近年來,在電氣傳動領域中三電平變頻器得到了廣泛的應用。三電平逆變器拓撲結構的出現為高電壓、大功率變頻器的實現提供了一個有效的途徑。研究和開發三電平大功率變頻器,無論在技術上還是在實際應用上都有十分重要的意義。本文圍繞三電平大功率通用變頻器的實用化技術進行了深入分析和研究。 論文首先介紹了三電平逆變器主電路的拓撲結構、控制要求、基本原理、特性和PWM控制策略以及調試中存在的問題和相關的解決方法。 中點電位不平衡是三電平拓撲結構的一個固有問題。針對這一問題,本論文分析了中點電壓不平衡的根本原因,采用了一種基于滯環控制的電壓平衡控制方法。該方法根據負載電流方向的不同組合,通過調整小矢量的冗余狀態和作用時間,并充分考慮到中矢量對中點平衡的影響,動態調整兩個電容器上的電壓,同時,詳細地分析了當參考電壓矢量落到具有一種或兩種冗余小矢量的小三角形區間時開關狀態的選擇、開關序列的順序以及作用時間的分配。 基于載波的調制策略是三電平變頻器采用的主要調制方式之一。本論文對所采用的基于載波的調制策略,作了深入分析,得出了相應的諧波特性。基于諧波總含量,對調制特性的優劣進行了比較,同時得出了不同載波調制策略輸出電壓諧波含量與調制度變化的對應關系,并通過實驗和仿真對相關結果進行了驗證。 主電路和控制電路的硬件設計將直接影響到變頻器的運行性能。本論文介紹了在現場實際運行中變頻器的主回路及其控制回路的硬件設計,采用理論計算與實踐驗證相結合的方法得出器件相關參數,并且針對變頻器內外RCD緩沖電路在工作時所產生的電壓不平衡作了分析,詳細的給出了其緩沖吸收電路算法。 最后,把本文的部分研究結果應用于實際工業現場中,研制了690V/600kW的大功率中壓變頻器,給出了現場運行結果。運行結果表明該變頻器輸出波形良好,性能滿足要求。
上傳時間: 2013-08-04
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由于世界能源危機的日益嚴重和全球環境的不斷惡化,大規模開發清潔可再生能源成為當前能源戰略的主要方向。太陽能作為當前世界上最清潔、最現實、最有大規模開發利用前景的可再生能源之一,得到了各界的廣泛關注。在太陽能的利用中,光伏發電并網又是其主要發展方向之一。 由于光伏產業界目前還沒有統一的標準,又因為功率等級及應用場合的不同,使各種拓撲結構的光伏并網變流器都得以嘗試使用。本文就是在此背景下,對當前使用的各類光伏并網變流器的拓撲結構和控制方法進行比較,并結合光伏并網系統實際應用中暴露的主要缺陷,從適應光伏陣列輸出特性和提高系統整體的可靠性兩方面入手,提出Z-source變換器結合PWM整流器的拓撲結構。 文章首先介紹了光伏并網系統中并網變流器的三種隔離回路方式,及應用于小功率和中大功率場合的不同主電路拓撲結構及控制策略,比較其優缺點,提出了Z-source變換器結合PWM整流組成的光伏發電系統。這種拓撲結構可以減小系統中電解電容的體積容量,并解決由太陽能電池板輸出電壓大范圍變化所帶來一系列問題,同時可以在一定程度上改善系統的可靠性問題。其次,文中分析介紹了Z-source變換器的工作原理,對比了三種升壓控制的實現方式和性能差異,并簡述了逆變器的三種SPWM電流控制策略及其優缺點。最后,結合整體系統需要,將Z-source變換器的升壓控制與PWM整流器的并網控制融合,提出完成逆變并網功能和最大功率點跟蹤的控制思想。 根據上述分析和研究,選定整體光伏系統的硬件結構和控制方案。詳細闡述了系統硬件部分的設計計算,提供了系統主電路結構、參數計算、元件選型和控制電路的設計的詳細說明,并完成了主電路硬件的制作。根據空間狀態方程法對光伏發電系統進行仿真建模,仿真模型包括主電路拓撲及各控制子模塊,文中簡要說明各控制模塊的功能,給出仿真結果并進行分析。驗證該系統可以較好的實現本文提出的控制方案所應完成的各項功能,系統工作穩定可靠,性能良好。
上傳時間: 2013-07-12
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高頻電子線路(第三版),高等教育出版社。經典教材
標簽: 高頻電子線路
上傳時間: 2013-05-17
