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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隨著信息技術的發展,通信和計算機等領域的DC/DC電源變換技術在電源行業占有很重要的市場。為了能滿足電源系統良好的性能和可靠性,分布電源系統(DPS)被廣泛應用于電信、計算機等領域。DPS具有模塊化,可靠性和維護性等優點。 本文討論了軟開關技術的種類和發展趨勢,介紹了三種傳統的軟開關諧振變換器,通過理論分析和仿真,總結了三種傳統諧振變換器的優缺點。在此基礎上,設計了一種新型的LLC串聯諧振變換器。此變換器可實現原邊開關管在零電壓條件下開通、輸出端的整流管零電流條件下關斷,因而可實現極高的轉換效率。由于電路充分地利用了變壓器的勵磁電感和開關管的寄生參數,可使變換器在寬輸入電壓范圍和全負載下實現軟開關。此外,利用變壓器漏感和功率MOS管的寄生電容進行諧振,可有效地降低輸出整流管的電壓應力,提高抗EMI的性能。因此,在相同的設計規格下,LLC諧振變換器可以選取電壓和電流等較低的功率開關管和整流二極管,進而減小開發成本。 結合PSPICE仿真和實驗調試,論文詳細介紹了LLC串聯諧振變換器工作原理,詳細討論了諧振參數、輸入電壓和負載對變換器性能的影響;根據參數設計步驟和特性分析,設計了LLC串聯諧振變換器各組成電路;最后設計了24V/8A-200KHz的DC/DC電源模塊,通過實驗,其結果驗證了該拓撲在全負載下均能實現軟開關,效率高等良好特性。
上傳時間: 2013-05-20
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本文從感應加熱基本原理出發,概述了感應加熱技術的現狀及發展趨勢,在分析串聯諧振逆變器各種功率控制策略原理及優缺點的基礎上,對于移相調功輕載時的缺陷,本文將有限雙極性PWM法引入逆變器輕載時的輸出控制,通過DPLL鎖相,使滯后橋臂的電壓與電流始終保持一定的相位,同時結合非輕載時移相功率調節良好的特性,提出了一種基于DSP的新型功率控制策略,克服了傳統移相全橋的缺點,使得高頻逆變電源在輕載條件下仍能實現軟開關,且輕載時電流連續調節范圍廣,三角畸變程度輕于PSPWM,大幅度的擴大了負載的適用范圍,提高了電源整機效率。 在對新型PWM功率控制串聯諧振逆變器工作過程進行分析的基礎上,解決了所有開關管的軟開關問題;并通過分析功率輸出單元的輸出電壓、電流、功率等,進而得到一個脈沖周期的輸出電壓、電流及功率的計算式。在這些理論分析的基礎上,本文設計了基于新型PWM功率控制策略的感應加熱電源實驗系統,對主電路各元器件進行了精確計算與設計,設計了以TMS320LF2407A為核心的控制與保護電路,并對DSP外圍電路進行設計,同時編寫了基于新型PWM功率控制策略,以數字環相環及功率控制算法為核心的DSP程序,相關的仿真與實驗系統得到的輸出波形很好的驗證了新型PWM控制策略的可行性。
上傳時間: 2013-04-24
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本文主要以串聯諧振型感應加熱電源為研究對象,通過分析其負載特性及調功控制方式,選擇不控整流加逆變移相調功控制方式,其中重點分析感性移相式PWM感應加熱電源調功控制方式,及其在由自關斷器件MOSFET組成的串聯諧振逆變器中的應用,并深入分析了感性移相式PWM控制方式調功特性。同時針對感應加熱電源這個具有復雜的參數時變性,結構非線性的工業控制對象,在MATLAB/Simulink環境下建立了感性移相PWM感應加熱電源的系統閉環控制模型,進行了移相式感應加熱電源系統仿真研究。 在理論分析的基礎上,設計了200W/100kHz感性移相式感應加熱電源的主電路及控制電路。通過對移相諧振全橋軟開關控制器UC3879的學習和了解,設計并搭建一種區別以往的移相式感應加熱電源的鎖相移相調功的控制平臺,即鎖相環電路和基于UC3879設計的移相調功電路相配合的方案。并設計了它激重復掃頻轉自激的啟動方法,大大提高了電源的啟動成功率。同時搭建了200W/100kHz移相式感應加熱電源實驗平臺,完成了系統閉環控制,實驗結果驗證了本文理論分析的正確性及控制方案的可行性。
