艦船、飛機(jī)、移動通訊、石油鉆井平臺等獨(dú)立系統(tǒng)中有許多交直流電力并存的場合,需要實(shí)現(xiàn)發(fā)供電系統(tǒng)的小型化、高功率密度、高可靠性以及高品質(zhì)。常規(guī)的電勵(lì)磁發(fā)電機(jī)因?yàn)閹в须娝⑹构╇娤到y(tǒng)的運(yùn)行安全存在隱患,并且勵(lì)磁機(jī)的使用增加了電機(jī)的體積和損耗。為使系統(tǒng)節(jié)能高效,本文設(shè)計(jì)并制作了應(yīng)用于獨(dú)立交直流電力系統(tǒng)的交直流永磁同步發(fā)電機(jī)。永磁電機(jī)定子上帶有三套三相繞組,一套繞組用于提供交流電力,其余的兩套繞組相位互差30度電角度,接整流器為直流負(fù)載供電。文中對電機(jī)的設(shè)計(jì)以及電機(jī)的基本性能進(jìn)行探討。為了減小永磁發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)整率,在電機(jī)的交軸與電機(jī)的永磁磁極尾部之間加一軟磁材料,通過增加電機(jī)負(fù)載時(shí)的交軸電抗壓降,來改善電機(jī)的電壓調(diào)整率。 首先,針對永磁電機(jī)設(shè)計(jì)的特殊性,應(yīng)用二維有限元法計(jì)算電機(jī)的電磁場以確定電機(jī)的主要尺寸,并討論了不同軟磁材料尺寸對電機(jī)的影響。文中還根據(jù)電磁場的計(jì)算結(jié)果,應(yīng)用傅立葉級數(shù)計(jì)算了電機(jī)的空載感應(yīng)電動勢以用于預(yù)測電機(jī)的性能,使用能量攝動法計(jì)算了計(jì)及飽和、槽影響下的電機(jī)電感參數(shù)。考慮到永磁材料的溫度性能問題,應(yīng)用電磁場和溫度場耦合的方式計(jì)算了電機(jī)穩(wěn)態(tài)時(shí)的溫度場。 然后,為了了解永磁同步發(fā)電機(jī)的主要電磁關(guān)系,研究了電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,推導(dǎo)了考慮漏磁時(shí)具有三套互差一定電角度三相繞組的永磁發(fā)電機(jī)在dq0坐標(biāo)系下的方程,可以看到,在dq0坐標(biāo)系下電機(jī)的電感參數(shù)為常數(shù)。這樣,利用這個(gè)特性,在對電機(jī)運(yùn)行性能進(jìn)行研究時(shí),可以得到簡化電磁方程。根據(jù)電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的方程,得到了電機(jī)的向量圖。 因?yàn)閹в卸嗵桌@組的永磁電機(jī)中含有較多的諧波,而采用dq0坐標(biāo)系下的方程會忽略掉氣隙磁場中的諧波分量,為了對電機(jī)的仿真更加精確,電機(jī)仿真時(shí)采用電機(jī)在ABC坐標(biāo)系下的基本電磁方程。應(yīng)用Matlab/SimPowerSystems中的模塊搭建電機(jī)的仿真模型,永磁體的影響用感應(yīng)電動勢來表示。根據(jù)仿真結(jié)果與樣機(jī)試驗(yàn)結(jié)果的比較發(fā)現(xiàn),兩者吻合良好。 另外,本文還設(shè)計(jì)了一臺電勵(lì)磁的交直流發(fā)電機(jī),電磁設(shè)計(jì)結(jié)果表明,永磁電機(jī)在體積、重量、效率方面都很有優(yōu)勢。
標(biāo)簽: 交直流 永磁同步 發(fā)電機(jī)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
上傳用戶:ynzfm
隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,高速永磁無刷直流電機(jī)應(yīng)用前景越來越廣闊,有較大的研究價(jià)值,對其電磁性能進(jìn)行準(zhǔn)確的分析和設(shè)計(jì)具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和理論意義。本文主要是圍繞著永磁無刷直流電機(jī),尤其是高速永磁電機(jī)的磁路、電路性能的分析、鐵耗和溫升的計(jì)算、優(yōu)化設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)和樣機(jī)制造和實(shí)驗(yàn)等做了大量的工作: 對電機(jī)的磁路進(jìn)行分析設(shè)計(jì):從磁路結(jié)構(gòu)入手,分析了定子鐵芯、轉(zhuǎn)子鐵芯和永磁體的各種結(jié)構(gòu)優(yōu)劣及其選型、選材的根據(jù);講述了場路結(jié)合的分析計(jì)算方法;給出了極數(shù)、槽數(shù)、繞組、轉(zhuǎn)子參數(shù)、定子參數(shù)和軸承的參數(shù)確定方法。 