文章開篇提出了開發背景。認為現在所廣泛應用的開關電源都是基于傳統的分立元件組成的。它的特點是頻率范圍窄、電力小、功能少、器件多、成本較高、精度低,對不同的客戶要求來“量身定做”不同的產品,同時幾乎沒有通用性和可移植性。在電子技術飛速發展的今天,這種傳統的模擬開關電源已經很難跟上時代的發展步伐。 隨著DSP、ASIC等電子器件的小型化、高速化,開關電源的控制部分正在向數字化方向發展。由于數字化,使開關電源的控制部分的智能化、零件的共通化、電源的動作狀態的遠距離監測成為了可能,同時由于它的智能化、零件的共通化使得它能夠靈活地應對不同客戶的需求,這就降低了開發周期和成本。依靠現代數字化控制和數字信號處理新技術,數字化開關電源有著廣闊的發展空間。 在數字化領域的今天,最后一個沒有數字化的堡壘就是電源領域。近年來,數字電源的研究勢頭與日俱增,成果也越來越多。雖然目前中國制造的開關電源占了世界市場的80%以上,但都是傳統的比較低端的模擬電源。高端市場上幾乎沒有我們份額。 本論文研究的主要內容是在傳統開關電源模擬調節器的基礎上,提出了一種新的數字化調節器方案,即基于DSP和FPGA的數字化PID調節器。論文對系統方案和電路進行了較為具體的設計,并通過測試取得了預期結果。測試證明該方案能夠適合本行業時代發展的步伐,使系統電路更簡單,精度更高,通用性更強。同時該方案也可用于相關領域。 本文首先分析了國內外開關電源發展的現狀,以及研究數字化開關電源的意義。然后提出了數字化開關電源的總體設計框圖和實現方案,并與傳統的開關電源做了較為詳細的比較。本論文的設計方案是采用DSP技術和FPGA技術來做數字化PID調節,通過數字化PID算法產生PWM波來控制斬波器,控制主回路。從而取代傳統的模擬PID調節器,使電路更簡單,精度更高,通用性更強。傳統的模擬開關電源是將電流電壓反饋信號做PID調節后--分立元器件構成,采用專用脈寬調制芯片實現PWM控制。電流反饋信號來自主回路的電流取樣,電壓反饋信號來自主回路的電壓采樣。再將這兩個信號分別送至電流調節器和電壓調節器的反相輸入端,用來實現閉環控制。同時用來保證系統的穩定性及實現系統的過流過壓保護、電流和電壓值的顯示。電壓、電流的給定信號則由單片機或電位器提供。再次,文章對各個模塊從理論和實際的上都做了仔細的分析和設計,并給出了具體的電路圖,同時寫出了軟件流程圖以及設計中應該注意的地方。整個系統由DSP板和ADC板組成。DSP板完成PWM生成、PID運算、環境開關量檢測、環境開關量生成以及本地控制。ADC板主要完成前饋電壓信號采集、負載電壓信號采集、負載電流信號采集、以及對信號的一階數字低通濾波。由于整個系統是閉環控制系統,要求采樣速率相當高。本系統采用FPGA來控制ADC,這樣就避免了高速采樣占用系統資源的問題,減輕了DSP的負擔。DSP可以將讀到的ADC信號做PID調節,從而產生PWM波來控制逆變橋的開關速率,從而達到閉環控制的目的。 最后,對數字化開關電源和模擬開關電源做了對比測試,得出了預期結論。同時也提出了一些需要改進的地方,認為該方案在其他相關行業中可以廣泛地應用。模擬控制電路因為使用許多零件而需要很大空間,這些零件的參數值還會隨著使用時間、溫度和其它環境條件的改變而變動并對系統穩定性和響應能力造成負面影響。數字電源則剛好相反,同時數字控制還能讓硬件頻繁重復使用、加快上市時間以及減少開發成本與風險。在當前對產品要求體積小、智能化、共通化、精度高和穩定度好等前提條件下,數字化開關電源有著廣闊的發展空間。本系統來基本上達到了設計要求。能夠滿足較高精度的設計要求。但對于高精度數字化電源,系統還有值得改進的地方,比如改進主控器,提高參考電壓的精度,提高采樣器件的精度等,都可以提高系統的精度。 本系統涉及電子、通信和測控等技術領域,將數字PID算法與電力電子技術、通信技術等有機地結合了起來。本系統的設計方案不僅可以用在電源控制器上,只要是相關的領域都可以采用。
上傳時間: 2013-06-21
