無刷直流電機是一種性能優(yōu)越、應用前景廣闊的電機,應用傳統(tǒng)的控制理論對其進行控制系統(tǒng)設計、分析的技術已經(jīng)相對成熟,在此基礎上研發(fā)出的各種調速系統(tǒng)已經(jīng)在工業(yè)生產(chǎn)中獲得廣泛應用。因此,無刷直流電機的進一步推廣應用,在很大程度上依賴于對一些先進控制策略的研究。 為了改進無刷直流電機調速系統(tǒng)的控制性能,本文基于灰色控制理論建立了無刷直流電機灰色PID控制調速系統(tǒng)模型。常規(guī)的PID控制以其結構簡單、可靠性高、易于工程實現(xiàn)等優(yōu)點至今仍被廣泛采用。在系統(tǒng)模型參數(shù)變化不大的情況下,PID控制性能優(yōu)良,但無刷直流電機是一種多變量、非線性的控制系統(tǒng),傳統(tǒng)的PID控制器難以克服電機自身參數(shù)不確定和擾動帶來的轉速偏差問題,無法實現(xiàn)精確快速的控制。灰色控制器是在繼承經(jīng)典PID控制器不依賴于對象模型優(yōu)點的基礎上,通過改進經(jīng)典PID固有缺陷而形成的新型控制器,性能優(yōu)良并且算法簡單。該控制器設計不需要建立電機的精確數(shù)學模型,對參數(shù)變化和負載擾動不敏感。系統(tǒng)較好地實現(xiàn)了給定速度參考模型的自適應跟蹤,結構簡單,能適應環(huán)境變化,具有較強的魯棒性。 本文以灰色系統(tǒng)理論為基礎,把無刷直流電機的數(shù)學模型分為確定部分與不確定部分,對被控對象的不確定部分建立灰色模型,進行灰色預估補償,使控制系統(tǒng)的灰量得到一定程度的白化。對所提出的無刷直流電機灰色PID控制調速系統(tǒng)進行了仿真,對仿真結果給出理論分析;以TMS320F2812型DSP為核心控制器建立了無刷直流電機調速驅動系統(tǒng)。仿真和實驗結果表明,基于灰色PID控制算法的無刷直流電機調速系統(tǒng)受電機參數(shù)變化影響較小,具有較高的控制精度和魯棒性,表現(xiàn)出優(yōu)良的動、靜態(tài)性能。
上傳時間: 2013-04-24
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由于能源危機和環(huán)境污染,世界各國均在投巨資發(fā)展電動汽車。燃料電池電動汽車成為電動汽車發(fā)展的“熱點”。大功率DC/DC變換器能夠改善燃料電池的輸出特性,是燃料電池轎車動力系統(tǒng)中關鍵的零部件。然而它作為一種BUCK形式的開關電源,主電路是很強的電磁干擾源,產(chǎn)生的干擾可能通過電源線進入到控制電路板,同時控制電路部分也要用小功率的開關電源進行穩(wěn)壓,因此也可能產(chǎn)生開關噪聲經(jīng)電源線向外傳輸。因此就必須在控制電路輸入端設計電磁干擾(Electromagnetic Interference,EMI)濾波器進行傳導干擾的抑制。 本論文首先討論了DC/DC變換器的工作原理,分析了變換器產(chǎn)生傳導干擾從而影響控制電路正常工作的原因。 其次全面、系統(tǒng)地闡述了EMI濾波器的相關理論,包括阻抗失配原則、人工電源網(wǎng)絡、濾波網(wǎng)絡、插入損耗等重要概念。接著研究了濾波元件的選取原則,并針對關鍵點之一—高頻性能展開了分析,借助仿真觀察了元件寄生參數(shù)的影響,提出了改善濾波器高頻性能的部分方法。 隨后介紹了濾波器的設計方法,除了介紹通用的設計方法外,著重分析了濾波器設計中的另一個關鍵點—噪聲源阻抗的影響、測量及估算,并在此基礎上系統(tǒng)地形成了基于源阻抗的設計方法,同時也考慮了濾波器與開關電源連接時可能出現(xiàn)的系統(tǒng)不穩(wěn)定性問題,通過仿真分析提出解決方案。 然后闡述了EMI濾波器在工程應用中的各種注意事項。 最后結合DC/DC變換器控制電路的實際干擾情況,設計了EMI濾波器,使控制電路電源輸入端的傳導干擾基本下降到相關電磁兼容標準(CISPR25)的三級限值以下。
