橫向磁通電機(jī)是近些年來(lái)出現(xiàn)的一種新型結(jié)構(gòu)的電機(jī)，由于其轉(zhuǎn)矩密度和功率密度大的優(yōu)點(diǎn)受到了廣泛的關(guān)注，但我國(guó)對(duì)該種電機(jī)的研究尚處于起步階段。 本課題是國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目——“新型稀土永磁電機(jī)設(shè)計(jì)與集成技術(shù)(課題編號(hào)：2002AA324020)”中有關(guān)橫向磁通永磁同步電動(dòng)機(jī)的部分。本課題的目標(biāo)就是要充分發(fā)揮橫向磁通電機(jī)功率密度和轉(zhuǎn)矩密度大的優(yōu)點(diǎn)，克服其功率因數(shù)低的缺點(diǎn)，對(duì)橫向磁通永磁同步電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算、分析，找出功率因數(shù)偏低的原因，并提出相應(yīng)的改進(jìn)方法和建議。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行樣機(jī)的研制，對(duì)理論成果進(jìn)行驗(yàn)證，并力爭(zhēng)樣機(jī)在性能和工藝指標(biāo)上有所突破，部分指標(biāo)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。 本文介紹了橫向磁通永磁電機(jī)的特點(diǎn)及運(yùn)行原理，并按照不同的分類(lèi)方式介紹了橫向磁通電機(jī)的各種結(jié)構(gòu)。三維磁場(chǎng)的有限元計(jì)算十分復(fù)雜、計(jì)算量大，因此傳統(tǒng)電機(jī)均采用簡(jiǎn)化的二維磁場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算。但是橫向磁通電機(jī)由于結(jié)構(gòu)特殊，無(wú)法采用簡(jiǎn)化的二維磁場(chǎng)的計(jì)算方法進(jìn)行分析。因此本文利用ANSYS軟件建立了樣機(jī)模型，對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了三維電磁場(chǎng)分析。在電磁場(chǎng)計(jì)算的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了電機(jī)空載反電勢(shì)，空載漏磁系數(shù)，電磁轉(zhuǎn)矩等相關(guān)參數(shù)的計(jì)算，討論了橫向磁通永磁同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)變化對(duì)參數(shù)的影響。本文特別針對(duì)橫向磁通永磁電機(jī)功率因數(shù)較低這一問(wèn)題進(jìn)行了分析，找出了功率因數(shù)偏低的原因，提出了相應(yīng)的改善方法和建議，對(duì)橫向磁通電機(jī)的理論研究和設(shè)計(jì)應(yīng)用分析方法進(jìn)行了探討。本文利用電磁場(chǎng)計(jì)算的結(jié)果，完成了電機(jī)運(yùn)行特性仿真，克服了采用傳統(tǒng)磁路等效的方法帶來(lái)的誤差。最后，通過(guò)與樣機(jī)測(cè)試結(jié)果的對(duì)照研究，驗(yàn)證和完善分析方法，并為進(jìn)一步獲得性能更加優(yōu)異的樣機(jī)奠定了基礎(chǔ)。
標(biāo)簽： 磁通 永磁同步電動(dòng)機(jī) 性能分析 磁場(chǎng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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盤(pán)式永磁同步電動(dòng)機(jī)屬于軸向磁場(chǎng)電機(jī)，目前，該類(lèi)電機(jī)在國(guó)外已經(jīng)得到了迅速發(fā)展，作為一種現(xiàn)代高性能伺服電機(jī)和大力矩直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)己廣泛應(yīng)用于機(jī)器人等機(jī)電一體化產(chǎn)品中。由于該類(lèi)電機(jī)具有重量輕、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、轉(zhuǎn)子無(wú)損耗、轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、機(jī)電時(shí)間常數(shù)小、轉(zhuǎn)矩/重量比大、低速運(yùn)行平穩(wěn)、可以制成多氣隙組合式結(jié)構(gòu)進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)矩等特點(diǎn)，其在數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、電動(dòng)車(chē)、電梯、家用電器等場(chǎng)合具有廣闊的應(yīng)用前景，是一種理想的驅(qū)動(dòng)裝置。 本課題作為國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目《新型稀土永磁電機(jī)設(shè)計(jì)及集成技術(shù)》2002AA324020中的一部分，該項(xiàng)目的主要工作是進(jìn)行新型結(jié)構(gòu)釹鐵硼永磁電機(jī)——盤(pán)式無(wú)鐵心永磁同步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)與集成技術(shù)研究，開(kāi)發(fā)出一種新型釹鐵硼永磁電機(jī)，解決相應(yīng)的整機(jī)設(shè)計(jì)和集成技術(shù)問(wèn)題。