【摘要】數字化技術隨著低成本、高性能控制芯片的出現(xiàn)而快速發(fā)展，同時也推動著開關電源向數字控制發(fā)展。文章利用一款新型數字信號控制器（DSC）ADP32，完成了基于DSC的數字電源應用研究，本文提供了DC/DC変換器的完整數字控制解決方案，數字PID樸償技米，精確時序的同步整流技術，以及PWM控制信號的產生等，最后用一臺200w樣機驗證了數字控制的系統(tǒng)性能。【關鍵詞】數字信號控制器；同步整流；PID控制；數字拉制1引言隨著半導體行業(yè)的快速發(fā)展，低成本、高性能的DSC控制器不斷出現(xiàn)，基于DSC控制的數字電源越來越備受關注，目前“綠色能源”、“能源之心”等概念的提出，數字控制的模塊電源具有高效率、高功率密度等諸多優(yōu)點，逐漸成為電源技術的研究熱點.數字電源（digital powerspply）是一種以數字信號處理器（DSP）或微控制器（MCU）為核心，將數字電源驅動器、PWM控制器等作為控制對象，能實現(xiàn)控制、管理、監(jiān)測功能的電源產品。具有可以在一個標準化的硬件平臺上，通過更新軟件滿足不同的需求".ADP32是一款集實時處理（DSP）與控制（MCU）外設功能與一體的數字信號控制器，不但可以簡化電路設計，還能快速有效實現(xiàn)各種復雜的控制算法。2數字電源系統(tǒng)設計2.1數字電源硬件框圖主功率回路是雙管正激DCDC變換器，其控制方式為脈沖寬度調制（PWM），主要由功率管Q1/Q2、續(xù)流二極管D1/D2、高頻變壓器、輸出同步整流器、LC濾波器組成。
標簽： 數字電源
上傳時間： 2022-06-18
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為了提高特定應用環(huán)境下的運行速度，DSP增加了許多特殊的指令和功能單 元，體系結構越來越不規(guī)則。傳統(tǒng)的代碼生成算法是一種分治算法，沒有考慮指 令和寄存器之間的約束關系，難以應用在DSP編譯器中。必須為DSP編譯器發(fā) 展出新的代碼生成算法，以適應新的需求和挑戰(zhàn)。本文主要研究了DSP編譯器 的若干關鍵技術，DSP編譯器的目標機器平臺是浙江大學自主研發(fā)的媒體DSP —SPOCK。
上傳時間： 2013-06-02
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電力系統(tǒng)的中性點是指三相電力系統(tǒng)中作量型連接的變壓器或發(fā)電機的中性點,其運行方式有:不接地方式(絕緣方式)、經電阻接地方式(又可細分為經高阻和低阻接地兩種情況)、經電抗接地方式、經消弧線圈接地方式和直接接地方式等.如何選擇發(fā)電機或變壓器中性點的運行方式是一個比較復雜的綜合性技術、經濟問題.不論采用哪種運行方式,都涉及到供電可靠性、故障范圍、用電安全、過電壓、繼電保護和對電訊及無線電干擾等一系列問題.該文結合一工程實際問題就以上幾個方面對電力系統(tǒng)中性點的幾種運行方式分別加以分析比較,并分別對幾種運行方式進行了短路電流計算、繼電保護的配置及整定工作.
