隨著世界經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展、人口的增長和科技的進(jìn)步,傳統(tǒng)能源的消耗量越來越大,這就帶來了一系列能源的耗盡和環(huán)境污染問題。太陽能作為一種優(yōu)越的可再生能源而受到世界各國的重視并具有較大發(fā)展?jié)摿Α榱诉M(jìn)一步提高系統(tǒng)的性能,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化及可靠運(yùn)行,本文研究獨(dú)立運(yùn)行光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作原理和控制策略。相對并網(wǎng)系統(tǒng),這對于國家正大力發(fā)展的西部太陽能資源開發(fā)來說是具有現(xiàn)實(shí)意義的。 首先,本文詳細(xì)介紹了光伏發(fā)電的國內(nèi)外研究背景,光伏電池的種類、發(fā)電原理及輸出特性,并介紹了獨(dú)立運(yùn)行光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成、運(yùn)行原理和應(yīng)用,在此基礎(chǔ)上論述了光伏系統(tǒng)常用的DC/DC變換電路,負(fù)載最大功率跟蹤(MPPT)的方法等人們普遍關(guān)注的問題。融合了上述原理技術(shù),設(shè)計(jì)一個(gè)功率為25W的獨(dú)立運(yùn)行光伏發(fā)電系統(tǒng)。 其次,為減小傳統(tǒng)的固定步長的擾動(dòng)法進(jìn)行最大功率跟蹤的步長大振蕩大,步長小跟蹤速度慢的缺陷,本文提出了電壓自適應(yīng)最大功率跟蹤算法,其原理是引入了不同的步長系數(shù),根據(jù)功率變量值的大小,確定合適的控制步長進(jìn)行電壓參考值的給定,并在MATLAB環(huán)境下利用Simulink工具搭建模型進(jìn)行仿真,仿真結(jié)果驗(yàn)證了此種跟蹤方法具有快速性、穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性等優(yōu)點(diǎn)。 最后,搭建硬件電路,通過對電池板的不同安裝角度測量得到的數(shù)據(jù),得出不同季節(jié)在大連地區(qū)安裝的不同最佳角度值。設(shè)計(jì)了25W的獨(dú)立運(yùn)行光伏發(fā)電系統(tǒng)的主電路及其控制電路,包括光伏電池的選擇,Boost主電路參數(shù)、控制電路部分、驅(qū)動(dòng)電路及其檢測電路各模塊分別進(jìn)行了詳細(xì)的探討;對獨(dú)立系統(tǒng)的儲(chǔ)能裝置蓄電池的充放電電路進(jìn)行了設(shè)計(jì),利用單片機(jī)dsPIC30F3011控制電路同時(shí)實(shí)現(xiàn)了最大功率跟蹤和蓄電池的充電電壓、放電極限電壓及充電電流的控制,可防止過充過放現(xiàn)象的發(fā)生,從而實(shí)現(xiàn)獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。
標(biāo)簽: 獨(dú)立 光伏發(fā)電系統(tǒng) 運(yùn)行
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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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(dòng)系統(tǒng)具有重大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益。目前開發(fā)高性能繞組勵(lì)磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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
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近幾十年來,移動(dòng)通信進(jìn)入了飛速發(fā)展時(shí)期,它與人們的日常生活息息相關(guān),已經(jīng)成為了人們生活中的必需品,目前移動(dòng)通信正處在由第二代向第三代過渡的階段。調(diào)制技術(shù)是移動(dòng)通信中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),根據(jù)不同的無線信道的特點(diǎn)選擇合適的、高效的調(diào)制方式對移動(dòng)通信系統(tǒng)的性能非常重要。