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在傳統的電力電子電路中,DC/DC變換器通常采用模擬電路實現電壓或電流的控制。數字控制與模擬控制相比,有著顯著的優點,數字控制可以實現復雜的控制策略,同時大大提高系統的可靠性和靈活性,并易于實現系統的智能化。但目前數字控制基本上限于電力傳動領域,DC/DC變換器由于其開關頻率較高,一般其外圍功能由DSP或微處理器完成,而控制的核心,如PWM發生等大多采用專用控制芯片實現。FPGA由于其快速性、靈活性及保密性等優點,近年來在數字控制領域受到越來越多的關注。基于FPGA的DC/DC變換器是電力電子領域重要的研究方向之一。本文研究了同步Buck變換器的建模、設計及仿真,采用Xinlix的VIRTEX-Ⅱ PRO FPGA開發板實現了Buck變換器的全數字控制。 論文首先從Buck變換器的理論分析入手,根據它的物理特性,研究了該變換器的狀態空間平均模型和小信號分析。為了獲得高性能的開關電源,提出并分析了混雜模型設計方案,然后進行了控制器設計。并采用MATLAB/SIMULINK建立了同步Buck電路的仿真模型,并進行仿真研究。浮點仿真的運算精度與溢出問題,影響了仿真的精度。為了克服這些不足,作者采用了定點仿真方法,得到了滿意的仿真結果。論文還著重論述了開關電源的數字控制器部分,數字控制器一般由三個主要功能模塊組成:模數轉換器、數字脈寬調制器(Digital PulseWidth Modulation:DPWM)和數字補償器。文中重點研究了DPWM和數字補償器,闡述了目前高頻數字控制變換器中存在的主要問題,特別是高頻狀態下DPWM分辨率較低,影響控制精度,甚至引起極限環(Limit Cycling)現象,對DPWM分辨率的提高與系統硬件工作頻率之間的矛盾、DPWM分辨率與A/D分辨率之間的關系等問題作了全面深入的分析。論文提出了一種新的提高DPWM分辨率的方法,該方法在不提高系統硬件頻率的前提下,采用軟件使DPWM的分辨率大大提高。作者還設計了兩種數字補償器,并進行了分析比較,選擇了合適的補償算法,達到了改善系統性能的目的。 設計完成后,作者使用ISE 9.1i軟件進行了FPGA實現的前、后仿真,驗證了所提出理論及控制算法的正確性。作者完成了Buck電路的硬件制作及基于FPGA的軟件設計,采用32MHz的硬件晶振實現了11-bit的DPWM分辨率,開關頻率達到1MHz,得到了滿意的系統性能,論文最后給出了仿真和實驗結果。
上傳時間: 2013-07-23
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基于布里淵散射的分布式光纖傳感器是當前國內外研究的熱點。本文介紹了基于布里淵散射的分布式光纖傳感器的的原理、應用;布里淵時域反射技術(BOTDR)和布里淵時域分析技術(BOTDA)的原理。 受激布里淵散射(SBS)的過程中,入射光和散射光滿足耦合振幅方程組。我們對該方程組采用有限差分法進行數值計算,并用Matlab模擬計算過程,對布里淵散射信號進行分析。 根據布里淵散射信號的特點,我們采用基于Morlet小波變換的DSP信號算法來處理 BOTDR傳感信號。通過對該算法的核心單元——快速傅立葉變換(FFT)的硬件實現,我們在Stratix FPGA上實現了基于Morlet小波變換的DSP算法的硬件電路設計。 最后,在此基礎上,我們對電路功能進行實際的仿真和驗證,并和Matlab得到結果進行比較和分析。
上傳時間: 2013-07-22
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ATMEGA128最小系統原理圖ATMEGA128最小系統原理圖ATMEGA128最小系統原理圖
上傳時間: 2013-04-24
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文章首先分析比較了光伏并網逆變器的各種主電路結構優缺點,提出適合小 功率光伏系統的兩級式并網結構,并對前級DC-DC電路和后級DC-AC分別進行 了電路結構的選擇。
