《電力電子變換器：PWM策略與電流控制技術(shù)》-艾瑞克.孟麥森-冬雷-機械工業(yè)出版社-2016.03-中文版
上傳時間： 2022-07-07
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隨著能源危機日趨嚴(yán)重，新能源的開發(fā)與節(jié)能技術(shù)的研究日趨迫切，而新型儲能元件—超級電容器的應(yīng)用為能量回收開辟了一條新的道路。 作為新型儲能器件，超級電容器擁有其它儲能器件無法比擬的優(yōu)點—充放電速度快、功率密度高、使用壽命長。但由于其額定電壓很低，一般為1V～3V，因此使用時需多節(jié)串聯(lián)以達(dá)到實用電壓值，而電容單體參數(shù)不一致必然導(dǎo)致單體電壓不平衡。長此以往，勢必嚴(yán)重影響超級電容組壽命及其工作可靠性。 本文從超級電容器結(jié)構(gòu)與工作原理入手，詳細(xì)闡述了其各種特性，分析和比較了目前存在的各種電壓均衡電路，確定了適合能量回收系統(tǒng)中超級電容組的電壓均衡策略，提出了如下兩種方法： 一種是運用飛渡電容轉(zhuǎn)移能量的思想，在飛渡電容與超級電容器之間加入DC/DC變換器，對超級電容器恒流充放電，保證了電壓均衡電路快速性。 針對超級電容器單體電壓低造成的DC/DC變換器恒流控制困難的問題，本文采用了新型開關(guān)電源芯片LTC3425及LTC3418實現(xiàn)了恒流輸出，仿真及試驗結(jié)果驗證了該方法的有效性。 另一種方法為基于變壓器的電壓均衡法，該方法引入全橋逆變器和高頻變壓器構(gòu)成了一種新穎的電壓均衡電路。此方法容易獲得超級電容器串聯(lián)組平均電壓值，使得對低于平均電壓值的超級電容器充電非常方便。此方法以較低成本實現(xiàn)了電壓均衡目的，并通過仿真和試驗驗證了該方法的有效性。 以上兩種方法均通過能量內(nèi)部轉(zhuǎn)移來完成電壓均衡，達(dá)到了較高的均衡效率，適合用于能量回收系統(tǒng)中超級電容組的電壓均衡。
上傳時間： 2013-06-08
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隨著電力電子技術(shù)、微處理器技術(shù)以及控制技術(shù)的發(fā)展，基于轉(zhuǎn)子磁鏈定向的交流電機矢量控制系統(tǒng)以其優(yōu)良的性能受到了廣泛應(yīng)用。采用SVPWM逆變器的異步電動機矢量控制系統(tǒng)在轉(zhuǎn)速參考值變化或者負(fù)載轉(zhuǎn)矩參考值變化的動態(tài)情況下，參考電壓矢量可能會超出基本空間矢量構(gòu)成的正六邊形，此時便出現(xiàn)動態(tài)過調(diào)制，需要用過調(diào)制策略將超出的電壓矢量重新限定在正六邊形邊界內(nèi)。不同的過調(diào)制策略會給整個系統(tǒng)帶來不同的動態(tài)性能，本文在對過調(diào)制策略進(jìn)行完善的基礎(chǔ)上，針對三種過調(diào)制策略對交流電動機動態(tài)性能的影響進(jìn)行了研究，并對其機理進(jìn)行了理論分析與探討。 @@ 本文首先以三相異步電動機在兩相靜止坐標(biāo)系下的動態(tài)方程為基礎(chǔ)，按照轉(zhuǎn)子磁鏈定向，設(shè)計了轉(zhuǎn)子磁鏈觀測器，完成了勵磁電流分量和轉(zhuǎn)矩電流分量的解耦，并構(gòu)建了基于SVPWM的異步電動機矢量控制系統(tǒng)的MATLAB仿真模型。在矢量控制中，電流控制對系統(tǒng)性能具有重要影響。為了改善系統(tǒng)性能，所設(shè)計的矢量控制系統(tǒng)采用了同步電流控制，并對反電勢進(jìn)行了前饋補償。 @@ 在分析了現(xiàn)有的三種過調(diào)制策略之后，對過調(diào)制策略進(jìn)行了完善，并構(gòu)建了異步電動機矢量控制系統(tǒng)的過調(diào)制仿真模型。過調(diào)制中，當(dāng)原參考電壓矢量位于正六邊形中任意兩個扇區(qū)交界附近時，過調(diào)制策略2和3所得到的新電壓矢量仍會超出正六邊形邊界，過調(diào)制算法不再適用于此區(qū)域。