隨著世界能源危機的到來,太陽能光伏發電在能源結構中正在發揮著越來越大的作用。而太陽能光伏發電系統的核心部件并網逆變器的性能還需要進一步提高。為了迎合市場上對高品質、高性能、智能化并網逆變器的需求,我們將ARM+DSP架構作為并網逆變器的控制系統。本系統集成了ARM和DSP的各自的強大功能,使并網逆變器的性能和智能化水平得到了顯著提高。本論文是基于山東大學魯能實習基地“光伏并網逆變器項目”,目前已經試制出樣機。本人主要負責并網逆變器控制系統的軟硬件設計工作。本文主要研究內容有: 1.本并網逆變器采用了內高頻環逆變技術。文中詳細分析了這種逆變器的優缺點,進行了充分的系統分析和論證。 2.采用MATLAB/Simulink軟件對并網逆變器的控制算法進行仿真,包括前級DC-DC變換的控制算法以及后級DC-AC逆變的控制算法。通過仿真驗證了所設計算法的可行性,對DSP程序開發提供了很好的指導意義。 3.本文將ARM+DSP架構作為逆變器的控制系統,并設計了相應的硬件控制系統。DSP控制板硬件系統包括AD數據采集、硬件電流保護、電源、eCAN總線,SPI總線等硬件電路。ARM板硬件系統包括SPI總線、RS232總線、RS480總線、以太網總線、LCD顯示、實時時鐘、鍵盤等硬件電路。 4.本文設計和實現了兩種最大功率點跟蹤控制算法:功率擾動觀察法或增量電導法;孤島檢測方法采用被動式和主動式兩種檢測方式,被動式所采用的方法是將過/欠電壓和電壓相位突變檢測相結合的方式,主動式采用正反饋頻率偏移法;為了實現并網逆變器的輸出電流與電網電壓同頻同相,使用了軟件鎖相環控制技術。本文分別給出了以上各種算法的控制程序流程圖。 5.本文也給出了AD數據采集、eCAN總線、RS232、RS485、以太網、PWM輸出等程序流程圖,以及DSP和ARM之間的SPI總線通信程序流程圖。并且分別給出了ARM管理機控制系統主程序流程圖和DSP控制機控制系統主程序流程圖。 6.最后對并網逆變器樣機進行實驗結果分析。結果顯示:該樣機基本上實現了本文提出的設計方案所應完成的各項功能,樣機的性能比較理想。
上傳時間: 2013-07-10
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隨著科學技術的發展,人們對生活質量的要求越來越高,在視聽享受方面,家庭影院越來越普遍,便攜式電子設備也日趨成熟。目前,人們對嵌入式媒體播放器的研究越來越廣泛了,國內外已經出現了像MP3、MP4和智能手機等眾多樣式的便攜式嵌入式媒體播放器。但由于種種環境及條件的限制,這些便攜式的媒體播放器都只能播放單一的或幾種固定的媒體格式,可擴展性都比較差;而現在隨著應用的不斷增多,越來越多的更先進的壓縮算法被提出,導致了媒體格式的多樣化,在這種情況下,必然要求嵌入式媒體播放器要適應多種格式。為此,通過對各種PC機上的播放器設計架構的研究與借鑒,在本文中主要在軟件方面為嵌入式媒體播放器設計了一種可擴展性架構,并設計了播放器界面,實現了一些播放器的功能。 另外,在本文還介紹了一種基于嵌入式技術的多媒體播放器的系統設計方案。該系統主要是通過在嵌入式芯片上加載操作系統,同時擴充必要的接口,在操作系統的支持下,開發多媒體播放器。 在本文的整個系統設計過程中,采用了Intel公司的PXA270處理器芯片,外擴展了USB接口,定制并加載了Linux操作系統,在操作系統的支持下,對各個外擴的接口進行了驅動程序的編寫,同時應用QT/Embedded開發了多媒體播放器的圖形界面并實現了相應的功能,最后,圖像既可顯示在LCD顯示屏上也可通過VGA接口顯示在電腦顯示屏上,聲音信號則是通過PXA270處理器的IIS總線傳給CODEC芯片,然后將其轉換為模擬信號,進而通過音箱或者耳機等設備放出。
上傳時間: 2013-06-19
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智能電表、水表、煤/燃氣表、熱量表等大量地出現在人們的生活中,同時這些儀表的抄錄工作變得越來越煩瑣,工作量大,工作效率低,不僅給用戶帶來不便,而且會存在漏抄、誤抄、估抄的現象。隨著電子技術、通信技術和計算機技術的飛速發展,人工抄表已經逐步被自動抄表所代替。 集中器是一個數據集中處理器,是多對象自動抄表系統的通信橋梁,負責對各智能表的數據進行采集、存儲和管理,及時有效地向上位機傳輸數據并執行上位機發送的指令。提高多對象集中器數據處理能力,有效完成上下行通信是多對象自動抄表系統AMRS(Automation Meter Reading System)目前需要解決的關鍵問題。 本文針對多對象集中器這樣一個較復雜的通信與控制系統,提出采用32位的高性能嵌入式微處理器。