上傳時間: 2013-07-15
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在能源枯竭及環境污染問題日益嚴重的今天,光伏發電是未來可再生能源應用的一種重要方法。本文以光伏逆變技術為研究對象,對光伏系統最大功率點跟蹤方法、光伏智能充電控制策略、光伏并網系統拓撲結構與控制方法、光伏并網與有源濾波統一控制方法等問題進行了深入研究。 在擾動觀測法的基礎上,提出了一種直接電流控制最大功率點跟蹤方法,通過檢測變換器輸出電流進行最大功率點跟蹤控制,簡化控制算法,同時省去了擾動觀測法中的電壓和電流傳感器,降低系統成本。 研究了一種實用的光伏系統蓄電池充電控制策略,將最大功率點跟蹤與智能充電控制有機結合在一起,充分利用光伏電池的輸出功率,縮短充電時間,提高充電效率;研究了一種全數字式逆變器,通過電壓有效值外環和瞬時值內環的雙閉環控制,既能保證系統輸出電壓的穩態精度,又能保證瞬變負載條件下的動態特性。研制了一套3kW光伏獨立發電系統并進行了實驗驗證。 針對住宅型光伏并網逆變器體積小、性能價格比高的要求,研究了一種基于導抗變換器的并網逆變器拓撲結構,相比于傳統電流型逆變器,本拓撲省去了笨重的電抗器,同時利用高頻變壓器進行能量傳遞和電氣隔離,進一步降低了系統損耗和體積,降低系統成本。 經研究發現,由于導抗變換器的固有特性,采用傳統的SPWM調制方法將導致并網逆變器輸出平頂飽和的非正弦電流,造成對電網的諧波污染,提出了一種新型改進調制模式。該方法可以實現高功率因數、低諧波并網發電。根據上述理論分析,研制了一臺3kW單相光伏并網逆變器,實驗結果驗證了理論分析的正確性。 研究了一種三相電流型并網逆變器拓撲結構及其控制方法,采用改進調制模式對其進行控制,在諧波抑制方面取得了滿意的效果。提出的三相并網逆變方案,相比于傳統三相并網逆變器,具有如下顯著優點:系統中任意一相都是一個獨立的子系統,不受其它相影響,即使在某一相或某兩相損壞的情況下,剩余相也能正常運行,增加了系統的冗余性;在三相電網不平衡情況下,本方法也能提供穩定的三相電流,增加系統抗電網波動能力。初看起來本方案使用的導抗變換器和變壓器有3套,但是每相承受的功率容量只有系統總功率的三分之一,這樣可以選用較小容量的器件,有利于高頻電感和變壓器的制作和生產。提出了一種基于導抗變換器的三相電流型逆變器實現方案,利用導抗變換器將輸入直流電壓變換為高頻正弦電流,經高頻變壓器隔離及電流等級變換后進行裂相調制,輸出為三相正弦電流。該方法不僅省去了傳統電流型逆變器直流側電抗器,而且采用高頻變換進行功率傳輸,減小了隔離變壓器及輸出濾波器的體積,有利于裝置的小型化和降低成本。 針對光伏電池輸出電壓較低的問題,研究了一種單級式三相升壓型并網逆變器,通過一級變換同時實現升壓和DC/AC變換功能,并且提出了一種基于DSP芯片的控制策略,本方法僅用一個電壓傳感器就能替代原先的三個電壓傳感器:每個載波周期短路相只進行一次開關動作,同時任何時刻只有2個開關管導通,可有效降低系統的開關損耗和導通損耗;由于采用DSP控制,具有控制靈活、穩定性高、成本低、并網電能質量好,便于功率調節等優點。 提出了一種光伏并網與有源濾波兼用的統一控制策略,在同一套裝置上既實現光伏并網發電,又實現諧波補償,克服目前的光伏發電裝置白天發電、夜間停機的不足,提高系統利用率。詳細分析了無功電流和諧波電流的檢測方法、光伏并網發電有功指令電流的生成方法及電流環控制器和電壓環控制器的設計方法,并對光伏并網發電與有源濾波統一控制模式和單一有源濾波模式進行了討論,仿真和實驗結果驗證了所提出的系統結構及控制策略的正確性和可行性。
上傳時間: 2013-04-24