軟件無線電技術(shù)的出現(xiàn)對于移動(dòng)通信的發(fā)展起到了很大的推動(dòng)作用,構(gòu)建一個(gè)通用的、標(biāo)準(zhǔn)的、模塊化的硬件平臺(tái),把以前用硬件實(shí)現(xiàn)的無線電功能用軟件來實(shí)現(xiàn),大大地提高了通信系統(tǒng)的靈活性。用軟件無線電技術(shù)實(shí)現(xiàn)的數(shù)字調(diào)制靈活性好,可以通過空中下載實(shí)現(xiàn)不同的調(diào)制方式,從而適應(yīng)不同的通信體制。 在閱讀了大量數(shù)字調(diào)制和軟件無線電的國內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,本文深入研究了各種數(shù)字調(diào)制方式的原理以及優(yōu)缺點(diǎn),設(shè)計(jì)了一個(gè)軟件無線電平臺(tái)以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的數(shù)字調(diào)制。該平臺(tái)以TI公司的DSP芯片TMS320VC5416為核心部分進(jìn)行信號的處理用于實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制算法,在外圍電路上擴(kuò)展了ADC、DAC芯片分別構(gòu)成前向數(shù)據(jù)采集模塊和后向調(diào)制信號處理模塊,同時(shí)用CPLD來構(gòu)成邏輯控制模塊,主要實(shí)現(xiàn)地址分配、提供接口控制信號、輸入信息檢索功能、譯碼功能和分頻功能。在軟件設(shè)計(jì)方面,本設(shè)計(jì)分為整體邏輯控制和數(shù)字調(diào)制算法實(shí)現(xiàn)兩部分。在整體邏輯控制部分主要是針對CPID模塊進(jìn)行整體邏輯控制的設(shè)計(jì),在數(shù)字調(diào)制算法部分主要是在DSP模塊實(shí)現(xiàn)ASK、FSK、QPSK等數(shù)字調(diào)制算法的設(shè)計(jì)。 本軟件無線電平臺(tái)具有處理速度快、實(shí)時(shí)操作性強(qiáng)、存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)等優(yōu)點(diǎn)。 關(guān)鍵字:軟件無線電;數(shù)字調(diào)制;DSP;CPLD
標(biāo)簽: DSP 軟件無線電 數(shù)字調(diào)制
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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目前,小波分析在信息技術(shù)和其他學(xué)科方面的應(yīng)用是眾多科技工作者關(guān)心的課題。在理論方面,新觀點(diǎn)、新方法不斷涌現(xiàn)。本文旨在完善小波的基本理論,對原有的小波去噪方法作進(jìn)一步的改進(jìn)。 經(jīng)典的信號處理方法,例如傅立葉變換、短時(shí)傅立葉變換等具有局限性,因而限定了它們的應(yīng)用范圍。小波分析作為一種全新的信號處理方法,它將信號中各種不同的頻率成分分解到互不重疊的頻帶上,為信號濾波、信噪分離和特征提取提供了有效途徑,特別在信號去噪方面顯出了獨(dú)特的優(yōu)勢。本文介紹了經(jīng)典的去噪方法,并對其適用范圍和效果進(jìn)行了分析和比較。并且,討論了小波分析的基本理論,介紹了連續(xù)小波變換、離散小波變換和小波變換的快速分解與重構(gòu)算法,最后研究了小波基的數(shù)學(xué)特性,分析了它們對實(shí)際應(yīng)用的影響和作用。進(jìn)而,介紹了小波的幾種去噪方法:小波變換高頻系數(shù)置零去噪方法、小波變換模極大值去噪方法、小波閾值去噪方法、小波空域相關(guān)性去噪方法。用小波變換將高頻系數(shù)強(qiáng)制置零去噪的方法是比較方便的,但它的不足之處是經(jīng)將高頻系數(shù)強(qiáng)制置零去噪后重構(gòu)的信號會(huì)使信號丟失一些細(xì)節(jié),且小波基的選擇亦有相當(dāng)?shù)碾y度,只有靠經(jīng)驗(yàn)來確定,不過比傳統(tǒng)的濾波方法所得的效果還是要好。對于小波變換模極大值去噪的原理,分析了去噪過程中幾個(gè)參數(shù)的選取問題,并給出了一些選取依據(jù);對小波閾值去噪方法的幾個(gè)關(guān)鍵問題進(jìn)行了詳細(xì)討論。對閾值去噪進(jìn)行了改進(jìn),利用均值逼近與閾值去噪相結(jié)合的方法來實(shí)現(xiàn)信號的處理,并通過實(shí)驗(yàn)仿真實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法提高了信噪比,去噪效果優(yōu)于單獨(dú)應(yīng)用閾值去噪的方法。 