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無(wú)刷直流電機(jī),是隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和新型永磁材料的出現(xiàn)而迅速成熟起來(lái)的一種機(jī)電一體化電機(jī).隨著無(wú)刷直流電機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,其常用的帶位置傳感器控制方法暴露出了越來(lái)越多的局限性.同時(shí),隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的不斷發(fā)展,基于高性能數(shù)字信號(hào)處理器的"狀態(tài)觀測(cè)器"法無(wú)位置傳感器控制則漸漸成為研究的熱點(diǎn).論文在詳細(xì)介紹了"擴(kuò)展卡爾曼濾波法"無(wú)位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)控制原理的基礎(chǔ)上,建立了基于"擴(kuò)展卡爾曼濾波法"無(wú)位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)模型,對(duì)模型中誤差造成的原因作出了定性和定量的分析,給出了解決的辦法.另外,論文以Texas Instrument公司的TMS320LF2407A數(shù)字信號(hào)處理器為核心,設(shè)計(jì)了一套基于"擴(kuò)展卡爾曼濾波法"的無(wú)位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng),并給出了各模塊的設(shè)計(jì)電路.文中介紹了系統(tǒng)的各個(gè)組成部分,并給出了系統(tǒng)的抗干擾措施."三段式"起動(dòng)技術(shù)是無(wú)傳感器無(wú)刷直流電機(jī)控制中的常用起動(dòng)方法,也是"擴(kuò)展卡爾曼濾波法"控制中的一個(gè)重要環(huán)節(jié).文中對(duì)"三段式"起動(dòng)技術(shù)中轉(zhuǎn)子定位、外同步加速和外同步到自同步的切換三部分進(jìn)行了詳細(xì)的分析和討論,指出了各部分的難點(diǎn),給出了相應(yīng)的解決方法.基于"擴(kuò)展卡爾曼濾波法"的控制系統(tǒng)中包含了大量的運(yùn)算和多路的AD采集,因此不可避免存在系統(tǒng)和測(cè)量誤差以及干擾噪聲,論文著重對(duì)系統(tǒng)誤差、量測(cè)誤差和干擾噪聲三個(gè)方面作了詳細(xì)的分析,并提出了解決的方法.對(duì)于噪聲信號(hào)的數(shù)字化處理,論文探討了常用的幾種數(shù)字濾波算法并給出了仿真波形.在前面所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,論文介紹了"擴(kuò)展卡爾曼濾波法"無(wú)位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)試過(guò)程,分析了調(diào)試中出現(xiàn)的問(wèn)題并提出了解決的方法.最后,文中給出了系統(tǒng)調(diào)試中的電壓、反電勢(shì)以及相電流等信號(hào)的實(shí)測(cè)波形,并與仿真結(jié)果作了比較分析.
標(biāo)簽： 擴(kuò)展 卡爾曼濾波 無(wú)位置傳感器
上傳時(shí)間： 2013-07-30
上傳用戶：gongxinshiwo@163.com
永磁同步電機(jī)是同步電機(jī)的一個(gè)重要類(lèi)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(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，維護(hù)更方便。現(xiàn)代電氣傳動(dòng)控制的發(fā)展趨勢(shì)之一是開(kāi)發(fā)新的交流調(diào)速與伺服系統(tǒng)。無(wú)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(wèn)題，效果并不十分理想。因此高性能無(wú)速度傳感器控制成為近年來(lái)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(wú)速度傳感器狀態(tài)觀測(cè)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(kāi)式截?cái)嗟姆椒ǎ瑢?duì)電機(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(cè)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(guò)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(dòng)態(tài)跟蹤能力和抗噪聲能力。 