開關(guān)磁阻電機(jī)是電機(jī)技術(shù)與現(xiàn)代電力電子技術(shù)、微機(jī)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,既具有結(jié)構(gòu)簡單堅固、成本低、容錯能力強(qiáng),耐高溫等優(yōu)點,又在高度發(fā)展的電力電子和微機(jī)控制技術(shù)的支持下獲得了良好的可控性能,目前己經(jīng)在多個工業(yè)部門得到應(yīng)用。因此,開關(guān)磁阻電機(jī)在驅(qū)動調(diào)速領(lǐng)域有著良好的發(fā)展前景。本論文在對前人成果的廣泛了解和研究基礎(chǔ)上,以philip公司生產(chǎn)的LPC2101為主控芯片,充分利用其高速運算能力和面向電機(jī)控制的高效控制能力,設(shè)計并制作了SRM控制器與系統(tǒng)軟件。本文以開關(guān)磁阻電機(jī)的調(diào)速控制策略及其控制實現(xiàn)方法為主要研究內(nèi)容,對開關(guān)磁阻電機(jī)的數(shù)學(xué)模型、功率變換器技術(shù)、控制策略、控制方案的實現(xiàn)進(jìn)行了全面深入的研究。 全文的研究工作分為五個部分,第一部分介紹了開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成及基本工作原理,綜述了開關(guān)磁阻電機(jī)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、特點及研究動向,總結(jié)了開關(guān)磁阻電機(jī)系統(tǒng)存在的技術(shù)問題,提出了本文的研究目的和主要研究內(nèi)容。 第二部分引用并討論了SR電動機(jī)的基本數(shù)學(xué)模型和準(zhǔn)線性數(shù)學(xué)模型,然后基于此重點分析了與電動機(jī)運行特性密切相關(guān)的相電流波形與轉(zhuǎn)子角位移的函數(shù)關(guān)系,最后根據(jù)課題所關(guān)心的控制系統(tǒng)設(shè)計,在理論分析的基礎(chǔ)上提出了SR電動機(jī)控制方案并進(jìn)行了原理性分析,對SR電動機(jī)各個運行階段的特點進(jìn)行分析并初步提出控制方案。 第三部分對SR電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的硬件設(shè)計進(jìn)行了詳細(xì)說明,主要包括以LPC2101為核心的控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計,根據(jù)SR電機(jī)的控制特點,盡可能地開發(fā)了LPC2101的硬件資源和軟件資源,使控制系統(tǒng)具有很高的控制精度和靈活性,然后對功率變換器進(jìn)行了設(shè)計和制作,分析了各種主電路形式的優(yōu)缺點,采用了新型IGBT功率管作為主開關(guān)元器件,使功率變換器結(jié)構(gòu)得到簡化,設(shè)計了IGBT的功率驅(qū)動電路,并專門設(shè)計了電壓鉗位電路和諸如過壓、過流保護(hù)等保護(hù)單元,保證了整個系統(tǒng)安全可靠地運行,然后分析了SR電動機(jī)控制系統(tǒng)位置傳感器檢測電路設(shè)計、電流及電壓斬波電路設(shè)計、電流檢測及保護(hù)電路設(shè)計等。 第四部分主要介紹了系統(tǒng)的總體控制思想,分析了各個運行階段的控制策略,對控制策略的軟件實現(xiàn)進(jìn)行了設(shè)計,并給出了軟件實現(xiàn)的具體流程圖,直觀地體現(xiàn)了軟件編程思想。最后,對系統(tǒng)進(jìn)行了實驗研究及分析。目前,該控制系統(tǒng)已調(diào)試完畢,基本實現(xiàn)預(yù)期功能。 本文對以ARM為控制核心的開關(guān)磁阻電動機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究,得出了基于有位置傳感器檢測的控制方案。針對SR電機(jī)的控制特點,充分利用了ARM的硬件資源,采用PID數(shù)字調(diào)節(jié),發(fā)出相通斷信號和PWM信號,并和電流、電壓等保護(hù)信號相結(jié)合,實現(xiàn)對主功率元件的通斷控制。