隨國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，用電量的日益增加，電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行已是一個(gè)不可忽視的問題。因此，如何降低網(wǎng)損，提高電力系統(tǒng)的輸電效率，保證電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是電力系統(tǒng)面臨的實(shí)際問題，也是電力系統(tǒng)研究的主要方向之一。 電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，由于感性負(fù)載的存在，使電網(wǎng)無功功率大量增加。另外，近些年來，國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門大力推廣使用各種新型的電力電子整流裝置，他們?cè)跍p少能量耗損的同時(shí)，也帶來了功率因數(shù)下降、電壓波動(dòng)、閃變、三相不平衡以及諧波干擾等問題。其最終結(jié)果都是使配電設(shè)備的使用效能得不到充分發(fā)揮，設(shè)備的附加功耗增加。因此，進(jìn)行有效的無功功率補(bǔ)償，提高功率因數(shù)是電網(wǎng)及電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要保證。毫無疑問，無功功率補(bǔ)償?shù)难芯縿?shì)在必行。 我國(guó)與世界上發(fā)達(dá)國(guó)家相比，無論從電網(wǎng)功率因數(shù)還是補(bǔ)償深度來看，都有較大差距，因此在我國(guó)大力推廣無功補(bǔ)償技術(shù)尤為迫切。 對(duì)于實(shí)際應(yīng)用的MCR，要求能夠自動(dòng)控制。本文采用以單片機(jī)為核心的控制器方案，包括檢測(cè)電路、控制電路、觸發(fā)電路、鍵盤顯示電路和通信電路等。檢測(cè)電路用于檢測(cè)變壓器二次側(cè)的電壓和電流并獲耿同步信號(hào)；控制電路根據(jù)相應(yīng)的控制策略，對(duì)檢測(cè)信號(hào)和給定輸入量進(jìn)行計(jì)算，給出控制信號(hào)；觸發(fā)電路根據(jù)控制信號(hào)輸出的控制信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)觸發(fā)角的晶閘管觸發(fā)脈沖；鍵盤可用來輸入各種控制指令，顯示電路可以直觀的輸出系統(tǒng)的各種狀態(tài)；通信電路提供與控制站的數(shù)據(jù)交換，以便實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的集中控制。 文中對(duì)補(bǔ)償器模型進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與文中分析一致，說明了本文補(bǔ)償理論的正確性和可行性。
標(biāo)簽： 電力系統(tǒng) 可控電抗器 無功功率
上傳時(shí)間： 2013-06-22
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微型燃微型燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組由渦輪機(jī)、壓縮機(jī)、燃燒室、回?zé)崞鳌⑤S承、高速發(fā)電機(jī)、電力變換系統(tǒng)、噴油系統(tǒng)等部分組成。它是一種環(huán)保型發(fā)電裝置，它可用作常規(guī)機(jī)組或緊急備用電源，也可以用于分布式發(fā)電及冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)、汽車混合動(dòng)力系統(tǒng)和微型燃機(jī)-燃料電池聯(lián)合系統(tǒng)等領(lǐng)域。因此，研究這種動(dòng)力裝置具有很重要的實(shí)用意義。 本文在分析了微型燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組及其控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，機(jī)組控制系統(tǒng)應(yīng)能保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行，保證機(jī)組在任何情況下，不發(fā)生超溫、超轉(zhuǎn)現(xiàn)象。同時(shí)應(yīng)考慮機(jī)組從點(diǎn)火、加速、直至額定運(yùn)行過程中，使機(jī)組能夠充分預(yù)熱，以降低對(duì)機(jī)組的熱沖擊，提高機(jī)組壽命。機(jī)組轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到95％額定轉(zhuǎn)速后投入按額定轉(zhuǎn)速控制的閉環(huán)控制，保證發(fā)電機(jī)輸出電壓和電力輸出單元穩(wěn)定工作。當(dāng)發(fā)生一般性故障(按給定列表)且為無人職守狀態(tài)時(shí)，機(jī)組控制系統(tǒng)應(yīng)正常停車：當(dāng)機(jī)組發(fā)生一般性故障且為有人職守時(shí)，機(jī)組控制系統(tǒng)應(yīng)發(fā)出聲光報(bào)警。當(dāng)機(jī)組發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)機(jī)組控制系統(tǒng)應(yīng)發(fā)出聲光報(bào)警并緊急停車。同時(shí)還應(yīng)考慮設(shè)置機(jī)組調(diào)試時(shí)所需的與其它通信的數(shù)據(jù)接口。提出了微型燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。 