上傳時間： 2013-07-25
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直流偏磁是變壓器的一種非正常工作狀態(tài)，是指在變壓器的勵磁電流中出現(xiàn)了直流分量。在直流輸電系統(tǒng)中，由于換流站的工作特性，有直流電流分量流過換流變壓器的繞組，產生直流偏磁現(xiàn)象，這一現(xiàn)象將對換流變壓器的正常運行產生不利的影響，如勵磁電流發(fā)生畸變、變壓器鐵心損耗增加及鐵心高度飽和引起的漏磁通增加。因此，從電磁場的角度分析這一現(xiàn)象是必要的。 由于鐵磁材料的非線性，不能應用疊加原理分析直流偏磁時的勵磁情況。為此，本文應用了二維瞬態(tài)場路直接耦合有限元法，借助大型有限元分析軟件Ansoft，定量分析了在不同等級直流偏磁電流作用下，換流變壓器空載運行狀態(tài)下的勵磁電流波形情況，結果表明，直流偏磁使鐵心中的磁通密度發(fā)生偏移，對應的勵磁電流波形呈現(xiàn)正負半波極不對稱的形狀，并且直流偏磁量越大勵磁電流的畸變越嚴重。 在求出直流偏磁量與勵磁電流峰值關系的基礎上，應用一種基于鐵心空載損耗數據的方法，定量分析了在不同等級直流偏磁電流作用下，換流變壓器鐵心損耗情況，結果表明，隨著直流偏磁電流的增加，鐵心損耗也會隨之增加，這會導致鐵心溫升上升，嚴重時會導致鐵心局部過熱，影響變壓器的正常運行。 在漏磁場分析中，討論了變壓器漏磁場的類型和作用，經過合理簡化，建立了換流變壓器二維漏磁場計算模型，應用二維瞬態(tài)場路直接耦合有限元法，分析了不同等級直流偏磁電流作用下，換流變壓器漏磁場分布情況，結果表明，隨著直流偏磁量的增加，不同位置處漏磁場分量的變化規(guī)律基本不變，但漏磁在增加，且不同位置漏磁分量增加的速率不同。
上傳時間： 2013-06-25
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電動車是指以車載電源為動力，用電機驅動車輪行駛，符合道路交通、安全法規(guī)各項要求的車輛，電動車無內燃機汽車工作時產生的廢氣，不產生排氣污染，對環(huán)境保護和空氣的潔凈是十分有益的，幾乎是“零污染”。電動汽車的研究表明，其能源效率已超過汽油機汽車。特別是在景區(qū)運行，汽車走走停停，行駛速度不高，電動汽車更加適宜。電機驅動及控制系統(tǒng)是電動汽車的核心，本文主要設計的是電動游覽車用異步電動機的驅動控制系統(tǒng)。 本文設計了以IGBT作為開關元器件的主電路結構，通過多次改進結構，并設計采用了具有硬件互鎖功能的驅動電路，進一步提高了主電路的可靠性。以TI公司生產的TMS320LF2407A芯片為系統(tǒng)控制核心，設計了控制電路以及保護電路；編寫了以矢量控制作為核心算法、空間電壓矢量控制作為PWM控制方式的控制程序。通過研究單神經元矢量控制的原理，進行了仿真，驗證了單神經元矢量控制具有更好的快速性、魯棒性和自適應性。 通過大量的實驗和實際現(xiàn)場裝車調試證明，本文設計的異步電動機控制系統(tǒng)可靠性高，動態(tài)性能良好，控制簡單，適合在蓄電池供電的逆變器應用場合(電動車)。
上傳時間： 2013-04-24
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微機電系統(tǒng)（MEMS）器件的構成涉及微電子、微機械、微動力、微熱力、微流體學、材料、物理、化學、生物等多個領域，形成了多能量域并交叉耦合。為其產品的建模、仿真以及優(yōu)化設計帶來了較大的難度。由于靜電驅動的原理簡單使其成為MEMS器件中機械動作的主要來源。而梳齒結構在MEMS器件中有廣泛的應用：微諧振器、微機械加速度計、微機械陀螺儀、微鏡、微鑷、微泵等。所以做為MEMS的重要驅動方式和結構形式，靜電驅動梳齒結構MEMS器件的耦合場仿真分析以及優(yōu)化設計對MEMS的開發(fā)具有很重要的意義。本課題的研究對靜電驅動梳齒結構MEMS器件的設計具有較大的理論研究意義。 本文的研究工作主要包括以下幾個方面： 1、采用降階宏建模技術快速求解靜電梳齒驅動器靜電－結構耦合問題，降階建模被用于表示微諧振器的靜態(tài)動態(tài)特性。