上傳時間: 2013-06-14
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隨著多媒體技術的發展,數字圖像處理已經成為眾多應用系統的核心和基礎。它的發展主要依賴于兩個性質不同、自成體系但又緊密相關的研究領域:圖像處理算法及其相應的電路實現。圖像處理系統的硬件實現—般有三種方式:專用的圖像處理器件集成芯片(Application Specific Integrated Circuit)、數字信號處理器(Digital Signal Process)和現場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array)以及相關電路組成。它們可以實時高速完成各種圖像處理算法。圖像處理中,低層的圖像預處理的數據量很大,要求處理速度快,但運算結果相對比較簡單。相對于其他兩種方式,基于FPGA的圖像處理方式的系統更適合于圖像的預處理。本文設計了—種基于FPGA的小波域圖像去噪系統。首先,闡述了基于小波變換的圖像去噪算法原理,重點討論了小波鄰域閾值(NeighShrink)去噪算法,并給出了該算法相應的Matlab 仿真;然后,為了改進鄰域閾值去噪算法中對每個分解子帶都采用相同鄰域和閾值的缺點,本文提出了基于最小二乘支持向量機(LS-SVM)分類的鄰域閾值去噪算法和以斯坦無偏估計 (SURE)為準則同時結合小波系數尺度間關系的鄰域閾值去噪算法。經Matlab實驗表明,相比于其他幾種經典算法,本文提出的兩種改進算法在濾除噪聲的同時能更好地保護圖像細節,并在較高噪聲情況下能獲得更高的峰值信噪比。在此基礎上本文將提出的改進小波鄰域閾值去噪算法進行了相應的簡化,以滿足低噪聲處理要求且易于在FPGA上實現;最后,給出了基于 FPGA的小波鄰域閾值去噪系統的總體結構和FPGA內部各功能模塊的具體實現方案,包括二維離散小波變換模塊、二維離散小波逆變換模塊、SDRAM存儲器控制模塊、去噪計算模塊和系統核心控制模塊,并對各個系統模塊和整體進行了仿真驗證,結果表明本文設計的基于FPGA 的小波鄰域閾值去噪系統能滿足實際的圖像處理要求,具有一定的理論和實際應用價值。關鍵詞:圖像處理系統,FPGA,圖像去噪算法,小波變換
上傳時間: 2013-05-16
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幾個C語言小游戲源碼,推箱子,掃雷,五子棋,等收集,希望大家用的愉快
上傳時間: 2013-05-27
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·摘要: 以電機控制專用芯片TMS320F240DSP為控制核心,空間矢量脈寬調制(SVPWM)技術為理論依據,設計了一款高性價比的全數字小功率變頻器;采用現代電力電子變換技術(AC-DC-AC)和高級數字信號處理器等技術,給出了一種小功率通用變頻器的設計方案和詳細硬件軟件設計過程,利用軟件實現了七段式SVPWM的生成,通過實驗說明,所提出并設計的這種新型變頻器結構簡單,經濟實用,具有良
上傳時間: 2013-04-24
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·期刊論文:小波變換在數字圖像處理中的應用
上傳時間: 2013-06-23
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· 摘要: MATLAB是一種建立在向量、數組、矩陣基礎上,面向科學和工程計算的高級語言,為科學研究和工程計算提供了一個方便有效的工具.該文簡要介紹了B樣條和B樣條小波的構成,并利用MATLAB語言編寫了繪制任意階B樣條和B樣條小波圖形的程序.
上傳時間: 2013-04-24
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