針對(duì)擴(kuò)展卡爾曼濾波算法在無(wú)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(jiǎn)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(shì)，而且在某些性能方面超越了擴(kuò)展卡爾曼濾波算法。 通過(guò)分析得知，由于將系統(tǒng)模型不確定性與測(cè)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(duì)象，以數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）為核心，設(shè)計(jì)了電機(jī)狀態(tài)觀測(cè)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(hào)處理器（DSP）豐富的資源和強(qiáng)大的運(yùn)算能力，通過(guò)檢測(cè)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(duì)卡爾曼濾波算法在永磁同步電機(jī)無(wú)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(wú)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
運(yùn)動(dòng)控制卡是數(shù)控系統(tǒng)的重要組成部分，是上位機(jī)與驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部件的之間的一座橋梁。數(shù)控加工中的定位控制的精度、速度調(diào)節(jié)的性能等重要指標(biāo)都與運(yùn)動(dòng)控制卡密切相關(guān)。目前，國(guó)內(nèi)研制的運(yùn)動(dòng)控制卡與國(guó)外專(zhuān)業(yè)性公司研制的先進(jìn)的開(kāi)放式運(yùn)動(dòng)控制卡相比還有較大差距。因此，對(duì)于運(yùn)動(dòng)控制卡的研究與開(kāi)發(fā)具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。 本文對(duì)運(yùn)動(dòng)控制卡的各種實(shí)現(xiàn)方案作了深入的比較，對(duì)于運(yùn)動(dòng)控制卡的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了探討。在分析數(shù)控系統(tǒng)對(duì)于運(yùn)動(dòng)控制卡需求的基礎(chǔ)上，提出了一種基于DSP的PCI總線運(yùn)動(dòng)控制卡的實(shí)現(xiàn)方案。該方案具有通用性好、軟件易于修改升級(jí)、調(diào)試方便等特點(diǎn)。 文中對(duì)這一方案的具體實(shí)現(xiàn)做了詳細(xì)的分析，給出了系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，軟硬件組成情況。詳盡闡述了運(yùn)動(dòng)控制電路、總線接口電路、驅(qū)動(dòng)器接口電路等硬件電路的設(shè)計(jì)過(guò)程，以及運(yùn)動(dòng)控制卡的制作過(guò)程。論述了DSP上的程序結(jié)構(gòu)，并具體分析了插補(bǔ)算法、速度控制算法等在DSP上的實(shí)現(xiàn)方法。對(duì)PC機(jī)上的運(yùn)動(dòng)控制卡的驅(qū)動(dòng)程序的模型以及編寫(xiě)方法做了介紹。 通過(guò)對(duì)制成樣板的調(diào)試表明，運(yùn)動(dòng)控制卡具有良好的性能。
標(biāo)簽： DSP 運(yùn)動(dòng)控制卡
上傳時(shí)間： 2013-07-29
上傳用戶：weddps
本文首先從數(shù)控系統(tǒng)的組成與特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)分析，然后對(duì)運(yùn)動(dòng)控制卡在整個(gè)系統(tǒng)中承擔(dān)功能進(jìn)行了分析。根據(jù)數(shù)字型號(hào)處理器件的快速運(yùn)算能力和現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列器件的靈活、通用性提出了基于DSP器件和FPGA器件進(jìn)行總體設(shè)計(jì)的規(guī)劃。 本文重點(diǎn)詳細(xì)闡述了四軸運(yùn)動(dòng)控制卡硬件電路的設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有部分PC總線的介紹與比較，設(shè)計(jì)選擇了PCI總線作為上位PC與運(yùn)動(dòng)控制卡的通信總線，并且選擇PCI9052芯片來(lái)設(shè)計(jì)PCI接口模塊；基于DSP器件的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)選擇了TMS320LF2407芯片為核心，進(jìn)行運(yùn)算控制單元的設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)其主要內(nèi)部資源進(jìn)行了分配。最后，根據(jù)硬件的原理圖，完成了具體電路板的制作。 對(duì)軟件設(shè)計(jì)，文章主要對(duì)插補(bǔ)算法在DSP上的實(shí)現(xiàn)作了一些探討。介紹了兩種加速模式：梯形加速模式和s曲線加速模式。就逐點(diǎn)比較法直線和圓弧插補(bǔ)算法以及數(shù)字積分插補(bǔ)原理也進(jìn)行了分析。最終，提出總體程序流程控制、速度控制算法、插補(bǔ)算法等的程序設(shè)計(jì)框架，并進(jìn)行了具體程序設(shè)計(jì)。