并且設(shè)計了相應(yīng)的外圍硬件檢測、保護(hù)、控制及人機(jī)接口電路,使控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊,可靠性高;系統(tǒng)的控制軟件設(shè)計,采用模塊化的程序設(shè)計方法,增強(qiáng)了系統(tǒng)的可讀性及可維護(hù)性,實現(xiàn)了一種電壓斬波和電流斬波控制相結(jié)合的控制方式;結(jié)合系統(tǒng)的硬件設(shè)計,開發(fā)了相應(yīng)的軟件模塊,使系統(tǒng)具有完善的保護(hù)和控制性能。 本系統(tǒng)經(jīng)過試驗,調(diào)速范圍可達(dá)100~2000轉(zhuǎn)/分,效率較高,性能優(yōu)良,驗證了控制思想和控制方法的正確性。
標(biāo)簽: ARM 開關(guān)磁阻 電機(jī)驅(qū)動 系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間: 2013-04-24
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模糊控制是近代控制理論中一種基于模糊數(shù)學(xué)理論、采用語言規(guī)則與模糊推理等新穎技術(shù)的高級控制策略,它是當(dāng)前研究熱點——智能控制中的一個重要分支,發(fā)展迅速、應(yīng)用廣泛、實效顯著、引人關(guān)注。 本書主要內(nèi)容有模糊數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、模糊邏輯理論、模糊控制系統(tǒng)與模糊控制器、模糊控制器的設(shè)計與分析、模糊控制理論研究、基于多值邏輯的硬件模糊控制器、模糊集成控制器與系統(tǒng)、模糊控制用的通用芯片和模糊控制應(yīng)用實例等。這次修訂著重增加了多值邏輯理論與應(yīng)用技術(shù)、模糊Petri網(wǎng)和模糊H網(wǎng)理論及嵌入式模糊Petri網(wǎng)知識表示與推理算法,以及基于多值邏輯的模糊控制器硬件實現(xiàn)機(jī)理、設(shè)計與性能分析等內(nèi)容。原理與理論部分的論述條理清楚,通俗易懂;應(yīng)用技術(shù)與實例面廣量多,說明翔實;全書圖文并茂,由淺入深;開卷有益,宜于自學(xué)入門。 本書可作為各高等院校相關(guān)專業(yè)的教師、研究生和高年級學(xué)生的教學(xué)與研究的參考用書;也可以作為信息學(xué)科相關(guān)領(lǐng)域,特別是自動化領(lǐng)域的高科技研究和開發(fā)部門與公司的工程技術(shù)人員、科研工作者的主要參考書。
上傳時間: 2013-06-24
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隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與公共安全保障需求的提高,視頻監(jiān)控系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)、日常生活、警備與軍事方面的應(yīng)用越來越廣泛。采用基于 FPGA 的SOPC技術(shù)、H.264壓縮編碼技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)傳輸控制技術(shù)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng),在穩(wěn)定性、功能、成本與擴(kuò)展性等方面都有著突出的優(yōu)勢,具有重要的學(xué)術(shù)意義與實用意義, 本課題所設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)由以Nios Ⅱ為核心的嵌入式圖像服務(wù)器、相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與若干PC機(jī)客戶端組成。嵌入式圖像服務(wù)器實時采集圖像,采用H.264 編碼算法進(jìn)行壓縮,并持續(xù)監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)。