針對以上不足，本文對過調(diào)制策略2和3進(jìn)行了完善，使過調(diào)制算法適用于所有區(qū)域。采用完善后的過調(diào)制策略對轉(zhuǎn)速參考值變化和負(fù)載轉(zhuǎn)矩參考值變化的異步電動機矢量控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真，發(fā)現(xiàn)在加速與加載的條件下，過調(diào)制策略2的動態(tài)性能好于過調(diào)制策略1，而過調(diào)制策略3的動態(tài)性能最佳，具有最小的動態(tài)響應(yīng)時間，暫態(tài)性能優(yōu)良；在減載的條件下，過調(diào)制策略1和2能夠很快的進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，但是過調(diào)制策略3卻出現(xiàn)問題，動態(tài)響應(yīng)時間很長，說明此策略具有一定的局限性。 @@ 本文深入探討了三種過調(diào)制策略導(dǎo)致不同動態(tài)性能的內(nèi)在機理，通過對三種過調(diào)制策略中電壓矢量的幅值和相位進(jìn)行分析，理論上解釋了出現(xiàn)不同動態(tài)響應(yīng)時間的原因。出現(xiàn)過調(diào)制時，過調(diào)制策略2中新電壓矢量的幅值總是大于過調(diào)制策略1中新電壓矢量的幅值，所以動態(tài)性能更好。在加速和加 載條件下，過調(diào)制策略3中新電壓矢量的相位總是超前于過調(diào)制策略1和2中新電壓矢量的相位，因此可以獲得更快的動態(tài)響應(yīng)，暫態(tài)性能更佳。但是在減載條件下，過調(diào)制策略3中新電壓矢量與原電壓矢量間的相位關(guān)系處于無規(guī)律的超前滯后狀態(tài)，導(dǎo)致過調(diào)制策略3出現(xiàn)問題，動態(tài)響應(yīng)時間很長，說明此過調(diào)制策略有其不足之處，有待于改進(jìn)。@@關(guān)鍵詞：SVPWM；矢量控制；過調(diào)制；動態(tài)性能
上傳時間： 2013-06-27
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光伏發(fā)電是集開發(fā)可再生能源、改善生態(tài)環(huán)境于一體的重大課題，有巨大的經(jīng)濟、社會效益和學(xué)術(shù)研究價值。 本文首先介紹了3kW光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)。3kW光伏并網(wǎng)逆變器采用兩級式結(jié)構(gòu)，主電路由前級Boost變換器和后級的單相逆變橋組成。控制部分以DSP(DSP56F803)為核心，實現(xiàn)了光伏陣列最大功率點的跟蹤控制，以及產(chǎn)生與電網(wǎng)壓同頻同相的正弦電流，實現(xiàn)并網(wǎng)的功能。本文重點對逆變器系統(tǒng)的最大功率點跟蹤(MPPT)控制進(jìn)行研究。 針對基于外特性建立的光伏陣列模型雖然簡單、參數(shù)易解，但精度低的問題，本文建立了基于物理特性的光伏陣列模型，并考慮光照強度、環(huán)境溫度對光伏陣列的影響，模型參數(shù)與實際參數(shù)嚴(yán)格對應(yīng)。將幾種最大功率點跟蹤算法應(yīng)用于所建立的光伏陣列模型使用MATLAB進(jìn)行仿真，分析仿真結(jié)果，比較各種算法的優(yōu)缺點，總結(jié)出每種算法所適用的環(huán)境，并給出了最大功率點跟蹤控制在并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)的實現(xiàn)策略。 設(shè)計了適用于額定功率為100W的光伏陣列最大功率點跟蹤的Boost電路，分別給出了利用PIC單片機16F873實現(xiàn)擾動觀察法和增量電導(dǎo)法的程序流程圖，實現(xiàn)了這兩種算法控制下光伏陣列的最大功率點跟蹤，并分析了兩種算法的跟蹤性能。
標(biāo)簽： 3kW 光伏并網(wǎng) 逆變器
上傳時間： 2013-04-24
