集散控制系統(Distributing Control System,縮寫DCS)是以多個微處理機為基礎利用現代網絡技術、現代控制技術、圖形顯示技術等實現對分散控制系統的調節、監視的控制技術。DCS具有功能分散,故障分散的優點,適合于上位機對多個下位機的管理和監控。本文將DCS技術應用到中央空調上,設計了中央空調的溫度模糊集散控制系統。 本系統在整體結構上采用集散控制的方案。一臺控制計算機(上位機)對各個空調房間的風機和水泵進行集中管理,若干臺下位機下放分散到現場實現分布式控制,上位機和各個下位機之間用控制網絡互連以實現相互之間的信息傳遞。 在控制策略上,針對被控量溫度的大慣性、時變性的特點,本文設計了溫度的二維模糊控制策略,該策略是基于專家和有經驗的操作人員的經驗進行調控的智能控制系統。模糊控制是以查詢模糊控制規則表的形式實現,模糊控制表可以隨著人們的經驗和知識的增長日益完善。 根據總體方案,設計下位機即開關磁阻電機(SRM)控制節點和信號采集節點的軟、硬件。主要工作包括SRM的就地和遠程兩種控制方式的實現、模/數和數/模轉換器的控制、模擬電壓的采集、溫度傳感器的選型、CAN網絡通信的硬、軟件,以及下位機的主程序的設計和調試等。 完成上述工作后,采用溫度開環和閉環分別進行了試驗。通過實驗證明,所設計方案的可行性。最后對中央空調溫度控制系統的運行性能進行了總結,對下一步用于該系統的研究與開發具有一定的參考價值。
上傳時間: 2013-04-24
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光伏發電是集開發可再生能源、改善生態環境于一體的重大課題,有巨大的經濟、社會效益和學術研究價值。 本文首先介紹了3kW光伏并網逆變器系統的組成和結構。3kW光伏并網逆變器采用兩級式結構,主電路由前級Boost變換器和后級的單相逆變橋組成。控制部分以DSP(DSP56F803)為核心,實現了光伏陣列最大功率點的跟蹤控制,以及產生與電網壓同頻同相的正弦電流,實現并網的功能。本文重點對逆變器系統的最大功率點跟蹤(MPPT)控制進行研究。 針對基于外特性建立的光伏陣列模型雖然簡單、參數易解,但精度低的問題,本文建立了基于物理特性的光伏陣列模型,并考慮光照強度、環境溫度對光伏陣列的影響,模型參數與實際參數嚴格對應。將幾種最大功率點跟蹤算法應用于所建立的光伏陣列模型使用MATLAB進行仿真,分析仿真結果,比較各種算法的優缺點,總結出每種算法所適用的環境,并給出了最大功率點跟蹤控制在并網逆變器系統的實現策略。 設計了適用于額定功率為100W的光伏陣列最大功率點跟蹤的Boost電路,分別給出了利用PIC單片機16F873實現擾動觀察法和增量電導法的程序流程圖,實現了這兩種算法控制下光伏陣列的最大功率點跟蹤,并分析了兩種算法的跟蹤性能。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著現代電機技術、現代電力電子技術、微電子技術、控制技術及計算機技術等支撐技術的快速發展,先前困擾著交流伺服系統的電機控制復雜、調速性能差等問題取得了突破性的進展。交流伺服系統的性能日漸提高,價格趨于合理。交流伺服系統取代直流伺服系統尤其是在高精度、高性能要求的伺服驅動領域成了現代伺服控制系統的一個發展趨勢。由于感應電機具有結構堅固,制造容易,價格低廉等優勢,因而感應電機伺服系統具有很好的發展前景,代表了將來交流伺服技術的發展方向。 首先,本文結合大量的文獻資料,總結和分析了當前交流伺服系統的發展現狀,明確了加強開發交流感應電機伺服系統的意義。 其次,深入研究了矢量控制的坐標變換理論和交流感應電機的數學模型。在此基礎闡述了基于轉子磁場定向的矢量控制原理,建立其相應的控制方程。結合空間矢量脈寬調制(SVPWM)的原理,提出了交流伺服系統的控制方案。 再次,本研究以DSP TMS320F2812A為核心控制單元,以一體化智能功率模塊(ASIPM)為功率電路主體,基于模塊化設計原則設計和實現了一臺軟、硬件結合的全數字化控制系統;并對設計中的一些關鍵環節進行了理論研究和實踐探索。 最后,對感應電機伺服系統進行了試驗研究。本文通過實驗分析,驗證了系統設計方案的有效性和可行性,并指出了系統進一步的改進方向。