上傳時(shí)間： 2013-07-19
上傳用戶：CHENKAI
運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)是機(jī)電一體化的核心部分，提高運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)水平對(duì)于提高我國(guó)的機(jī)電一體化技術(shù)具有至關(guān)重要的作用。運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展是制造自動(dòng)化前進(jìn)的旋律，是推動(dòng)新的產(chǎn)業(yè)革命的關(guān)鍵技術(shù)。對(duì)于數(shù)控系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，最重要的是控制各個(gè)電機(jī)軸的運(yùn)動(dòng)，這是運(yùn)動(dòng)控制器接收并依照數(shù)控裝置的指令來(lái)控制各個(gè)電機(jī)軸運(yùn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工的，數(shù)據(jù)加工中的定位控制精度、速度調(diào)節(jié)的性能等重要指標(biāo)都與運(yùn)動(dòng)控制器直接相關(guān)。目前對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的研究都集中在插入PC的NC控制器的研究上，而其核心部分就是對(duì)步進(jìn)、伺服電機(jī)進(jìn)行控制的運(yùn)動(dòng)控制卡的研究。對(duì)PC-NC來(lái)說(shuō)，運(yùn)動(dòng)控制卡的性能很大程度上決定了整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)的性能，而微電子和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用，使運(yùn)動(dòng)控制卡的性能得到了不斷改進(jìn)，集成度和可靠性大大提高。 本課題通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的深入研究，并針對(duì)國(guó)內(nèi)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的研究起步較晚的現(xiàn)狀，結(jié)合當(dāng)前運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域的具體需要，緊跟當(dāng)前運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)研究的發(fā)展趨勢(shì)，吸收了數(shù)控技術(shù)和相關(guān)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的最新成果，提出了基于PCI和FPGA的方案，研制了一款比較新穎的、功能強(qiáng)大的、具有很大柔性的四軸多功能運(yùn)動(dòng)控制卡。 本課題的具體研究主要有以下幾方面： 首先，通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)控制卡及運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)等行業(yè)現(xiàn)狀的全面調(diào)研，和對(duì)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的深入學(xué)習(xí)，在比較了幾種常用的運(yùn)動(dòng)控制方案的基礎(chǔ)上，提出了基于FPGA的運(yùn)動(dòng)控制設(shè)計(jì)方案，并規(guī)劃了板卡的總體設(shè)計(jì)。 其次，根據(jù)總體設(shè)計(jì)，規(guī)劃了板卡的結(jié)構(gòu)，詳細(xì)劃分并實(shí)現(xiàn)了FPGA各部分的功能；利用光電隔離原理設(shè)計(jì)了數(shù)字輸入/輸出電路。 再次，利用FPGA的資源實(shí)現(xiàn)了PCI從設(shè)備接口，達(dá)到跟控制卡通信的目的，針對(duì)運(yùn)動(dòng)控制中的一些具體問(wèn)題，如運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、實(shí)時(shí)控制以及多軸聯(lián)動(dòng)等，在FPGA上設(shè)計(jì)了四軸運(yùn)動(dòng)控制電路，定義了各個(gè)寄存器的具體功能，設(shè)計(jì)了功能齊全的加／減速控制電路、變頻分配電路、倍頻分頻電路和三個(gè)功能各異的計(jì)數(shù)器電路等，自動(dòng)降速點(diǎn)運(yùn)動(dòng)、A／B相編碼器倍頻計(jì)數(shù)電路等特殊功能。最后，進(jìn)行了本運(yùn)動(dòng)控制卡的測(cè)試，從測(cè)試和應(yīng)用結(jié)果來(lái)看，該卡達(dá)到預(yù)期的要求。