對永磁無刷直流電機(jī)的電路進(jìn)行分析:從電機(jī)磁場分析入手,根據(jù)齒磁通分析計(jì)算了電樞繞組的感應(yīng)電動勢;根據(jù)此電動勢的波形,推導(dǎo)了三相六狀態(tài)控制時(shí),電動勢的電路計(jì)算模型,重點(diǎn)推導(dǎo)了電動勢平頂寬度小于120度電角度時(shí)的電路模型,指出換相前電流波形出現(xiàn)尖峰脈沖的原因,該模型考慮了電感對高速電機(jī)性能的影響;給出了基于能量攝動法計(jì)算繞組電感的方法。 高速永磁無刷直流電機(jī)內(nèi)的損耗尤其是鐵耗較大,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)來計(jì)算鐵耗的傳統(tǒng)方法已顯得力不從心,如何準(zhǔn)確計(jì)算高速永磁無刷直流電機(jī)內(nèi)的鐵耗是困擾電機(jī)工作者的一個(gè)難題,本文根據(jù)Bertotti鐵耗分立計(jì)算模型,進(jìn)一步推導(dǎo)了考慮電機(jī)內(nèi)旋轉(zhuǎn)磁化對鐵耗的影響的鐵耗計(jì)算模型,其各項(xiàng)損耗系數(shù)是由鐵芯材料在交變磁化條件下的損耗數(shù)據(jù)通過回歸計(jì)算得到。通過實(shí)際電機(jī)的計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測試,表明此計(jì)算模型有較高的準(zhǔn)確度。隨著電機(jī)內(nèi)損耗的增大,溫升也是一個(gè)重要問題,為了了解電機(jī)內(nèi)的溫度分部,防止局部過熱,本文建立了基于熱網(wǎng)絡(luò)法永磁無刷直流電機(jī)的溫升計(jì)算模型,并對電機(jī)進(jìn)行了溫升計(jì)算,計(jì)算結(jié)果和實(shí)際測量基本一致。 本文確立了永磁無刷直流電機(jī)的電磁計(jì)算方法,建立了優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型,編制了程序,用遺傳算法成功地對高速永磁無刷直流電機(jī)的效率進(jìn)行了優(yōu)化,給出了優(yōu)化算例,并做出樣機(jī),通過對優(yōu)化前后的方案做出樣機(jī)并進(jìn)行比較實(shí)驗(yàn),優(yōu)化后測量損耗有了較大的減小。 對永磁無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)中的幾個(gè)關(guān)鍵問題進(jìn)行了研究:位置檢測技術(shù)、三相逆變電路中的功率管壓降和控制系統(tǒng)換相角問題,它們都對電機(jī)的性能有很大的影響。本文著重分析了霍爾位置傳感器原理、選型及在電機(jī)中的安裝應(yīng)用;功率管壓降對起動電流、功率的影響問題;控制系統(tǒng)提前或滯后換相對電機(jī)電流,輸出性能的影響,提出適當(dāng)提前換相有利于電機(jī)出力。 做出永磁無刷直流電機(jī)樣機(jī)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,主要包括高速永磁無刷直流電機(jī)、內(nèi)置式永磁無刷直流電機(jī)、高壓永磁無刷直流電機(jī)的設(shè)計(jì)、性能分析、樣機(jī)制作、實(shí)驗(yàn)分析等。建構(gòu)了對樣機(jī)進(jìn)行發(fā)電機(jī)測試、電動機(jī)測試、損耗測量的實(shí)驗(yàn)平臺,通過在測試時(shí)使用假轉(zhuǎn)子的方法成功分離出了電機(jī)鐵耗和機(jī)械損耗,實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果和計(jì)算結(jié)果基本一致。 總之,通過對永磁無刷直流電機(jī)的磁路、電路及性能特性的分析研究,建立了一套永磁無刷直流電機(jī)的設(shè)計(jì)理論和分析方法,并通過樣機(jī)的制造和實(shí)驗(yàn),進(jìn)一步的驗(yàn)證了這些理論和方法的準(zhǔn)確性,這對永磁無刷直流電機(jī)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用有很好的參考價(jià)值。
標(biāo)簽: 無刷直流電機(jī) 性能分析
上傳時(shí)間: 2013-04-24
上傳用戶:阿四AIR
微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)器件的構(gòu)成涉及微電子、微機(jī)械、微動力、微熱力、微流體學(xué)、材料、物理、化學(xué)、生物等多個(gè)領(lǐng)域,形成了多能量域并交叉耦合。為其產(chǎn)品的建模、仿真以及優(yōu)化設(shè)計(jì)帶來了較大的難度。由于靜電驅(qū)動的原理簡單使其成為MEMS器件中機(jī)械動作的主要來源。而梳齒結(jié)構(gòu)在MEMS器件中有廣泛的應(yīng)用:微諧振器、微機(jī)械加速度計(jì)、微機(jī)械陀螺儀、微鏡、微鑷、微泵等。