隨著焊接技術、控制技術以及計算機信息技術的發展,對于數字化焊機系統的研究已經成為熱點,本文開展了對數字化IGBT逆變焊機控制系統的研究工作,設計了數字化逆變焊機的主電路和控制系統的硬件部分。 本文首先介紹了“數字化焊機”的概念,分析了數字化焊機較傳統的焊機的優勢,然后結合當前數字化焊機的國內外發展形勢,針對數字信號處理技術的特點,闡明了進行本課題研究的必要性和研究內容。文章隨后列出了整個數字化逆變焊機的設計思路和方案,簡要介紹了數字信號處理器(DSP-Digital SignalProcessing)的特點,較為詳細地解釋了以DSP為核心的控制系統設計過程。根據弧焊電源控制的要求,選擇了控制器的DSP型號。 逆變焊機的主電路采用輸出功率較大的IGBT全橋式逆變結構(逆變頻率20KHz),由輸入整流濾波電路、逆變電路、中頻變壓器、輸出整流電路和輸出直流電抗器組成。文中簡略介紹了主電路的設計要點及元件的選型和參數的計算,并對所設計的主電路進行了Matlab計算機仿真研究。 在控制系統的設計中,采用TI(美國德州儀器)公司的DSP(TMS320LF2407)芯片作為CPU,由于其速度快(40MHz)、精度高(16bits)等特點,為弧焊逆變器控制系統真正實現數字化提供了條件。在DSP最小系統、電壓電流采樣調理模塊、保護模塊、鍵盤與顯示模塊等主要模塊的作用下對整個焊接電源進行了實時的閉環控制與焊接過程的實時監控。控制電路采用脈寬調制方式(PWM)進行輸出控制,即:控制IGBT的導通時間來實現焊機輸出功率與輸出特性的控制。設計了專門的“分頻電路”,DSP輸出的控制脈沖經過“分頻電路”分成兩路后,再經IGBT專用驅動模塊M57959L,進行功率放大后,觸發IGBT。DSP對輸出電流和電弧電壓進行實時采樣,采用離散的PI控制算法計算后,輸出相應的控制量來實時調節IGBT驅動脈沖的脈寬,進而調制輸出電流,達到控制焊機輸出的目的。 經過實驗,得到了相應的輸出電壓電流波形、PWM波形和IGBT門極驅動的實驗波形,該控制系統基本符合逆變焊機的工作要求。 最后,在對本文做簡要總結的基礎上,對于本逆變焊機的進一步完善工作提出了建議,為數字化焊機控制系統今后更加深入的研究奠定了良好的基礎。
上傳時間: 2013-08-01
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無刷直流電機是一種性能優越、應用前景廣闊的電機,應用傳統的控制理論對其進行控制系統設計、分析的技術已經相對成熟,在此基礎上研發出的各種調速系統已經在工業生產中獲得廣泛應用。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控制調速系統模型。常規的PID控制以其結構簡單、可靠性高、易于工程實現等優點至今仍被廣泛采用。在系統模型參數變化不大的情況下,PID控制性能優良,但無刷直流電機是一種多變量、非線性的控制系統,傳統的PID控制器難以克服電機自身參數不確定和擾動帶來的轉速偏差問題,無法實現精確快速的控制。灰色控制器是在繼承經典PID控制器不依賴于對象模型優點的基礎上,通過改進經典PID固有缺陷而形成的新型控制器,性能優良并且算法簡單。該控制器設計不需要建立電機的精確數學模型,對參數變化和負載擾動不敏感。系統較好地實現了給定速度參考模型的自適應跟蹤,結構簡單,能適應環境變化,具有較強的魯棒性。 本文以灰色系統理論為基礎,把無刷直流電機的數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。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受電機參數變化影響較小,具有較高的控制精度和魯棒性,表現出優良的動、靜態性能。
上傳時間: 2013-04-24
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要學習一門編程語言并不難,編程主要是掌握思想,然后就是練習敲代碼了。你的代碼量每突破50000行的時候你的水平都有一個階段性的提升,翔子在此給學習c#的朋友一些建議,供新手參考!首先熟悉.net框架,理解面向對象編程的思想,挺重要的!編程的學習是要慢慢而來的,慢慢的積累!