根據(jù)確定的方案和工程實(shí)際要求，完成了控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、硬件和軟件的設(shè)計(jì)。以西門子S7-300PLC及相關(guān)的開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊作為發(fā)電機(jī)組的中心控制單元。完成了各PLC模塊硬件連接電路的設(shè)計(jì)，以及系統(tǒng)供電電路的設(shè)計(jì)，并完成了微型燃機(jī)發(fā)電機(jī)組的起動(dòng)控制、檢測(cè)報(bào)警及停車控制的軟件設(shè)計(jì)。編程采用梯形圖語言，使程序更具可讀性。 本文采用德國(guó)西門子S7-300PLC及配套的I/0卡件作為微型燃機(jī)控制系統(tǒng)的主控制器；選用沈陽工業(yè)大學(xué)研制的全自動(dòng)浮動(dòng)式充電器作為電機(jī)的啟動(dòng)直流電源；采用啟停自鎖邏輯解決了在停車后徹底切斷電瓶負(fù)載的問題。
標(biāo)簽： PLC 發(fā)電機(jī)組 控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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本文對(duì)高性能、大容量可調(diào)AC-DC直流開關(guān)電源進(jìn)行了研究。文章詳細(xì)分析了高性能、大容量可調(diào)AC-DC直流開關(guān)電源的工作原理，并提出了主電路和控制電路的詳細(xì)設(shè)計(jì)方案。在此基礎(chǔ)上，完成了整個(gè)系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)和軟件程序的編制，并對(duì)電源裝置的硬件和軟件進(jìn)行了調(diào)試和修改。在分析原理的基礎(chǔ)上，本文從三相橋式不控整流、全橋變換器、高頻變壓器、濾波電路等環(huán)節(jié)對(duì)該系統(tǒng)的主電路進(jìn)行了闡述，同時(shí)探討了該電源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)大容量的解決方案，即采用多個(gè)電源模塊并聯(lián)運(yùn)行。本文還探討了多個(gè)電源模塊并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的自動(dòng)均流技術(shù),并詳細(xì)介紹了基于平均值的自動(dòng)均流電路。在電壓調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)上，詳細(xì)分析了基于SG1525控制芯片的PWM控制電路。本文研制的直流開關(guān)電源具有輸出電壓可調(diào)、輸出電流大、紋波小等特點(diǎn)，而且還具有換檔、遠(yuǎn)程控制等功能。它主要用于各種直流電機(jī)性能測(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明它基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求，從而驗(yàn)證了理論分析的正確性，具有廣闊的應(yīng)用前景。
上傳時(shí)間： 2013-07-31
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目前，油田的開采都是通過抽油機(jī)抽取地下的石油，因此國(guó)內(nèi)油田對(duì)抽油機(jī)的需求量非常大。然而，據(jù)統(tǒng)計(jì)在油田生產(chǎn)成本中約有三分之一為電能消耗，其中抽油機(jī)消耗的電能約占總電能消耗的80%。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)是抽油機(jī)消耗電能的主要設(shè)備，年耗電量超過百億KWh。所以對(duì)抽油機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造，最大限度地挖掘抽油機(jī)的節(jié)電潛力，可帶來相當(dāng)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。 采用超高轉(zhuǎn)差電機(jī)作為抽油機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，是現(xiàn)有改進(jìn)抽油機(jī)系統(tǒng)的主要措施之一。這種電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)是轉(zhuǎn)子電阻較大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩得到有效提高，安裝容量得以降低；機(jī)械特性軟，遇到換相沖擊載荷時(shí)，轉(zhuǎn)速下降，靠曲柄慣性作用，減速器和電動(dòng)機(jī)的扭矩變化趨于平緩，峰值扭矩明顯降低，從而改善了機(jī)、桿、泵的配合，提高了泵的充滿系數(shù)，增加產(chǎn)液量，達(dá)到系統(tǒng)節(jié)能的目的。此外，抽油機(jī)的工作過程中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)有時(shí)會(huì)處于發(fā)電狀態(tài)，對(duì)供電網(wǎng)的電能質(zhì)量造成很大危害。超高轉(zhuǎn)差率電機(jī)能夠有效避免發(fā)電狀態(tài)的出現(xiàn)，從而減小對(duì)供電網(wǎng)的沖擊，保證供電質(zhì)量。 