所以做為MEMS的重要驅(qū)動方式和結(jié)構(gòu)形式,靜電驅(qū)動梳齒結(jié)構(gòu)MEMS器件的耦合場仿真分析以及優(yōu)化設(shè)計(jì)對MEMS的開發(fā)具有很重要的意義。本課題的研究對靜電驅(qū)動梳齒結(jié)構(gòu)MEMS器件的設(shè)計(jì)具有較大的理論研究意義。 本文的研究工作主要包括以下幾個(gè)方面: 1、采用降階宏建模技術(shù)快速求解靜電梳齒驅(qū)動器靜電-結(jié)構(gòu)耦合問題,降階建模被用于表示微諧振器的靜態(tài)動態(tài)特性。論文采用降階建模方法詳細(xì)分析了靜電梳齒驅(qū)動器的各參數(shù)對所產(chǎn)生靜電力以及驅(qū)動位移的關(guān)系;并對靜電梳齒驅(qū)動器梳齒電容結(jié)構(gòu)的靜電場進(jìn)行分析和模擬,深入討論了邊緣效應(yīng)的影響;還對微諧振器動態(tài)特性的各個(gè)模態(tài)進(jìn)行仿真分析,并計(jì)算分析了前六階模態(tài)的頻率和諧振幅值。仿真結(jié)果表明降階建模方法能夠快速、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)多耦合域的求解。 2、從系統(tǒng)角度出發(fā)考慮了各個(gè)子系統(tǒng)對叉指式微機(jī)械陀螺儀特性的影響,系統(tǒng)詳細(xì)地分析了與叉指狀微機(jī)械陀螺儀性能指標(biāo)-靈敏度密切相關(guān)的結(jié)構(gòu)特性、電子電路、加工工藝和空氣阻尼,并在此分析的基礎(chǔ)上建立了陀螺的統(tǒng)一多學(xué)科優(yōu)化模型并對其進(jìn)行多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)。將遺傳算法和差分進(jìn)化算法的全局尋優(yōu)與陀螺儀系統(tǒng)級優(yōu)化相結(jié)合,證實(shí)了遺傳算法和差分進(jìn)化算法在MEMS系統(tǒng)級優(yōu)化中的可行性,并比較遺傳算法和差分進(jìn)化算法的優(yōu)化結(jié)果,差分進(jìn)化算法的優(yōu)化結(jié)果較大地改善了器件的性能。 3、從系統(tǒng)角度出發(fā)考慮了各個(gè)子系統(tǒng)對梳齒式微加速度計(jì)特性的影響,在對梳齒式微加速度計(jì)各個(gè)學(xué)科的設(shè)計(jì)要素進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,對各個(gè)子系統(tǒng)分別建立相對獨(dú)立的優(yōu)化模型,采用差分進(jìn)化算法和多目標(biāo)遺傳算法對其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。證實(shí)了差分進(jìn)化算法和多目標(biāo)遺傳算法對多個(gè)子系統(tǒng)耦合的系統(tǒng)級優(yōu)化的可行性,并比較了將多目標(biāo)轉(zhuǎn)換為單目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化和采用多目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化的區(qū)別和結(jié)果,優(yōu)化結(jié)果使器件的性能得到了改善。
上傳時(shí)間: 2013-05-15
上傳用戶:zhangjinzj
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、生產(chǎn)管理自動化水平的不斷提高,將傳統(tǒng)的儀表、現(xiàn)場總線和以太網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合,研制帶有總線接口的現(xiàn)場智能檢測儀表及遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)成為業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn)。本文對困內(nèi)外該課題的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了詳細(xì)分析,提出了一種基于CAN總線的智能儀表遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。 本文首先分析了課題的關(guān)鍵問題所在,并闡述了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。接著對系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的論述。在設(shè)計(jì)中選用C8051F040單片機(jī)作為現(xiàn)場智能檢測儀表的核心處理器,設(shè)計(jì)了信號調(diào)理電路、CAN總線接口電路和人機(jī)交互接口等,實(shí)現(xiàn)了對水體環(huán)境中溫度、pH、鹽度、濁度等常規(guī)參數(shù)的檢測,以此儀表作為CAN總線節(jié)點(diǎn)并通過CAN接口向總線發(fā)送檢測到的參數(shù)數(shù)據(jù)。