上傳時間: 2013-06-15
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近年來,由于能源危機和環(huán)境污染,世界各國均在投巨資發(fā)展燃料電池汽車。雙向DC/DC變換器作為燃料電池汽車的中重要部件,需要隨著行駛狀態(tài)的改變,頻繁地切換其工作狀態(tài),其動態(tài)性能好壞,直接決定汽車動力系統(tǒng)的響應速度。本文主要致力于對DC/DC變換器在不同控制策略下的動態(tài)性能進行研究,并在保證其穩(wěn)態(tài)性能的前提下提高系統(tǒng)動態(tài)性能。 本文首先研究了線性控制策略下DC/DC變換器的動態(tài)性能。介紹了閉環(huán)控制系統(tǒng)在頻域和時域的動態(tài)性能指標以及二者之間的關系。當系統(tǒng)受到外部干擾較小時,采用頻域分析方法,對Buck和Boost變換器進行了小信號建模,并對其在不同線性補償網(wǎng)絡控制作用下的動態(tài)性能進行對比分析。當系統(tǒng)受到較大干擾時,采用時域分析方法,文中介紹了DC/DC變換器大信號建模方法,并對PID參數(shù)在工程上整定方法加以分析。 DC/DC變換器是一非線性系統(tǒng),應用線性控制策略不可避免地存在一定局限性—動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能之間的矛盾。針對這一問題,引入了模糊—PI控制,將其應用于DC/DC變換器,以在保持系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能不變的前提下,提高其動態(tài)性能。以Buck DC/DC變換器為例,詳細介紹了模糊-PI控制器的設計過程,并對設計的閉環(huán)控制系統(tǒng)用MATLAB進行建模與仿真。最后,通過實驗對比驗證了模糊—PI控制的有效性。 和線性控制策略相比,模糊—PI控制在一定程度上提高了系統(tǒng)的動態(tài)性能,但效果有限。本文引入了另一種非線性控制策略——滑模控制策略。滑模控制策略是目前動態(tài)性能最好的控制策略之一,可以極佳地發(fā)揮系統(tǒng)的硬件潛能。 本文首先介紹了滑模控制相關知識,推導了其應用于Buck和Boost變換器的理論基礎。設計出針對不同被控對象和工作狀態(tài)的控制策略,對每種控制策略通過仿真分析驗證其有效性。就滑模控制存在的靜差問題、抖振問題和變頻問題均提出了行之有效的解決方案。快速響應特性
上傳時間: 2013-08-01
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性價比超高的U盤讀寫模塊-PB375,兼容CH375讀寫操作 1. 功能 ● 用于嵌入式系統(tǒng)/單片機讀寫U 盤、閃盤、閃存盤、USB 移動硬盤、USB 讀卡器等。 ● 支持符合USB 相關規(guī)范基于Bulk-Only 傳輸協(xié)議的各種U 盤/閃存盤/外置硬盤。 ● 支持文件系統(tǒng)FAT12 和FAT16 及FAT32 ● 文件操作功能:新建、刪除、讀寫數(shù)據(jù),打開關閉文件等。 ● SPI接口,支持3.3V電平 ● 兼容CH375模塊的操作命令 ● 單芯片解決方案,該模塊只需要一個主控芯片外加少量的電容電阻便可,相對于51MCU+SL811/CH375的模塊,無論模塊尺寸還是成本都有著極大的優(yōu)勢。 ● 模塊尺寸:38mm*40mm ● 該模塊可根據(jù)要求進行定制 基本不需要占用單片機系統(tǒng)的存儲空間,最少只需要幾個字節(jié)的RAM 和幾百字節(jié)的代碼。 2. 價格 相比51MCU+SL811/CH375方案有著極其強的價格優(yōu)勢 3. 參數(shù) 兼容CH375模塊的讀寫操作命令,新建、刪除、讀寫數(shù)據(jù),打開關閉文件 4. 應用 ? 桌上型儀表及便攜式儀表 ? 電子醫(yī)療儀表 (血壓計、血糖計、血脂計、心電機等) ? 運動器材(跑步機、搖擺機、、等等之器材) ? 汽車行車記錄器,稅控機 ? 電子系統(tǒng)參數(shù)設定 ( 溫度控制、行程控制等等之設備) ? CNC 自動化設備 ( 程序存取設定) ??數(shù)據(jù)采集 5. 聯(lián)系方式 聯(lián)系人:肖武 電話:13728690655 地址:深圳市南山區(qū)高新中四道30號龍?zhí)├髲B304
標簽: UDisk-ReadWrite
上傳時間: 2013-07-07
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太陽能發(fā)電在世界能源危機的今天飛速發(fā)展,已成為新能源的主流之一。逆變器作為主要的能量變換裝置器件,其性能的好壞直接影響著整個光伏系統(tǒng)的效率。本文采用電壓外環(huán)、電流內環(huán)的雙環(huán)控制策略,保證了系統(tǒng)的動態(tài)響應速度快,穩(wěn)態(tài)誤差小。為此,論文主要對系統(tǒng)的電路拓撲結構、數(shù)學模型、控制方法以及基于FPGA的軟件實現(xiàn)方法等技術進行了分析研究。 本文首先通過對幾種常見的數(shù)學模型分析方法的比較,選擇適合本文的數(shù)學建模方法。文中給出了逆變器的拓撲結構,詳細論述了其工作原理,對該逆變器不同工作狀態(tài)下的等效電路進行分析,并利用狀態(tài)空間平均法建立了逆變器數(shù)學模型,確定主要元件的參數(shù)。 隨后對當前比較流行的幾種逆變電路的控制方法進行了對比分析。本文采用的基于SPWM控制的電壓電流雙環(huán)控制的算法,具有開關頻率固定、物理意義清晰、實現(xiàn)方便的優(yōu)點,保證系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差小,動態(tài)響應速度快。通過分析幾種最大功率跟蹤算法各自的優(yōu)缺點,最后給出了改進的最大功率跟蹤算法,保證系統(tǒng)輸出最大功率。 最后用FPGA實現(xiàn)了系統(tǒng)控制方案的設計。整機測試結果表明:該逆變器的性能指標基本達到了設計要求,驗證了數(shù)學模型和控制策略的有效性和理論分析的正確性和可行性。
上傳時間: 2013-07-25
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多電平逆變器中每個功率器件承受的電壓相對較低,因此可以用低耐壓功率器件實現(xiàn)高壓大容量逆變器,且采用多電平變換技術可以顯著提高逆變器輸出電壓的質量指標。因此,隨著功率器件的不斷發(fā)展,采用多電平變換技術將成為實現(xiàn)高壓大容量逆變器的重要途徑和方法。本文選取其中一種極具優(yōu)勢的多電平拓撲結構一級聯(lián)多電平變頻器作為研究對象,完成了其拓撲結構、控制策略及測控系統(tǒng)的設計。 @@ 首先,對多電平變頻器的研究意義,國內外現(xiàn)狀進行了分析,比較了三種成熟拓撲結構的特點,得出了級聯(lián)型多電平變頻器的優(yōu)點,從而將其作為研究對象。