上傳時間: 2013-06-01
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汽車轉向系統是影響汽車操縱穩定性、主動安全性和舒適性的關鍵部件。電動助力轉向(EPS)是一種全新的汽車動力轉向技術,具有節能環保的優點,與汽車的發展主題相符。隨著現代汽車工業的發展,汽車電控系統不斷增多,這些復雜的系統,使得汽車故障自診斷功能要求越來越高。本文主要圍繞國家自然科學基金項目:電動助力轉向與汽車性能協調系統的分析及綜合控制研究(項目編號:50475121),針對EPS故障分析和診斷展開研究。主要內容如下: 首先,建立了EPS系統的基本故障樹模型,確定系統的故障形式,了解故障發生的原因和故障模式的傳播途徑,以實際開發的轉向軸助力式電動助力轉向系統為研究對象,建立了轉向軸助力式電動助力轉向系統的具體故障樹模型,并對其主要故障進行了診斷分析。 其次,提出了將CAN總線技術應用到EPS系統故障診斷中的思想,闡述了基于神經網絡的故障診斷策略,查找故障,執行相應操作。設計了包括控制單元的傳感器故障信號采集電路及CAN控制器的EPS故障診斷系統,給出了詳細的硬件電路圖及ARM處理器-LPC2131單片機之間的接口硬件電路圖,軟件設計主要包括控制系統的程序設計,CAN總線接口的程序設計,包括一些初始化程序,信號采集,故障診斷顯示程序等。 最后,利用Visual Basic語言完成了故障診斷系統的上層管理系統監控界面的設計,實現與故障節點的數據交換,達到診斷控制的要求。 實驗測試結果表明,本文提出的基于CAN總線的EPS故障診斷系統的方案是可行的,且系統的各個部分運行穩定、可靠,滿足設計功能和要求。
上傳時間: 2013-07-18
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無刷直流電機具有體積小、重量輕、效率高和轉動慣量小等優點,另外它還具有和直流電機一樣的調速特性,而沒有直流電機復雜的機械換相設備,所以被廣泛應用于伺服控制、數控機床、機器人等工業領域,現代工業的快速發展對無刷直流電機控制系統的性能提出了更高的要求。因此,研究具有響應速度快、調節能力強、控制精度高的無刷直流電機控制系統具有十分重要的意義。 直接轉矩控制是一種高性能的電機控制方法,它已經成熟的應用在感應電機和永磁同步電機上,實現了優良的穩態性能和動態響應特性。本文通過大量的文獻資料閱讀,對無刷直流電機及其相關技術的發展、現狀和趨勢有了一個比較全面的理解,在此基礎上,詳細分析了無刷直流電機的數學模型,并提出了一套相應的直接轉矩控制方案,建立了仿真和試驗平臺,進行了仿真分析和實驗研究,獲得了有價值的研究成果。 本文的主要研究內容包括: (1)詳細分析了無刷直流電機的運行機理和數學模型,在此基礎上闡述無刷直流電機直接轉矩控制的基本控制機理,包括基于逆變器二二導通模式的空間電壓矢量的定義和針對無刷直流電機具有非正弦波反電動勢這一特點而推導的轉矩計算公式等。 (2)提出了一套無刷直流電機直接轉矩控制的具體實施方案,并根據這套方案建立了基于Simulink(Matlab)的無刷直流電機直接轉矩控制的仿真模型,對所提出的控制方案進行了仿真分析。仿真結果驗證了該方案在理論上的可行性。 (3)在理論研究的基礎之上,設計研制了一套基于DSP+IPM的無刷直流電機直接轉矩控制實驗系統,編寫了控制程序軟件,進行了無刷直流電機直接轉矩控制的實驗。實驗結果達到了預期的要求,證實了直接轉矩控制在改善無刷直流電機動態調速性能上的優勢。 本論文開展了繼異步電機和永磁同步電機之后對無刷直流電機實現直接轉矩控制的探索性研究工作。通過理論分析、計算機仿真和實驗得出了一些有意義的經驗和結論,為課題的進一步深入開展奠定了基礎。
上傳時間: 2013-07-11