上傳時(shí)間： 2013-07-27
上傳用戶：zgu489
目前，許多高校在機(jī)房管理上使用了IC 卡，其中少數(shù)機(jī)房是使用接觸式IC卡，眾所周知，接觸式IC 卡在可靠性、易用性、安全性、高抗干擾性和工作距離方面不及非接觸式IC 卡，因此很多接觸式IC 卡基本已被非接觸式IC 卡取代。 經(jīng)過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，使用IC 卡的機(jī)房管理系統(tǒng)的基本工作方式是每個(gè)機(jī)房中配置了1個(gè)IC 卡讀寫(xiě)終端和1 臺(tái)監(jiān)控機(jī)。IC 卡讀卡終端只是一個(gè)普通的讀卡器，只負(fù)責(zé)讀取卡內(nèi)信息，并通過(guò)串口等通信方式將IC 卡信息傳輸給監(jiān)控機(jī)，讀卡終端本身沒(méi)有信息存儲(chǔ)功能，實(shí)際的計(jì)費(fèi)管理完全是通過(guò)監(jiān)控計(jì)算機(jī)控制，監(jiān)控計(jì)算機(jī)向中心服務(wù)器端定時(shí)或?qū)崟r(shí)傳輸刷卡信息。由于整個(gè)系統(tǒng)要占用一臺(tái)微機(jī)，而且中間的信息傳遞、計(jì)費(fèi)環(huán)節(jié)都要由它來(lái)完成，不僅浪費(fèi)資源，而且也增加了安全隱患。在這種工作模式下，會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題和漏洞： 1) 可靠性不高由于讀卡設(shè)備與監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間的信息傳輸只是暫時(shí)保存在監(jiān)控計(jì)算機(jī)中，如果監(jiān)控計(jì)算機(jī)遭到病毒襲擊或者出現(xiàn)硬件故障，將出現(xiàn)無(wú)法挽回的后果。而且由于學(xué)生信息都保存在監(jiān)控計(jì)算機(jī)中，因此存在著人為偽造、篡改和徇私舞弊行為的極大可能。 2) IC卡的特點(diǎn)未完全體現(xiàn)IC卡除了能標(biāo)識(shí)身份外，還有電子錢(qián)包功能，能對(duì)其進(jìn)行充值和扣款，但是上述方法基本上IC卡只用做標(biāo)識(shí)身份，實(shí)際的每次扣款，都是由監(jiān)控計(jì)算機(jī)和中心服務(wù)器來(lái)完成，基本與讀卡設(shè)備無(wú)關(guān)。 3) 不方便學(xué)生上機(jī)和收費(fèi)管理學(xué)生每次上機(jī)刷卡，都要由監(jiān)控計(jì)算機(jī)連接中心服務(wù)器端，由中心服務(wù)器端讀出學(xué)生信息，進(jìn)行核對(duì)，而且對(duì)學(xué)生的扣款需要額外的計(jì)算機(jī)軟件來(lái)進(jìn)行計(jì)時(shí)和計(jì)費(fèi)處理，顯得比較繁瑣。 鑒于以上問(wèn)題，為提高機(jī)房管理效率，降低工作強(qiáng)度，并及時(shí)處理機(jī)房發(fā)生的故障，采用機(jī)房計(jì)費(fèi)管理系統(tǒng)勢(shì)在必行。如果能在讀卡終端設(shè)備中完成計(jì)費(fèi)的大部分功能，并且增加存儲(chǔ)功能，這樣就可以減少監(jiān)控計(jì)算機(jī)的負(fù)擔(dān)，甚至讀卡終端設(shè)備可以直接與中心服務(wù)器通信，不僅能增加系統(tǒng)的可靠性和安全性而且還充分利用了IC 卡的功能，還降低了財(cái)務(wù)統(tǒng)計(jì)和計(jì)算帶來(lái)的麻煩。 目前已經(jīng)應(yīng)用于機(jī)房管理的解決方案主要有3種方式，即:軟硬件結(jié)合控制方式、帳號(hào)方式和門(mén)禁方式。鑒于設(shè)計(jì)要求，并且考慮到安全、可靠、簡(jiǎn)單等因素，如果在軟硬件結(jié)合控制方式中，把更多的任務(wù)交由讀卡終端，比如由讀卡終端來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、計(jì)費(fèi)管理，同時(shí)如果讀卡終端能實(shí)現(xiàn)TCP/IP 通信，那么監(jiān)控計(jì)算機(jī)的任務(wù)就大大降低，甚至可以由讀卡終端直接與中心服務(wù)器通信。就減少了一些不必要的麻煩和安全風(fēng)險(xiǎn)。本論文的設(shè)計(jì)就是基于這一點(diǎn)來(lái)進(jìn)行的。 