三相異步電動機結構簡單、價格便宜以及維修方便等優點,被廣泛應用于工農業生產和日常生活等領域。隨著各行各業中生產機械的不斷更新和發展,其中對電動機的起動性能要求越來越高。傳統的電機起動方式其局限性,不能有效減少起動時對電網的大電流沖擊,已越來越不能適應現代生產發展的要求。針對上述問題,本文提出了一種以TMS320LF2407 DSP為核心的高性能數字式電機軟起動器。相比于傳統的起動器,它能顯著的改善電機的起動性能。 由于軟起動器所具有的優點及其它控制設備無法比擬的性價比,使得軟起動器的應用前景十分廣闊。加上現在國內電力供應緊張,軟起動器在節能方面有突出的表現。因此軟起動器擁有十分廣闊的市場。但是在國內軟起動器市場,以國外產品居多。國外產品質量高,但是價格昂貴,性價比不高,在國內徹底普及有困難。針對該現狀,本文設計出一種以DSP-TMS320LF2407為核心低價格,高性能的異步電動機軟起動器。 本軟起動器采用品閘管調壓方式,采用模塊化設計思想,通過改變晶閘管的觸發角來實現對定子兩端的電壓的調節。從而實現了異步電動機電壓斜坡起動、限流起動、軟停車等功能。 本文利用MATLAB搭建了軟起動器系統的仿真模型,對軟起動的控制方式進行了仿真研究。仿真結果表明該軟起動器系統可以有效地減小異步電動機起動時對電網的沖擊。本文同時也闡述了晶閘管調壓電路及軟起動器主電路的工作原理、軟起動器的硬件結構和功能以及軟件設計。該軟起動器操作方便簡單,智能化程度高,能夠及時跟隨電機負載的變化,使電機順利起動。經過實驗調試,基本上達到了改善鼠籠式異步電動機起動性能的要求,在保障降低異步電動機起動電流的前提下,使電機能夠平穩可靠起動。
上傳時間: 2013-04-24
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矢量控制變頻調速系統是國內當前電氣傳動和自動化領域研究的熱點和技術攻堅的難點。矢量控制技術作為一種先進的控制策略,是在電機統一理論、機電能量轉換和坐標變換理論的基礎上發展起來的,具有先進性、新穎性和實用性的特點。其思想就是將異步電動機的數學模型通過坐標變換,將定子電流矢量分解為按轉子磁場定向的兩個直流分量并分別加以控制,從而實現磁通和轉矩的解耦控制,以期達到獨立控制電機轉矩的效果。 本課題基于矢量控制的基本原理,采用TI公司最先進的電機控制專用DSP芯片TMS320F2812,開發出了一套基于轉子磁鏈位置估計和轉子速度估計的電流轉速雙閉環的轉子磁場定向直接矢量控制變頻調速系統,并實現了實際運行,初步達到了產品化的目標。主要的工作如下: (1)從電機數學模型和坐標系變換入手,采用電流轉速雙閉環的轉子磁場定向直接矢量控制方案,深入探討了SVPWM和矢量控制的基本原理,并完成了調速系統的功能框圖; (2)基于TI公司的DSP芯片TMS320F2812和MITSUBISHI的IPM模塊PM50RSA120,設計了調速系統的硬件電路,包括控制電路,驅動電路,電源電路和操作面板電路等; (3)設計了基于轉子磁鏈位置估計和速度估計的電流轉速雙閉環的轉子磁場定向直接矢量控制變頻調速系統的軟件部分,給出了調速系統的軟件流程圖和各子模塊的具體實現; (4)采用先進的自適應Fuzzy-PI調節器來代替傳統的PI調節器作為速度控制器,取得了較好的控制效果; (5)搭建了整個變頻調速實驗平臺,進行了整機測試,給出了實驗結果和結論。 該系統已經成功應用于矢量變頻器成品生產中,在北京天華博實電氣有限公司的變頻器生產車間進行了相應的實驗。實驗表明,該系統具有良好的動靜態性能,運行穩定,抗干擾能力強,獲得用戶好評,不失為一套具有先進性、新穎型、實用性的高性能變頻調速系統。
上傳時間: 2013-05-25
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異步電機無速度傳感器矢量控制技術提高了交流傳動系統的可靠性,降低了系統的實現成本。準確辨識電機轉速是實現無速度傳感器矢量控制的關鍵。 本文對無速度傳感器矢量控制系統進行了研究,建立了異步電動機無速度傳感器電壓解耦矢量控制系統和基于模型參考自適應(MRAS)的無速度傳感器矢量控制系統。基于MRAS的無速度傳感器矢量控制系統利用電動機定子電壓方程和電流方程得到電動機轉速的模型參考自適應辨識算法,在此基礎上建立了一個改進的變參數MRAS速度辨識數學模型,并利用Matlab軟件對基于該速度辨識模型的無速度傳感器異步電動機矢量控制系統在不同的情況下進行了詳細的仿真研究。仿真結果驗證了該改進的變參數MRAS速度辨識模型具有令人滿意的辨識精度和動態性能。 基于MRAS的轉速估算理論從本質上來說屬于基于電機理想模型的轉速估算方案,該方法依賴于電機參數,而電機參數在電機運動過程中變化很大,因而給出了對電機的一些定、轉子參數進行實時辨識方法,以保持系統的動、靜態性能。 在傳統型模型參考自適應系統基礎上,將系統中原有的自適應調節機構用一個具有在線學習能力的人工神經網絡取代,提出一種基于神經網絡的異步電機轉速估計方法,并給出了速度估計器的神經網絡結構和學習算法。最后對基于神經網絡轉速估計的異步電機矢量控制系統進行了仿真,結果表明該系統具有良好的性能。 簡單介紹了基于DSP的異步電機無速度傳感器矢量控制系統的硬件結構以及軟件系統的設計。