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直接轉矩控制技術在電力機車牽引、汽車工業以及家用電器等工業控制領域得到了廣泛的應用。在運動控制系統中,直接轉矩控制作為一種新型的交流調速技術,其控制思想新穎、控制結構簡單、控制手段直接、轉矩響應迅速,正在運動控制領域中發揮著巨大的作用。雖然直接轉矩控制的優勢是矢量控制所不能實現的,但是直接轉矩控制依然存在一系列不能忽視的問題。直接轉矩控制采用兩點式轉矩和磁鏈滯環控制器,使轉矩和磁鏈被控制在給定值的一定范圍以內,這種控制方法不可避免地帶來電機輸出轉矩脈動過大和逆變器開關頻率不恒定等問題。直接轉矩控制采用定子磁鏈定向,只用便于測量的定子電阻來估計定子磁鏈,這樣在低速運行時會帶來磁鏈估計的誤差。雖然在全速范圍內估計定子磁鏈運用低速時采用的電流-轉速模型和高速時采用的電壓-電流模型的合成模型,即電壓-轉速模型,然而兩種模型的平滑切換又是一個新的問題。直接轉矩控制在基頻以下調速的理論和應用已經實現,在基頻以上的弱磁調速范圍內的理論和應用還需要進一步的研究。 為了解決這些問題,本文針對異步電動機在兩相靜止坐標系下的數學模型,對傳統直接轉矩控制系統和兩種改進的直接轉矩控制系統進行了研究。在傳統直接轉矩控制系統中,詳細討論了定子磁鏈估計的三種基本模型,設計了定子磁鏈估計的加權模型,使電機在全速運行的范圍內都能夠得到準確的定子磁鏈。針對轉矩脈動過大和逆變器開關頻率不恒定的問題,本文設計了兩種改進的直接轉矩控制系統。在基于占空比控制的直接轉矩控制系統中,通過對一個采樣周期內非零電壓矢量作用時間占采樣周期的占空比的優化,解決了轉矩脈動過大的問題;在一個采樣周期內,從非零電壓矢量到零電壓矢量的轉換只有一次,實現了開關頻率的恒定。在基于滑模變結構的直接轉矩控制系統中,本文設計了轉矩和磁鏈滑模變結構控制器代替傳統直接轉矩控制系統中的轉矩和磁鏈滯環控制器;運用空間矢量脈寬調制技術,實現了開關頻率的恒定。本文把傳統直接轉矩控制系統和兩種改進的直接轉矩控制系統擴展到基頻以上的弱磁范圍內的異步電動機調速系統中,對其進行了相關研究。 為了驗證上述各種控制系統的正確性和有效性,本文采用Matlab/Simulink仿真軟件對其進行了仿真驗證。針對傳統直接轉矩控制系統,對定子磁鏈估計的加權模型進行了仿真驗證。仿真結果表明所設計的定子磁鏈的加權模型能夠在電機運行的全速范圍內準確地估計定子磁鏈。針對基于占空比控制的直接轉矩控制系統和基于滑模變結構的直接轉矩控制系統,本文分別對負載轉矩有擾動和無擾動、給定轉速為恒定值和不為恒定值四種情況進行了仿真驗證,并分別和傳統直接轉矩控制系統的仿真結果進行了對比。仿真結果表明,兩種改進的直接轉矩控制系統均能有效的減小轉矩脈動和轉速的穩態誤差。針對電機運行在基頻以上的弱磁調速情形,本文運用三種不同的直接轉矩控制方法分別進行了仿真驗證。仿真結果表明,兩種改進的直接轉矩控制系統在弱磁調速范圍內依然優于傳統直接轉矩控制系統,依然能夠減小轉矩脈動和轉速的穩態誤差。
上傳時間: 2013-04-24
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瑞泰開發板ICETEK-DM642的實驗例程 實驗5.1:發光二極管的顯示編程––––––––––––––––––– 85 實驗5.2:定時器控制發光二極管的顯示–––––––––––––––– 90 實驗5.3:音頻輸出––––––––––––––––––––––––– 94 實驗5.4:BSL 測試––––––––––––––––––––––––– 97 實驗5.5:FLASH 燒寫和程序自啟動(Boot Loader)–––––––––––99 第二章:基于 ICETEK-DM642-PCI 的基本圖象算法實現–––––––––––104 實驗5.6---實驗5.19:視頻驅動程序應用––––––––––––––––104 實驗5.20:視頻圖像處理-取反––––––––––––––––––––122 實驗5.21:視頻圖像處理-直方圖統計–––––––––––––––––124 實驗5.22:視頻圖像處理-直方圖均衡化增強––––––––––––––126 