對比分析了四種調制策略,確定載波移相二重化的調制方法和恒壓頻比的控制策略,進行數(shù)學分析和理論仿真,得出了選擇的正確性及可行性。并指出了級聯(lián)單元個數(shù)與載波移相角的關系和調制比對輸出電壓的影響;完成了級聯(lián)變頻器數(shù)學模型的建立和死區(qū)效應的分析。 @@ 其次,完成了相關硬件的設計,包括DSP、CPLD、IPM的選型,系統(tǒng)電源的設計、檢測(轉速、電流、電壓、故障)電路的設計、通信電路的設計等。用Labwindows/CVI實現(xiàn)了上位機界面的編寫,實現(xiàn)了開關機、設定轉速、通信配置、電壓電流轉速檢測、電流軟件濾波、諧波分析。編寫了下位機DSP的串口通信、AD轉換、轉速檢測(QEP)以及部分控制程序。 @@ 最后,在實驗臺上完成硬件和軟件的調試,成功的實現(xiàn)了變頻器載波移相SPWM的多電平輸出,并驅動異步電機進行了空載變頻試驗,測控界面能準確的與下位機進行通信,快捷的給定各種控制命令,并能實時的顯示變頻器的輸出頻率、輸出電壓和輸出電流,為實驗調試增加了方便性,提高了工作效率。 @@關鍵詞:級聯(lián)多電平逆變器;載波移相;IPM;DSP;Labwindows/CVI;測控界面
標簽: 級聯(lián) 電平變頻器 測控系統(tǒng)
上傳時間: 2013-04-24
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風光互補發(fā)電系統(tǒng)作為新能源技術應用的重要組成部分越來越受到人們的青睞,所以將此作為新能源研究的切入點,進行一些有益的嘗試和探索。 本文從太陽能電池的光生伏打效應入手,推導出太陽能電池的U-I曲線,并以此作為最大功率跟蹤(MPPT)技術的理論基礎。針對小風機的發(fā)電技術也存在的MPPT技術,文章進行了統(tǒng)一性研究,給出了新的控制策略--變步長擾動觀察控制。為了提高系統(tǒng)的充放電效率,文章還對三段式充放電、均衡充電、溫度補償?shù)刃铍姵爻潆娎碚撨M行了闡述。 根據(jù)上述理論,結合工程實際,設計了風光互補控制器的電路。利用電壓霍爾和電流霍爾實現(xiàn)了風機電壓、太陽能電池電壓、蓄電池電壓和充電電流的實時采樣,利用TMS320F2812DSP的EVA與AD模塊軟件實現(xiàn)對蓄電池欠壓、過壓、運行等模式的智能充放電管理。針對風力發(fā)電機的輸出電壓波動大的問題,系統(tǒng)提供了硬件和軟件的風機過速智能保護系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用MPPT的控制策略提高了整個系統(tǒng)的效率,設計提供了一套LCD顯示界面和一組LED指示燈增強系統(tǒng)管理的友好性。為了解決風光互補控制器芯片的供電問題,設計了一套以UC3843PWM芯片為核心的反激式輔助電源。該電源用硬件實現(xiàn)了電流內環(huán)、電壓外環(huán)的雙環(huán)控制策略,提高了系統(tǒng)供電的可靠性和穩(wěn)定性。 研制出了一臺風光互補控制器樣機,進行了有關實驗、檢測與調試。實驗波形和數(shù)據(jù)都顯示該系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠,達到了設計要求。該方案可為風光互補控制器的工程設計提供一定的參考。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著生活水平的提高,人們越來越關注自己的身體健康,血壓是反映人體生理狀況的最重要指標之一,正常的血壓是保證身體健康的重要條件。 