本系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定可靠，實(shí)時(shí)性要好，另外考慮到性價(jià)比等因素，綜合考慮選擇將μC/OS-II 操作系統(tǒng)移植到ARM7 上作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)。在此平臺(tái)基礎(chǔ)上，考慮到TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)與要采用的硬件的性能以及實(shí)現(xiàn)的成本有關(guān)。從解決這一技術(shù)問(wèn)題出發(fā)，結(jié)合本論文研究的應(yīng)用對(duì)象，決定使用嵌入式操作系統(tǒng)，此種方案可以描述為嵌入式TCP/IP協(xié)議棧＋嵌入式操作系統(tǒng)＋微控制器。 本文介紹了一種基于ARM7的IC 卡機(jī)房管理終端的設(shè)計(jì)方案。該系統(tǒng)在ARM7的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)的移植和TCP/IP協(xié)議棧的嵌入，能夠正確讀寫(xiě)IC 卡信息，增加了SD 卡存儲(chǔ)功能，完成計(jì)費(fèi)操作，實(shí)現(xiàn)液晶顯示功能，能夠通過(guò)以太網(wǎng)或串口直接與服務(wù)器通信。 本文詳細(xì)介紹了整個(gè)機(jī)房管理系統(tǒng)終端的硬軟件設(shè)計(jì)，給出了嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ在ARM7 處理器上的詳細(xì)移植過(guò)程，介紹了一種TCP/IP協(xié)議棧和基于套接字的編程方法，同時(shí)也提供了一種多卡操作的防沖突機(jī)制。 同目前大多數(shù)機(jī)房管理系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)有如下特點(diǎn)： 1) 由于使用了嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ，提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和反應(yīng)時(shí)間，任務(wù)管理和調(diào)度更加方便有效。 2) 由讀卡終端來(lái)進(jìn)行計(jì)費(fèi)操作，降低了服務(wù)器端的工作壓力，同時(shí)降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。 3) 增加了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，提高了系統(tǒng)的可靠性，有利于數(shù)據(jù)的查詢和故障的恢復(fù)。 4) 增加了對(duì)無(wú)效卡、注銷(xiāo)卡和欠費(fèi)卡的判斷與處理，對(duì)惡意操作或者有意或者無(wú)意的逃費(fèi)操作采取了積極有效的措施。 5) 以太網(wǎng)通信克服了以往串口通信的傳輸距離短、傳輸速率慢等缺點(diǎn)，使得通信更加方便、高效，并且可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸和控制。
標(biāo)簽： ARM IC卡 機(jī)房管理 終端設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-07-09
上傳用戶：淺言微笑
永磁同步電機(jī)(PMSM)是一種性能優(yōu)越、應(yīng)用領(lǐng)域廣闊的電機(jī)，其傳統(tǒng)的理論分析與設(shè)計(jì)方法已比較成熟。它的進(jìn)一步推廣應(yīng)用，在很大程度上有賴(lài)于對(duì)控制策略的研究。實(shí)踐中，使用通用變壓變頻(VVVF)變頻器來(lái)驅(qū)動(dòng)沒(méi)有阻尼繞組的永磁同步電動(dòng)機(jī)開(kāi)環(huán)運(yùn)行時(shí)，有時(shí)電機(jī)的運(yùn)行頻率超過(guò)某一頻率，系統(tǒng)就會(huì)變得不穩(wěn)定，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)失步。本文研究了無(wú)位置傳感器的永磁同步電機(jī)的速度控制問(wèn)題。 論文提出了一種將推廣卡爾曼濾波(EKF)原理應(yīng)用于永磁同步電機(jī)無(wú)位置傳感器調(diào)速系統(tǒng)的方法。對(duì)永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型和卡爾曼濾波原理作了詳細(xì)的分析，在dq轉(zhuǎn)子同步坐標(biāo)系中應(yīng)用推廣卡爾曼濾波算法，對(duì)永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)在線估計(jì)。所選取的濾波算法只需測(cè)量電流和逆變器直流母線電壓，具有不改造電機(jī)、可靠性高和經(jīng)濟(jì)耐用的優(yōu)點(diǎn)。利用在線估計(jì)出的轉(zhuǎn)速和電流實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)的永磁同步電機(jī)矢量控制。