本課題以抽油機(jī)節(jié)能改造中驅(qū)動(dòng)電機(jī)節(jié)能為出發(fā)點(diǎn)，從超高轉(zhuǎn)差率電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩等方面，對(duì)該類型電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)抽油機(jī)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了理論分析。此外，本文還從能量平衡的角度，以抽油機(jī)中的動(dòng)能平衡理論為基礎(chǔ)分析了電機(jī)轉(zhuǎn)差率對(duì)抽油機(jī)節(jié)能的影響。 最后，本文結(jié)合抽油機(jī)運(yùn)動(dòng)分析和抽油機(jī)曲柄運(yùn)動(dòng)曲線，以抽油機(jī)載荷系數(shù)為目標(biāo)函數(shù)，編寫了優(yōu)化計(jì)算程序，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)適合某一井況下抽油機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的最優(yōu)轉(zhuǎn)差率的定量計(jì)算，并以此作為設(shè)計(jì)或者選配超高轉(zhuǎn)差率電動(dòng)機(jī)的依據(jù)。
標(biāo)簽： 抽油機(jī) 應(yīng)用研究 電動(dòng)機(jī)
上傳時(shí)間： 2013-07-07
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選相控制開關(guān)又稱同步開關(guān)或相控開關(guān)，其實(shí)質(zhì)就是控制開關(guān)在電壓或電流的期望相位完成合閘或分閘，以主動(dòng)消除開關(guān)過程所產(chǎn)生的涌流和過電壓等電磁暫態(tài)效應(yīng)，提高開關(guān)的開斷能力。本論文首先分析了提高斷路器可靠性的途徑，介紹了相控開關(guān)的研究意義及其優(yōu)點(diǎn)；相控開關(guān)的基本原理和分合閘操作過程，為同步開關(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)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。相控真空開關(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關(guān)的要求，是相控開關(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，具有過電流速斷保護(hù)、過電壓和欠電壓保護(hù)、閉鎖以及報(bào)警等功能。 通過相關(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) 開關(guān)控制器
上傳時(shí)間： 2013-07-02
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隨著太陽能發(fā)電技術(shù)的日益成熟，太陽能的發(fā)電應(yīng)用在世界范圍內(nèi)得以迅速推廣。因此，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的作用越來越被人們所重視。 在現(xiàn)階段，光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要以系統(tǒng)工程師的設(shè)計(jì)為主，很少有計(jì)算機(jī)輔助的成分，因此設(shè)計(jì)出的方案帶有較大的主觀性和不確定性。由于光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中涉及到的數(shù)據(jù)量很大，所以工程師在設(shè)計(jì)過程中難免會(huì)忽略甚至錯(cuò)誤地計(jì)算某些數(shù)據(jù)，從而導(dǎo)致部分資源沒能得到合理地利用。如果能將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)融入到光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中來，一是可以大量節(jié)省光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)間，二是可以確保設(shè)計(jì)出的方案具有較高的實(shí)用性，并且可以使各種資源得到最大的利用。 國(guó)外目前應(yīng)用的光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)相關(guān)軟件主要有：德國(guó)西門子的PVDesigner，瑞士的PVSyst，加拿大的RETScreen，德國(guó)的PVSOL等。而國(guó)內(nèi)在光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的軟件產(chǎn)品幾乎為空白，因此開發(fā)一款適合在國(guó)內(nèi)使用的光伏系統(tǒng)輔助設(shè)計(jì)軟件具有重要的意義。 綜上所述，本課題有較大的需求空間，并具有廣闊的發(fā)展前景，對(duì)發(fā)展國(guó)內(nèi)光伏發(fā)電系統(tǒng)具有深遠(yuǎn)的意義，同時(shí)具備應(yīng)用和研究?jī)r(jià)值。筆者建立了光伏發(fā)電系統(tǒng)輻射量計(jì)算的數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)數(shù)學(xué)模型應(yīng)用Visual C＃開發(fā)出適用于Windows平臺(tái)的光伏系統(tǒng)輔助設(shè)計(jì)軟件。該設(shè)計(jì)軟件除了能進(jìn)行一般的數(shù)據(jù)計(jì)算之外，更重要的是能自動(dòng)地求出太陽電池組件、逆變器數(shù)目以及它們各自的串并聯(lián)數(shù)目，為光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者解決設(shè)計(jì)中最為困難的問題，省去設(shè)計(jì)者大量的重復(fù)而復(fù)雜的分析和計(jì)算，為光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用打開一扇方便之門。而通過實(shí)例驗(yàn)證，筆者設(shè)計(jì)的光伏系統(tǒng)輔助設(shè)計(jì)軟件可為光伏發(fā)電系統(tǒng)提供較為合理的配置方案。
