員通過IE瀏覽器訪問嵌入式CAN—Ethernet網關的Web服務器,就能夠在瀏覽器的Web頁面上動態顯示保存在網關中的智能儀表檢測的實時數據。 本系統在實際測試中運行穩定可靠,通過對運行結果和性能的分析可知,將工業以太網和CAN總線技術與智能儀表結合起來,將現場智能設備的各種信息傳到遠離現場的控制室,可以實現某些特殊或危險的無人值守場合的監控,使生產中的事故降到最低點,同時易于設備的后期維護,能給企業帶來可觀的經濟效益。同時本系統是一個全開放式系統,具有很強移植性和技術升級空間,可以很容易地應用到其他監控領域如國防軍工、海洋地質、環境生態等各行各業,具有良好的發展前景。
上傳時間: 2013-04-24
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CAN工業局域網也叫控制器局域網,它屬于現場總線的范疇,是一種高速、可靠、并且對分布式實時控制應用來說是低成本的串行總線,它被廣泛用在分布式處理系統和實時控制工業應用系統中。本文介紹了CAN總線在電動汽車故障診斷系統中的應用方案,它具有通用性、可編程和智能化等特點。 本文首先介紹了電動汽車的概念、國內外故障診斷系統的發展狀況及CAN總線的基本概念。通過對CAN總線通信原理的深入分析,建立了基于CAN總線的控制網絡結構模型,首次將iCAN協議應用于電動汽車低速CAN網絡,并參照SAEJ1939協議建立了高速CAN應用層協議。文中還介紹了所開發的CAN總線硬件平臺,包括三個低速節點,三個高速節點和一個中央控制器(網關服務器)。并詳細介紹了中央控制器(網關服務器)的開發過程及功能,中央控制器硬件采用PC+USBCAN卡的方案,上位機編程采用組態軟件MCGS,有利于協議的分析及信息的顯示與存儲。 中央控制器也是整車的故障診斷管理單元,本文分析了基于CAN總線的電動汽車控制系統的故障診斷模式,對電控單元的故障監測、診斷以及處理方法進行了探討,提出了故障信息的編碼方式。并能將故障信息通過數據庫保存起來,通過數據庫管理系統快速準確地查找歷史故障信息,對當前的故障判斷提供幫助,達到快速、準確的找到故障原因并提供解決方案。 本論文所做的工作將有助于國內的電動汽車故障診斷分析系統的快速發展,為電動汽車故障診斷提供了新的途徑,電動汽車故障診斷分析系統具有重要的經濟價值和廣闊的應用前景,并為今后這方面的研究提供了一個參考。
上傳時間: 2013-06-23
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開發與利用新能源是我國21世紀的重要能源戰略。風能是一種“取之不盡,用之不竭”、環境友好的可持續性能源,已受到了越來越廣泛的重視,并成為發展最快的新型能源。但是風電具有間歇性和隨機性的固有缺點,隨著大量的風力發電接入電網,勢必會對電力系統的安全、穩定運行以及保證電能質量帶來嚴峻挑戰,從而限制風力發電的發展規模。風電場短期風速和發電功率預測是解決該問題的有效途徑之一。中國的風電場大都是集中的、大容量的風電場,而且處于電網建設相對比較薄弱的地區,因此,中國更需要進行風電場短期風速和發電功率預測的研究,而發電功率的預測主要源自風速的預測。在此背景下,選擇風電場短期風速預測方法作為主要研究內容,主要包括以下幾個方面: 首先運用統計學方法來分析風速的時間序列特性及其預測方法和應用特點,說明現實中的風速序列具有很強的非平穩性。然后運用具有“數字顯微鏡”之美譽的小波變換來分析歷史紀錄的風速數據,通過運用二進正交小波變換Mallat算法對香港和河西走廊地區風速序列進行分解和重構,分離出風速序列中的低頻信息和高頻信息。對Mallat算法分解后的信號,運用最小二乘支持向量機分別進行向前一步預測,然后再把各預測結果合成,得到預測值。建立了基于小波變換和最小二乘支持向量機的短期風速預測方法。應用Matlab對該算法進行了仿真,仿真試驗表明,小波變換是非平穩風速序列時頻分析的有效工具,對風速序列的高頻和低頻信息起到很好的分離作用;最小二乘支持向量機的應用提高了預測的準確性。應用香港地區與河西走廊地區小時平均風速歷史數據,驗證了方法的有效性。