PC機(jī)客戶端可通過網(wǎng)絡(luò)對服務(wù)器進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問,接收編碼數(shù)據(jù),使用H.264解碼算法重建圖像并實時顯示,使監(jiān)控人員有效地掌握現(xiàn)場情況, 在嵌入式圖像服務(wù)器設(shè)計階段,本文首先進(jìn)行了芯片選型與開發(fā)平臺選擇。然后構(gòu)建圖像采集子系統(tǒng),采用雙緩存乒乓交換的方法設(shè)計圖像采集用戶自定義模塊。接著設(shè)計雙Nios Ⅱ架構(gòu)的SOPC系統(tǒng),闡述了雙軟核設(shè)計中定制連接、內(nèi)存芯片共享、數(shù)據(jù)搬移、通信與互斥的解決方法。同時完成了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的設(shè)計,采用μC/OS-Ⅱ進(jìn)行多任務(wù)的管理與調(diào)度, H.264視頻壓縮編解碼算法設(shè)計與實現(xiàn)是本文的重點。文中首先分析H.264.標(biāo)準(zhǔn),規(guī)劃編解碼器結(jié)構(gòu)。接著設(shè)計了16×16幀內(nèi)預(yù)測算法,并設(shè)計宏塊掃描方式,采用兩次判決策略進(jìn)行預(yù)測模式選擇。然后設(shè)計4×4子塊掃描方式,編寫整數(shù)變換與量化算法程序。熵編碼采用Exp-Golomb編碼與CAVLC相結(jié)合的方案,針對除拖尾系數(shù)之外的非零系數(shù)值編碼子算法,實現(xiàn)了一種基于表示范圍判別的編碼方法。最后設(shè)計了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)拇a流組成格式,并針對編碼算法設(shè)計相應(yīng)解碼算法。使用VC++完成算法驗證,并進(jìn)行測試,觀察不同參數(shù)下壓縮率與失真度的變化。 算法驗證完成后,本文進(jìn)行了PC機(jī)客戶端設(shè)計,使其具有遠(yuǎn)程訪問、H.264解碼與實時顯示的功能。同時將H.264 編碼算法程序移植到NiosⅡ中,并將嵌入式圖像服務(wù)器與若干客戶端接入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試,構(gòu)建完整的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng), 實驗結(jié)果表明,本系統(tǒng)視頻壓縮率高,監(jiān)控圖像質(zhì)量良好,充分證明了系統(tǒng)軟硬件與圖像編解碼算法設(shè)計成功。本系統(tǒng)具有成本低、擴(kuò)展性好及適用范圍廣等優(yōu)點,發(fā)展前景十分廣闊。
標(biāo)簽: FPGA 264 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控 實現(xiàn)研究
上傳時間: 2013-08-03
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在直流電氣傳動系統(tǒng)中使用的可控直流電源大部分是晶閘管相控整流電源,而晶閘管觸發(fā)脈沖形成單元是晶閘管相控整流系統(tǒng)的重要組成部分.該設(shè)計采用現(xiàn)場可編程門陣列控制實現(xiàn)了晶閘管觸發(fā)器的數(shù)字化,與傳統(tǒng)的晶閘管觸發(fā)控制器相比有脈沖對稱度好等許多優(yōu)點,具有廣闊的應(yīng)用前景.該論文首先系統(tǒng)分析了晶閘管觸發(fā)器的各種性能指標(biāo),并對常見的觸發(fā)器進(jìn)行了分類.通過分析不同類型觸發(fā)器的優(yōu)缺點,最終確定采用三相同步的絕對觸發(fā)方式,這種方式在控制器內(nèi)部資源允許的前提下,在外圍電路很少的情況下就能實現(xiàn)高性能控制,簡化了系統(tǒng)設(shè)計.其次,對開發(fā)硬件和軟件以及編程語言進(jìn)行了介紹.另外,詳細(xì)闡述了采用現(xiàn)場可編程門陣列EPFl0K10器件實現(xiàn)具有相序自適應(yīng)、缺相保護(hù)等功能的晶閘管觸發(fā)器的軟硬件設(shè)計.最后,使用自主開發(fā)的觸發(fā)器構(gòu)成一套三相全控橋整流設(shè)備,并給出了實驗結(jié)果和波形分析.試驗結(jié)果表明,該論文設(shè)計的基于FPGA/CPLD的晶閘管智能觸發(fā)控制器能夠滿足一般工業(yè)控制要求,達(dá)到了預(yù)期的目的.