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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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隨著二十一世紀的到來,人類進入了后PC時代。在這一階段,嵌入式技術得到了飛速發展和廣泛應用。目前,嵌入式技術及其產品已廣泛應用于智能家用電器、智能建筑、儀器儀表、通訊產品、工業控制、掌上型電腦、各種智能IC卡的應用等等。將嵌入式系統應用于多媒體移動終端,充分發揮了嵌入式系統的低功耗、集成度高、可擴充能力強等特點,可以達到集移動、語音、圖像等各種功能于一身的效果。基于以上背景,本文提出了一種基于嵌入式Linux的多媒體播放器設計方案。 本文首先詳細分析了ARM體系結構,研究了嵌入式Linux操作系統在ARM9微處理器的移植技術,包括交叉編譯環境的建立、引導裝載程序應用、移植嵌入式Linux內核及建立根文件系統,并且實現了嵌入式Linux到EP9315開發板的移植。 由于嵌入式系統本身硬件條件的限制,常用在PC機的圖形用戶界面GUI系統不適合在其上運行。為此,本文選擇了Qt/Embedded作為研究對象,在對其體系結構等方面進行研究基礎上,實現了Qt/Embedded到EP9315開發板的移植,完成了嵌入式圖形用戶界面開發,使得系統擁有良好的操作界面。 針對現今MP3文件格式廣泛流行的特點,本文設計了MP3播放器。在深入研究了MP3文件編碼原理的基礎上,詳細論述了播放器的設計過程,沒有使用硬件解碼方案,采用了軟件解碼,降低了系統開發成本:在視頻播放方面,本文實現了Linux系統下的通用媒體播放器——Mplayer到EP9315開發板的移植。通過對音頻數據輸出的研究,解決了Mplayer播放聲音不正常的問題,實現了一個集音樂和視頻播放于一體的嵌入式多媒體播放系統。 最后,總結了論文所做的工作,指出了嵌入式多媒體播放器所需要進一步解決和完善的問題。
上傳時間: 2013-04-24
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串口控件使用說明 本程序使用VC6.0的通用串口控件MSCOMM32.OCX來對發送到串口的數據進行采集處理。主要使用方法 串口設置:m_Comm.SetSettings(“波特率,校驗方式,數據位數,停止位數”) 取串口數據:m_Comm.GetInput() 你只首先要確定一個mscomm32.ocx控件在system目錄下并且該控件已經被windows注冊,本程序才能正常運行。
上傳時間: 2013-04-24
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數字信息時代帶來了“信息大爆炸”,使數據量大增,而數字圖像數據更是如此,如果不對圖像數據進行有效的壓縮,那么圖像信息的存儲與傳輸將無法進行。顯然,尋求一種高效的圖像壓縮系統具有很大的現實意義。 本文基于大規模現場可編程邏輯陣列(FPGA)和高速數字信號處理器(DSP)協同作業,來完成實時圖像處理的系統設計。出于對系統設計上的性能和功耗方面的考慮,系統中FPGA 選用的是ALTERA公司的Cyclone系列芯片EP1C12Q240C8,DSP選用的是TI公司的55x系列芯片TMS320VC5502。該系統集圖像采集、壓縮、顯示和存儲功能于一體,其中DSP為主處理器負責圖像處理,FPGA為協處理器負責系統的所有數字邏輯控制。FPGA和DSP的工作之間形成流水,并且借助于一片雙口RAM(CY7C025AV-15AI)完成兩者的通訊。結合FPGA和DSP自身的特點,本文提出一種新穎的信息通信方式,借助于一片雙口RAM,其內部按其存儲空間等分兩塊,利用乒乓技術完成對高速實時的圖像數據緩沖。 該系統從視頻采集、傳輸、壓縮到圖像存儲等整個過程的工作,分別由FPGA和DSP承擔。充分考慮到它們自身的優缺點,在滿足系統實時性要求的同時,結構靈活,便于以后的擴展與升級。結果表明,在TMS320VC5502實現了對采集圖像的JPEG壓縮,效果良好且滿足了實時性的要求,因此系統的功能得到了總體上的驗證。 關鍵詞:圖像處理;FPGA;DSP;JPEG
上傳時間: 2013-06-11
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