同時(shí)還提出了基于磁飽和原理的永磁轉(zhuǎn)子初始位置的檢測(cè)方法。針對(duì)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向方式及矢量控制方案，采用了空間矢量脈寬調(diào)制方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，此方法可以輸出任意給定位置的電壓矢量，在不增加功率管開(kāi)關(guān)頻率和不增加系統(tǒng)復(fù)雜性的前提下，明顯提高電機(jī)的調(diào)速性能。 在Matlab6.5環(huán)境下進(jìn)行的系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)表明，所提出的位置估計(jì)算法和控制方法具有優(yōu)良的轉(zhuǎn)角跟蹤特性和速度控制性能，同時(shí)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗負(fù)載擾動(dòng)性能和較好的魯棒性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文的方法達(dá)到了預(yù)期的效果。
標(biāo)簽： 卡爾曼濾波 永磁同步電機(jī) 無(wú)位置傳感器 控制
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：huangld
根據(jù)機(jī)械電子工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)測(cè)控實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)數(shù)據(jù)采集的需要，在綜合考慮成本和性能基礎(chǔ)上，提出以為主處理芯片的數(shù)據(jù)采集卡設(shè)計(jì)方案。 該方案的主要特點(diǎn)是，使用基于ARM7TDMI內(nèi)核的，工作主頻最高可達(dá)44MHz；內(nèi)置高性能的ADC和DAC模塊，采樣速度最高可達(dá)1MSPS，采樣精度為12位；模擬信號(hào)輸入通道最多可達(dá)16路，模擬信號(hào)輸出通道最高可達(dá)4路；具有豐富的外設(shè)資源可以使用，GPIO口數(shù)目最高可達(dá)40個(gè)。 在設(shè)計(jì)中采用了模塊化思想，將系統(tǒng)分為四個(gè)功能模塊：主模塊的功能是控制ADC進(jìn)行信號(hào)采集和DAC進(jìn)行模擬信號(hào)輸出；模擬信號(hào)模塊的作用是對(duì)傳感器輸入信號(hào)和DAC輸出波形進(jìn)行簡(jiǎn)單的調(diào)理；數(shù)字信號(hào)模塊引出32路數(shù)字I/O口，可用于需要采集數(shù)字量的場(chǎng)合；JTAG模塊可進(jìn)行程序的調(diào)試和下載，對(duì)于數(shù)據(jù)采集卡的二次開(kāi)發(fā)有很大的作用。 在本數(shù)據(jù)采集卡上，嘗試進(jìn)行了μC/OSⅡ操作系統(tǒng)的移植，成功實(shí)現(xiàn)了四個(gè)任務(wù)的管理。在實(shí)際應(yīng)用中，工作數(shù)小時(shí)仍可保持正常的運(yùn)行。 為檢驗(yàn)數(shù)據(jù)采集卡的串口通訊能力，利用LabVIEW程序讀取下位機(jī)串口發(fā)送的已采集到的數(shù)據(jù)，進(jìn)行波形圖繪制。 為檢驗(yàn)本數(shù)據(jù)采集卡的ADC和DAC精度，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)利用DAC輸出波形，并利用ADC將采集到的波形通過(guò)LabVIEW顯示，測(cè)量結(jié)果顯示兩者電壓值誤差均在可允許的3LSB（Least Significant Bit）范圍內(nèi)，表明本數(shù)據(jù)采集卡已基本實(shí)現(xiàn)預(yù)期設(shè)計(jì)指標(biāo)。
標(biāo)簽： ARM 數(shù)據(jù)采集卡
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：bruce
本論文利用FPGA可編程邏輯器件和硬件描述語(yǔ)言Verilog，采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法，開(kāi)發(fā)了一款基于PCI總線的高速數(shù)據(jù)采集卡。本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，采用PLX公司生產(chǎn)的PLX9080作為PCI總線接口芯片。用4片每片容量為8MB的SDRAM作為數(shù)據(jù)采集的前端和PCI總線的數(shù)據(jù)緩沖。用ALTERA公司生產(chǎn)的Cyclone系列FPGA實(shí)現(xiàn)PCI接口芯片PLX9080的時(shí)序邏輯、對(duì)數(shù)據(jù)采集通道的前端控制以及對(duì)SDRAM的讀寫(xiě)控制。 在本論文將重點(diǎn)放在了用硬件描述語(yǔ)言Verilog進(jìn)行FPGA硬件邏輯編程上。本論文按照自頂向下的設(shè)計(jì)方法，詳細(xì)論述了PCI接口轉(zhuǎn)化電路模塊、SDRAM存儲(chǔ)片子讀寫(xiě)控制電路模塊、FPGA內(nèi)部寄存器讀寫(xiě)控制電路模塊以及用于RF端的自動(dòng)增益控制電路AGC模塊的設(shè)計(jì)。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：yhm_all