論文采用降階建模方法詳細分析了靜電梳齒驅動器的各參數對所產生靜電力以及驅動位移的關系；并對靜電梳齒驅動器梳齒電容結構的靜電場進行分析和模擬，深入討論了邊緣效應的影響；還對微諧振器動態(tài)特性的各個模態(tài)進行仿真分析，并計算分析了前六階模態(tài)的頻率和諧振幅值。仿真結果表明降階建模方法能夠快速、準確地實現(xiàn)多耦合域的求解。 2、從系統(tǒng)角度出發(fā)考慮了各個子系統(tǒng)對叉指式微機械陀螺儀特性的影響，系統(tǒng)詳細地分析了與叉指狀微機械陀螺儀性能指標－靈敏度密切相關的結構特性、電子電路、加工工藝和空氣阻尼，并在此分析的基礎上建立了陀螺的統(tǒng)一多學科優(yōu)化模型并對其進行多學科優(yōu)化設計。將遺傳算法和差分進化算法的全局尋優(yōu)與陀螺儀系統(tǒng)級優(yōu)化相結合，證實了遺傳算法和差分進化算法在MEMS系統(tǒng)級優(yōu)化中的可行性，并比較遺傳算法和差分進化算法的優(yōu)化結果，差分進化算法的優(yōu)化結果較大地改善了器件的性能。 3、從系統(tǒng)角度出發(fā)考慮了各個子系統(tǒng)對梳齒式微加速度計特性的影響，在對梳齒式微加速度計各個學科的設計要素進行分析的基礎上，對各個子系統(tǒng)分別建立相對獨立的優(yōu)化模型，采用差分進化算法和多目標遺傳算法對其進行優(yōu)化設計。證實了差分進化算法和多目標遺傳算法對多個子系統(tǒng)耦合的系統(tǒng)級優(yōu)化的可行性，并比較了將多目標轉換為單目標進行優(yōu)化和采用多目標進行優(yōu)化的區(qū)別和結果，優(yōu)化結果使器件的性能得到了改善。
上傳時間： 2013-05-15
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漏電是井下供電系統(tǒng)的主要故障形式，約占其總故障的70％左右，它不但導致人身觸電事故，還會形成單相接地，進而發(fā)展成為相間短路，由此引發(fā)的電弧會造成瓦斯和煤塵爆炸。漏電保護器主要用來防止漏電火災造成的經濟損失和人身傷亡，因此得到廣泛應用。 選擇性漏電保護是指當電網發(fā)生漏電故障時，能夠有選擇地發(fā)出故障信號或切斷故障支路電源，而非故障部分繼續(xù)工作。從而減小故障停電范圍，便于尋找漏電故障，縮短漏電停電時間，提高了供電的可靠性。 目前的礦井電網的選擇性漏電保護系統(tǒng)主要采用零序電流大小及零序電流方向保護原理，這種原理在某一線路遠遠長于其他線路(即其分布電容與系統(tǒng)總的分布電容相差不大時)的情況下較難滿足選擇性的要求，保護裝置可能發(fā)生拒動現(xiàn)象，不能很好的完成保護的目的。 本文在對井下電網漏電故障理論分析和仿真驗證的基礎上，提出了以dsPIC30F4012為核心，基于附加直流電源檢測和零序功率方向的選擇性漏電保護方案，介紹了基于這種選擇性漏電保護方案的電網選擇性漏電保護裝置。該裝置在總饋電開關處的漏電保護裝置使用附加直流電源原理，在分支饋電開關處的漏電保護裝置使用零序功率方向式保護原理，并且采用速度更快的PROFIBUS協(xié)議現(xiàn)場總線及光纖傳輸技術，使該選擇性漏電保護裝置的動作性能和抗干擾能力得到很大提升。
標簽： 供電系統(tǒng) 漏電保護 應用研究
上傳時間： 2013-06-13
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高壓TSC（Thyristor Switch Capacitor）裝置是指額定工作電壓為6kV-35kV晶閘管投切電容器補償裝置，是一種典型靜止無功補償器，其對增強系統(tǒng)穩(wěn)定性、提高系統(tǒng)運行經濟性，保證電壓質量及改善電能質量都能發(fā)揮良好的作用。目前國內對高壓TSC裝置研制與生產還處于起步階段，加速高壓TSC裝置的國產化，對在我國電力系統(tǒng)中早日推廣與應用高壓TSC裝置具有重大意義。 首先在無功功率的測量上，如何在有諧波干擾等復雜環(huán)境下準確檢測無功功率，本文采用了基于快速傅立葉變換的方法，可以很好的完成無功功率的采集。