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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控制器局域網(CAN)最初是由德國BOSCH公司為汽車的監測、控制系統設計的。它是一種有效的支持分布式控制或者實時控制的串行通信網絡。由于其具有多主機、高性能以及高可靠性,CAN總線已經廣泛應用于汽車電子控制、過程控制、機械工業、紡織機械、機器人、數控機床、醫療器械以及傳感器等領域。CAN總線已經形成國際標準,并已被公認為幾種最有前途的現場總線之一。 另一方面,隨著電動車的技術的不斷發展,電動車已經開始邁向了市場普及的道路。對于電動車電池的管理和維護越來越成為電動車發展的重點之一。由于CAN具有抗干擾性強、連接簡單、無主通信等特點,非常適合用來實現實時數據的采集和傳輸。因此,本文利用CAN總線為基礎設計了一個電池實時數據采集與管理系統,經分析、設計、編程和調試,在實際應用中得以實現。 該系統主要包括數據采集層,數據傳輸層和用戶管理層三個部分。數據采集層的主要任務是電池實時數據的采集和發送;數據傳輸層的主要功能是通過CAN總線接收數據采集層發送的實時數據,并將其轉換成RS232串口協議發送到上位機;用戶管理層的主要功能是通過串口接收數據,實時顯示,存儲和分析。 論文完成的主要工作有: (1) 通過對系統需求的分析,將整個系統分為三個獨立的層,分別進行了軟硬件設計,實現了系統的模塊化,增強了系統的應用性; (2) 詳細的研究了CAN2.0B協議和SAE J1939協議,并在此基礎上,編寫了適合本設計的通訊協議; (3) 深入研究了MC9S12DG128芯片的硬件結構和軟件設計方法; 本課題的創新點在于利用目前汽車工業廣泛采用的CAN總線協議,設計了一套簡單,高效,穩定的電池數據采集與管理系統,并在實際中得以應用。在系統設計過程中將整個系統分為3個層,大大提升了系統的模塊化水平,有利于系統的擴展和維護。
上傳時間: 2013-07-07
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H.264/AVC規范是由國際電聯(ITU-T)和國際標準化組織(ISO)聯合制定的新一代視頻編解碼標準。它具有如下四個特點:低碼流,和MPEG2等壓縮技術相比,在同等圖像質量下,采用H.264技術壓縮后的數據量只有MPEG2的1/8;高圖象質量,復雜的算法保證了低碼流條件下圖像仍能保留豐富的細節;容錯能力強,提供了解決在不穩定網絡環境下容易發生的丟包等錯誤的必要工具;網絡適應性強,提供了網絡適應層,數據能在不同網絡上傳輸。但由此帶來的代價是復雜度極高的編碼過程,尤其是在嵌入式系統中實現具有很大的挑戰性。 本文主要介紹了基于H.264標準的開源代碼T264向DM642平臺的移植和優化。優化綜合運用了上層和底層的實現方法實現。上層的方法例如使用CCS提供的條件優化代碼優化功能,使用IMGLIB中高度優化的函數等,其特點是簡便易行,效果良好;底層的實現方法例如使用DM642特有的內聯函數,用線性匯編的方式實現算法等,特點是提高了代碼運行的并行性,但需要對DM642和H.264有很深刻的理解。 目前本設計已成功完成H.264.算法在DM642開發板上的運行,壓縮QCIF格式視頻的速度隨圖像復雜度的不同達到了35-50幀每秒。此后本設計還繼續使用優化后的編碼器實現了監控用視頻服務器的原型,使得攝像頭采集的視頻數據在DM642開發板上壓縮后傳輸至PC機,且能夠在PC端用配套的程序成功解碼并播放。
上傳時間: 2013-06-23
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電梯在垂直升降的過程中,由于功率變化范圍很大,節能潛力巨大。本文主要工作在于結合電梯系統的特點,對超級電容儲能系統中超級電容容量需求及其他相關參數的設置進行詳細討論。也對與之配套的雙向DC/DC變換器進行研究。 本文在研究了電梯系統的結構和運行特點的基礎上,對其運行過程中能量狀態的變化進行了詳細分析,得到了儲能裝置中超級電容器容量的計算方法,并在此基礎上,根據超級電容器容量需求與系統前級雙向整流器功率的關系,提出了一套簡單有效的能量管理方案,減少了儲能裝置中超級電容器的容量需求。并且對于超級電容容量設置給出了一般的原則。 儲能裝置與系統直流母線之間需要雙向變換器進行能量傳遞,本文對于各種雙向直流變換器拓撲的優缺點進行了比較,結合在超級電容儲能裝置中的具體應用需要,得出BUCK/BOOST型變換器更適合本文中的應用。 本文為儲能裝置設計了基于DSP(數字信號處理器)全數字控制的具有多種工作方式的雙向DC/DC變換器的小功率樣機,在電容器放電時,以恒流模式向直流母線輸送能量;在電容器充電時,以分段恒流模式或恒壓模式進行充電。文中給出了詳細的硬件電路以及數字控制部分的設計過程,并通過實驗進行了驗證。