在空域相關(guān)去噪算法的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了改進(jìn),利用閾值濾波與相關(guān)去噪算法相結(jié)合的一種組合去噪算法,仿真試驗(yàn)結(jié)果表明,由該算法濾波之后得到的小波系數(shù)不僅連續(xù)性好,準(zhǔn)確率高,而且易于重構(gòu)信號。 本文分別對這四種方法進(jìn)行了算法分析比較,通過實(shí)驗(yàn)仿真來實(shí)現(xiàn),并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析。實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果表明了利用小波分析理論對信號去噪的可行性和有效性。 關(guān)鍵詞:小波分析,信號去噪,閾值,均值逼近,空域相關(guān)
標(biāo)簽: 小波分析 信號去噪 中的應(yīng)用
上傳時(shí)間: 2013-07-19
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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(shí)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(shí)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(dòng)脈回流(AR)、主動(dòng)脈狹窄(AS)、二尖瓣回流(MR)4種心臟雜音信號的分類識(shí)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(dòng)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(shí)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(shí)別的軟件運(yùn)行平臺(tái)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(dòng)態(tài)鏈接,實(shí)現(xiàn)對心音信號分析數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)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(dòng)識(shí)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
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隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,各類電力電子裝置應(yīng)運(yùn)而生,這些產(chǎn)品在出廠前需要根據(jù)不同的需要進(jìn)行相應(yīng)的測試和校驗(yàn)。傳統(tǒng)的負(fù)載測試存在著能耗大、靈活性差等諸多缺點(diǎn),已經(jīng)越來越不能滿足各種測試場合的要求,特別是一些要求用動(dòng)態(tài)變化的負(fù)載、非線性負(fù)載、具有負(fù)阻特性的負(fù)載以及有源負(fù)載等測試場合。因此針對這一問題,本文利用電力電子技術(shù)結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)等設(shè)計(jì)了一種通用的交流電子負(fù)載模擬裝置,以滿足各種測試場合的要求。 @@ 交流電子負(fù)載是一種可以模擬真實(shí)負(fù)載的電力電子裝置,它不但可以模擬傳統(tǒng)的線性負(fù)載,也可以模擬各種非線性負(fù)載、有源負(fù)載等其他形式的負(fù)載。目前國內(nèi)外對電子負(fù)載的研究還不成熟,有些是使交流電源按照一定的功率放電,但是輸出電流卻與真實(shí)負(fù)載測試下的電流有較大的差別;而有些雖然能夠準(zhǔn)確控制電源的放電電流取得和真實(shí)負(fù)載一樣的效果,但試驗(yàn)電能完全被消耗掉,造成很大的浪費(fèi)。本文研究的新型交流電子負(fù)載克服了以上電子負(fù)載方案的缺點(diǎn),可以滿足各種試驗(yàn)場合的測試需求,能夠在很大程度上減少能量浪費(fèi),豐富試驗(yàn)樣式且節(jié)約試驗(yàn)成本。 @@ 本文分析了能饋式交流電子負(fù)載的模擬原理,確定了采用中間直流環(huán)節(jié)的交-直-交主電路結(jié)構(gòu),其一端接待測交流電源,另一端接低壓交流電網(wǎng)。前級負(fù)載模擬環(huán)節(jié)和后級能量回饋環(huán)節(jié)均采用可四象限運(yùn)行的電壓型PWM(Pulse Width Modulation)變換器。