在主電路結構上，晶閘管開關閥是高壓TSC裝置的關鍵構成部件，高壓TSC裝置要求晶閘管開關應具有良好的電氣性能，要求晶閘管開關應是有效和可靠的。本文通過晶閘管特性和串聯(lián)技術的研究，給出了晶閘管串聯(lián)開關的靜態(tài)均壓和動態(tài)均壓方法，設計出合理使用的電路結構。通過仿真分析，驗證了均壓電路的效果。 電容器無涌流投入技術也是TSC主要研究點，由于在高壓系統(tǒng)中器件兩端承受的電壓較高，低壓TSC系統(tǒng)中常用的過零固態(tài)繼電器或集成過零觸發(fā)芯片滿足不了耐壓的需要，本文設計了專門的過零檢測及觸發(fā)電路，在器件兩端電壓過零時觸發(fā)，避免了由于電容器殘壓過高而造成的巨大沖擊電流，從而在硬件電路上實現(xiàn)電容器組的無過渡過程投切，電路簡單可靠。同時，在控制策略上將幾種投切判據進行了比較，采用了電壓無功復合投切判據，以無功功率作為主判據，電壓作為輔助判據，有效地克服了僅以功率因數作為投切判據的控制方式中的輕載時容易產生投切振蕩而重載時容易出現(xiàn)補償不充分的缺點。
上傳時間： 2013-05-24
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藍牙（Bluetooth）技術是近年來國外先進國家研究發(fā)展最快的短程無線通信技術之一，能夠廣泛地應用于工業(yè)短距離無線控制裝置、近距離移動無線控制設備、機器人控制、辦公自動化及多媒體娛樂設備等局部范圍內無線數據傳輸的領域中。在我國,由于對藍牙技術的研究還處于研究開發(fā)的初級階段, 還沒有形成藍牙數據短距離無線通信的一套開放性應用標準。 在無線音頻傳輸領域內，傳統(tǒng)的基于模擬調制方式的無線音頻傳輸由于抗干擾能力較差，傳輸的音頻質量會受到較大的影響，而國內市場上的藍牙音頻產品僅支持單聲道語音傳輸。所以，對基于藍牙技術的高品質多通道音頻傳輸技術的研究將具有一定的技術創(chuàng)新性，在無線音頻傳輸領域也具有較為廣闊的市場前景。 本文以嵌入式藍牙技術與音頻信號傳輸系統(tǒng)為研究開發(fā)課題，參考國外藍牙技術協(xié)議標準,利用功能模塊單元與嵌入式技術,目標是研制一種基于嵌入式開發(fā)應用的高品質雙聲道藍牙無線音頻傳輸系統(tǒng)。本系統(tǒng)通過對雙聲道線性模擬音源的數字化MP3編解碼處理，結合基于嵌入式應用的簡化后的HCI層藍牙應用協(xié)議，實現(xiàn)了藍牙信道帶寬內的高品質雙聲道音頻信號點對點的傳輸。 在硬件設計上，系統(tǒng)采用了模塊化設計思想。發(fā)送端和接收端由音頻處理模塊、控制傳輸模塊和無線模塊三部分構成。其中，音頻處理模塊以MAS3587音頻處理芯片為核心，負責音頻信號的AD采樣、MP3壓縮和解壓縮以及DA還原等工作；控制傳輸模塊以MSP430F169為核心，負責MP3數據幀的高速傳輸以及藍牙接口協(xié)議控制；無線模塊采用藍牙單芯片解決方案（集成藍牙射頻、基帶和鏈路管理等），負責MP3數據幀的射頻發(fā)送和接收。模塊與模塊之間采用工業(yè)標準接口方式連接。音頻處理模塊和控制傳輸模塊之間采用DMA方式的通用并口（PIO）；控制傳輸模塊與藍牙模塊之間采用DMA方式的通用異步串口（UART）。 在軟件設計上，系統(tǒng)主要由藍牙協(xié)議解釋、傳輸控制和芯片驅動三部分構成。在藍牙協(xié)議解釋上，系統(tǒng)采用了基于HCI層的ACL數據包透明傳輸方式；在傳輸控制上，采用了基于通用并口（PIO）和異步串口（UART）的DMA方式高效率批量數據傳輸技術；芯片驅動主要指對MAS3587的基本配置。 對目標系統(tǒng)的測試實驗采用了目前流行的音頻測試虛擬儀器軟件Adobe Audition 1.5。實驗項目包括掃頻測試、音樂測試、聽覺測試、距離測試以及抗干擾測試等。實驗結果表明，輸入音源在經過MP3編碼、發(fā)射、接收及MP3解碼后，音頻質量基本上沒受影響，實際雙聲道音質接近于CD音質，而無線傳輸的可靠性遠高于模擬無線音頻傳輸，幾乎沒有斷音與錯音，充分體現(xiàn)了嵌入式藍牙無線技術的優(yōu)勢。
上傳時間： 2013-05-27