標(biāo)簽： 并網(wǎng)光伏 發(fā)電系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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繞組勵(lì)磁同步電機(jī)具有功率因數(shù)可調(diào)、效率高等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)大功率場(chǎng)合獲得了廣泛應(yīng)用，因此研究和開發(fā)高性能的繞組勵(lì)磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有重大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益。目前開發(fā)高性能繞組勵(lì)磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所采用的控制方案主要有兩種：一種是直接轉(zhuǎn)矩控制（DTFC）；另一種是磁場(chǎng)定向矢量控制（FOC）。繞組勵(lì)磁同步電機(jī)的矢量控制策略具有控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，物理概念清晰，電流、轉(zhuǎn)矩波動(dòng)小，轉(zhuǎn)速響應(yīng)迅速，易實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制等優(yōu)點(diǎn)。因此，在交流傳動(dòng)領(lǐng)域中，越來越受到學(xué)者的關(guān)注。但是，無論在國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，交直交型繞組勵(lì)磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)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(tǒng)的理論體系構(gòu)架。本文對(duì)繞組勵(lì)磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)進(jìn)行了初步的理論探討，并進(jìn)行了詳細(xì)的實(shí)踐研究，為以后更深入、廣泛地研究此系統(tǒng)，打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本論文主要研究?jī)?nèi)容如下： @@ 通過廣泛的查找文獻(xiàn)，對(duì)幾種常見的同步電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了綜述，分析了同步電機(jī)變頻調(diào)速原理，在此基礎(chǔ)上，講述了無傳感器技術(shù)在同步電機(jī)中的應(yīng)用現(xiàn)狀。無傳感器技術(shù)主要有兩大類：基于基波量的檢測(cè)方法和基于外加信號(hào)的激勵(lì)法。隨后，對(duì)轉(zhuǎn)子初始位置的估計(jì)進(jìn)行了綜述，其方法有：基于電機(jī)定子鐵芯飽和效應(yīng)的轉(zhuǎn)子位置估計(jì)，高頻信號(hào)注入法，基于定子繞組感應(yīng)電壓的估計(jì)法和基于相電感計(jì)算法等。繞組勵(lì)磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置估計(jì)的研究還很少。 @@ 對(duì)繞組勵(lì)磁同步電機(jī)矢量控制的理論進(jìn)行了全面深入地研究，建立起矢量控制的理論體系構(gòu)架。 @@ 首先，基于磁勢(shì)等效原理，將三相靜止交流信號(hào)等效變換為兩相旋轉(zhuǎn)直流信號(hào)，將交流電機(jī)等效為直流電機(jī)進(jìn)行控制。在Clarke變換和Park變換的基礎(chǔ)上，得到凸極同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的電壓矩陣方程、功率方程和運(yùn)動(dòng)方程。根據(jù)上述方程，繪出dq軸的等值電路及矢量圖，得到狀態(tài)空間描述的dq軸數(shù)學(xué)模型。 @@ 其次，根據(jù)模型參考自適應(yīng)原理，對(duì)同步電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行估計(jì)。忽略同步電機(jī)d軸阻尼繞組的作用，取同步轉(zhuǎn)速為零，得到同步電機(jī)αβ靜止坐標(biāo)系下 的數(shù)學(xué)模型。將不含有轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速信息的方程作為參考模型，將含有轉(zhuǎn)速參數(shù)的方程作為可調(diào)模型，根據(jù)波波夫超穩(wěn)定性和正性原理，對(duì)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速進(jìn)行估計(jì)。