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上傳時間: 2013-04-24
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隨著太陽能發電技術的日益成熟,太陽能的發電應用在世界范圍內得以迅速推廣。因此,太陽能光伏發電系統設計的作用越來越被人們所重視。 在現階段,光伏發電系統的設計主要以系統工程師的設計為主,很少有計算機輔助的成分,因此設計出的方案帶有較大的主觀性和不確定性。由于光伏發電系統的設計過程中涉及到的數據量很大,所以工程師在設計過程中難免會忽略甚至錯誤地計算某些數據,從而導致部分資源沒能得到合理地利用。如果能將計算機輔助設計融入到光伏發電系統的設計中來,一是可以大量節省光伏系統設計的時間,二是可以確保設計出的方案具有較高的實用性,并且可以使各種資源得到最大的利用。 國外目前應用的光伏系統設計相關軟件主要有:德國西門子的PVDesigner,瑞士的PVSyst,加拿大的RETScreen,德國的PVSOL等。而國內在光伏系統設計方面的軟件產品幾乎為空白,因此開發一款適合在國內使用的光伏系統輔助設計軟件具有重要的意義。 綜上所述,本課題有較大的需求空間,并具有廣闊的發展前景,對發展國內光伏發電系統具有深遠的意義,同時具備應用和研究價值。筆者建立了光伏發電系統輻射量計算的數學模型,并根據數學模型應用Visual C#開發出適用于Windows平臺的光伏系統輔助設計軟件。該設計軟件除了能進行一般的數據計算之外,更重要的是能自動地求出太陽電池組件、逆變器數目以及它們各自的串并聯數目,為光伏發電系統的設計者解決設計中最為困難的問題,省去設計者大量的重復而復雜的分析和計算,為光伏發電系統的應用打開一扇方便之門。而通過實例驗證,筆者設計的光伏系統輔助設計軟件可為光伏發電系統提供較為合理的配置方案。
上傳時間: 2013-04-24
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無刷直流電機以體積小、重量輕、效率高、調速性能好、無換向火花及無勵磁損耗等諸多優點被大量應用于家電、交通、醫療器械、數控機床及機器人等領域,現代工業的快速發展對無刷直流電機控制系統的性能要求也越來越高。可以預見,隨著永磁材料和電力電子器件價格進一步的降低,無刷直流電機驅動理論的研究不斷深入,無刷直流電機的應用前景將更加廣泛。 本文通過閱讀大量文獻資料,介紹了無刷直流電機的發展現狀、研究動態及工作原理等。在控制策略上,采用了基于智能控制思想的模糊控制,其特點是不依賴于對象模型,利用制定的控制規則進行了模糊推理從而獲得合適的控制量。運用Matlab/Simulink對控制系統進行了建模和仿真,其中速度環采用模糊PI調節,電流環采用傳統的PI調節,為后面的實驗提供了理論分析的基礎。 結合無刷直流電機的結構,利用電機內部的霍爾元件檢測轉子位置。根據模糊控制器的設計方法,給出了模糊控制查詢表。采用TI公司的數字信號處理器TMS320F2812作為主控芯片,在硬件上設計了整流電路、逆變電路、驅動電路、調理及保護電路等;在DSP軟件開發環境CCS下,采用C語言和匯編語言進行了混合編程,實現了轉子位置信號的讀取、PWM波的產生、AD采樣、速度模糊PI調節及電流調節等功能。 通過對整個控制系統的軟硬件聯合調試,進行了相關實驗。相對傳統的控制系統,采用模糊PI控制的系統具有響應速度快、超調量小、穩定性好等優點。實驗結果表明了無刷直流電機模糊控制系統設計的正確性。最后對整個設計進行了總結,對后續的工作給出了自己的見解。
上傳時間: 2013-04-24