本文中提出的基于Halbach陣列的盤(pán)式無(wú)鐵心永磁同步電動(dòng)機(jī)是在盤(pán)式永磁同步電動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上，將無(wú)鐵心結(jié)構(gòu)和Halbach型永磁體陣列應(yīng)用到其中，從而使得電機(jī)的質(zhì)量大為減輕，功率密度提高，振動(dòng)噪聲降低，效率提高。 基于Halbach陣列的盤(pán)式無(wú)鐵心永磁同步電動(dòng)機(jī)其磁路結(jié)構(gòu)和電磁負(fù)荷分布與傳統(tǒng)電機(jī)完全不同，常規(guī)電機(jī)的某些設(shè)計(jì)規(guī)則不能直接應(yīng)用到該結(jié)構(gòu)電機(jī)的設(shè)計(jì)當(dāng)中，本文主要針對(duì)這種結(jié)構(gòu)的電機(jī)進(jìn)行了分析與計(jì)算。分析了不同結(jié)構(gòu)Halbach陣列下的氣隙磁場(chǎng)，以及相關(guān)參數(shù)的計(jì)算，給出了初步的樣機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，并對(duì)樣機(jī)的加工工藝進(jìn)行了探討，在總結(jié)、借鑒相關(guān)電機(jī)設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，針對(duì)盤(pán)式無(wú)鐵心永磁同步電動(dòng)機(jī)自身的特點(diǎn)，編制了一套電磁計(jì)算程序，該程序還有待通過(guò)大量樣機(jī)的試驗(yàn)，來(lái)總結(jié)和完善。 我國(guó)稀土資源豐富，然而，由于技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的問(wèn)題，國(guó)產(chǎn)永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)至今未能大量應(yīng)用。與此同時(shí)，高性能的永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)及系統(tǒng)大量依靠進(jìn)口，我國(guó)每年進(jìn)口的工程裝備當(dāng)中，僅數(shù)控機(jī)床因國(guó)產(chǎn)電機(jī)和系統(tǒng)不能滿足要求而每年需要進(jìn)口的就達(dá)22億美元以上。本項(xiàng)目的完成將改變這類(lèi)產(chǎn)品主要依靠進(jìn)口的局面，充分發(fā)揮我國(guó)稀土資源豐富的優(yōu)勢(shì)，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益是十分巨大的。
標(biāo)簽： HALBACH 陣列 永磁同步電動(dòng)機(jī) 分
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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永磁同步電機(jī)(PMSM)是一種性能優(yōu)越、應(yīng)用前景廣闊的電機(jī)。永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)是以永磁同步電機(jī)為控制對(duì)象，采用變壓變頻技術(shù)對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速的控制系統(tǒng)。因其具有能耗低、可靠性高、控制精確等優(yōu)點(diǎn)，在許多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。然而，轉(zhuǎn)子無(wú)阻尼繞組的PMSM的采用變頻技術(shù)開(kāi)環(huán)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)不太穩(wěn)定，電機(jī)效率有所下降，轉(zhuǎn)子溫升高，易造成釹鐵硼永磁體退磁，危及電機(jī)安全運(yùn)行，有時(shí)甚至還會(huì)出現(xiàn)失步現(xiàn)象，系統(tǒng)無(wú)法運(yùn)行。PMSM控制系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行控制都是建立在閉環(huán)控制基礎(chǔ)之上的，因此如何獲取轉(zhuǎn)子位置和速度信號(hào)是整個(gè)系統(tǒng)中相當(dāng)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。當(dāng)前，在大多數(shù)調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，最常用的方法是在轉(zhuǎn)子軸上安裝位置傳感器。但這些傳感器增加了系統(tǒng)的成本，降低了系統(tǒng)的可靠性和耐用性。因此，在一些特殊及控制精度要求不很高的場(chǎng)合，無(wú)傳感器控制將會(huì)得到廣泛的應(yīng)用。