@@ 最后，根據(jù)模型參考自適應(yīng)估計(jì)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，設(shè)計(jì)磁通觀測(cè)器來估計(jì)轉(zhuǎn)子磁通，實(shí)現(xiàn)磁通反饋閉環(huán)控制。磁通觀測(cè)器采用降維觀測(cè)器，僅對(duì)轉(zhuǎn)子磁通分量進(jìn)行重構(gòu)，并通過極點(diǎn)配置算法，合理配置觀測(cè)器的極點(diǎn)，使觀測(cè)器滿足系統(tǒng)的性能指標(biāo)，達(dá)到磁通觀測(cè)的目的。 @@ 新穎的空間矢量脈寬調(diào)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(duì)稱電壓與空間電壓矢量之間的關(guān)系。由三相電壓源型逆變器輸出電壓波形得到六個(gè)有效開關(guān)狀態(tài)矢量，這六個(gè)開關(guān)矢量和兩個(gè)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(zhuǎn)磁場(chǎng)。其次，根據(jù)空間電壓矢量所在的扇區(qū)，選擇相鄰有效開關(guān)矢量，在伏秒平衡的法則下，計(jì)算各有效開關(guān)矢量的作用時(shí)間。并且，探討了扇區(qū)判斷和扇區(qū)過渡問題，定性分析了空間矢量脈寬調(diào)制（SVPWM）的性能。最后，根據(jù)每個(gè)扇區(qū)中開關(guān)矢量作用時(shí)間，采用軟件構(gòu)造法，在TMS320LF2407A硬件上實(shí)現(xiàn)了SVPWM。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該算法簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)，能夠有效的提高直流母線的電壓利用率，具有在低頻運(yùn)行穩(wěn)定，逆變器輸出電流正弦度好等優(yōu)點(diǎn)。 @@ 空間矢量過調(diào)制算法的研究。在上述線性調(diào)制的基礎(chǔ)上，提出一種基于電壓空間矢量的過調(diào)制方法。過調(diào)制區(qū)域根據(jù)調(diào)制度分成兩種不同的模式，分別為模式Ⅰ（0．907
上傳時(shí)間： 2013-07-25
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近年來，隨著大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展，微控制器和數(shù)字信號(hào)處理器的性價(jià)比不斷提高，數(shù)字控制技術(shù)已逐步應(yīng)用于大中功率高頻開關(guān)電源。相對(duì)于傳統(tǒng)模擬控制方式，數(shù)字控制方式具有電源設(shè)計(jì)靈活、外圍控制電路少、可采用較先進(jìn)的控制算法、具有較高可靠性等優(yōu)點(diǎn)。 高頻開關(guān)電源具有體積小、重量輕、效率高、輸出紋波小等特點(diǎn)，現(xiàn)已逐步成為現(xiàn)代通訊設(shè)備的新型基礎(chǔ)電源系統(tǒng)。針對(duì)傳統(tǒng)開關(guān)電源中損耗較大、超調(diào)量較大、動(dòng)態(tài)性能較差等問題，本文采用基于DSP的全橋軟開關(guān)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。全橋軟開關(guān)移相控制技術(shù)由智能DSP系統(tǒng)完成，采樣信號(hào)采用差分傳輸，控制算法采用模糊自適應(yīng)PID算法，產(chǎn)生數(shù)字PWM波配合驅(qū)動(dòng)電路控制全橋開關(guān)的通斷。在輸入端應(yīng)用平均電流控制法的有源功率因數(shù)校正，使輸入電流跟隨輸入電壓的波形，從而使功率因數(shù)接近1。最后通過Matlab仿真結(jié)果表明模糊自適應(yīng)PID控制算法比傳統(tǒng)PID控制算法在超調(diào)量，調(diào)節(jié)時(shí)間，動(dòng)態(tài)特性等性能上具有優(yōu)越性。 論文以高頻開關(guān)電源的設(shè)計(jì)為主線，在詳細(xì)分析各部分電路原理的基礎(chǔ)上，進(jìn)行系統(tǒng)的主電路設(shè)計(jì)、輔助電路設(shè)計(jì)、控制電路設(shè)計(jì)、仿真研究、軟件實(shí)現(xiàn)。重點(diǎn)介紹了高頻變壓器的設(shè)計(jì)及模糊自適應(yīng)PID控制器的實(shí)現(xiàn)。并將輔助電源及控制電路制成電路板，以及在此電路板基礎(chǔ)上進(jìn)行各波形分析并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著21世紀(jì)的到來，特別是近年來現(xiàn)代高科技和信息技術(shù)正在由智能大廈走向智能化住宅小區(qū)，進(jìn)而走進(jìn)家庭。人們對(duì)家居生活環(huán)境的要求也越來越高，并將注意力越來越多的放在了生活環(huán)境的安全性、舒適性和便利性上。 家居無線監(jiān)控問題是當(dāng)今國(guó)際建筑智能化領(lǐng)域的前沿性研究課題。無線傳感網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)克服了家庭中布線的煩瑣，充分體現(xiàn)了智能家居系統(tǒng)的靈活、方便、高效。本項(xiàng)目研究開發(fā)了基于ZigBee技術(shù)和Internet技術(shù)的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)，將Internet的遠(yuǎn)程監(jiān)控與ZigBee短距離控制相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的家居無線控制和數(shù)據(jù)采集，避免了綜合布線，可擴(kuò)展性好。 