負(fù)載模擬環(huán)節(jié)直接與待測電源連接,采用電流滯環(huán)瞬時(shí)值比較方式,使電源輸出的實(shí)際電流信號準(zhǔn)確、快速的跟蹤其指令電流信號值,使得電子負(fù)載對待測電源呈現(xiàn)設(shè)定的負(fù)載形式,完成電子負(fù)載的模擬功能;能量回饋環(huán)節(jié)與電網(wǎng)連接,通過控制輸出電流與電網(wǎng)電壓同頻、同相位,實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)電能的單位功率因數(shù)回饋電網(wǎng)的目的,變換器的控制采用常規(guī)的雙閉環(huán)控制方式,電流內(nèi)環(huán)控制實(shí)際電流跟蹤指令值的變化,電壓外環(huán)通過控制輸出電流的大小使直流側(cè)母線電壓穩(wěn)定為設(shè)定指令值。 @@ 電子負(fù)載系統(tǒng)在負(fù)載模擬部分通過人機(jī)接口設(shè)定具體負(fù)載形式和負(fù)載屬性,為了更加準(zhǔn)確快速的得到電流指令信號值,文中采用更加直接的數(shù)值計(jì)算方 法,由數(shù)字信號處理器實(shí)時(shí)計(jì)算出該給定負(fù)載模式下的指令電流值。使用交流小信號分析法得到了系統(tǒng)的頻域方塊圖,并對主電路元件參數(shù)以及調(diào)節(jié)器進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。針對大功率開關(guān)管開關(guān)頻率存在的限制,本文提出了幾種提高電流跟蹤精度的改進(jìn)方法,取得了良好的效果。整個(gè)系統(tǒng)在PSIM平臺(tái)上進(jìn)行了不同工作模式下的仿真,仿真結(jié)果表明方案切實(shí)可行。最后依據(jù)仿真方案設(shè)計(jì)基于TMS320F2812的控制系統(tǒng)和功率電路,使用PROTEL軟件進(jìn)行了原理圖的繪制。@@關(guān)鍵詞:電子負(fù)載;能量回饋;電壓型變換器;滯環(huán)PWM電流控制;雙閉環(huán);PWM整流器
上傳時(shí)間: 2013-05-26
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本文以單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)為研究對象,在分析了協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)特性的基礎(chǔ)上,總結(jié)了實(shí)際運(yùn)行的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中存在的問題和影響控制效果的原因。把汽包鍋爐單元機(jī)組簡化為一個(gè)具有雙輸入、雙輸出的被控對象以及做了一些合理假設(shè)的前提下對協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)建立的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析。 從快速滿足電網(wǎng)負(fù)荷指令的需求,抑制各種干擾,保證機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行的中心任務(wù)出發(fā),首次提出采用智能PID控制器作為汽機(jī)的主控制器,解決常規(guī)單自由度PID控制器不能兼顧目標(biāo)跟蹤特性和抗干擾特性的問題,并在一定程度上解決了協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)對鍋爐前饋回路過分依賴的問題。 針對鍋爐對象大遲延特性,利用模糊預(yù)估策略對過程的輸出進(jìn)行預(yù)測。補(bǔ)償了鍋爐側(cè)純延遲帶來的不利影響;而且還具備了模糊控制不依賴于系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,具有對系統(tǒng)參數(shù)變化不敏感,對于非線性、時(shí)變時(shí)滯等特性,呈現(xiàn)出較好的魯棒性等特點(diǎn),當(dāng)出現(xiàn)較大的誤差時(shí),可以把系統(tǒng)從很大的偏離中拉回來,提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度和安全性。仿真試驗(yàn)表明采用模糊預(yù)估能夠降低系統(tǒng)的超調(diào),取得較好的控制效果。 由于單元機(jī)組中的鍋爐與汽機(jī)為強(qiáng)耦合系統(tǒng),為了實(shí)現(xiàn)一對一的單一控制,決定采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)多變量解禍控制,通過仿真證明,達(dá)到了很好的解耦效果。 