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多電平逆變器在大容量、高壓場合得到了廣泛的應用。在多電平逆變器的多種控制策略中,空間矢量脈寬調制(SVPWM)算法具有調制比大、能夠優化輸出電壓波形、易于數字實現、母線電壓利用率高等優點,成為人們關注的熱點。 本文首先對電力電子技術的發展前景和多電平逆變器控制技術的發展狀況進行了綜述。在分析兩電平逆變器工作原理的基礎上對三電平逆變器進行了研究,綜合比較了三電平逆變電路三種典型拓撲結構的優缺點;介紹了二極管箝位型三電平逆變器,分析了二極管箝位型三電平逆變器相對于傳統兩電平逆變器的優點,體現了課題研究的重要意義。其次,本文以中點箝位式三電平逆變器的基本拓撲結構為基礎,著重分析了三電平空間電壓矢量調制基本原理,提出了一種將最近的三個矢量合成參考矢量的空間矢量脈寬調制算法,給出大扇區和小三角形區域判斷規則以及合成參考電壓矢量的相應輸出作用順序,并優化了開關矢量的作用順序,利于實現對中點電壓的控制,使算法易于實現。再次,論文分析了三電平逆變器直流側電容電壓不平衡產生的原因,分析了大、中、小矢量對中點電位的影響,提出了能夠影響中點電位波動的關鍵矢量,并通過分配成對小矢量的作用時間實現了對中點電位的控制。最后,采用MATLAB軟件對所推導的三電平逆變器SVPWM調制算法進行了仿真分析,結果證明了算法的可行性。
上傳時間: 2013-08-01
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近年來在運動控制領域三電平中壓變頻器的開發研究得到了廣泛關注,三電平逆變器使得電壓型逆變器的大容量化、高性能化成為可能,研究和開發三電平逆變器,無論在技術上還是在實際應用上都有十分重要的意義。 本文首先論述了三電平逆變器的原理,詳細分析了一種控制策略—空間電壓矢量法,給出PWM波的計算公式和開關動作次序,并仿真出波形。 其次闡述了三電平逆變器的主電路構成、功率器件MOSFET的驅動技術和基于DSP2407A控制系統硬件電路設計,并據此設計出了一套小容量三電平逆交器實驗裝置。 最后介紹了三電平空間電壓矢量控制算法的實現和軟件設計,給出了實驗裝置的運行結果,并分析了設計中存在的問題。
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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便攜式B型超聲診斷儀具有無創傷、簡便易行、相對價廉等優勢,在臨床中越來越得到廣泛的應用。它將超聲波技術、微電子技術、計算機技術、機械設計與制造及生物醫學工程等技術融合在一起。開展該課題的研究對提高臨床診斷能力和促進我國醫療事業的發展具有重要的意義。 便攜式B型超聲診斷儀由人機交互系統、探頭、成像系統、顯示系統構成。其基本工作過程是:首先人機交互系統接收到用戶通過鍵盤或鼠標發出的命令,然后成像系統根據命令控制探頭發射超聲波,并對回波信號處理、合成圖像,最后通過顯示系統完成圖像的顯示。 成像系統作為便攜式B型超聲診斷儀的核心對圖像質量有決定性影響,但以前研制的便攜式B型超聲診斷儀的成像系統在三個方面存在不足:第一、采用的是單片機控制步進電機,控制精度不高,導致成像系統采樣不精確;第二、采用的數字掃描變換算法太粗糙,影響超聲圖像的分辨率;第三、它的CPU多采用的是51系列單片機,測量速度太慢,同時也不便于系統升級和擴展。 針對以上不足,提出了基于FPGA的B型超聲成像系統解決方案,采用Altera公司的EP2C5Q208C8芯片實現了步進電機步距角的細分,使電機旋轉更勻速,提高了采樣精度;提出并采用DSTI-ULA算法(Uniform Ladder Algorithm based on Double Sample and Trilinear Interotation)在FPGA內實現數字掃描變換,提高了圖像分辨率;人機交互系統采用S3C2410-AL作為CPU,改善了測量速度和系統的擴展性。 通過對系統硬件電路的設計、制作,軟件的編寫、調試,結果表明,本文所設計的便攜式B型超聲成像系統圖像分辨率高、測量速度快、體積小、操作方便。本文所設計的便攜式B型超聲診斷儀可在野外作業和搶險(諸如地震、抗洪)中發揮作用,同時也可在鄉村診所中完成對相關疾病的診斷工作。
上傳時間: 2013-05-18
