本文針對我國當今大型倉庫、大型糧庫的監測與控制現狀,進行研究開發,采用較為實用和先進的單片微型機控制系統,運用溫度傳感器和濕度傳感器對溫度、濕度的敏感性設計了一種基于多級通訊總線的糧庫溫、濕度自動監測系統,主要包括通訊控制總站以及下位機的設計。操作人員可以通過向通訊控制總站發送命令,提取下位機溫、濕度數據,下位機實現溫、濕度檢測;同時可以查看歷史檢測數據,進行糧情分析和糧庫管理等一系列操作。 溫濕度的測量和控制系統通常被認為是一項較為簡單的控制技術,但是由于濕敏元件的穩定性差,壽命短等問題,實際應用系統中能正常運行的不多,除非建立有嚴格的管理制度,而且管理人員的綜合素質要達到一定的要求。所以,本文重點分析了濕敏傳感測量的機制,選型和技術措施。在研究了多種濕度傳感器性能的基礎上選用了合適的濕度傳感器,這是本設計的一個重點。本設計還有一個重點,用CPLD設計了一個模擬開關和顯示部分。 本設計研制的上位機采用PC機,通過RS-232接口與轉換器相連,轉換器通過RS-485總線連接下位機,實現監控室與現場的數據通信。每臺下位機位于各糧倉內,需要監測256路的溫、濕度信號,為了能實現共256路溫濕度的數據采集工作,本設計中用CPLD設計了一個模擬開關,每次只采集一路數據送入到單片機中去;另外,本設計的顯示部分也獨特的選用了CPLD來實現。正常情況下上位機每4小時向下位機發布一次檢測信號(同時在任何時刻也可監控某個糧倉的溫濕度情況),下位機利用PICl6F877單片機來實現糧倉中128路溫度和128路濕度的測控。 該糧倉溫、濕度測控系統實用性強,成本低,數據傳輸效率高,可靠性好。它不儀可以應用于糧庫的監控管理,而且也可推廣到其他監控領域,因此具有廣泛的應用前景。
上傳時間: 2013-05-23
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近年來,隨著人們生活的改善,機動車輛得到迅速發展,其排放的尾氣己造成城市空氣嚴重污染,一些城市相繼制定法規限制摩托車和燃油助力車的使用來保護環境。于是發展綠色交通工具已成為一個重要的課題。電動車具有輕便、無污染、低噪音和價格低廉的特點,成為比較理想的交通工具。開關磁阻電機的結構簡單、控制靈活、可靠性高、能在較寬的速度范圍內高效運行、而且堅固耐用,適合于在惡劣條件下應用等特點決定了其非常適合于車輛負載。 本文主要研究四相8/6極開關磁阻電機傳動系統在兩輪電動車中的應用,設計了以AVR單片機為主控芯片的電動車控制器。1.根據開關磁阻電機的結構和工作原理,建立了SR 電機的數學模型,分析并確定了開關磁阻電機的位置信號檢測方法,制定了該系統使用的控制策略:采用轉速外環、電流內環的雙閉環控制,通過AVR單片機片內定時器/計時器T/C2輸出的PWM斬波調壓間接地調節電流以控制電機的轉速。2.以AVR單片機為核心,設計了開關磁阻電機控制系統的各硬件電路,主要有電源轉換電路和電壓采樣電路、系統功率電路及MOSFET驅動電路、位置信號檢測電路和電流檢測與保護電路。3.在硬件電路的基礎上設計了系統的控制軟件,并對電動車的剎車、過流保護、欠壓保護和定速巡航等功能加以改善和提高。最后對所開發的系統進行了調試,通過實驗得到的速度電流波形證實了該控制器的可行性。
上傳時間: 2013-07-25
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電機直接啟動時產生幾倍于額定電流的沖擊電流,不僅對電網造成不良影響,而且嚴重的影響電機的使用壽命。為了改善電機的啟動特性,在電機領域采用由晶閘管控制的電機軟啟動器,基于電機軟啟動器的優良特性,本文提出了一種基于高速數字處理器TMS320LF2407A的高性能的異步電動機軟起動器。 異步電機在輕載運行時,功率損耗增大,功率因數和效率都大大降低,造成了大量電能的浪費。本文從理論上分析了影響損耗的各種因素,提出了降壓節能方案,然后進行了相關實驗驗證方案效果。 本文利用MATLAB搭建了軟起動器系統的仿真模型,對軟起動的控制方式進行了仿真研究。仿真結果表明該軟起動器系統可以有效地減小異步電動機起動時對電網的沖擊。本文同時也闡述了晶閘管調壓電路及軟起動器主電路的工作原理、軟起動器的硬件結構和功能以及軟件設計。 利用TMS320LF2407A和89S52組成的雙CPU系統,研制了性能優良、操作簡易、界面清晰的三相異步電動機軟啟動器,本文給出了系統的硬件結構、軟件設計思想和相關的實驗曲線。實驗證明,系統具有良好的控制特性。