32位ARM9微處理器處理速度快、硬件性能高、低功耗、低成本,集成了相當多的硬件資源,硬件的擴展和設計大大簡化,ARM9(S3C2410)為工業級芯片,抗干擾能力強,能夠適應運行現場的較惡劣環境,8/16位微控制器運算能力有限,對于較復雜的通信與控制算法難以順利完成;硬件平臺依賴性強,不利于軟件的開發、升級與移植;在缺乏多任務調度機制的情況下,應用軟件不僅實現難度大,且可靠性難以保證。 本文首先對多對象遠程抄表系統的總體結構進行研究,主要研究了多對象遠程抄表系統中集中器的軟件和硬件實現,對硬件資源進行了外圍擴展,對S3C2410微處理器芯片的外圍硬件進行了擴展設計,使之具備了滿足使用需求的最小系統硬件資源,包括時鐘、復位、電源、外圍存儲、LCD、RS-485通信模塊、CAN通信模塊等電路設計。實時時鐘為多對象集中器定時抄表提供時間標準;電源電路為多對象集中器系統提供穩定電源;看門狗電路的設計保證多對象集中器系統可靠運行,防止系統死機;數據存儲器主要用于存儲參數、變量、集中器自身的參數,負責智能表的參數以及智能表用量等。上行通道即多對象集中器與上位機之間的通信線路,采用CAN現場總線進行通信;下行通道即多對象集中器與智能表之間的通信,采用RS-485總線進行通信。軟件設計上,主要針對多對象集中器的數據存儲功能和串行通訊功能進行程序編寫?;贏RM的多對象遠程抄表系統集中器可以實現多對象遠程抄表,提高了數據處理能力,有效完成了上下行通信,可靠性強,穩定性高,結構簡單。
上傳時間: 2013-06-07
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目前國內井下水泵電機多數采用傳統的人工進行控制,即人工加繼電器進行控制的方法。這種方法控制線路復雜,設備運行的自動化程度低,可靠性差,工人勞動強度大,應急能力差等缺點。針對當前國家對煤礦企業安全生產要求的不斷提高和企業自身發展所遇到的實際問題,研制了基于ARM的煤礦井下水泵電機網絡監控系統,不僅可以完成水位檢測、軸溫檢測、流量檢測、水泵起動、停止及其過程控制,而且還可以進行數據傳輸、處理等工作。它具有以下特點:水位實時在線檢測與顯示;水泵啟動與停止控制;多臺水泵實時“輪班工作制”;根據涌水量大小和用電“避峰就谷”原則,控制投入運行的水泵臺數;與監控中心聯網,實行集中控制。 本文所設計的監控系統由監控中心、監控終端和遠程訪問三部分組成,分別介紹了監控系統的硬件設計、電機保護算法設計、系統通訊網絡的設計和監控系統軟件的設計。 監控系統的硬件設計主要針對監控終端的硬件設計,它采用S3C440X作為監控終端的處理芯片。根據監測的主要參數如水泵電機電流、電壓、水泵開停狀態、電機溫度、井底水倉水位、水泵出口流量的實際特點,通過ARM芯片的快速處理運算能力,實時計算出水泵的三相有功功率和無功功率、功率因數等參量,井底水倉的水位和水泵出水口的流量、水泵的三相電壓和電流準確值。把處理運算的結果通過以太網傳到監控中心進行存儲、顯示和打印,同時監控中心根據傳上來的結果進行判斷,然后根據判斷的情況確定是否需要給監控終端發送控制命令。 電機保護算法設計方面,主要針對系統數據采集的特點,對相電流、相電壓進行交流信號采樣。對采樣后的數據運用快速傅立葉變換(FFT)進行數值計算,獲得了高精度的測量。 系統通訊網絡的設計主要針對系統兩層通訊網絡的協議進行分析與設計。監控中心軟件采用基于Basic的可視化的程序設計語言Visual Basic6.0進行開發??蛻舳死糜嬎銠C網絡技術,使用B/S模式遠程實現對系統運行數據的傳輸,以便可以查詢實時數據和歷史數據,實現資源共享。
上傳時間: 2013-06-25
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DC/DC變換器的并聯技術是提高DC/DC變換器功率等級的有效途徑,而如何實現并聯模塊間輸出電流的平均分配是實現并聯的核心技術.目前的并聯均流技術多是在并聯模塊參數差異不大的情況下實現的,對于并聯系統在并聯模塊參數差異較大的極限情況下的穩態和暫態性能則很少涉及.該文著重對并聯系統在參數差異很大的條件下的工作情況進行了研究.首先利用基于狀態空間平均法的小信號分析對最大均流法的均流原理進行了分析,并對并聯系統的穩定性進行了討論.之后針對已有的均流方案的局限性提出了一種新的具有限流功能的三環控制均流策略.為了驗證所提出的方案的可行性,建立了MATLAB仿真平臺,利用模塊化仿真的思想進行了系統仿真,初步驗證了方案的合理性.最后搭建了實際的DC/DC并聯系統試驗平臺,對采用該方案的并聯系統的穩態和暫態性能進行了全面的考察,得到了令人滿意的結果,證明了具有限流功能的三環控制均流策略是切實可行的.