上傳時間: 2013-04-24
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斷路器是電力系統中重要的控制和保護設備,對維護電力系統的安全、穩定和可靠運行起著重要的作用。如何使斷路器高度智能化,并且更安全和可靠,是電力系統保護的發展要求,也是本論文研究的目的。 本文在深入研究了智能斷路器國內外發展狀況的基礎上,精心設計了以數字信號處理器DSP和復雜可編程邏輯器件CPLD為核心的系統硬件。DSP是智能斷路器測控單元的核心器件,它實現斷路器的各種保護、報警、顯示與控制功能。CPLD完成狀態量的監測,以及各種邏輯信號的輸出。兩種器件相互配合使得斷路器系統更加智能化。研究了斷路器測控單元的測量原理及保護算法,并進行了具體的硬件和軟件模塊的設計,旨在實現斷路器的智能保護、遠程控制和集中管理。本設計以TI公司的DSP芯片TMS320LF2407為核心。硬件設計主要包括信號調理模塊設計、信號采樣模塊設計、保護執行模塊設計、CPLD模塊設計和輸入輸出模塊設計。并且利用TMS320LF2407本身具有的CAN2.0模塊,通過CAN總線實現斷路器和上位機的通信,實現遙測、遙調、遙控、遙信等“四遙”功能。軟件采用模塊化設計,每一個模塊相對獨立,完成某個特定功能,便于維護和添加新功能,并且調試靈活方便。文中給出了主程序及各個子程序的流程圖,其中子程序有數據采集子程序、FFT計算子程序、液晶顯示子程序、短路瞬時保護子程序、過載長延時保護子程序、接地故障保護子程序和短路短延時保護子程序等。并且設計中充分考慮了斷路器工作環境的惡劣性,分析了各種干擾的來源,并針對各種干擾采取了對應的軟件和硬件的抗干擾措施。最后,為了驗證全波傅氏算法能否滿足電網數據處理精度的要求,利用MATLAB搭建仿真平臺,對其進行了仿真。結果表明全波傅氏算法能達到系統的要求。
上傳時間: 2013-04-24
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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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溫室是設施農業的重要組成部分,國內外溫室種植業的實踐經驗表明,提高溫室的自動控制和管理水平可充分發揮溫室農業的高效性。隨著傳感技術,計算機技術及通訊技術的迅猛發展,現代化溫室信息自動采集及智能控制系統的開發已越來越引起人們的重視,并成為一個具有重要意義的研究方向。因此設計了基于PIC單片機的溫室自動控制系統,使其對溫室環境進行控制,為植物創造適宜的生長條件,從而使農作物獲得高產,提高農業生產的經濟效益。 文中論述了國內外溫室環境控制技術的發展及現狀,分析了溫室的內部機理,給出了所采用的溫室小氣候溫濕度模型;通過對溫室環境歷史數據的分析,得出了溫室溫度控制系統的近似數學模型。 系統采用模糊控制算法實現對溫濕度的控制。詳細研究了模糊控制的機理,建立了針對幾種執行機構的模糊控制規則表;在模糊推理中采用了T-S模型的推理方法,此方法確定的控制規則工程意義明確,易于調整。并以溫度控制系統為對象,使用MATLAB對模糊算法進行仿真;仿真結果表明,這種算法具有超調量小、穩定性強、適應性好等特點,能夠達到預期的控制效果,是一種較為理想的智能控制方案。 溫室自動控制系統的硬件部分由上位機和下位機及其外圍電路組成。上位機采用PC機,通過與下位機間的通信實現對溫室的統一管理;下位機及其外圍電路實現溫室環境參數的檢測、顯示和實時控制,微處理器采用的是PIC16F877A單片機。這種以單片機為核心的控制器還可以在不依賴上位機的情況下獨立實現參數的測控。 在軟件設計方面,將模糊控制算法引入其中,給出了主程序、模糊算法程序、通信程序等程序流程圖。使用MSComm控件實現上下位機間通信;并采用VB6.0對上位機界面進行了設計,使程序簡單、清晰、為用戶提供了直觀友好的管理平臺。整個系統軟硬件搭配合理,設計、開發、維護方便,具有較高的性價比。
上傳時間: 2013-07-21