為了從全局上優(yōu)化系統(tǒng)的控制行為,采用模糊控制策略對鍋爐和汽機(jī)的指令進(jìn)行智能化的調(diào)整和約束。根據(jù)不同的負(fù)荷階段、主要參數(shù)的變化情況及時(shí)調(diào)整有關(guān)的指令,使協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)向著有利于全局優(yōu)化的方向調(diào)節(jié)。 本文將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制思想引入?yún)f(xié)調(diào)控制系統(tǒng),并在此基礎(chǔ)上構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊自適應(yīng)控制的智能PID控制方案。通過理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)證明了這一控制方法在電廠協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中的實(shí)用價(jià)值,和傳統(tǒng)的PID控制比較,這種智能控制算法有效的提高了負(fù)荷的響應(yīng)速率,保證了系統(tǒng)的品質(zhì),取得了很好的控制效果。
標(biāo)簽: 火電廠 單元機(jī)組 協(xié)調(diào)控制
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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在能源枯竭與環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重的今天,新能源的開發(fā)與利用愈來愈受到重視。太陽能是當(dāng)前世界上最清潔、最現(xiàn)實(shí)、最有大規(guī)模開發(fā)利用前景的可再生能源之一。其中太陽能光伏利用受到世界各國的普遍關(guān)注。而太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電是太陽能光伏利用的主要發(fā)展趨勢,必將得到快速的發(fā)展。在并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)中,逆變器是系統(tǒng)中最末一級或唯一一級能量變換裝置,其效率的高低、可靠性的好壞將直接影響整個(gè)并網(wǎng)型系統(tǒng)的性能和投資。按照不同的標(biāo)準(zhǔn)光伏并網(wǎng)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分為很多種,本文主要研究單相非隔離型光伏并網(wǎng)逆變器。 文章首先概述了光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展情況并分析了當(dāng)前國際金融危機(jī)對光伏產(chǎn)業(yè)的影響。其次,分析了當(dāng)前國際市場上主要的光伏逆變器產(chǎn)品的特點(diǎn),概括了光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中光伏陣列的配置。隨后,本文以單相全橋拓?fù)錇槟P头治隽朔歉綦x型并網(wǎng)系統(tǒng)在采用不同的PWM調(diào)制策略下的共模電流,指出了抑制共模電流需滿足的條件。對于全橋和半橋拓?fù)洌治隽瞬煌臑V波方式對共模電流抑制的影響。總結(jié)了能夠抑制共模電流的實(shí)用電路拓?fù)洳⑻岢隽艘环N能夠抑制共模電流的新拓?fù)洹Σ煌負(fù)涞膿p耗情況在文章中進(jìn)行了比較。 對于非隔離型并網(wǎng)系統(tǒng)中的逆變器易向電網(wǎng)注入直流分量的問題,首先分析了直流分量產(chǎn)生的原因及其導(dǎo)致變壓器產(chǎn)生的直流偏磁飽和現(xiàn)象。在此基礎(chǔ)上,總結(jié)了抑制直流分量的方法,指出了半橋拓?fù)淠軌蛞种浦绷鞣至俊τ诓⒕W(wǎng)電流的控制,工程上通常采用比例積分控制器,而比例積分控制器在理論上無法實(shí)現(xiàn)無靜差控制,因此,本文對能夠?qū)崿F(xiàn)無靜差控制的比例諧振控制器進(jìn)行了簡要分析。最后,在非隔離型1.5kW實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上對共模電流和直流分量的抑制方法進(jìn)行了驗(yàn)證。
標(biāo)簽: 單相 光伏并網(wǎng) 非隔離型
上傳時(shí)間: 2013-07-30