上傳時間: 2013-05-30
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近年來在運動控制領域三電平中壓變頻器的開發研究得到了廣泛關注,三電平逆變器使得電壓型逆變器的大容量化、高性能化成為可能,研究和開發三電平逆變器,無論在技術上還是在實際應用上都有十分重要的意義。 本文首先論述了三電平逆變器的原理,詳細分析了一種控制策略—空間電壓矢量法,給出PWM波的計算公式和開關動作次序,并仿真出波形。 其次闡述了三電平逆變器的主電路構成、功率器件MOSFET的驅動技術和基于DSP2407A控制系統硬件電路設計,并據此設計出了一套小容量三電平逆交器實驗裝置。 最后介紹了三電平空間電壓矢量控制算法的實現和軟件設計,給出了實驗裝置的運行結果,并分析了設計中存在的問題。
上傳時間: 2013-04-24
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大功率電力電子裝置的廣泛應用使電力系統無功功率補償和諧波污染問題日趨嚴重,動態無功功率補償和諧波抑制成為現代電力傳動領域研究的熱點。傳統補償技術由于主控制器運算能力的限制,難以對實時信號進行有效分析,影響了補償效果。而DSP計算速度快,能夠實現復雜的數字信號處理或數字實時控制。本文針對礦井直流提升機的無功補償問題,設計了一種基于DSP的TCR型動態無功補償器,以穩定電網電壓、減小電壓波動,提高功率因數。 本文綜述了無功補償技術的國內外研究概況、水平和發展趨勢,基于 MATLAB 對電力電子裝置諧波源進行了諧波分析與仿真,分析和介紹了 TCR 的無功補償原理及瞬時無功理論,確定了無功補償系統主電路及其控制系統,提出了系統的總體方案。 本設計選用 TMS320F2812 DSP 芯片作為主處理器,設計了信號輸入、濾波放大和信號調理等 DSP 外圍硬件電路;軟件方面采用模塊化設計,編寫了軟件流程圖,給出了部分程序代碼。 本文基于MATLAB軟件對無功補償控制系統的補償效果進行了模擬仿真。仿真結果表明:系統線電壓、負載無功功率和TCR無功功率等在兩個周期內達到穩定,系統線電壓波動小于3%,系統線電壓和系統線電流中僅含有較少量的5次、7次和 11 次諧波,總諧波畸變率滿足《公用電網諧波》標準的要求,為在煤礦中的實際應用提供了理論基礎。
上傳時間: 2013-07-24
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高壓變頻調速技術節能效果顯著,多電平逆變器是其常用的一種電路拓撲形式。三電平逆變器能降低功率器件耐壓要求、降低諧波含量,普遍地采用電壓空間矢量脈寬調制的控制策略。將DSP數字控制技術應用于三電平逆變器不僅簡化了系統的硬件結構,提高系統性能,還可以實現系統的優化控制。 本文首先簡要介紹了三電平逆變器的拓撲結構和控制策略,并闡述了二極管箝位式三電平逆變器電路結構和電壓空間矢量脈寬調制控制策略的實現方法。在此基礎上,通過對逆變器的工作過程分析,建立了逆變器的數學模型。并提出了一種能控制逆變器直流側電容中點電位平衡并且能降低開關損耗的電壓空間矢量脈寬調制方法。 本文在綜述人工神經網絡技術的基礎上,提出一種基于復合人工神經網絡的電壓空間矢量脈寬調制算法,充分利用人工神經網絡的快速并行處理能力、學習能力,縮短了計算時間,降低了由控制延時引起的諧波成分。最后在MATIAB/Simulink環境下,結合ANN工具箱建立了仿真模型。仿真結果證明了基于復合人工神經網絡算法的可行性。 本文進行了三電平逆變器的主電路、開關器件驅動電路、電流電壓檢測電路和保護電路等的設計。根據三電平逆變器主電路功率開關多,驅動信號不能共地的特點,本文設計一種利用光耦隔離驅動功率開關器件的驅動保護電路,降低電磁干擾,并在過流等異常情況下實時保護功率開關器件。最后以TMS320LF2407DSP為數字控制平臺,實現了三電平逆變器的電壓空間矢量脈寬調制控制策略。
上傳時間: 2013-07-07