它通過(guò)測(cè)量電動(dòng)機(jī)的電流、電壓等可測(cè)量的物理量，通過(guò)特定的觀測(cè)器策略估算轉(zhuǎn)子位置，提取永磁轉(zhuǎn)子的位置和速度信息，完成閉環(huán)控制。本文以無(wú)位置傳感器PMSM控制系統(tǒng)作為研究對(duì)象，介紹了永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)及其數(shù)學(xué)模型，詳細(xì)地闡述了空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)技術(shù)的理論基礎(chǔ)及其波形的產(chǎn)生機(jī)制，并對(duì)閉環(huán)控制策略進(jìn)行了研究。鑒于數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)TMS320LF2407控制芯片出色的性能和豐富的外設(shè)資源，使用該芯片設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)的試驗(yàn)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了永磁同步電機(jī)的無(wú)位置傳感器控制。 本文借助于MATLAB建立了永磁同步電機(jī)的仿真數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)空間矢量脈寬調(diào)制的工作原理，構(gòu)建了永磁同步電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的仿真模型。系統(tǒng)采用αβ定子靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，依據(jù)滑模變結(jié)構(gòu)控制原理，對(duì)永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置角θe和轉(zhuǎn)速ωe進(jìn)行實(shí)時(shí)在線估算，不斷修正估算位置^θe，控制定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)垂直并保持與轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的閉環(huán)調(diào)速運(yùn)行。理論分析和仿真結(jié)果表明，所提出的永磁同步電機(jī)無(wú)傳感器控制方法具有較強(qiáng)的魯棒性和令人滿意的性能。
標(biāo)簽： 滑模觀測(cè)器 永磁同步電機(jī) 無(wú)位置傳感器 控制
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永磁同步電機(jī)(PMSM)是一種性能優(yōu)越、應(yīng)用領(lǐng)域廣闊的電機(jī)，其傳統(tǒng)的理論分析與設(shè)計(jì)方法已比較成熟。它的進(jìn)一步推廣應(yīng)用，在很大程度上有賴于對(duì)控制策略的研究。實(shí)踐中，使用通用變壓變頻(VVVF)變頻器來(lái)驅(qū)動(dòng)沒(méi)有阻尼繞組的永磁同步電動(dòng)機(jī)開(kāi)環(huán)運(yùn)行時(shí)，有時(shí)電機(jī)的運(yùn)行頻率超過(guò)某一頻率，系統(tǒng)就會(huì)變得不穩(wěn)定，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)失步。本文研究了無(wú)位置傳感器的永磁同步電機(jī)的速度控制問(wèn)題。 論文提出了一種將推廣卡爾曼濾波(EKF)原理應(yīng)用于永磁同步電機(jī)無(wú)位置傳感器調(diào)速系統(tǒng)的方法。對(duì)永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型和卡爾曼濾波原理作了詳細(xì)的分析，在dq轉(zhuǎn)子同步坐標(biāo)系中應(yīng)用推廣卡爾曼濾波算法，對(duì)永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)在線估計(jì)。所選取的濾波算法只需測(cè)量電流和逆變器直流母線電壓，具有不改造電機(jī)、可靠性高和經(jīng)濟(jì)耐用的優(yōu)點(diǎn)。利用在線估計(jì)出的轉(zhuǎn)速和電流實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)的永磁同步電機(jī)矢量控制。同時(shí)還提出了基于磁飽和原理的永磁轉(zhuǎn)子初始位置的檢測(cè)方法。針對(duì)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向方式及矢量控制方案，采用了空間矢量脈寬調(diào)制方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，此方法可以輸出任意給定位置的電壓矢量，在不增加功率管開(kāi)關(guān)頻率和不增加系統(tǒng)復(fù)雜性的前提下，明顯提高電機(jī)的調(diào)速性能。 在Matlab6.5環(huán)境下進(jìn)行的系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)表明，所提出的位置估計(jì)算法和控制方法具有優(yōu)良的轉(zhuǎn)角跟蹤特性和速度控制性能，同時(shí)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗負(fù)載擾動(dòng)性能和較好的魯棒性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文的方法達(dá)到了預(yù)期的效果。