還設(shè)計(jì)了基于ARM7處理器LPC2292嵌入式CAN—Ethernet網(wǎng)關(guān)。在網(wǎng)關(guān)硬件平臺設(shè)計(jì)完成的基礎(chǔ)上移植了嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS—Ⅱ,在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了一個(gè)經(jīng)過裁剪的適合嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用TCP/IP協(xié)議棧,并實(shí)現(xiàn)了嵌入式Web服務(wù)器,以此網(wǎng)關(guān)作為CAN總線主節(jié)點(diǎn)接收總線上的數(shù)據(jù)并保存在網(wǎng)關(guān)中。這樣,監(jiān)控中心管理人員通過IE瀏覽器訪問嵌入式CAN—Ethernet網(wǎng)關(guān)的Web服務(wù)器,就能夠在瀏覽器的Web頁面上動態(tài)顯示保存在網(wǎng)關(guān)中的智能儀表檢測的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。 本系統(tǒng)在實(shí)際測試中運(yùn)行穩(wěn)定可靠,通過對運(yùn)行結(jié)果和性能的分析可知,將工業(yè)以太網(wǎng)和CAN總線技術(shù)與智能儀表結(jié)合起來,將現(xiàn)場智能設(shè)備的各種信息傳到遠(yuǎn)離現(xiàn)場的控制室,可以實(shí)現(xiàn)某些特殊或危險(xiǎn)的無人值守場合的監(jiān)控,使生產(chǎn)中的事故降到最低點(diǎn),同時(shí)易于設(shè)備的后期維護(hù),能給企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)本系統(tǒng)是一個(gè)全開放式系統(tǒng),具有很強(qiáng)移植性和技術(shù)升級空間,可以很容易地應(yīng)用到其他監(jiān)控領(lǐng)域如國防軍工、海洋地質(zhì)、環(huán)境生態(tài)等各行各業(yè),具有良好的發(fā)展前景。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
上傳用戶:蔣清華嗯
繞組勵(lì)磁同步電機(jī)具有功率因數(shù)可調(diào)、效率高等優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)大功率場合獲得了廣泛應(yīng)用,因此研究和開發(fā)高性能的繞組勵(lì)磁同步電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)具有重大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會效益。目前開發(fā)高性能繞組勵(lì)磁同步電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)所采用的控制方案主要有兩種:一種是直接轉(zhuǎn)矩控制(DTFC);另一種是磁場定向矢量控制(FOC)。繞組勵(lì)磁同步電機(jī)的矢量控制策略具有控制結(jié)構(gòu)簡單,物理概念清晰,電流、轉(zhuǎn)矩波動小,轉(zhuǎn)速響應(yīng)迅速,易實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制等優(yōu)點(diǎn)。因此,在交流傳動領(lǐng)域中,越來越受到學(xué)者的關(guān)注。但是,無論在國內(nèi)還是國外,交直交型繞組勵(lì)磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的研究還缺乏全面深入的理論研究,還沒有建造起矢量控制系統(tǒng)的理論體系構(gòu)架。本文對繞組勵(lì)磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)進(jìn)行了初步的理論探討,并進(jìn)行了詳細(xì)的實(shí)踐研究,為以后更深入、廣泛地研究此系統(tǒng),打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本論文主要研究內(nèi)容如下: @@ 通過廣泛的查找文獻(xiàn),對幾種常見的同步電機(jī)傳動系統(tǒng)進(jìn)行了綜述,分析了同步電機(jī)變頻調(diào)速原理,在此基礎(chǔ)上,講述了無傳感器技術(shù)在同步電機(jī)中的應(yīng)用現(xiàn)狀。無傳感器技術(shù)主要有兩大類:基于基波量的檢測方法和基于外加信號的激勵(lì)法。