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本文的目的在于設計一個自適應噪音抵消系統,使其能消除含噪語音信號中的背景噪音,達到提高語音信號質量的目的.主要工作分為兩大部分.本文在第一部分介紹了自適應數字濾波器的基本理論思想,具體闡述了自適應噪聲抵消系統基本原理,并對自適應噪聲抵消系統的指標、抵消性能進行了計算分析.自適應濾波器的算法是整個系統的核心,在第一部分中,對兩種最基本的自適應算法,進行了詳細的介紹和分析,并針對兩種算法的優缺點進行了詳細的比較.這一部分中最關鍵的是對設計的噪聲抵消系統進行計算機仿真,驗證系統設計的合理性和算法的正確性.通過對自適應噪聲抵消器的MATLAB仿真及對仿真圖形的分析,驗證了系統設計和自適應算法的可行性.第二部分主要完成自適應噪聲抵消系統的硬件設計和軟件編程.在第一部分計算機仿真分析的基礎上,利用高速信號處理芯片DSP(TMS320LF2407)設計了一個噪聲干擾抵消系統,在高速信號處理芯片(TMS320LF2407)上開發實現了自適應LMS算法.
標簽: DSP
上傳時間: 2013-06-28
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本文以電機控制DSPTMS320LF2407為核心,結合相關外圍電路,運用新型SVPWM控制方法,設計電梯專用變頻器。為了達到電梯專用變頻器大轉矩、高性能的要求,在硬件上提高系統的實時性、抗干擾性和高精度性;在軟件上采用新型SVPWM控制方法,以消除死區的負面影響,另外單神經元PID控制器應用于速度環,對速度的調節作用有明顯改善。通過軟硬件結合的方式,改善電機輸出轉矩,使電梯控制系統的性能得到提高。 系統主電路主要由三部分組成:整流部分、中間濾波部分和逆變部分,分別用6RI75G-160整流橋模塊、電解電容電路和7MBP50RA120IPM模塊實現。并設計有起動時防止沖擊電流的保護電路,以及防止過壓、欠壓的保護電路。其中,對逆變模塊IPM的驅動控制是控制電路的核心,也是系統實現的主要部分。控制電路以DSP為核心,由IPM驅動隔離控制電路、轉速位置檢測電路、電流檢測電路、電源電路、顯示電路和鍵盤電路組成。對IPM驅動、隔離、控制的效果,直接影響系統的性能,反映了變頻器的性能,所以這部分是改善變頻器性能的關鍵部分。另外,本課題擬定的被控對象是永磁同步電動機(PMSM),要對系統實現SVPWM控制,依賴于轉子位置的準確、實時檢測,只有這樣,才能實現正確的矢量變換,準確的輸出PWM脈沖,使合成矢量的方向與磁場方向保持實時的垂直,達到良好的控制性能,因此,轉子位置檢測是提高變頻器性能的一個重要環節。 系統采用的控制方式是SVPWM控制。本文從SVPWM原理入手,分析了死區時間對SVPWM控制的負面作用,采用了一種新型SVPWM控制方法,它將SVPWM的180度導通型和120度導通型結合起來,從而達到既可以消除死區影響,又可以提高電源利用率的目的。另外,在速度調節環節,采用單神經元PID控制器,通過反復的仿真證明,在調速比不是很大的情況下,其對速度環的調節作用明顯優于傳統PID控制器。 通過實驗證明,系統基本上達到高性能的控制要求,適合于電梯控制系統。
上傳時間: 2013-05-21
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河北工業大學碩士學位論文 論文研究在 ARM920T硬件平臺以及Linux軟件平臺上, 通過構建完整的嵌入式Linux系統并移植多媒體播放器MPlayer,完成一款具有轉儲功能的MP4播放器。在這個過程中研究了Linux系統移植、探索了USB驅動程序、學習了文件系統的構建并完成了多媒體播 放器 MPlayer 的移植,最終實現了一款基于嵌入式 Linux 軟件平臺具有轉儲功能的 MP4 播放器,使得 MP4 播放器可以通過 USB 接口對可移動硬盤上的信息進行操作。通過該研究過程構建了嵌入式軟件系統,以實現更好的系統性能,最重要的是可以在實踐基礎上增加對系統移植和驅動開發理論的理解并積累豐富的系統移植經驗,以促進我們去理解軟件開 發項目及其與目標硬件移植和優化的關系。
上傳時間: 2013-07-08
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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。 @@關鍵詞:太陽能光伏;并網逆變器;SPWM; DSP; ARM
上傳時間: 2013-07-09
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