另外血壓也是重癥病人監(jiān)護的重要指標,準確、及時地監(jiān)測血壓,對于了解病情、診斷疾病和保障危重病人安全都極為重要。因此,研制高性能的血壓監(jiān)控系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實意義。 針對以上所述,本文提出了一種采用遠程血壓監(jiān)控系統(tǒng)的解決方案,它融合計算機技術、測控技術和網(wǎng)絡通訊技術為一體,使電子血壓系統(tǒng)實現(xiàn)網(wǎng)絡化。本系統(tǒng)將采集到的血壓信息經(jīng)處理后顯示到液晶屏上,同時將此信息以TCP/IP的方式發(fā)送到網(wǎng)絡上,這就是本設計的目的所在。 本論文在開始介紹了人體生理信號的特點及其測量條件之后,詳細研究分析了血壓測量原理以及舒張壓和收縮壓的判別。論文的重點放在系統(tǒng)硬件和軟件兩個方面的設計。在硬件方面,以ARM Cortex-M3內核的處理器LM3S8962作為控制器(內部集成有A/D轉換器和以太網(wǎng)控制器等),使得硬件系統(tǒng)的設計簡單化。整個硬件系統(tǒng)電路由六部分構成:處理器LM3S8962最小系統(tǒng)電路;電源模塊:JTAG接口電路:血壓檢測模塊;液晶顯示模塊;網(wǎng)絡接口。其中,血壓檢測模塊是整個系統(tǒng)設計的關鍵部分和難點部分,它主要是將袖壓的直流部分和交流部分分離出來送到A/D轉換器。軟件方面,這個部分是第四章的系統(tǒng)軟件的設計,首先把實時操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ移植到處理器LM3S8962上,然后講解了應用程序的設計(由三個部分組成),分別是A/D轉換處理程序設計、液晶顯示程序設計和網(wǎng)絡通訊程序設計。論文的最后對系統(tǒng)的軟硬件調試做了簡單的介紹以及全文的總結。 關鍵詞:TCP/IP 示波法 舒張壓 收縮壓 μc/OS-Ⅱ
標簽: 遠程 血壓監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時間: 2013-06-17
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目前,小波分析在信息技術和其他學科方面的應用是眾多科技工作者關心的課題。在理論方面,新觀點、新方法不斷涌現(xiàn)。本文旨在完善小波的基本理論,對原有的小波去噪方法作進一步的改進。 經(jīng)典的信號處理方法,例如傅立葉變換、短時傅立葉變換等具有局限性,因而限定了它們的應用范圍。小波分析作為一種全新的信號處理方法,它將信號中各種不同的頻率成分分解到互不重疊的頻帶上,為信號濾波、信噪分離和特征提取提供了有效途徑,特別在信號去噪方面顯出了獨特的優(yōu)勢。本文介紹了經(jīng)典的去噪方法,并對其適用范圍和效果進行了分析和比較。并且,討論了小波分析的基本理論,介紹了連續(xù)小波變換、離散小波變換和小波變換的快速分解與重構算法,最后研究了小波基的數(shù)學特性,分析了它們對實際應用的影響和作用。進而,介紹了小波的幾種去噪方法:小波變換高頻系數(shù)置零去噪方法、小波變換模極大值去噪方法、小波閾值去噪方法、小波空域相關性去噪方法。用小波變換將高頻系數(shù)強制置零去噪的方法是比較方便的,但它的不足之處是經(jīng)將高頻系數(shù)強制置零去噪后重構的信號會使信號丟失一些細節(jié),且小波基的選擇亦有相當?shù)碾y度,只有靠經(jīng)驗來確定,不過比傳統(tǒng)的濾波方法所得的效果還是要好。對于小波變換模極大值去噪的原理,分析了去噪過程中幾個參數(shù)的選取問題,并給出了一些選取依據(jù);對小波閾值去噪方法的幾個關鍵問題進行了詳細討論。