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上海交通大學工程碩士學位論文 本文首先對視頻監控系統的現狀做了簡單分析, 并介紹了本系統 中主要涉及到的相關技術,包括嵌入式技術、圖像壓縮技術、視頻壓 縮技術和移動數據通信技術。具備了一定的理論基礎后,提出本系統 的總體設計方案,明確需要實現的目標功能。然后,圍繞目標方案詳 細介紹了具體實現方法,包括硬件總體結構、嵌入式 Linux的移植、 USB 攝像頭驅動移植、Video4Linux 編程方法、網絡傳輸模塊的開發、 流媒體系統建立、WAP 程序的開發等。最后給出了在現網測試環境中 調測結果。 本系統通過嵌入式芯片實現靜態圖像及視頻的采集、編碼,并將 采集壓縮編碼后的數據傳送到視頻中心服務器, 在2G/3G 移動終端中 以 WAP 或流媒體客戶端方式直接查看遠程圖像。 系統最大的特點是采 用了分布式架構的 C/S(采集端至視頻中心服務器)和 B/S(WAP 服 務器至移動終端)結構便于系統的動態擴展;同時也借助了 WAP 技術 實現了傳統視頻監控的無線化。
上傳時間: 2013-07-05
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本文提出了一種基于USB和FPGA的高性能數據采集模塊USB12016(USB總線,A/D垂直分辨率為12位,存儲容量為16兆)的軟硬件設計與實現方法。該數據采集卡包括模擬輸入、A/D轉換、數據緩存、FPGA控制電路和USB總線接口等,在一張卡上實現了8通道模擬信號調理、采集、處理,并可實現多卡同步觸發采集,具有高精度,低噪聲,低失真和測試信號范圍寬的特點。USB12016配有系統驅動控制程序軟件,在Windows9X/2000版本的操作平臺下運行,控制面板完全是虛擬儀器軟面板,圖形化界面十分友好。USB12016是USB接口技術、FPGA技術和嵌入式技術融為一體的結晶,已成功應用于軍事測控領域。
上傳時間: 2013-06-12
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隨著世界能源危機的到來,太陽能光伏發電在能源結構中正在發揮著越來越大的作用。而太陽能光伏發電系統的核心部件并網逆變器的性能還需要進一步提高。為了迎合市場上對高品質、高性能、智能化并網逆變器的需求,我們將ARM+DSP架構作為并網逆變器的控制系統。本系統集成了ARM和DSP的各自的強大功能,使并網逆變器的性能和智能化水平得到了顯著提高。本論文是基于山東大學魯能實習基地“光伏并網逆變器項目”,目前已經試制出樣機。本人主要負責并網逆變器控制系統的軟硬件設計工作。本文主要研究內容有: @@ 1.本并網逆變器采用了內高頻環逆變技術。文中詳細分析了這種逆變器的優缺點,進行了充分的系統分析和論證。 @@ 2.采用MATLAB/Simulink軟件對并網逆變器的控制算法進行仿真,包括前級DC-DC變換的控制算法以及后級DC-AC逆變的控制算法。通過仿真驗證了所設計算法的可行性,對DSP程序開發提供了很好的指導意義。 @@ 3.本文將ARM+DSP架構作為逆變器的控制系統,并設計了相應的硬件控制系統。DSP控制板硬件系統包括AD數據采集、硬件電流保護、電源、eCAN總線,SPI總線等硬件電路。ARM板硬件系統包括SPI總線、RS232總線、RS480總線、以太網總線、LCD顯示、實時時鐘、鍵盤等硬件電路。 @@ 4.本文設計和實現了兩種最大功率點跟蹤控制算法:功率擾動觀察法或增量電導法;孤島檢測方法采用被動式和主動式兩種檢測方式,被動式所采用的方法是將過/欠電壓和電壓相位突變檢測相結合的方式,主動式采用正反饋頻率偏移法;為了實現并網逆變器的輸出電流與電網電壓同頻同相,使用了軟件鎖相環控制技術。本文分別給出了以上各種算法的控制程序流程圖。 @@ 5.本文也給出了AD數據采集、eCAN總線、RS232、RS485、以太網、PWM輸出等程序流程圖,以及DSP和ARM之間的SPI總線通信程序流程圖。并且分別給出了ARM管理機控制系統主程序流程圖和DSP控制機控制系統主程序流程圖。 @@ 6.最后對并網逆變器樣機進行實驗結果分析。結果顯示:該樣機基本上實現了本文提出的設計方案所應完成的各項功能,樣機的性能比較理想。 @@關鍵詞:太陽能光伏;并網逆變器;SPWM; DSP; ARM
上傳時間: 2013-07-09
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