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隨著圖像處理技術和投影技術的不斷發展,人們對高沉浸感的虛擬現實場景提出了更高的要求,這種虛擬顯示的場景往往由多通道的投影儀器同時在屏幕上投影出多幅高清晰的圖像,再把這些單獨的圖像拼接在一起組成一幅大場景的圖像。而為了給人以逼真的效果,投影的屏幕往往被設計為柱面屏幕,甚至是球面屏幕。當圖像投影在柱面屏幕的時候就會發生幾何形狀的變化,而避免這種幾何變形的就是圖像拼接過程中的幾何校正和邊緣融合技術。 一個大場景可視化系統由投影機、投影屏幕、圖像融合機等主要模塊組成。在虛擬現實應用系統中,要實現高臨感的多屏幕無縫拼接以及曲面組合顯示,顯示系統還需要運用幾何數字變形及邊緣融合等圖像處理技術,實現諸如在平面、柱面、球面等投影顯示面上顯示圖像。而關鍵設備在于圖像融合機,它實時采集圖形服務器,或者PC的圖像信號,通過圖像處理模塊對圖像信息進行幾何校正和邊緣融合,在處理完成后再送到顯示設備。 本課題提出了一種基于FPGA技術的圖像處理系統。該系統實現圖像數據的AiD采集、圖像數據在SRAM以及SDRAM中的存取、圖像在FPGA內部的DSP運算以及圖像數據的D/A輸出。系統設計的核心部分在于系統的控制以及數字信號的處理。本課題采用XilinxVirtex4系列FPGA作為主處理芯片,并利用VerilogHDL硬件描述語言在FPGA內部設計了A/D模塊、D/A模塊、SRAM、SDRAM以及ARM處理器的控制器邏輯。 本課題在FPGA圖像處理系統中設計了一個ARM處理器模塊,用于上電時對系統在圖像變化處理時所需參數進行傳遞,并能實時從上位機更新參數。該設計在提高了系統性能的同時也便于系統擴展。 本文首先介紹了圖像處理過程中的幾何變化和圖像融合的算法,接著提出了系統的設計方案及模塊劃分,然后圍繞FPGA的設計介紹了SDRAM控制器的設計方法,最后介紹了ARM處理器的接口及外圍電路的設計。
上傳時間: 2013-04-24
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寬帶無線通信的持續高速的需求增長刺激了新的通信技術的不斷產生,而這些技術的發展,很大程度上都來自于不同技術的互相補充與融合,這也成為新標準的源泉。正交頻分復用(OFDM)技術在提供高效的頻譜利用率以及良好的抗多徑性能的同時,通過多輸入輸出(MIMO)技術來進一步增加信道容量,在不增加信號帶寬的基礎上取得更高的傳輸速率和更好的傳輸質量。因此MIMO-OFDM技術近年來在成為研究熱點的同時,已被認為是下一帶移動通信和網絡接入標準中的核心技術。 本文主要對MIMO-OFDM系統物理層的關鍵技術進行了研究,并主要對系統的同步和信道估計算法進行了深入的分析,并提出了一些改進。最后進行了MIMO-OFDM基帶系統基于FPGA的物理層設計,對其中一些關鍵模塊的設計,比如信道估計和空時譯碼模塊進行了詳細的討論。 第一章緒論部分首先結合寬帶無線通信技術發展的歷史就MIMO-OFDM技術產生發展的背景進行了分析,指出了MIMO-OFDM研究與發展方向,最后總結了本文的工作目標和基本要求。 第二章主要是推導分析了MIMO-OFDM系統的基本原理,先分別從OFDM技術和MIMO技術兩方面概括性的介紹了其理論以及技術特點,最后對MIMO與OFDM結合的關鍵技術進行了討論。 第三章是對MIMO-OFDM同步算法的研究,主要針對基于訓練序列的同步算法進行了深入討論,關注點是訓練序列的設計。針對原有的一些算法進行了總結與比較,并主要對基于頻域設計的訓練序列符號同步算法做出了改進。 第四章首先從基于導頻的信道估計算法推導開始,關注點放在MIMO-OFDM系統下的自適應信道估計算法研究。文章將原有的一些OFDM自適應信道估計算法擴展到MIMO領域,結合基于共軛梯度的自適應算法并做出了一些改進。 第五章節是本文的硬件設計部分,文章基于一個2發2收MIMO-OFDM系統進行了基帶數字處理部分的FPGA設計工作,根據設計要求實現了發送端和接收端數據處理的基本功能,為完善的和更高性能的MIMO-OFDM系統實現奠定了基礎。
上傳時間: 2013-06-26
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SPWM程序源代碼,三種SPWM程序源代碼,還不錯
上傳時間: 2013-05-17
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