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異步電動機直接轉矩控制技術是近年來發展起來的一種新型、高性能交流調速技術。它利用電壓源型逆變器的工作過程,控制定子磁鏈的走或停,即調整定子磁鏈與轉子磁鏈的夾角大小,從而對電機轉矩進行直接控制以獲得良好的動態性能。 論文首先探討了直接轉矩控制技術的現狀和發展趨勢,闡述了直接轉矩控制的基本原理,分析了常用的圓形磁鏈軌跡控制方法,詳細介紹了直接轉矩控制系統主要模塊的設計和實現。在分析交流異步電機動態數學模型、轉矩和磁鏈計算方程的基礎上,分析了直接轉矩控制的異步電動機在低速運行時存在轉矩脈動和轉速波動較大的問題。基于占空比控制和離散占空比控制的異步電動機直接轉矩控制方法,由電機電磁轉矩公式和合成電壓矢量理論推導了直接計算占空比的方法,在不影響系統各方面性能指標的情況下使降低轉矩脈動的計算量大大減少,方便了計算和使用。兩種方法均具有系統結構簡單、占空比計算量小等優點。研究結果驗證了這兩種方法的正確性和有效性。在第一種方法中加入了單神經元控制器,使系統的動靜態性能得到了提高。接著對利用空間電壓矢量調制的直接轉矩控制系統進行了研究。仿真結果表明此種方法能夠有效的降低轉矩脈動,使系統性能得到提高。 以TMS320F2812DSP為CPU搭建了直接轉矩控制硬件實驗平臺,調試了硬件電路。編寫了相關軟件流程圖和程序清單。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著社會的發展以及能源、環保等問題的日益突出,純電動汽車以其零排放,噪聲低等優點越來越受到世界各國的重視,被稱作綠色環保車。作為發展電動車的關鍵技術之一的電池管理系統(BMS),是電動車產業化的關鍵。本課題配合“基于開關磁阻電機的電動汽車的研制”,研制適用于純電動汽車的電池管理系統。 電池管理系統直接檢測及管理電動汽車的儲能電池運行的全過程,包括電池基本信息測量、電量估計、單體電池間的均衡、電池故障診斷幾個方面。 本論文主要工作是研制適用于純電動汽車的蓄電池管理系統。研究鉛酸蓄電池二階模型的建立與剩余容量的卡爾曼濾波估算方法。分析鉛酸蓄電池的基本工作原理和影響蓄電池組剩余容量SOC(state of charge)的主要因素。 介紹了基于DSP2407的蓄電池組控制器的硬件平臺,完成DSP小系統、電池數據采集電路、信號調理電路、CAN總線相關電路等硬件電路設計、調試、完善。獨立完成系統所有軟件設計,包括:主程序設計,電池基本信息檢測子程序設計,電池剩余電量卡爾曼濾波估算程序設計,電池狀態檢測子程序設計,CAN收發子程序設計,EEPROM讀寫子程序設計。 最后,在電動汽車上搭建實驗平臺,將鉛酸蓄電池組與設計的軟硬件系統聯合進行調試、試驗。測得了相關數據。試驗結果表明,本文介紹的電池管理系統硬件電路可靠、經濟、抗干擾能力強。可以實現:電池電壓、電流、溫度的模擬量采集;剩余電量的計算和電池狀態的判斷;實時顯示,故障時報警等BMS相關功能。
上傳時間: 2013-06-11
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社會發展對內燃機車柴油機安全、節能、低污染等方面提出了更高的要求,傳統的機械式控制已很難滿足這些新要求。對機車柴油機采用電子控制技術成為當前提高柴油機乃至整車性能的一種有效方法。柴油機電子控制技術包含的范圍很廣,其中標定技術決定了電控系統中最佳控制參數的獲取,從而影響著柴油機的工作性能,而噴油泵特性的標定是標定眾多內容中首先要解決的問題,因此本文將機車柴油機電控系統中的油量特性標定作為研究重點,首先對電控單體泵的組成和原理進行了分析,確定了其作為機車應用的合理性;其次完成了電子燃油噴射控制單元的設計,并對其實驗方法進行了研究。 噴油泵在匹配任何一種類型柴油機之前,其數學模型和控制特性應該基本確定,能不能使得被匹配的柴油機性能達到最佳水平,將取決于能否通過有效的標定方法來獲得準確的噴油控制參數。本文在電子控制單元基本功能完成的基礎上,充分利用現場總線技術的優勢,在實現物理層和數據鏈路層接口的同時,針對標定應用進行了擴展,制訂出一套完整的通信協議,并開發出上位機標定軟件,使得電子控制單元與上位機之間建立起了良好的通信平臺。標定系統的建立同時為機車故障診斷技術帶來了新思路,本文提出了一種基于分布式機車控制網絡的故障診斷策略,多個智能化節點可以共同來完成復雜的故障診斷操作,性能完備的網絡構成和通訊協議使得大量故障信息的交互顯得有條不紊。這種思路,對電控系統乃至整車的故障診斷技術的發展產生著深遠的影響。 方案的確定,軟硬件的設計,實驗方法的分析,都必須結合真正的臺架實驗,在實驗過程中不斷的改進。本文最后,介紹了在機車廠單體泵試驗臺上進行的電磁閥驅動和油泵特性標定實驗,從中獲得了機車柴油機電控系統研究的寶貴經驗,為后期的柴油機匹配實驗打下了堅實的基礎。