上傳時間: 2013-04-24
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繞組勵磁同步電機具有功率因數可調、效率高等優點,在工業大功率場合獲得了廣泛應用,因此研究和開發高性能的繞組勵磁同步電機驅動系統具有重大的經濟價值和社會效益。目前開發高性能繞組勵磁同步電機驅動系統所采用的控制方案主要有兩種:一種是直接轉矩控制(DTFC);另一種是磁場定向矢量控制(FOC)。繞組勵磁同步電機的矢量控制策略具有控制結構簡單,物理概念清晰,電流、轉矩波動小,轉速響應迅速,易實現數字控制等優點。因此,在交流傳動領域中,越來越受到學者的關注。但是,無論在國內還是國外,交直交型繞組勵磁同步電機矢量控制系統的研究還缺乏全面深入的理論研究,還沒有建造起矢量控制系統的理論體系構架。本文對繞組勵磁同步電機矢量控制系統進行了初步的理論探討,并進行了詳細的實踐研究,為以后更深入、廣泛地研究此系統,打好堅實的基礎。本論文主要研究內容如下: @@ 通過廣泛的查找文獻,對幾種常見的同步電機傳動系統進行了綜述,分析了同步電機變頻調速原理,在此基礎上,講述了無傳感器技術在同步電機中的應用現狀。無傳感器技術主要有兩大類:基于基波量的檢測方法和基于外加信號的激勵法。隨后,對轉子初始位置的估計進行了綜述,其方法有:基于電機定子鐵芯飽和效應的轉子位置估計,高頻信號注入法,基于定子繞組感應電壓的估計法和基于相電感計算法等。繞組勵磁同步電機轉子初始位置估計的研究還很少。 @@ 對繞組勵磁同步電機矢量控制的理論進行了全面深入地研究,建立起矢量控制的理論體系構架。 @@ 首先,基于磁勢等效原理,將三相靜止交流信號等效變換為兩相旋轉直流信號,將交流電機等效為直流電機進行控制。在Clarke變換和Park變換的基礎上,得到凸極同步電機轉子磁場定向的電壓矩陣方程、功率方程和運動方程。根據上述方程,繪出dq軸的等值電路及矢量圖,得到狀態空間描述的dq軸數學模型。 @@ 其次,根據模型參考自適應原理,對同步電機轉速進行估計。忽略同步電機d軸阻尼繞組的作用,取同步轉速為零,得到同步電機αβ靜止坐標系下 的數學模型。將不含有轉子轉速信息的方程作為參考模型,將含有轉速參數的方程作為可調模型,根據波波夫超穩定性和正性原理,對轉子轉速進行估計。@@ 最后,根據模型參考自適應估計的轉子轉速,設計磁通觀測器來估計轉子磁通,實現磁通反饋閉環控制。磁通觀測器采用降維觀測器,僅對轉子磁通分量進行重構,并通過極點配置算法,合理配置觀測器的極點,使觀測器滿足系統的性能指標,達到磁通觀測的目的。 @@ 新穎的空間矢量脈寬調制算法。從空間矢量的基本概念入手,深入分析了定子三相對稱電壓與空間電壓矢量之間的關系。由三相電壓源型逆變器輸出電壓波形得到六個有效開關狀態矢量,這六個開關矢量和兩個零矢量合成一組等幅不同相的電壓空間矢量,去逼近圓形旋轉磁場。其次,根據空間電壓矢量所在的扇區,選擇相鄰有效開關矢量,在伏秒平衡的法則下,計算各有效開關矢量的作用時間。并且,探討了扇區判斷和扇區過渡問題,定性分析了空間矢量脈寬調制(SVPWM)的性能。最后,根據每個扇區中開關矢量作用時間,采用軟件構造法,在TMS320LF2407A硬件上實現了SVPWM。實驗結果表明,該算法簡單易實現,能夠有效的提高直流母線的電壓利用率,具有在低頻運行穩定,逆變器輸出電流正弦度好等優點。 @@ 空間矢量過調制算法的研究。在上述線性調制的基礎上,提出一種基于電壓空間矢量的過調制方法。過調制區域根據調制度分成兩種不同的模式,分別為模式Ⅰ(0.907
上傳時間: 2013-07-25
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