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移動機器人是機器人研究領(lǐng)域中重要的一個分支，智能移動機器人集人工智能、智能控制、信息處理、圖象處理、檢測與轉(zhuǎn)換等專業(yè)技術(shù)為一體，跨計算’機、自動控制、機械、電子等多學(xué)科，成為當(dāng)前智能機器人研究的重點之一。路徑規(guī)劃是移動機器人研究的一個基本而又極其重要的課題。靈活有效的路徑規(guī)劃算法能夠幫助機器人適應(yīng)各種復(fù)雜的環(huán)境，大大提高機器人的應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是使移動機器人具備自動識別環(huán)境的能力，能在未知環(huán)境下完成一定的工作。 本文的主要任務(wù)是以LEGO Technic組件為本體，重新設(shè)計一個控制器，并據(jù)此研究移動機器人的避障和路徑規(guī)劃策略。為滿足移動機器人避障的實時性、準(zhǔn)確性要求，需要有一個功能完善的硬件平臺，實現(xiàn)信息采集、處理以及避障的策略。本文設(shè)計了一套移動機器人控制器，該控制器以DSP TMS320F2407A為核心，輔之以相應(yīng)的外圍電路、傳感器、人機交互、串行通信和電源等模塊。車體動力學(xué)實驗及避障實驗結(jié)果驗證了本文所設(shè)計的控制器的性能。 在對移動機器人的避障策略的研究過程中，采用了基于虛擬力場法的位置閉環(huán)控制方法，這種方法簡化了傳統(tǒng)避障方法的數(shù)學(xué)運算過程，提高了機器人對障礙物的反應(yīng)速度。最后，設(shè)計了一套實驗系統(tǒng)，進(jìn)行相應(yīng)的避障方法實驗。結(jié)果表明，所設(shè)計的控制器能夠完成基本的實時避障功能。
標(biāo)簽： DSP 移動機器人 控制系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間： 2013-06-30
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該文著重研究了稀土永磁(REPM)無刷直流電動機(BLDCM)的高性能控制技術(shù).在全面分析了稀土永磁無刷直流電動機的結(jié)構(gòu)特點、工作原理、運行方式以及外部特性的基礎(chǔ)上,通過系統(tǒng)建模和數(shù)字仿真分析,分別針對航空低壓直流(LVDC)和高壓直流(HVDC)兩種電動機構(gòu)用永磁無刷電動機,在小范圍轉(zhuǎn)速連續(xù)調(diào)節(jié)下的閉環(huán)穩(wěn)速控制技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)理論研究,提出了利用轉(zhuǎn)子位置傳感器信號間接測量電機轉(zhuǎn)速進(jìn)行電機轉(zhuǎn)速閉環(huán)穩(wěn)速控制的策略.同時就兩套無刷直流電動機控制器的硬件電路和軟件程序問題進(jìn)行了重點工程設(shè)計,采用了高性能的AT89C2051和AT89C51單片機作為微處理器,用數(shù)字軟件技術(shù)對電機進(jìn)行調(diào)速和轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制,使電機在一定范圍內(nèi)能夠進(jìn)行精確調(diào)速和速度穩(wěn)定控制.通過優(yōu)化設(shè)計、軟硬件結(jié)合,實現(xiàn)了控制器小型化,提高了控制器可靠性,減小了體積與重量.永磁無刷直流電動機控制器樣機的測試結(jié)果表明:電機轉(zhuǎn)速可在要求范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié),在幾乎三倍的額定轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi),電機轉(zhuǎn)速在設(shè)定值下可保持高于指標(biāo)精度的穩(wěn)定工作,控制器之間通用性強、散熱可靠.