實驗5.23:視頻圖像處理-中值濾波–––––––––––––––––– 129 實驗5.24:視頻圖像處理-邊緣檢測(Sobel 算子)––––––––––––132 實驗5.25:視頻圖像處理-傅立葉變換––––––––––––––––– 136 實驗5.26:視頻圖像處理-彩色空間變換–––––––––––––––– 140 第三章:基于ICETEK-DM642-PCI 的FPGA 實現OSD 功能及圖象算法–––– 144 實驗5.27---實驗5.30:視頻圖像與圖形的疊加–––––––––––––144 第四章:基于ICETEK-DM642-PCI 的復雜圖象算法實現––––––––––– 148 實驗5.31:視頻圖像處理-H.263 編碼解碼––––––––––––––––148 實驗5.32:視頻圖像處理-JPEG2 編碼解碼–––––––––––––––153 實驗5.33:視頻圖像處理-MPEG2 編碼解碼–––––––––––––––157 實驗5.34:視頻圖像處理-運動圖像檢測––––––––––––––––162 第五章:基于ICETEK-DM642-PCI 的圖象網絡算法實現–––––––––––166 實驗5.35:視頻圖像處理-JPEG 網絡攝像機–––––––––––––––166 實驗5.36:視頻圖像處理-雙路JPEG 網絡攝像機–––––––––––––170 實驗5.37:視頻圖像處理-視頻網絡服務器––––––––––––––– 174 實驗5.38:視頻圖像處理-視頻網絡客戶端––––––––––––––– 179 第六章:基于ICETEK-DM642-PCI 的語音算法實現:–––––––––––––184 實驗5.39:語音處理-數字回聲–––––––––––––––––––– 184 實驗5.40:語音處理-濾波處理–––––––––––––––––––– 187 實驗5.41:語音處理-濾波處理1––––––––––––––––––– 189 第七章:基于ICETEK-DM642-PCI 的上位機通訊實驗–––––––––––– 191 實驗5.42:通信-異步串口––––––––––––––––––––––191 實驗5.43:通信-PCI 總線–––––––––––––––––––––– 194 實驗 5.44:視頻圖像處理-生成圖像文件–––––––––––––––– 198
上傳時間: 2013-05-31
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貴州電解鋁廠供電四車間廠房內變壓器、整流柜、電容等設備種類繁多,同系列設備安放距離跨度較大.這些電力電子器件長期運行導致系統內部某些連接點絕緣介質老化,甚至脫落.這種現象單憑肉眼很難觀察,該廠對此問題的解決方法為:技術工人攜帶小型紅外探測儀定期采集上述器件的某些連接點,從紅外圖像數據得出溫度數據以此判斷器件工作是否處于良好狀態.由于人為因素,工人不一定能全部獲取所有連接點數據.可見,此方法費時費力,還存在隱患. 針對現行探測方法存在的弊端,依托"中鋁貴州分公司電解鋁廠整流所安全運行監控系統開發"項目,利用一臺直線行走的智能小車停靠在已選擇的定位點處監測車間的電器設備,因此這就涉及到了監控小車的精準定位問題.本文以卞位機智能監控小車為研究對象,采用模糊PID控制技術對PLC發出的脈沖頻率進行自動調節,依據脈沖頻率誤差E和誤差變化率EC的變化對PID控制的參數進行自整定,實現對小車速度的模糊控制,從而實現了小車的精準定位,為上位機的監控工作做好了準備. 論文第一章介紹了電解鋁廠供電車間的供電情況,分析了小車定位精準的重要性,介紹了本文的研究內容.第二章對小車主要結構的硬件設計作了介紹.第三章論述了小車的運動控制,從分析步進電機的矩頻特性和數學模型入手,介紹了小車的啟停控制和運動中的測速.第四章論述了小車的精準定位方法,介紹了模糊PID控制器設計,重點介紹了模糊PID控制算法的程序設計.第五章列舉了實際運行調試中出現的幾種問題,介紹了相應的控制方法加以克服.第六章對論文進行了總結.