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,網絡音樂,特別是網絡電臺的風行,受到越來越多的大眾追捧。網絡音樂以其及時、海量、靈活、個性化、時尚的風格,吸引了越來越多消費者的加入和眾多商家的關注。但是,作為網絡音樂的終端--流媒體播放器,最直接面向大眾的窗口,卻顯得單一,大部分商家只提供PC上的流媒體播放器。正出于此,本課題把目光投向那些不使用PC或者不愿長時間使用PC的用戶,為他們量身定制流媒體播放設備,讓用戶不必使用PC也可享受網絡音樂帶來的快樂。 本課題的研發正是基于上述背景,研發支持無線網絡的嵌入式多功能流媒體播放設備。本課題的研究目標是實現一個嵌入式流媒體播放器(亦稱為InternetRadio),Internet Radio是一個可以在家中自由移動、任意擺放的網絡流媒體播放設備。只要處在有網絡環境中,Internet Radio的音樂平臺讓用戶不必打開計算機,就能接收全球數千個不同風格、不同國家的各種類型音樂電臺。除了可以直接透過因特網收聽網絡廣播外,還可以播放儲存于計算機硬盤或MP3設備中的音樂。 本系統采用ARM920T作為處理器,基于嵌入式Linux操作系統、vTuner網絡電臺地址數據庫、Mplayer播放器軟件和FLTK界面開發工具來實現。系統實現了除一般意義的音頻流媒體播放和接收調頻廣播等功能之外,還增加了本地相框和網絡數碼相框Flickr在線分享的流行時尚元素。本論文具體分析了系統的硬件平臺,主要論述了軟件的實現,系統的主要軟件功能包括bootloader和嵌入式Linux系統的移植,根文件系統的構建,播放器軟件程序的研究、比較、移植和編寫,系統與網絡電臺地址數據庫vTuner和網絡相框Flickr的交互,Microwindows、Nxlib和FLTK的移植和基于FLTK的圖形界面開發,以及基于FLIK開發出良好的人機交互界面。作為項目的主要核心人員,作者負責系統的軟件架構設計、Linux系統的移植、播放器軟件的研究和開發、GUI開發工具和圖形庫的移植、圖片播放的實現、用戶與設備交互的實現和大部分界面程序的編碼等關鍵工作。
上傳時間: 2013-07-10
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超聲理論與技術的快速發展,使超聲設備不斷更新,超聲檢查已成為預測和評價疾病及其治療結果不可缺少的重要方法。超聲診斷技術不僅具有安全、方便、無損、廉價等優點,其優越性還在于它選用診斷參數的多樣性及其在工程上實現的靈活性。 全數字B超診斷儀基于嵌入式ARM9+FPGA硬件平臺、LINUX嵌入式操作系統,是一種新型的、操作方便的、技術含量高的機型。它具有現有黑白B超的基本功能,能夠對超聲回波數據進行靈活的處理,從而使操作更加方便,圖象質量進一步提高,并為遠程醫療、圖像存儲、拷貝等打下基礎,是一種很有發展前景、未來市場的主打產品。全數字B型超聲診斷儀的基本技術特點是用數字硬件電路來實現數據量極其龐大的超聲信息的實時處理,它的實現主要倚重于FPGA技術?,F在FPGA已經成為多種數字信號處理(DSP)應用的強有力解決方案。硬件和軟件設計者可以利用可編程邏輯開發各種DSP應用解決方案??删幊探鉀Q方案可以更好地適應快速變化的標準、協議和性能需求。 本論文首先闡述了醫療儀器發展現狀和嵌入式計算機體系結構及發展狀況,提出了課題研究內容和目標。然后從B超診斷原理及全數字B超診斷儀設計入手深入分析了B型超聲診斷儀的系統的硬件體系機構。對系統的總體框架和ARM模塊設計做了描述后,接著分析了超聲信號進行數字化處理的各個子模塊、可編程邏輯器件的結構特點、編程原理、設計流程以及ARM處理模塊和FPGA模塊的主要通訊接口。接著,本論文介紹了基于ARM9硬件平臺的LINUX嵌入式操作系統的移植和設備驅動的開發,詳細描述了B型超聲診斷儀的軟件環境的架構及其設備驅動的詳細設計。最后對整個系統的功能和特點進行了總結和展望。
上傳時間: 2013-05-28