標(biāo)簽： 電動 機構(gòu) 無刷直流電動機 控制
上傳時間： 2013-07-03
上傳用戶：chens000
作為先進(jìn)制造業(yè)的核心技術(shù)之一，焊接控制技術(shù)的飛速發(fā)展，對我國焊接機運動控制系統(tǒng)的自動化和智能化水平提出了更高的要求。本課題研究的特種焊接機運動控制系統(tǒng)是多任務(wù)并發(fā)的實時系統(tǒng)，作為實時系統(tǒng)研究關(guān)鍵問題之一的實時調(diào)度問題一直都是實時控制系統(tǒng)中的研究熱點，因此對特種焊接機運動控制系統(tǒng)實時調(diào)度問題的研究對于保證焊接機的強實時性、高可靠性和高穩(wěn)定性具有重要的現(xiàn)實意義。 針對特種焊接機實時多任務(wù)并行協(xié)調(diào)控制的特點，首先總結(jié)和分析了前人在焊接機運動控制系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)方面取得的成果，在吸收前人先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)的實時調(diào)度問題和算法做了相關(guān)理論研究。同時結(jié)合實時控制系統(tǒng)的特點，進(jìn)一步分析了幾種常見的實時操作系統(tǒng)，選擇μc/OS-Ⅱ?qū)崟r操作系統(tǒng)作為研究的基礎(chǔ)，研究確定焊接機控制系統(tǒng)的實時調(diào)度方法。 給出了焊接機運動控制系統(tǒng)硬件平臺各個功能模塊電路的設(shè)計，搭建了以ARM微處理器為核心的焊接機運動控制系統(tǒng)硬件平臺。然后詳細(xì)分析了μc/OS-Ⅱ系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度、任務(wù)管理等內(nèi)核基本功能模塊，針對焊接機運動控制系統(tǒng)實時調(diào)度存在的問題.對μc/OS-Ⅱ的內(nèi)核及其任務(wù)調(diào)度算法進(jìn)行擴展改進(jìn)，研究一種混合的調(diào)度策略，即采用兩種調(diào)度策略實現(xiàn)對焊接機運動控制系統(tǒng)中普通任務(wù)和實時任務(wù)的調(diào)度，最大限度地提高系統(tǒng)的實時性。通過測試，驗證了對μc/OS-Ⅱ?qū)崟r內(nèi)核及其任務(wù)調(diào)度算法進(jìn)行擴展改進(jìn)設(shè)計的有效性和可行性，系統(tǒng)運行正常，滿足焊接機運動控制系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度的要求。取得了復(fù)雜焊接機運動控制系統(tǒng)任務(wù)實時調(diào)度策略及算法的成果，對焊接控制領(lǐng)域自動化和智能化的發(fā)展具有實際應(yīng)用價值。
標(biāo)簽： ARM 焊接機 運動控制系統(tǒng) 調(diào)度
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：eddy77
·摘要： 針對自行設(shè)計的兩輪自平衡機器人Opyanbot建立了動力學(xué)模型,應(yīng)用最優(yōu)控制和兩輪差動等控制方法設(shè)計了控制器,提出了針對兩輪自平衡機器人平衡和行進(jìn)的新策略.為了提高兩輪自平衡機器人的控制效果,利用基于DSP數(shù)字電路的全數(shù)字智能伺服驅(qū)動單元IPM100分別精確控制左右輪電機,并利用上位機實時控制機器人的運動狀態(tài),提高了控制精度、可靠度和集成度,得到了很好的控制效果. &