標(biāo)簽： 卡爾曼濾波 永磁同步電機(jī) 無(wú)位置傳感器 控制
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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盤(pán)式永磁同步電動(dòng)機(jī)是一種性能優(yōu)越、但結(jié)構(gòu)特殊的電動(dòng)機(jī)。作為一種理想的驅(qū)動(dòng)裝置，其應(yīng)用范圍遍及航天、國(guó)防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活的各個(gè)領(lǐng)域。本文利用稀土永磁材料釹鐵硼的高矯頑力，提出了一種省卻了鐵心的雙轉(zhuǎn)子、單定子結(jié)構(gòu)盤(pán)式無(wú)鐵心永磁同步電機(jī)，進(jìn)一步減輕了電機(jī)的質(zhì)量并消除轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。 對(duì)電機(jī)的設(shè)計(jì)、性能預(yù)測(cè)都離不開(kāi)電機(jī)電磁場(chǎng)的計(jì)算。不同于傳統(tǒng)的圓柱式徑向磁通電機(jī)，盤(pán)式無(wú)鐵心電機(jī)是軸向磁通電機(jī)，外加其無(wú)鐵心的結(jié)構(gòu)，決定了該電機(jī)的磁場(chǎng)呈三維、開(kāi)域分布。對(duì)它的電磁場(chǎng)分析，不能采用對(duì)待徑向磁通電機(jī)的化為二維磁場(chǎng)的分析方法。 本文研究的重點(diǎn)內(nèi)容分為兩部分：(1)在盤(pán)式無(wú)鐵心永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)上，建立其磁場(chǎng)三維模型，由三維有限元法計(jì)算三維電磁場(chǎng)，分析計(jì)算結(jié)果，并總結(jié)出盤(pán)式無(wú)鐵心永磁同步電機(jī)的磁場(chǎng)分布規(guī)律。 (2)在磁場(chǎng)計(jì)算的基礎(chǔ)上，將Halbach型永磁體陣列的理論應(yīng)用到磁鋼設(shè)計(jì)中來(lái)，提出磁鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，研究出適合于盤(pán)式無(wú)鐵心永磁同步電機(jī)的磁鋼結(jié)構(gòu)，以獲得理想的磁場(chǎng)波形和磁密值。 本文首先從磁路計(jì)算的方法入手，通過(guò)磁路計(jì)算分析出盤(pán)式無(wú)鐵心永磁同步電機(jī)的磁場(chǎng)分布特點(diǎn)。其后直接運(yùn)用三維有限元法求解該電機(jī)的電磁場(chǎng)，分析計(jì)算結(jié)果。為了獲得低漏磁、高氣隙磁密值、正弦形的氣隙磁場(chǎng)分布，本文先后提出普通軸向充磁磁鋼結(jié)構(gòu)、不等厚軸向充磁磁鋼結(jié)構(gòu)并將Halbach陣列的理論應(yīng)用到盤(pán)式無(wú)鐵心永磁同步電機(jī)的磁剛結(jié)構(gòu)優(yōu)化中，討論了三種不同角度的Halbach型永磁體陣列。最后為了簡(jiǎn)化磁鋼的加工工藝，將不等厚永磁體陣列與Halbach永磁體陣列相結(jié)合，提出了最經(jīng)濟(jì)、有效的改進(jìn)型Halbach永磁體陣列，給出具體磁鋼尺寸，并運(yùn)用ANSYS軟件對(duì)各種磁鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的磁場(chǎng)進(jìn)行結(jié)果仿真。
標(biāo)簽： 永磁同步電機(jī) 磁場(chǎng)分析 磁鋼
上傳時(shí)間： 2013-06-23
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本文對(duì)Windows NT 操作系統(tǒng)的多線程同步機(jī)制和同步對(duì)象進(jìn)行了分析，以其在檢測(cè)儀和經(jīng)緯儀同步通信程序開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用為例，論述了如何通過(guò)共享事件來(lái)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的同步通信，并給出了
標(biāo)簽： 多線程 同步機(jī)制 中的應(yīng)用 應(yīng)用程序
上傳時(shí)間： 2013-06-30