隨后,對轉(zhuǎn)子初始位置的估計(jì)進(jìn)行了綜述,其方法有:基于電機(jī)定子鐵芯飽和效應(yīng)的轉(zhuǎn)子位置估計(jì),高頻信號注入法,基于定子繞組感應(yīng)電壓的估計(jì)法和基于相電感計(jì)算法等。繞組勵(lì)磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置估計(jì)的研究還很少。 @@ 對繞組勵(lì)磁同步電機(jī)矢量控制的理論進(jìn)行了全面深入地研究,建立起矢量控制的理論體系構(gòu)架。 @@ 首先,基于磁勢等效原理,將三相靜止交流信號等效變換為兩相旋轉(zhuǎn)直流信號,將交流電機(jī)等效為直流電機(jī)進(jìn)行控制。在Clarke變換和Park變換的基礎(chǔ)上,得到凸極同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場定向的電壓矩陣方程、功率方程和運(yùn)動方程。根據(jù)上述方程,繪出dq軸的等值電路及矢量圖,得到狀態(tài)空間描述的dq軸數(shù)學(xué)模型。 @@ 其次,根據(jù)模型參考自適應(yīng)原理,對同步電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行估計(jì)。忽略同步電機(jī)d軸阻尼繞組的作用,取同步轉(zhuǎn)速為零,得到同步電機(jī)αβ靜止坐標(biāo)系下 的數(shù)學(xué)模型。將不含有轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速信息的方程作為參考模型,將含有轉(zhuǎn)速參數(shù)的方程作為可調(diào)模型,根據(jù)波波夫超穩(wěn)定性和正性原理,對轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速進(jìn)行估計(jì)。@@ 最后,根據(jù)模型參考自適應(yīng)估計(jì)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速,設(shè)計(jì)磁通觀測器來估計(jì)轉(zhuǎn)子磁通,實(shí)現(xiàn)磁通反饋閉環(huán)控制。磁通觀測器采用降維觀測器,僅對轉(zhuǎn)子磁通分量進(jìn)行重構(gòu),并通過極點(diǎn)配置算法,合理配置觀測器的極點(diǎn),使觀測器滿足系統(tǒng)的性能指標(biāo),達(dá)到磁通觀測的目的。 @@ 新穎的空間矢量脈寬調(diào)制算法。從空間矢量的基本概念入手,深入分析了定子三相對稱電壓與空間電壓矢量之間的關(guān)系。由三相電壓源型逆變器輸出電壓波形得到六個(gè)有效開關(guān)狀態(tài)矢量,這六個(gè)開關(guān)矢量和兩個(gè)零矢量合成一組等幅不同相的電壓空間矢量,去逼近圓形旋轉(zhuǎn)磁場。其次,根據(jù)空間電壓矢量所在的扇區(qū),選擇相鄰有效開關(guān)矢量,在伏秒平衡的法則下,計(jì)算各有效開關(guān)矢量的作用時(shí)間。并且,探討了扇區(qū)判斷和扇區(qū)過渡問題,定性分析了空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)的性能。最后,根據(jù)每個(gè)扇區(qū)中開關(guān)矢量作用時(shí)間,采用軟件構(gòu)造法,在TMS320LF2407A硬件上實(shí)現(xiàn)了SVPWM。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該算法簡單易實(shí)現(xiàn),能夠有效的提高直流母線的電壓利用率,具有在低頻運(yùn)行穩(wěn)定,逆變器輸出電流正弦度好等優(yōu)點(diǎn)。 @@ 空間矢量過調(diào)制算法的研究。在上述線性調(diào)制的基礎(chǔ)上,提出一種基于電壓空間矢量的過調(diào)制方法。過調(diào)制區(qū)域根據(jù)調(diào)制度分成兩種不同的模式,分別為模式Ⅰ(0.907
上傳時(shí)間: 2013-07-25
上傳用戶:gaorxchina
心音信號是人體最重要的生理信號之一,包含心臟各個(gè)部分如心房、心室、大血管、心血管及各個(gè)瓣膜功能狀態(tài)的大量生理病理信息。心音信號分析與識別是了解心臟和血管狀態(tài)的一種不可缺少的手段。本文針對目前該研究領(lǐng)域中存在的分析方法問題和分類識別技術(shù)難點(diǎn)展開了深入的研究,內(nèi)容涉及心音構(gòu)成的分析、心音信號特征向量的提取、正常心音信號(NM)和房顫(AF)、主動脈回流(AR)、主動脈狹窄(AS)、二尖瓣回流(MR)4種心臟雜音信號的分類識別。本文的工作內(nèi)容包括以下5個(gè)方面: a)心音信號采集與預(yù)處理。本文采用自行研制的帶有錄音機(jī)功能的聽診器實(shí)現(xiàn)對心音信號的采集。通過對心音信號噪聲分析,選用小波降噪作為心音信號的濾波方法。