對閾值去噪進行了改進,利用均值逼近與閾值去噪相結合的方法來實現(xiàn)信號的處理,并通過實驗仿真實現(xiàn)。實驗結果表明該方法提高了信噪比,去噪效果優(yōu)于單獨應用閾值去噪的方法。 在空域相關去噪算法的基礎上,進行了改進,利用閾值濾波與相關去噪算法相結合的一種組合去噪算法,仿真試驗結果表明,由該算法濾波之后得到的小波系數(shù)不僅連續(xù)性好,準確率高,而且易于重構信號。 本文分別對這四種方法進行了算法分析比較,通過實驗仿真來實現(xiàn),并對實驗結果進行了分析。實驗仿真結果表明了利用小波分析理論對信號去噪的可行性和有效性。 關鍵詞:小波分析,信號去噪,閾值,均值逼近,空域相關
上傳時間: 2013-07-19
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本文設計的變頻調速恒壓供水系統(tǒng)由上位機、PLC、變頻器、壓力變送器等組成。本系統(tǒng)包含三臺水泵電動機,采用通用變頻器來實現(xiàn)對三相水泵電動機組的軟啟動和變頻調速,運行切換采用“先開先停”的原則。壓力變送器檢測當前水壓信號,送入PLC與設定值經(jīng)PID比較運算,從而控制變頻器的輸出電壓和頻率,進而改變水泵電動機組的轉速來改變供水量,最終保持管網(wǎng)壓力恒定在設定值附近。把模糊控制算法引入到控制系統(tǒng)中,從而改善了系統(tǒng)的靜動態(tài)特性。 模糊控制是一種不依賴于被控過程數(shù)學模型的仿人思維的控制技術。它可以利用領域專家的操作經(jīng)驗或知識建立被控系統(tǒng)的模糊規(guī)則,有較好的知識表達能力。但傳統(tǒng)的模糊控制同PID算法一樣,均為“事后調節(jié)”,因而對大遲延對象的控制效果不是很理想。預測控制的核心是不僅注意過去及現(xiàn)在的目標值,而且注意將來的目標值,使受控量和目標值的偏差盡可能地小,從而提高系統(tǒng)的控制性能。預測控制和模糊控制是各自獨立發(fā)展起來的兩類控制方法,在二者充分發(fā)展的基礎上,提出將預測的思想和模糊的思想結合起來,形成一種新的控制方法——模糊預測控制FPC。 本文將FPC技術應用于供水系統(tǒng),設計出自調整修正因子模糊PID控制器,克服了傳統(tǒng)PID控制設計中的參數(shù)調整困難的問題。模糊PID控制是在大誤差范圍內采用模糊控制,以提高動態(tài)響應速度;在小誤差范圍內采用PID控制,引入積分控制作用以消除靜態(tài)誤差,提高控制精度。本設計通過變頻調速實現(xiàn)恒水壓控制,并針對系統(tǒng)的時滯特點采用Smith預估控制器進行補償。利用Matlab對其模型進行仿真,仿真結果與傳統(tǒng)控制算法相比較,該算法具有魯棒性好,實現(xiàn)簡單,易于在線調整等優(yōu)點,系統(tǒng)響應曲線沒有超調,系統(tǒng)的建立時間比較短,抗干擾能力強。 通過對上位機和PLC之間通信的分析和研究,完成了上、下位機的通信設置,給出了上位機監(jiān)控程序編寫方法,通過通信模塊實現(xiàn)了對供水系統(tǒng)的遠程監(jiān)控及故障報警。 所開發(fā)的系統(tǒng)將FPC與PLC相結合,克服了傳統(tǒng)的調節(jié)器的缺點,充分發(fā)揮了PLC控制靈活、編程方便、適應性強的優(yōu)點,提高了控制的精確度。實驗結果表明,該系統(tǒng)能對異步電動機轉速實現(xiàn)精確控制,實用性強,具有一定的推廣價值。
標簽: PLC FPC 變頻調速系統(tǒng)
上傳時間: 2013-05-19
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