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隨著微處理器技術(shù)與信息技術(shù)的不斷發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用也進(jìn)入到國(guó)防、工業(yè)、能源、交通以及日常生活中的各個(gè)領(lǐng)域。嵌入式系統(tǒng)的軟件核心是嵌入式操作系統(tǒng)。然而，國(guó)內(nèi)在嵌入式系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)上有很多困難，主要有：國(guó)外成熟的RTOS大都價(jià)格昂貴并且不公開(kāi)源代碼，用好這些操作系統(tǒng)需對(duì)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)有深刻理解。針對(duì)以上問(wèn)題，免費(fèi)公開(kāi)源代碼的嵌入式操作系統(tǒng)就倍受矚目了，μC/OS-II就是其中之一。μC/OS-II是面向中小型應(yīng)用的、基于優(yōu)先級(jí)的可剝奪嵌入式實(shí)時(shí)內(nèi)核，其特點(diǎn)是小巧、性能穩(wěn)定、可免費(fèi)獲得源代碼。 本文在深入研究μC/OS-II內(nèi)核基礎(chǔ)上，將其運(yùn)用于實(shí)際課題，完成了基于ARM架構(gòu)的μC/OS-II移植及實(shí)時(shí)同步交流采樣的誤差補(bǔ)償研究。本文主要工作內(nèi)容和研究成果如下： 1.剖析了μC/OS-II操作系統(tǒng)內(nèi)核，重點(diǎn)研究了μC/OS-II內(nèi)核的任務(wù)管理與調(diào)度算法機(jī)理，得出了μC/OS-II內(nèi)核優(yōu)點(diǎn)：任務(wù)調(diào)度算法簡(jiǎn)潔、高效、實(shí)時(shí)性較好(與Linux相比)。 2.介紹了ARM9體系架構(gòu)，重點(diǎn)講敘了MMU(存儲(chǔ)管理單元)功能。為了提高交流采樣系統(tǒng)的取指令和讀數(shù)據(jù)速度，成功將MMU功能應(yīng)用于本嵌入式系統(tǒng)中。 3.完成了μC/OS-II操作系統(tǒng)在目標(biāo)板上的移植，主要用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)了啟動(dòng)代碼、開(kāi)關(guān)中斷、任務(wù)切換和首次任務(wù)切換等函數(shù)。 4.針對(duì)國(guó)內(nèi)外提出的同步交流采樣誤差補(bǔ)償算法的局限性，本文從理論上對(duì)同步交流采樣的準(zhǔn)確誤差進(jìn)行了研究，并嘗試根據(jù)被測(cè)信號(hào)周期的首尾過(guò)零點(diǎn)的三角形相似法，求出誤差參數(shù)并對(duì)誤差進(jìn)行補(bǔ)償。此外，考慮到采樣周期△T不均勻，經(jīng)多次采樣后會(huì)產(chǎn)生累積誤差，本文也給出了采樣周期△T的優(yōu)化算法。 5.完成了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，并根據(jù)補(bǔ)償算法和△T優(yōu)化法則，編寫(xiě)了相應(yīng)采樣驅(qū)動(dòng)和串口驅(qū)動(dòng)。最后對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析和比較，得出重要結(jié)論：該補(bǔ)償算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，計(jì)算機(jī)工作量小，精度較高。
標(biāo)簽： ARM COS 架構(gòu) 交流采樣
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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較高性能的永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)更新電機(jī)參數(shù)，文章中采用一種在線辨識(shí)永磁同步電機(jī)參數(shù)的方法。這種基于最小二乘法參數(shù)辨識(shí)方法是在轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下進(jìn)行的，通過(guò)MATLAB/SIMULINK對(duì)基于最小二乘法的永磁同步電機(jī)參數(shù)辨識(shí)進(jìn)行了仿真，仿真結(jié)果表明這種電機(jī)參數(shù)辨識(shí)方法能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地更新電機(jī)控制參數(shù)。 關(guān)鍵詞：永磁同步電機(jī);參數(shù)辨識(shí);最小二乘法
標(biāo)簽： 最小二乘法 參數(shù)辨識(shí) 仿真研究
上傳時(shí)間： 2013-06-06
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目前,以互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)為代表的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用,正快速地向包括數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、圖像的綜合寬帶多媒體方向發(fā)展,構(gòu)建寬帶化、大容量、全業(yè)務(wù)、智能化的現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)已成為大勢(shì)所趨.寬帶無(wú)線接入(BWA)憑借其組網(wǎng)快速靈活、運(yùn)營(yíng)維護(hù)方便及成本較低等競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),迅速成為市場(chǎng)熱點(diǎn),各種微波、無(wú)線通信領(lǐng)域的先進(jìn)手段和方法不斷引入,各種寬帶無(wú)線接入技術(shù)迅速涌現(xiàn).由于BWA要用于非視距傳輸,所以必須考慮無(wú)線信道的多經(jīng)效應(yīng).