根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析,選擇Donoho閾值函數(shù)結(jié)合多級閾值的方法作為心音信號預(yù)處理方案。 b)心音信號時(shí)頻分析方法。文中采用5種時(shí)頻分析方法分別對心音信號進(jìn)行了時(shí)頻譜特性分析,結(jié)果表明:不同的時(shí)頻分析方法與待分析心音信號的特性有密切關(guān)系,即需要在小的交叉項(xiàng)干擾與高的時(shí)頻分辨率之間作綜合的考慮。鑒于此,本文提出了一種自適應(yīng)錐形核時(shí)頻(ATF)分析方法,通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該分布能較好地反映心音信號的時(shí)頻結(jié)構(gòu),其性能優(yōu)于一般錐形核分布(CKD)以及Choi-Williams分布(CWD)、譜圖(SPEC)等固定核時(shí)頻分析方法,從而選擇自應(yīng)錐形核時(shí)頻分析方法進(jìn)行心音信號分析。 c)心音信號特征向量提取。根據(jù)對3M Littmann() Stethoscopes[31]數(shù)據(jù)庫中標(biāo)準(zhǔn)心音信號的時(shí)頻分析結(jié)果,提取8組特征數(shù)據(jù),通過Fihser降維處理方法提取出了實(shí)現(xiàn)分類可視化,且最易于分類的心音信號的2維特征向量,作為心音信號分類的特征向量。 d)心音信號分類方法。根據(jù)心音信號特征向量組成的散點(diǎn)圖,研究了支持向量機(jī)核函數(shù)、多分類支持向量機(jī)的選取方法,同時(shí),基于分類的目的 性和可信性,本文提出以分類精度最大為判斷準(zhǔn)則的核函數(shù)參數(shù)與松弛變量的優(yōu)化方法,建立了心音信號分類的支持向量機(jī)模型,選取標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫中NM、AF、AR、AS、MR每類心音信號的80組2維特征向量中每類60組數(shù)據(jù)作為支持向量機(jī)的學(xué)習(xí)樣本,對余下的每類20組數(shù)據(jù)進(jìn)行測試,得到每類的分類精度(Ar)均為100%,同時(shí)對臨床上采集的與上述4種同類心臟雜音信號和正常心音信號中每類24個(gè)心動周期進(jìn)行分類實(shí)測,分類精度分別為:NM、AF、MR的分類精度均為100%,而AR、AS均為95.83%,驗(yàn)證了該方法的分類有效性。 e)心音信號分析與識別的軟件系統(tǒng)。本文以MATLAB語言的可視化功能實(shí)現(xiàn)了心音信號分析與識別的軟件運(yùn)行平臺構(gòu)建,可完成對心音信號的讀取、預(yù)處理,繪制時(shí)-頻、能量特性的三維圖及兩維等高線圖;同時(shí),利用MATLAB與EXCEL的動態(tài)鏈接,實(shí)現(xiàn)對心音信號分析數(shù)據(jù)的存儲以及統(tǒng)計(jì)功能;最后,通過對心音信號2維特征向量的分析,實(shí)現(xiàn)心音信號的自動識別功能。 本文的研究特色主要體現(xiàn)在心音信號特征向量提取的方法以及多分類支持向量機(jī)模型的建立兩方面。 綜上所述,本文從理論與實(shí)踐兩方面對心音信號進(jìn)行了深入的研究,主要是采用自適應(yīng)錐形核時(shí)頻分析方法提取心音信號特征向量,根據(jù)心音信號特征向量組成的散點(diǎn)圖,建立心音信號分類的支持向量機(jī)模型,并對正常心音信號和4種心臟雜音信號進(jìn)行了分類研究,取得了較為滿意的分類結(jié)果,但由于用于分類的心臟雜音信號種類及數(shù)據(jù)量尚不足,因此,今后的工作重點(diǎn)是采集更多種類的心臟雜音信號,進(jìn)一步提高心音信號分類精度,使本文研究成果能最終應(yīng)用于臨床心臟量化聽診。 關(guān)鍵詞:心音信號,小波降噪,非平穩(wěn)信號,心臟雜音,信號處理,時(shí)頻分析,自適應(yīng),支持向量機(jī)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
上傳用戶:weixiao99
永磁同步電機(jī)是同步電機(jī)的一個(gè)重要類型,其轉(zhuǎn)子一般采用稀土永磁材料做激磁磁極,與傳統(tǒng)同步電機(jī)相比,體積和重量大為減小,而且結(jié)構(gòu)簡單,運(yùn)行可靠,維護(hù)更方便。現(xiàn)代電氣傳動控制的發(fā)展趨勢之一是開發(fā)新的交流調(diào)速與伺服系統(tǒng)。無論在矢量控制還是標(biāo)量控制中,轉(zhuǎn)速與位置的閉環(huán)控制都需要在電機(jī)軸上安裝一個(gè)速度傳感器,但是由于速度傳感器的引進(jìn)不僅增加了成本,降低了系統(tǒng)可靠性,還存在安裝問題,效果并不十分理想。因此高性能無速度傳感器控制成為近年來電機(jī)研究的熱點(diǎn)。 