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交錯(cuò)并聯(lián)反激變換器具有電路結(jié)構(gòu)簡單,控制方便等優(yōu)點(diǎn),并且可以實(shí)現(xiàn)電氣隔離。但是其升壓比不高,變換器中主開關(guān)管電壓應(yīng)力較大,且工作中開關(guān)管處于硬開關(guān)狀態(tài),限制了變換器的效率。 針對交錯(cuò)并聯(lián)反激變換器所存在的問題,本文提出了一種新穎的基于耦合電感第三繞組實(shí)現(xiàn)的原邊并聯(lián)、副邊并聯(lián)隔離型軟開關(guān)Boost變換器。該變換器繼承了交錯(cuò)并聯(lián)反激變換器的優(yōu)點(diǎn),兩個(gè)并聯(lián)單元互補(bǔ)工作,分擔(dān)功率損耗,輸出電壓的脈動(dòng)頻率為主開關(guān)管的兩倍。不同的是,該變換器具有較高的升壓比,變換器中主開關(guān)管的電壓應(yīng)力較小,克服了交錯(cuò)并聯(lián)反激變換器的問題。在軟開關(guān)方面,變換器使用有源箝位軟開關(guān)電路,使主開關(guān)管與箝位開關(guān)管都實(shí)現(xiàn)了零電壓軟開關(guān)動(dòng)作,提高了變換器的效率與使用壽命。因此,它與交錯(cuò)并聯(lián)反激變換器相比,更適合于低電壓輸入、高電壓輸出的應(yīng)用變換場合。 在該變換器的基礎(chǔ)上,針對變換器中輸出二極管電壓電流振蕩較大,本文還提出了經(jīng)過改進(jìn)的引入輸出箝位電容的變換器。輸出箝位電容抑制了二極管兩端電壓的振蕩,減小了二極管的電壓應(yīng)力,提高了變換器的效率。 最后,本文通過仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了基于耦合電感第三繞組實(shí)現(xiàn)的原邊并聯(lián)、副邊并聯(lián)隔離型軟開關(guān)Boost變換器及其改進(jìn)型變換器方案的可行性與合理性。
上傳時(shí)間: 2013-05-20
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由于高頻PWM整流器可以提供正弦化低諧波的輸入電流,可控功率因數(shù),及雙向能量流動(dòng),因此得到越來越廣泛的應(yīng)用。網(wǎng)側(cè)單電感濾波會(huì)帶來一些問題,首先要想得到較好的濾波效果,必須增大電感值,這樣系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能會(huì)變差,而且成本增加。另外,整流器的功率比較大時(shí),交流側(cè)的濾波的損耗也會(huì)增大。為了解決上述問題,本文研究了基于LCL濾波的高頻PWM整流器。在交流側(cè)應(yīng)用LCL 濾波器可以減少電流中的高次諧波含量,并在同樣的諧波要求下,相對純電感型濾波器可以降低電感值的大小,提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。 文章首先對高頻PWM整流器的工作原理做了詳細(xì)的介紹,并對基于L和LCL兩種不同的濾波器,分別在ABC靜止坐標(biāo)系,αβ靜止坐標(biāo)系和dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中建立了數(shù)學(xué)模型。文章中將L濾波的電壓型三相PWM整流器的控制方法應(yīng)用于LCL濾波情況。基于dq軸模型,提出了雙閉環(huán)的控制策略,電流內(nèi)環(huán)采用前饋解耦控制。為了提高電流的跟隨性能,按照典型Ⅰ型系統(tǒng)設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器。為了提高電壓環(huán)的抗干擾性,按照典型Ⅱ型系統(tǒng)設(shè)計(jì)電壓調(diào)節(jié)器。 文章還詳細(xì)討論了LCL濾波器帶來的諧振問題,以及參數(shù)設(shè)計(jì)方法,列出了實(shí)際系統(tǒng)LCL濾波器參數(shù)的設(shè)計(jì)步驟。文章在MATLAB/SIMULINK環(huán)境下建立了PWM整流器仿真模型對系統(tǒng)進(jìn)行了仿真,按照文章提出的理論設(shè)計(jì)的仿真系統(tǒng)具有良好的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能。 文章最后基于TMS320LF2407A設(shè)計(jì)了整流器裝置的控制系統(tǒng)硬件和軟件,并得到了初步實(shí)驗(yàn)結(jié)果,能滿足控制要求,從而驗(yàn)證了控制方案的正確性。
上傳時(shí)間: 2013-07-01
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