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IIR數字濾波器是沖激響應為無限長的一類數字濾波器，是電子、通信及信號處理領域的重要研究內容，國內外學者對IIR數字濾波器的優(yōu)化設計進行了大量研究。其中，進化算法優(yōu)化設計IIR數字濾波器雖然取得了一定的效果，但是其也有自身的一些不足；另外，基于粒子群算法以及人工魚群算法的IIR數字濾波器優(yōu)化設計也取得了較好的效果。但這些方法都是將多目標優(yōu)化問題轉化為單目標優(yōu)化問題，這種方法是將每個目標賦一個權值，然后將這些賦了權值的目標相加，把相加的結果作為目標函數，在此基礎上尋找目標函數的最小值，這樣做造成的問題是可能將其中的任何一種滿足目標函數值最小的情況作為最優(yōu)解，但實際上得到的不一定是最優(yōu)解。也就是說，單目標的方法難以區(qū)分哪一種情況為最優(yōu)解，這樣的尋優(yōu)模型從理論上來說是難以得到最優(yōu)解的。另外，在將多目標轉化為單目標時，各個目標的權值難以確定，而且最終只能得到唯一解。針對這些問題，本文在研究傳統(tǒng)遺傳算法、進化規(guī)劃算法以及量子遺傳算法的IIR數字濾波器優(yōu)化設計的基礎上，將重點研究IIR數字濾波器的粒子進化規(guī)劃優(yōu)化、遺傳多目標優(yōu)化以及量子多目標優(yōu)化。另外，由于在通信系統(tǒng)中IIR數字濾波器有廣泛應用，并且大量采用FPGA實現(xiàn)，多目標優(yōu)化方法得到的濾波器性能也值得驗證，因此，對多目標優(yōu)化方法得到的IIR數字濾波器系數進行FPGA仿真驗證有重要的現(xiàn)實意義。 @@ 論文的主要工作及研究成果具體如下： @@ 1.分析IIR數字濾波器的數學模型及其優(yōu)化設計的參數；針對低通IIR數字濾波器，采用遺傳算法及量子遺傳算法對其進行優(yōu)化設計，并給出相應的仿真結果及分析。 @@ 2.針對使用進化規(guī)劃算法優(yōu)化設計IIR數字濾波器時容易陷入局部極值的問題，研究粒子進化規(guī)劃算法，并將其應用于IIR數字濾波器的優(yōu)化設計，該算法將粒子群優(yōu)化算法與進化規(guī)劃算法相結合，繼承了粒子群算法局部搜索能力強和進化規(guī)劃算法遺傳父代優(yōu)良基因能力強的優(yōu)點。將這種新的粒子進化規(guī)劃算法應用于IIR低通、高通、帶通、帶阻數字濾波器的優(yōu)化設計，顯示了較好的效果。 @@ 3.優(yōu)化設計IIR數字濾波器時，通常將多目標轉化為單目標的優(yōu)化問題，這種方法雖然設計簡單，但是在將多目標轉化為單目標時，各個目標的權值難以確定，而且最終只能得到唯一解，不能提供更多的有效解給決策者。針對常 用基于單目標優(yōu)化算法的不足，在分析IIR數字濾波器優(yōu)化模型和待優(yōu)化參數的基礎上，本文研究遺傳算法的IIR數字濾波器多目標優(yōu)化設計方法，該方法將多個目標值直接映射到適應度函數中，通過比較函數值的占優(yōu)關系來搜索問題的有效解集，使用這種方法可以求得一組有效解，并且將多目標轉化為單目標的優(yōu)化方法得到的唯一解也能被包括在這一組有效解中。@@ 4.將量子遺傳算法應用于IIR數字濾波器多目標優(yōu)化設計，研究量子遺傳算法的IIR數字濾波器多目標優(yōu)化設計方法，并將優(yōu)化結果與傳統(tǒng)遺傳算法的多目標優(yōu)化方法進行了比較。仿真結果表明，在對同一種濾波器進行優(yōu)化設計時，使用該方法得到的結果通帶波動更小，過渡帶更窄，阻帶衰減也更大。 @@ 5.針對IIR數字濾波器的硬件實現(xiàn)問題，在對IIR數字濾波器的結構特征進行分析的基礎上，分別采用遺傳多目標優(yōu)化方法量子多目標方法優(yōu)化設計IIR數字濾波器的系數，然后針對兩組系數進行了FPGA( Field-Programmable GateArray，現(xiàn)場可編程門陣列)仿真驗證，并對兩種結果進行了對比分析。 @@關鍵詞：IIR數字濾波器；優(yōu)化設計
上傳時間： 2013-06-09
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