本文在系統(tǒng)介紹卡爾曼濾波器的基礎(chǔ)上,將其引入到永磁同步電機(jī)無速度傳感器狀態(tài)觀測中。由于永磁同步電機(jī)是一個(gè)強(qiáng)耦合的多階非線性系統(tǒng),本文采用了工程實(shí)際中普遍采用的泰勒展開式截?cái)嗟姆椒ǎ瑢﹄姍C(jī)方程線性化處理,將卡爾曼濾波算法推廣至非線性系統(tǒng),并加入了反映電機(jī)系統(tǒng)模型誤差和環(huán)境干擾的系統(tǒng)噪聲和測量噪聲模型,形成擴(kuò)展卡爾曼濾波算法。擴(kuò)展卡爾曼濾波器將電機(jī)轉(zhuǎn)子位置與轉(zhuǎn)速作為系統(tǒng)狀態(tài)變量進(jìn)行實(shí)時(shí)估算,并將所得信息反饋到永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)中。通過仿真,與電機(jī)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行比較,證明了擴(kuò)展卡爾曼濾波具有良好的動態(tài)跟蹤能力和抗噪聲能力。 針對擴(kuò)展卡爾曼濾波算法在無速度傳感器控制中存在的不足,本文給出了降階線性卡爾曼濾波算法。降階線性卡爾曼濾波算法重新選擇了系統(tǒng)狀態(tài)變量,建立新的完全線性化的系統(tǒng)方程,并且卡爾曼濾波算法中的系統(tǒng)協(xié)方差矩陣成為時(shí)不變序列,因此可以直接應(yīng)用線性卡爾曼濾波算法。仿真結(jié)果證明,與擴(kuò)展卡爾曼濾波算法相比,新的算法更加簡單,減輕了繁重的參數(shù)調(diào)節(jié)任務(wù),易于數(shù)字化實(shí)現(xiàn),不僅具備擴(kuò)展卡爾曼濾波算法的優(yōu)勢,而且在某些性能方面超越了擴(kuò)展卡爾曼濾波算法。 通過分析得知,由于將系統(tǒng)模型不確定性與測量噪聲體現(xiàn)在系統(tǒng)方程中,因此卡爾曼濾波算法在狀態(tài)估算方面具有良好的性能。本文以降階線性卡爾曼濾波 算法為理論基礎(chǔ),以永磁同步電機(jī)為對象,以數(shù)字信號處理器(DSP)為核心,設(shè)計(jì)了電機(jī)狀態(tài)觀測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。整個(gè)方案在不增加成本的基礎(chǔ)上,充分利用數(shù)字信號處理器(DSP)豐富的資源和強(qiáng)大的運(yùn)算能力,通過檢測電機(jī)相電流,實(shí)時(shí)估算出電機(jī)轉(zhuǎn)子位置與轉(zhuǎn)速。本系統(tǒng)可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)速度傳感器,為電機(jī)控制系統(tǒng)提供轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速反饋信息。本文的下一步主要工作便是將此系統(tǒng)付諸實(shí)踐,應(yīng)用于實(shí)際工程中,對卡爾曼濾波算法在永磁同步電機(jī)無速度傳感器控制方面的性能進(jìn)行進(jìn)一步研究。關(guān)鍵詞:永磁同步電機(jī);無速度傳感器;卡爾曼濾波
標(biāo)簽: 卡爾曼 濾波算法 永磁同步電機(jī)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
上傳用戶:lifangyuan12
隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,開關(guān)電源的小型化、高頻化成為趨勢,其中各個(gè)部分工作時(shí)的電磁干擾問題也越來越嚴(yán)重,因此開關(guān)電源的電磁兼容性也越來越引起人們的重視。目前,軟開關(guān)技術(shù)因其能減少開關(guān)損耗和提高效率,在開關(guān)電源中應(yīng)用越來越廣泛。本文的主要目的是針對開關(guān)電源中的電磁干擾進(jìn)行分析,研究軟開關(guān)技術(shù)對電磁干擾的影響,并且提出一種抑制共模干擾的濾波方法。 本文首先介紹了電磁兼容的定義、開關(guān)電源EMI的特點(diǎn),論述了開關(guān)電源中EMI的研究現(xiàn)狀。從電磁干擾的三要素出發(fā),介紹了開關(guān)電源中電磁干擾的干擾源和干擾的耦合通路。分析了電感、電容、高頻變壓器等器件的高頻特性,并介紹了線性阻抗穩(wěn)定系統(tǒng)(LISN)的定義和作用。在了解了軟開關(guān)基本概念的基礎(chǔ)上,本文以全橋變換器為對象,介紹了移相全橋ZVS的工作原理,分析了它在實(shí)現(xiàn)過程中對共模干擾的影響,并在考慮IGBT寄生電容的情況下,對其共模干擾通道進(jìn)行了分析。然后以UC3875為核心,設(shè)計(jì)了移相全橋ZVS的控制電路和主電路,實(shí)現(xiàn)了軟開關(guān)。為了對共模干擾進(jìn)行抑制,本文提出了一種新型的有源和無源相結(jié)合的EMI濾波器,即無源部分采用匹配網(wǎng)絡(luò)法,將阻抗失配的影響降到最低;有源部分采用前饋控制,對共模電流進(jìn)行補(bǔ)償。 針對以上提出的問題,本文通過Saber軟件對移相全橋ZVS進(jìn)行了仿真,并和硬開關(guān)條件下的傳導(dǎo)干擾進(jìn)行了比較,得出了在高頻段,ZVS的共模干擾小于硬開關(guān),在較低頻段改善不大,甚至更加嚴(yán)重,而差模干擾有較大衰減的結(jié)論。通過對混合濾波器進(jìn)行仿真,取得了良好的濾波效果,和傳統(tǒng)的無源EMI濾波器相比,在體積和重量上都有一定優(yōu)勢。