上傳時間: 2013-04-24
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當前社會的發展與能源、環保等問題的日益突出。混合動力電動汽車以其低排放,噪聲小,節能等優點越來越受到世界各國的重視。為了改善電動汽車的動力性和能量利用率,動力蓄電池的電壓越來越高,需要配備專門的系統來管理高壓系統的安全。 根據混合動力結構特點和高壓電路特性,在分析及其常用蓄電池工作原理及運行原理使用條件的基礎上,本課題以MH-Ni電池作為研究對象,分析了MH-Ni電池的工作原理、電池的電壓、電流和溫度特性,提出電動車電池組高壓控制的方法,能夠實現監測電動汽車高壓電系統的絕緣狀態及檢測高壓的工作情況。 本課題主要完成以下幾點工作內容:對電池進行預充電,檢測其外部是否漏電;檢測電池內部是否絕緣;對電池進行故障檢測。通過對外部負載進行預充電,防止電池外部電路漏電或短路,減少電池箱故障,延長電池模塊的使用壽命;通過對電池箱內部絕緣狀態檢測,防止電池因絕緣電阻低下而影響系統工作,發生不安全事故;通過診斷系統能實現電池故障和隱患的早期預報,從而能有效地增加電動車電池組的續駛里程及無故障工作時間、饅維護工作量降到最低。 基于選定的電動車電池管理系統(BMS),針對外部負載進行預充電和電池箱內部絕緣狀態檢測,本文研究和提出安全條件的判定規則,實現電動車電池管理系統(BMS)中安全保障功能。仿真實驗表明,本文設計的高壓電安全測試系統,可以實現對電動汽車電池高壓系統的安全實施管理。
上傳時間: 2013-06-22
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本課題來源于企業委托開發項目:大功率兩電平矢量控制變頻器的開發。課題以感應電動機變頻調速系統的產品化開發為目標,對感應電動機參數離線辨識技術和控制器進行了研究和試驗。本人除了參加整體系統的設計和制作任務外,獨立完成了參數離線辨識工作。文章介紹了一種實用的參數離線辨識方法,在綜合各種控制策略基礎上給出了一套基于DSP的數字化解決方案,通過整機進行了軟硬件調試,實現了設計目標。為產品化打下一定的基礎。 論文第1章介紹了矢量控制以及坐標變換,分析了電動機參數對矢量控制的影響,通過Matlab仿真了電動機參數變化對變頻器輸出的影響。 第2章對辨識主要介紹了參數辨識的算法,對感應電機靜態數學模型進行了化簡,得到各個參數與電壓電流之間的關系方程。通過單相直流試驗和單相交流試驗辨識電動機參數。采用迭代算法計算出非線性方程的數值,還介紹了一種基于電壓電流瞬時值計算電動機功率因數的方法。 第3章對控制器進行了研究,對當前比較先進的自抗擾控制,自適應控制,基于非線性的逆控制等控制策略進行了綜述。最后對基于PI轉速調節器的間接矢量控制系統進行了仿真,并給出了仿真結果。 第4章介紹了實驗室自主開發的基于TI公司DSP TMS320F2812的通用交流調速試驗裝置。根據通用試驗裝置的設計要求設計了控制板電路,電源板電路,功率板電路等電路,進行了調試,并應用到試驗之中,性能達到要求。 第5章介紹了整個系統的功能軟件設計和功能試驗結果,給出了部分程序流程圖和裝置的基本功能試驗波形。 最后就課題的研究進行了整體總結,為將來的后續研究提出建議。
上傳時間: 2013-06-25
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