上傳時間: 2013-04-24
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數字圖像處理技術是信息科學中近幾十年來發展最為迅速的學科之一。目前,數字圖像處理技術被廣泛應用于航空航天、通信、醫學及工業生產等領域中。數字圖像處理的特點是處理的數據量大,處理非常耗時,本文研究了在FPGA上用硬件描述語言實現圖像處理算法,通過功能模塊的硬件化,解決了視頻圖像處理的速度問題。隨著微電子技術的高速發展,FPGA為數字圖像信號處理在算法、系統結構上帶來了新的方法和思路。 本文設計的基于FPGA的圖像處理系統,是一個具有視頻圖像采集、圖像處理、圖像顯示功能的圖像處理系統。該系統采用Altera公司FPGA芯片作為中央處理器,由視頻解碼模塊、圖像處理模塊、視頻編碼模塊組成。模擬視頻信號由CCD傳感器送入,經視頻解碼芯片SAA7113轉換成數字視頻信號后,圖像處理模塊完成中值濾波和邊緣檢測這兩種圖像處理算法,視頻編碼芯片SAA7121將數字視頻信號轉換成模擬視頻信號輸出。 整個設計及各個模塊都在Altera公司的開發環境QuartusⅡ以及第三方仿真軟件Modelsim上進行了仿真及邏輯綜合。仿真結果表明,使用FPGA硬件處理圖像數據不僅能夠獲得良好的處理效果,處理速度也遠遠高于軟件法處理的方法。
上傳時間: 2013-04-24
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對弓網故障的檢測是當今列車檢測的一項重要任務。原始故障視頻圖像具有極大的數據量,使實時存儲和傳輸故障視頻圖像極其困難。由于視頻的數據量相當大,需要采用先進的視頻編解碼協議進行處理,進而實現檢測現場的實時監控。 @@ H.264/AVC(Advanced Video Coding)作為MPEG-4的第10部分,因其具有超高的壓縮效率、極好的網絡親和性,而被廣泛研究與應用。H.264/AVC采用了先進的算法,主要有整數變換、1/4像素精度插值、多模式幀間預測、抗塊效應濾波器和熵編碼等。 @@ 本文使用硬件描述語言Verilog,以紅色颶風 II開發板作為硬件平臺,在開發工具QUARTUSII 6.0和MODELSIM_SE 6.1B環境中完成軟核的設計與仿真驗證。以Altera公司的CycloneII FPGA(Field Programmable Gate Array)EP2C35F484C8作為核心芯片,實現視頻圖像采集、存儲、顯示以及實現H.264/AVC部分算法的基本系統。 @@ FPGA以其設計靈活、高速、具有豐富的布線資源等特性,逐漸成為許多系統設計的首選,尤其是與Verilog和VHDL等語言的結合,大大變革了電子系統的設計方法,加速了系統的設計進程。 @@ 本文首先分析了FPGA的特點、設計流程、verilog語言等,然后對靜態圖像及視頻圖像的編解碼進行詳細的分析,比如H.264/AVC中的變換、量化、熵編碼等:并以JM10.2為平臺,運用H.264/AVC算法對視頻序列進行大量的實驗,對不同分辨率、量化步長、視頻序列進行編解碼以及對結果進行分析。接著以紅色颶風II開發板為平臺,進行視頻圖像的采集存儲、顯示分析,其中詳細分析了SAA7113的配置、CCD信號的A/D轉換、I2C總線、視頻的數字化ITU-R BT.601標準介紹及視頻同步信號的獲取、基于SDRAM的視頻幀存儲、VGA顯示控制設計;最后運用verilog語言實現H.264/AVC部分算法,并進行功能仿真,得到預計的效果。 @@ 本文實現了整個視頻信號的采集存儲、顯示流程,詳細研究了H.264/AVC算法,并運用硬件語言實現了部分算法,對視頻編解碼芯片的設計具有一定的參考價值。 @@關鍵詞:FPGA;H.264/AVC;視頻;verilog;編解碼
上傳時間: 2013-04-24
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