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抽油機井工況監測是石油生產過程中非常重要的環節,可以為油井提高泵效、高效管理提供可靠依據。隨著石油工業的迅速發展,傳統的人工操作遠遠不能滿足現代化石油生產的要求。將遠程監測系統應用于油井工況監測,可以降低工人勞動強度,提高生產效率和油田管理水平。針對目前已有油井工況監測系統存在的不足,本文研制出一種集計算機技術、電子技術和通信技術于一身、功能完善、可靠性高、成本低廉的抽油機井工況遠程監測系統。 示功圖是常用的用于判斷抽油機井工作狀況的方法,它是抽油機光桿在作往復運動的一個周期中,光桿相對位移與載荷的對應關系曲線。傳統的利用拉線位移傳感器獲取位移的方式,不能實現長期連續的監測。本系統采用加速度傳感器作為沖次傳感器,獲取每個周期的起始點,再利用拉線位移傳感器對一個周期中按時間等分的點的位移進行標定,既解決了拉線位移不能長期連續監測的問題,又保證了位移的精度。 本系統由工況傳感器、數據中繼單元、數據中心和手持機四部分組成。安裝在抽油井上的工況傳感器定時獲取并存儲示功圖數據,定時將數據發送到數據中繼單元。由數據中繼單元將多個工況傳感器的示功圖數據集中后,通過遠程網絡傳送到數據中心。數據中心實現對所有示功圖數據的存儲、查詢、分析和打印,并可以通過網絡實現數據共享。手持機用于對工況傳感器進行設置和標定,并可以現場獲取示功圖。 硬件電路采用低功耗設計方法,使用低電壓、低功耗的基于ARM7內核的LPC2138/2148微處理器及微功率無線數傳模塊,將硬件電路功耗降到最低。采用SD卡作為存儲器,增加了數據存儲容量和數據可靠性。采用單軸加速度傳感器ADXL105作為沖次傳感器,具有高精度、低功耗、高可靠性的優點。CDMA模塊采用基于CDMA1X數據通信網絡的H7710,組成高速、永遠在線、透明數據傳輸的數據通信網絡。 軟件設計遵循模塊化設計思想,既考慮到各模塊功能的實現,又兼顧了系統總體的協調性。本系統軟件由工況傳感器軟件、手持機軟件、數據中繼單元軟件及數據中心軟件四部分組成。工況傳感器軟件、手持機軟件和數據中繼單元軟件由ADS集成開發環境編寫,并由AXD仿真調試器生成可執行代碼,最后通過EasyJTAG仿真器下載到微處理器芯片中。數據中心運行于服務器/客戶機工作模式,使用SQL Server數據庫。數據中心處理軟件由Visual Basic6.0編寫,運行于Windows操作系統中。 通訊網絡由無線數傳網絡和CDMA網絡組成,工況傳感器與數據中繼單元組成無線數傳網絡,采用ISM工作頻段,實現近距離無線通訊。數據中繼單元作為無線數傳網絡的中心節點,通過CDMA網絡與數據中心通信處理機相聯,實現數據的遠程傳輸。 本系統首次利用加速度傳感器與拉線位移傳感器相結合的方式,實現抽油井工況長期連續監測,提高了整個系統的可靠性;利用ARM單片機作為微處理器,低功耗電路設計,低功耗工作模式,延長了電池的壽命;無線數傳網絡與CDMA網絡相結合,兼具無線數傳網絡與CDMA網絡的優點,降低了整個系統的安裝和運行費用;數據中心采用服務器/客戶機工作模式,便于用戶共享數據。目前該系統的各部分均經過硬件、軟件及運行測試,已經在油田試運行。運行結果表明,該系統性能完善,運行可靠,安裝及維護簡便,取得了較好的效果。
上傳時間: 2013-07-12
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簡易定時器電路及制作
標簽: 定時器電路
上傳時間: 2013-07-08
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本文通過分析自來水廠對控制系統的功能要求,主要介紹了三菱自動化的PLC及變頻器在自來水廠的應用,以及與FIX組態軟件構成的自控系統。關鍵詞:PLC,變頻器,組態軟件Abstract:
上傳時間: 2013-04-24
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