上傳時間: 2013-06-24
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本論文主要對燃料電池用DC/AC變換器的主電路拓撲、脈寬調制(PWM)方式、控制系統硬件電路、控制策略以及電磁兼容(EMC)問題進行了研究。考慮到燃料電池(Fuel Cell)的特性和DC/AC變換器的應用場合,本文主要對單相DC/AC變換器做了研究。 首先,針對單相DC/AC變換器,分析了它們的主電路拓撲結構、工作原理以及脈寬調制方式。 其次,完成了DSP控制系統的軟硬件設計。DC/AC變換器的控制系統硬件電路,主要包括DSP最小系統、電源系統、信號檢測與調理電路、CAN通信以及SCI串口通信電路等。變換器控制策略則采用電壓環控制,瞬時值電壓以及有效值電壓控制都采用PI調節,并且闡述了如何通過DSP實現PWM脈沖。 另外本文還研究了DC/AC變換器控制電路板的電磁兼容(EMC)問題。針對一些電磁干擾(EMI)問題,提出了相應的抑制措施。主要研究了開關電源EMI濾波器的設計方法。 最后,經過相關試驗,給出了結論,也提出了今后需要進一步研究的方向。
上傳時間: 2013-05-17
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本文對燃料電池車用DC/DC變換器的基本原理以及控制策略進行了較為詳盡的分析和討論,對基于ARM的DC/DC變換器控制系統的軟硬件設計作了較為詳盡的論述,對控制系統的電磁兼容作了詳細的研究并給出了提高電磁兼容能力的措施。本文介紹了本課題研究的背景,燃料電池電動汽車的特性和研究的目的與意義并分析了大功率DC/DC變換器主電路的拓撲結構、工作原理和電磁兼容環境。在此基礎上,從控制電路的最小系統、檢測系統、脈沖發生系統以及驅動電路、CAN通訊電路等方面重點討論了DC/DC變換器控制系統的硬件設計以及驅動電路的設計。本文在DC/DC變換器電感電流連續狀態空間小信號數學模型的基礎上,應用MATLAB軟件對大功率DC/DC變換器單環控制系統進行了建模和仿真分析,給出了具有實際指導意義的結論,設計了基于ARM控制系統的軟件結構并編寫了相應的軟件代碼。此外,本文從硬件和軟件兩個方面重點討論了控制系統的電磁兼容以及抗干擾措施。在系統硬件和軟件基礎上進行了功率試驗并給出了試驗結果以及今后改進的方向。
上傳時間: 2013-05-28
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MSP430寄存器(精)
上傳時間: 2013-06-14
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本論文主要針對燃料電池電動轎車FCEV(Fuel Cell Electrical Vehicle)用DC/DC變換器主電路拓撲結構及電磁干擾產生與抑制問題進行研究.針對燃料電池偏軟的輸出特性和電動汽車對DC/DC變換器的體積小、重量輕和效率高的要求,本論文分析比較了帶變壓器的隔離式直流變換器和非隔離式直流變換器的主要優點和缺點,指出隔離式變換電路不適合于FCEV用DC/DC變換器主電路,非隔離式降壓(Buck)電路是最佳的主電路方案.在此基礎上,分析了非隔離式降壓(Buck)電路的工作原理和特點,運用模擬仿真軟件PSPICE仿真分析了Buck主電路參數,并在分析比較了各種磁性材料特性的基礎上對電感器進行了優化設計.本論文深入討論了DC/DC變換器中構成電磁干擾的三個主要因素:電磁干擾源、傳播途徑和敏感設備.分析了DC/DC變換器主電路中存在的主要干擾源及干擾產生的機理以及干擾傳播途徑,在此基礎上,重點討論了抑制各種干擾的方法及措施(包括傳導干擾抑制與輻射干擾抑制等),并給出了具體方案.本論文還從電磁兼容(EMC)測試的目的、組成等方面出發,對整個EMC測試進行了詳細的分析,提出了基于汽車電子EMC測試標準的DC/DC變換器EMC測試大綱,并對其中的試驗項目、試驗儀器、試驗場地、試驗設置、所應達到的等級進行了詳細的分析和介紹.