標(biāo)簽: EMI 開關(guān)電源 模
上傳時(shí)間: 2013-05-28
上傳用戶:iswlkje
當(dāng)前社會的發(fā)展與能源、環(huán)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(jié)能等優(yōu)點(diǎn)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(tǒng)來管理高壓系統(tǒng)的安全。 根據(jù)混合動力結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和高壓電路特性,在分析及其常用蓄電池工作原理及運(yùn)行原理使用條件的基礎(chǔ)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?qū)崿F(xiàn)監(jiān)測電動汽車高壓電系統(tǒng)的絕緣狀態(tài)及檢測高壓的工作情況。 本課題主要完成以下幾點(diǎn)工作內(nèi)容:對電池進(jìn)行預(yù)充電,檢測其外部是否漏電;檢測電池內(nèi)部是否絕緣;對電池進(jìn)行故障檢測。通過對外部負(fù)載進(jìn)行預(yù)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(nèi)部絕緣狀態(tài)檢測,防止電池因絕緣電阻低下而影響系統(tǒng)工作,發(fā)生不安全事故;通過診斷系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)電池故障和隱患的早期預(yù)報(bào),從而能有效地增加電動車電池組的續(xù)駛里程及無故障工作時(shí)間、饅維護(hù)工作量降到最低。 基于選定的電動車電池管理系統(tǒng)(BMS),針對外部負(fù)載進(jìn)行預(yù)充電和電池箱內(nèi)部絕緣狀態(tài)檢測,本文研究和提出安全條件的判定規(guī)則,實(shí)現(xiàn)電動車電池管理系統(tǒng)(BMS)中安全保障功能。仿真實(shí)驗(yàn)表明,本文設(shè)計(jì)的高壓電安全測試系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)對電動汽車電池高壓系統(tǒng)的安全實(shí)施管理。
上傳時(shí)間: 2013-06-22
上傳用戶:talenthn
本論文針對6kV/400kW三相異步電動機(jī)的中壓變頻器試驗(yàn)裝置,從分析目前中壓變頻器常用的主回路拓?fù)淙胧郑敿?xì)闡述并分析了本文研究的單元串聯(lián)型中壓變頻器控制系統(tǒng)。 本文首先從理論上分析了多單元串聯(lián)型中壓變頻器脈寬控制原理。然后,把一種高性能的V/f控制方案引入中壓變頻器控制系統(tǒng)。通過矢量補(bǔ)償定子壓降,進(jìn)行轉(zhuǎn)差補(bǔ)償和對電機(jī)電流進(jìn)行限制控制,實(shí)現(xiàn)了具有很好的低頻性能并具有防“跳閘”等功能的V/f控制方案。 同時(shí),本文將Siemens公司通用變頻器的時(shí)隙、連接紙的概念運(yùn)用到中壓變頻器控制領(lǐng)域。增加了系統(tǒng)的可變性,自由性和方便性。設(shè)計(jì)了具有系統(tǒng)組態(tài)功能的模塊化軟件,其中著重對控制軟件中的幾個(gè)重要功能進(jìn)行了分析討論。這些重要功能模塊有:控制字和狀態(tài)字、順序控制、V/f曲線、給定積分器、基于電壓補(bǔ)償?shù)妮敵鲎詣臃€(wěn)壓算法、通訊功能等。 中壓變頻器在實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)為6kV/22kW試驗(yàn)系統(tǒng),實(shí)際設(shè)計(jì)為6kV/400kW的變頻系統(tǒng)裝置。本文給出了實(shí)驗(yàn)室調(diào)試結(jié)果及分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該中壓變頻器能夠安全、穩(wěn)定地運(yùn)行。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
上傳用戶:mingaili888
蟲蟲下載站版權(quán)所有 京ICP備2021023401號-1