隨著安全通信數(shù)據(jù)速率的提高,關(guān)鍵數(shù)據(jù)加密算法的軟件實(shí)施成為重要的系統(tǒng)瓶頸.基于FPGA的高度優(yōu)化的可編程的硬件安全性解決方案提供了并行處理能力,并且可以達(dá)到所要求的加密處理性能(每秒的SSL或RSA運(yùn)算次數(shù))基準(zhǔn).網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展,對(duì)安全性的需要變得越來(lái)越重要.然而,盡管網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)步很快,安全性問(wèn)題仍然相對(duì)落后.由于FPGA所提供的設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì),特別是新的高速版本,網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可以在這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)安全性支持.FPGA是實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)靈活性和功能升級(jí)的關(guān)鍵,對(duì)于容錯(cuò)、IPSec協(xié)議和系統(tǒng)接口問(wèn)題而言這兩點(diǎn)非常重要.而且,FPGA還為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員提供了適應(yīng)不同安全處理功能以及隨著安全技術(shù)的發(fā)展方便地增加對(duì)新技術(shù)支持的能力.標(biāo)準(zhǔn)加密/解決以及認(rèn)證算法,如RC-4、DES、三次DES、MD-5以及安全哈希算法-1(SHA-1)被廣泛用于全球網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)中.本文介紹了基于PCI總線的加密卡的研制,硬件板卡的結(jié)構(gòu),著重論述了加密卡上加密模塊的實(shí)現(xiàn),即用FPGA實(shí)現(xiàn)3DES及IDEA、MD5算法的過(guò)程,加密卡的工作原理,加密卡中多種密碼算法的配置原理,最后對(duì)3DES算法及IDEA、MD5算法的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行仿真,并繪制了板卡的原理圖,對(duì)PCI接口原理進(jìn)行了闡述.在論文中,首先闡述了數(shù)據(jù)加密原理.介紹了數(shù)據(jù)加密的算法和數(shù)據(jù)加密的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),并重點(diǎn)說(shuō)明了3DES的算法.由于加密卡的生存空間在于其高速的加密性能與便捷的使用方式,所以,我們的加密卡采用的是基于PCI插槽的結(jié)構(gòu),遵從的是PCI2.2規(guī)范,理解并掌握PCI總線的規(guī)范是了解整個(gè)系統(tǒng)的重要一環(huán),本文講述了PCI總線的特點(diǎn)和性能,以及總線的信號(hào).由于遵從高速性的要求,我們?cè)谟布x型的時(shí)候,選用的是TI公司高速DSP T M S 3 2 0 C 5 4 x:T I公司新推出的T M S 3 2 0 C 6 x系列D S P功能強(qiáng),速度也非常快,但目前價(jià)格仍然太高,不適合一般加解密使用.而TMS3 2 0 C 5 4 x系列具有性能適中,價(jià)格低廉,產(chǎn)品成熟等特點(diǎn),是較好的選擇.FPGA選用的XILINX公司的XC2V3000,在隨后的文章中,我們將會(huì)對(duì)這些器件特性做相應(yīng)說(shuō)明.并由此得出電路原理圖的繪制.文章的重點(diǎn)之一在于3DES算法及IDEA、MD5算法的FPGA實(shí)現(xiàn),以Xilinx公司VIRTEXII結(jié)構(gòu)的VXC2V3000為例,闡述用FPGA高速實(shí)現(xiàn)3DES算法及IDEA、MD5算法的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及關(guān)鍵部分的設(shè)計(jì).
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：qazwsc
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