上傳時間: 2013-08-03
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隔離升壓DC-DC變換器在電動汽車、儲能系統、可再生能源發電以及超導儲能系統等領域有廣闊的應用前景。本文以隔離升壓全橋變換器(Isolated Boost Full Bridge Converter,簡稱IBFBC)為研究對象,針對隔離升壓型變換器的拓撲結構、起動問題、隔離變壓器漏感問題、軟開關問題和輸入電感磁復位問題等進行了系統深入的研究,解決了這一類拓撲所共有技術問題。 提出了隔離升壓DC-DC變換器拓撲族,分析比較了各種拓撲的特點,確定了以IBFBC為研究對象。對IBFBC進行了詳細的穩態分析和小信號建模分析,為其分析、設計和搭建實驗平臺提供了電路理論基礎。 理論上分析了IBFBC起動時存在電流沖擊的原因。提出了二種數字化軟起動方案,該方案對主電路進行了改造,利用DSP能靈活產生PWM波的特點采用了新的控制策略,成功實現了該系統的軟起動。 理論上分析了IBFBC隔離變壓器漏感引起功率開關管關斷電壓尖峰的原因,采用了有源箝位的方法,有效的解決電壓尖峰問題。提出了帶有源箝位IBFBC的九種PWM控制策略,提出了一種控制型軟PWM方法,在不增加主電路元器件的基礎上,通過控制PWM的發生方法,實現了有源箝位功率開關管和橋臂功率開關管的零電壓開通。 從理論上分析了IBFBC輸入電感磁復位問題。在正常停機時提出了一種數字化軟停止的方法,控制變換器由Boost工作狀態逐漸過渡到Buck工作狀態,讓輸入電感存儲的能量逐漸釋放掉,最后停止工作。對于故障保護停機,采用了繞組磁復位的方法,把輸入電感設計成反激式變換器形式,突然停機時,電感中存儲的能量通過反激式繞組釋放到輸出端,這樣保護了變換器不會損壞。 給出了主電路關鍵器件參數的設計方法,設計了以DSP-TMS320F2407為核心的數字控制單元,編寫了DSP控制程序和CPLD邏輯處理程序。研制了一臺輸出功率5KW,輸入電壓直流24V,輸出電壓直流300V的IBFBC,通過全面的性能實驗驗證了理論分析和仿真結果。 本文立足于IBFBC的關鍵技術要求,并充分考慮工程應用中的實際因素,進行了理論分析和實驗研究,為實際系統方案設計提供理論依據,并已經在實際應用中得到驗證。
上傳時間: 2013-04-24
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智能型充電器電源和顯示的設計 隨著越來越多的手持式電器的出現,對高性能、小尺寸、重量輕的電池充電器的需求也越來越大。電池技術的持續進步也要求更復雜的充電算法以實現快速、安全的充電。因此需要對充電過程進行更精確的監控,以縮短充電時間、達到最大的電池容量,并防止電池損壞。AVR 已經在競爭中領先了一步,被證明是下一代充電器的完美控制芯片。Atmel AVR 微處理器是當前市場上能夠以單片方式提供Flash、EEPROM 和10 位ADC的最高效的8 位RISC 微處理器。由于程序存儲器為Flash,因此可以不用象MASK ROM一樣,有幾個軟件版本就庫存幾種型號。Flash 可以在發貨之前再進行編程,或是在PCB貼裝之后再通過ISP 進行編程,從而允許在最后一分鐘進行軟件更新。