標(biāo)簽： 自平衡 機器人 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-12
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為了改善風(fēng)電場發(fā)電的穩(wěn)定性，抑制風(fēng)電引起的電壓波動與閃變，提高含風(fēng)電電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題成為重要的研究內(nèi)容，本文在簡要介紹風(fēng)電的特點的基礎(chǔ)上，針對風(fēng)電并網(wǎng)帶來的電能質(zhì)量及穩(wěn)定性等問題，闡述了基于能量調(diào)度技術(shù)的解決方案，詳細(xì)介紹了基于模糊理論"最大-最小"算法的調(diào)度系統(tǒng)控制器和系統(tǒng)其它主要部分的模型及仿真結(jié)果。控制器根據(jù)負(fù)荷用電量預(yù)測信息控制儲能系統(tǒng)的充放電，不僅能有效抑制并網(wǎng)后電網(wǎng)的電能波動也能優(yōu)化風(fēng)電的發(fā)電質(zhì)量。MATLAB仿真結(jié)果表明，風(fēng)電儲能系統(tǒng)能量調(diào)度策略和控制器是有效的，該系統(tǒng)能夠有效減小風(fēng)電場并網(wǎng)功率的波動。
標(biāo)簽： 風(fēng)電 儲能系統(tǒng) 能量 調(diào)度策略
上傳時間： 2013-10-10
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娛樂 機 器 人作為機器人的一個重要分支，已經(jīng)發(fā)展為一種產(chǎn)業(yè)。舞蹈機器人是娛樂機器人的一種，它集軟件和硬件于一身，而控制系統(tǒng)是機器人的核心，在機器人中發(fā)揮著重要的作用。本 文針 對 舞蹈機器人控制系統(tǒng)的設(shè)計過程，主要研究其硬件電路設(shè)計、軟件程序設(shè)計和關(guān)鍵算法。在分 析 了 機器人性能要求和相關(guān)控制方法的基礎(chǔ)上，提出了基于上下位機的控制結(jié)構(gòu)，通過無線通信方式傳輸數(shù)據(jù)和指令，從而實現(xiàn)機器人的遙控。硬 件 設(shè) 計過程中，以提高集成度、減小體積、提高性價比為設(shè)計原則，將各部分電路按照功能劃分。利用無線通訊模塊，實現(xiàn)上下位機之間的遠(yuǎn)程通信;通過端口擴展，解決I/0資源緊張問題:采用CPLD對機器人驅(qū)動輪的脈沖進(jìn)行反饋檢測，并加上四倍頻環(huán)節(jié)，提高了檢測精度;通過工2C總線擴展存儲器，滿足存放大量舞蹈動作數(shù)據(jù)的要求。軟 件 設(shè) 計過程中，采用模塊化的設(shè)計方法。在上位機設(shè)計友好的人機界面，以方便用戶設(shè)置控制參數(shù)和指令，實現(xiàn)舞蹈動作的可視化編輯。機器人行走過程中，采取數(shù)字PID算法，通過閉環(huán)反饋控制，實現(xiàn)機器人行走路徑的準(zhǔn)確定位，并結(jié)合同步補償算法，可較好的解決機器人的直線行走問題。為 了 使 機器人的舞蹈動作更好地表現(xiàn)音樂的內(nèi)涵，提出一種基干音樂特征識別的策略，在音樂特征識別的基礎(chǔ)上結(jié)合專家系統(tǒng)、模糊控制等智能手段，通過舞蹈動作與音樂的自動匹配、同步演示等方法，從而最終實現(xiàn)舞蹈動作與音樂協(xié)調(diào)一致。
標(biāo)簽： ATmega 8515L 8515 舞蹈機器人
上傳時間： 2013-10-14
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