而OFDM技術(shù)憑借著魯棒的對(duì)抗頻率選擇性衰落能力和極高頻譜效率引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度重視.其基本思想是把調(diào)制在單載波上的高速串行數(shù)據(jù)流,分成多路低速的數(shù)據(jù)流,調(diào)制到多個(gè)正交載波上并行傳輸,這樣在傳輸時(shí),雖然整個(gè)信道是頻率選擇性衰落,但是各個(gè)子信道卻是平坦衰落,有效對(duì)抗了多經(jīng)效應(yīng),同時(shí)由于各個(gè)子載波是正交的,極大提高了頻譜效率.可以預(yù)料的是,隨著通信系統(tǒng)將向基于IPv6核心網(wǎng)的全I(xiàn)P包的傳輸方向發(fā)展,越來(lái)越多的通信系統(tǒng)將具有"突發(fā)模式"的特征.本文關(guān)注的正是突發(fā)OFDM系統(tǒng)接收機(jī)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn).由于IEEE 802.11a無(wú)線局域網(wǎng)是OFDM技術(shù)第一次真正的應(yīng)用于突發(fā)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了面向IP的無(wú)線寬帶傳輸,所以基于IEEE 802.11a的突發(fā)OFDM系統(tǒng)有著重要的借鑒和研究?jī)r(jià)值,本文也正是圍繞著這個(gè)中心而展開(kāi).本文的各章節(jié)安排如下:在第一章中主要介紹OFDM的技術(shù)原理和在寬帶無(wú)線接入中的應(yīng)用,同時(shí)引出本文所關(guān)注的突發(fā)OFDM接收機(jī)設(shè)計(jì).在第二章中先介紹了相干接收和信道估計(jì)的概念,重點(diǎn)分析了本文所采用的WLAN信道模型和信道估計(jì)算法,然后在得到同步誤差表達(dá)式的基礎(chǔ)上,先用星座圖直觀的表現(xiàn)OFDM系統(tǒng)中各種同步誤差的影響,再?gòu)男旁氡葥p失的角度對(duì)符種同步誤差進(jìn)行分析.第三章是本文的重點(diǎn)之一,在本章中對(duì)基于IEEE 802.11a的各種同步算法包括幀檢測(cè)和符號(hào)定時(shí)、載波同步和采樣時(shí)鐘同步進(jìn)行仿真和比較,并針對(duì)適合FPGA實(shí)現(xiàn)的同步算法進(jìn)行了重點(diǎn)的分析.第四章也是本文的重點(diǎn)之一,提出了整個(gè)OFDM系統(tǒng)平臺(tái)的硬件結(jié)構(gòu)和基于IEEE 802.11a的接收機(jī)FPGA設(shè)計(jì)方案,然后從整體上介紹了接收機(jī)的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu),并給出了接收機(jī)各個(gè)模塊的具體設(shè)計(jì),最后對(duì)整個(gè)系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程和測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了分析.
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：zhoujunzhen
正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)是一種多載波數(shù)字調(diào)制技術(shù)，它具有頻譜利用率高、抗多徑能力強(qiáng)等特點(diǎn)，在寬帶無(wú)線多媒體通信領(lǐng)域中受到了廣泛的關(guān)注。 OFDM系統(tǒng)可分為連續(xù)工作模式和突發(fā)工作模式。在IEEE802.11a、HiperLANType2等無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中采用了OFDM的突發(fā)工作模式，該模式下的接收機(jī)首先對(duì)符合某種特定格式的幀做出檢測(cè)。本文介紹了一種基于最小錯(cuò)誤概率準(zhǔn)則的幀檢測(cè)算法，提出了該算法的FPGA實(shí)現(xiàn)方案。 同步技術(shù)是OFDM最關(guān)鍵的技術(shù)之一，它包括載波頻率同步和符號(hào)同步。載波頻率同步是為了糾正接收端相對(duì)于發(fā)送端的載波頻率偏移，以保證子載波間的正交性；符號(hào)同步確定OFDM符號(hào)有用數(shù)據(jù)信息的開(kāi)始時(shí)刻，也就是確定FFT窗的開(kāi)始時(shí)刻。本文首先介紹了一種基于自相關(guān)的載波頻率同步算法，給出了它的FPGA實(shí)現(xiàn)方案，重點(diǎn)講述了其中用到的Cordic算法及其實(shí)現(xiàn)；然后介紹了分別基于互相關(guān)和自相關(guān)的兩種符號(hào)同步算法，給出了各自的FPGA實(shí)現(xiàn)方案，從實(shí)現(xiàn)的角度比較了兩種算法的優(yōu)缺點(diǎn)，并且在FPGA設(shè)計(jì)中體現(xiàn)了面積復(fù)用和流水線操作的設(shè)計(jì)思想。 文章最后介紹了系統(tǒng)調(diào)試的情況，總結(jié)出一種ChipScopePro與Matlab相結(jié)合的調(diào)試方法，該方法在FPGA調(diào)試方面具有一定的通用性。
上傳時(shí)間： 2013-07-16
上傳用戶：Killerboo
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