上傳時間: 2013-04-24
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數(shù)字PID的基本類型及其改進(jìn)型,參數(shù)整定方法。
上傳時間: 2013-04-24
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在信道編碼的發(fā)展進(jìn)程中,編碼研究人員一直致力于追尋性能盡可能的接近Shannon極限,且譯碼復(fù)雜度較低的信道編碼方案。1993年Berrou等提出了Turbo碼,這種碼在接近香農(nóng)極限的低信噪比下仍能夠獲得較低的誤碼率,它的出現(xiàn)在編碼界引起了廣泛的關(guān)注,并成為編碼研究領(lǐng)域最新的發(fā)展方向之一。但Turbo碼也有其缺點,由于交織器的存在,致使譯碼復(fù)雜度高,譯碼時延長且因為低碼重碼字,存在錯誤平臺現(xiàn)象。在Turbo碼的基礎(chǔ)上,1994年,Pyndiah等提出了Turbo乘積碼,Turbo乘積碼繼承了Turbo碼的優(yōu)點,又因為Turbo乘積碼的構(gòu)造采用了線性分組碼,所以譯碼方法比Turbo碼簡單。Turbo乘積碼近年來開始被廣泛到應(yīng)用到各種通信場合,大有取代傳統(tǒng)的卷積碼之勢。 本文首先圍繞Turbo乘積碼的編譯碼原理,闡述了涉及到的基礎(chǔ)知識;又據(jù)Turbo乘積碼目前的應(yīng)用狀況,回顧了Turbo碼的發(fā)展歷史;其次,根據(jù)Turbo乘積碼的構(gòu)造原理,探討了構(gòu)造的方法,交織類型,子碼的選擇及子碼的性能;再次,研究了Turbo乘積碼的概率譯碼,基于外信息的迭代算法,研究了Chase的譯碼算法;最后通過軟件仿真實現(xiàn)了該迭代譯碼算法,得到的結(jié)果達(dá)到了通信接收的要求。 本文還初步的闡述了Turbo乘積碼硬件實現(xiàn)系統(tǒng)的設(shè)計方案。據(jù)實際工作中碰到的非標(biāo)準(zhǔn)信號,給出了整體模塊設(shè)計圖,及相應(yīng)模塊的功能和模塊問連接的各種參數(shù)。并實現(xiàn)了模態(tài)下的同步搜索和去除相位模糊功能。最后根據(jù)研究中碰到的各種問題,提出了下一步工作建議和研究方向。
上傳時間: 2013-07-02
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本文首先介紹了三種專門用于模糊邏輯控制系統(tǒng)設(shè)計的軟件系統(tǒng)。詳細(xì)地介紹了利用軟件進(jìn)行模糊邏輯控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原理以及模糊控制器的軟件程序設(shè)計方法。實驗表明,模糊邏輯系統(tǒng)的C 語言實現(xiàn)方法是完全可行的,
標(biāo)簽: 模糊邏輯 C語言 實現(xiàn)方法
上傳時間: 2013-04-24
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闡述如何使用PID算法進(jìn)行變頻控制,通過方程確定輸入電機(jī)的電壓和頻率,達(dá)到安全控制電機(jī)速度的目的
標(biāo)簽: PID 調(diào)節(jié)控制 電極 速度控制
上傳時間: 2013-05-24
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變頻器矢量控制及PID控制變頻器矢量控制及PID控制
上傳時間: 2013-04-24
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本課題源于空中機(jī)器人大賽參賽項目。針對比賽要求,提出了一種基于ARM的低成本、高性能的嵌入式微小無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)的整體方案,并由此展開了一系列的研究工作。 本文的重點是飛行控制系統(tǒng)的姿態(tài)確定系統(tǒng)設(shè)計和飛行控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計及實現(xiàn)。 本文首先回顧了國內(nèi)外微小無人機(jī)發(fā)展歷程,介紹了其研究現(xiàn)狀,并指出了微小無人機(jī)的發(fā)展趨勢。根據(jù)需求設(shè)計了低價位、高性能的嵌入式微小無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)的整體方案。 設(shè)計了低成本、低功耗的微小無人機(jī)的姿態(tài)確定系統(tǒng)方案,利用姿態(tài)四元數(shù)、龍格庫塔法、高斯牛頓法和擴(kuò)展卡爾曼濾波器估計出系統(tǒng)的姿態(tài)矩陣;對姿態(tài)確定方案進(jìn)行了仿真。 設(shè)計了基于ARM的飛行控制系統(tǒng)的硬件部分,包括電源及復(fù)位電路,UART、SPI、JTAG等接口電路,PWM信號發(fā)生電路,A/D采樣電路及前置電路,光電耦合電路等;完成了整個飛控系統(tǒng)PCB板制作以及對所設(shè)計電路的調(diào)試工作,使得系統(tǒng)運轉(zhuǎn)正常。 最后針對本文設(shè)計的硬件平臺進(jìn)行了啟動代碼等系統(tǒng)底層軟件的編寫和調(diào)試,建立了系統(tǒng)的啟動環(huán)境。
上傳時間: 2013-06-03
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