EEPROM 可用于保存標定系數和電池特性參數,如保存充電記錄以提高實際使用的電池容量。10位A/D 轉換器可以提供足夠的測量精度,使得充好后的容量更接近其最大容量。而其他方案為了達到此目的,可能需要外部的ADC,不但占用PCB 空間,也提高了系統成本。AVR 是目前唯一的針對像 “C”這樣的高級語言而設計的8 位微處理器。C 代碼似的設計很容易進行調整以適合當前和未來的電池,而本次智能型充電器顯示程序的編寫則就是用C語言寫的。
上傳時間: 2013-05-18
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電壓源型PWM逆變器在當前的工業控制中應用越來越廣泛,在其應用領域中,交流電動機的運動控制是其很重要的組成部分。在PWM逆變器的控制過程中,設置死區是為了避免逆變器的同一橋臂的兩個功率開關器件發生直通短路。盡管死區時間很短,然而當開關頻率很高或輸出電壓很低時,死區將使逆變器輸出電壓波形發生很大畸變,進而導致電動機的電流發生畸變,電機附加損耗增加,轉矩脈動加大,最終導致系統的控制性能降低,甚至可能導致系統不穩定。為此,需要對逆變器的死區進行補償。本文針對連續空間矢量調制提出了一種改進的減小零電流鉗位和寄生電容影響的死區效應補償方法;針對斷續空間矢量調制提出了通過改變空間矢量作用時間,來改變驅動信號脈沖寬度的補償方法,并對這兩種方法進行了理論分析和仿真研究。 本文首先詳細分析了死區時間對逆變器輸出電壓和電流的影響,以及功率開關器件寄生電容對輸出電壓的影響。其次對已提出的減小零電流鉗位和寄生電容影響的死區效應補償方法進行了理論分析,該方法先計算出補償電壓,再對由零電流鉗位現象引起的補償電壓極性錯誤進行校正,極性校正的參考量為d軸補償電壓的幅值,然而補償電壓的大小隨電流的變化而變化,因此該方法存在電壓極性校正時參考量為變化量的缺點,而且該方法只適用于id=0的控制方式,適用性較差。針對這些問題,本文提出了改進的減小零電流鉗位和寄生電容影響的補償方法,改進后的方法是先對由零電流鉗位現象引起的電流極性錯誤進行校正,然后再計算補償電壓的大小,電流極性校正時的參考量為三相電流極性函數轉化到γ-坐標系的函數sγ的幅值,sγ的幅值與補償電壓大小無關為恒定值,而且適用于任何控制方式,適應性強。再次把改進的減小零電流鉗位和寄生電容影響的死區效應補償方法應用到PMSM矢量控制系統中,采用MATLAB和Pspice兩種方法進行了仿真研究,仿真結果驗證了補償方法的有效性。對兩種仿真結果的對比分析,表明PSpice模型能更好的模擬逆變器的非線性特性。 最后,文章分析了連續空間矢量調制和斷續空間矢量調制的輸出波形的區別和死區對兩種波形影響的不同。針對DSP芯片TMS320LF2407A硬件產生的斷續SVPWM波,提出了根據電壓矢量和電流矢量的相位關系,通過改變空間矢量作用時間,來改變驅動信號脈沖寬度,對其進行死區補償的方法。給出了基本空間矢量作用時間調整的實現方法,并建立了MATLAB仿真模型,進行仿真研究,仿真結果驗證了補償方法的正確性和有效性。
上傳時間: 2013-06-04
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