本文首先進(jìn)行系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)，結(jié)合底層ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)和系統(tǒng)總體網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的要求，將該系統(tǒng)設(shè)計(jì)分為四部分：無線傳輸模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、以太網(wǎng)傳輸模塊、上位機(jī)顯示界面。然后對(duì)ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)做了全面地研究分析，同時(shí)給出了基于CC2430的無線傳輸模塊的軟硬件設(shè)計(jì)和星型網(wǎng)絡(luò)搭建，并給出了測(cè)試結(jié)果。接著設(shè)計(jì)了基于TMS320F2812的數(shù)據(jù)處理模塊，給出了硬件電路和外圍輔助電路設(shè)計(jì)方案，并為其移植了實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μc/OS-Ⅱ。本設(shè)計(jì)完成了基于RTL8019AS的以太網(wǎng)傳輸模塊設(shè)計(jì)和系統(tǒng)的以太網(wǎng)通信程序的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了從底層ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)采集最終到監(jiān)控機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸并測(cè)試成功。最后在VC++6．0環(huán)境下，應(yīng)用Windows Sockets套件接口開發(fā)顯示界面對(duì)底層采集的數(shù)據(jù)分類顯示。 整個(gè)智能家居監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)矣秒娖鞯耐瓿砷_關(guān)量的控制，還能夠?qū)θ?表（水表、電表、燃?xì)獗恚┻M(jìn)行無線抄表，最重要的是可監(jiān)測(cè)來自家庭安防傳感器（火警、煤氣泄露）的數(shù)據(jù)，以備物業(yè)等部門監(jiān)控。通過測(cè)試后，證實(shí)了設(shè)計(jì)方案的正確性，結(jié)果滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，該設(shè)計(jì)具有一定的新穎性和實(shí)用性。關(guān)鍵詞：智能家居，ZigBee，數(shù)據(jù)處理，μC/OS-Ⅱ，Windows Sockets
標(biāo)簽： ZigBee 無線傳感網(wǎng)絡(luò) 嵌入式
上傳時(shí)間： 2013-06-28
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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題和分類識(shí)別技術(shù)難點(diǎn)展開了深入的研究，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)功能的聽診器實(shí)現(xiàn)對(duì)心音信號(hào)的采集。通過對(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Fihser降維處理方法提取出了實(shí)現(xiàn)分類可視化，且最易于分類的心音信號(hào)的2維特征向量，作為心音信號(hào)分類的特征向量。 d）心音信號(hào)分類方法。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)、多分類支持向量機(jī)的選取方法，同時(shí)，基于分類的目的 性和可信性，本文提出以分類精度最大為判斷準(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)分類的支持向量機(jī)模型，選取標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫中NM、AF、AR、AS、MR每類心音信號(hào)的80組2維特征向量中每類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20組數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試，得到每類的分類精度（Ar）均為100％，同時(shí)對(duì)臨床上采集的與上述4種同類心臟雜音信號(hào)和正常心音信號(hào)中每類24個(gè)心動(dòng)周期進(jìn)行分類實(shí)測(cè)，分類精度分別為：NM、AF、MR的分類精度均為100％，而AR、AS均為95．83％，驗(yàn)證了該方法的分類有效性。 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)行了分類研究，取得了較為滿意的分類結(jié)果，但由于用于分類的心臟雜音信號(hào)種類及數(shù)據(jù)量尚不足，因此，今后的工作重點(diǎn)是采集更多種類的心臟雜音信號(hào)，進(jìn)一步提高心音信號(hào)分類精度，使本文研究成果能最終應(yīng)用于臨床心臟量化聽診。 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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