近幾十年來,由于大功率電力電子裝置的廣泛應(yīng)用,使公用電網(wǎng)受到諧波電流和諧波電壓的污染日益嚴(yán)重,功率因數(shù)低,電能利用率低。為了抑制電網(wǎng)的諧波,提高功率因數(shù),人們通常采用無功補(bǔ)償、有源、無源濾波器等對電網(wǎng)環(huán)境進(jìn)行改善。近年來,功率因數(shù)校正技術(shù)作為抑制諧波電流,提高功率因數(shù)的行之有效的方法,備受人們的關(guān)注。 本文在參閱國內(nèi)外大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,綜述了近年來國內(nèi)外功率因數(shù)校正的發(fā)展?fàn)顩r,簡要分析了無源功率因數(shù)與有源功率因數(shù)的優(yōu)、缺點(diǎn),并詳細(xì)分析了有源功率因數(shù)校正的基本原理和控制方法。在通過對主電路拓?fù)渑c控制方法的優(yōu)、缺點(diǎn)比較后,選擇BOOST變換器作為主電路拓?fù)?采用基于平均電流控制的UC3854控制器,設(shè)計了容量為300W的兩級有源功率因數(shù)校正電路的前一級電路,計算了主電路與控制電路的元件參數(shù)。根據(jù)此參數(shù),基于MATLAB環(huán)境下對功率因數(shù)校正前、后的電路進(jìn)行了仿真,通過仿真波形的分析。最后搭建實(shí)驗電路進(jìn)行實(shí)驗,采集實(shí)驗波形,對實(shí)驗結(jié)果進(jìn)行分析,進(jìn)-步驗證了本設(shè)計參數(shù)的正確性與準(zhǔn)確性。 本文功率因數(shù)校正電路的設(shè)計,使電路的功率因數(shù)得到了明顯的改善,達(dá)到了設(shè)計要求,同時電路的總諧波畸變因數(shù)控制在了一定的范圍,減少了對電網(wǎng)的污染。并且電路的輸出電壓穩(wěn)定,為后一級的電路設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。
標(biāo)簽: 3854 UC 有源功率因數(shù)
上傳時間: 2013-05-22
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永磁同步電機(jī)(PMSM)因其無需勵磁電流、運(yùn)行效率和功率密度高,在交流調(diào)速系統(tǒng)中被廣泛的應(yīng)用,但PMSM高性能的矢量控制需要精確的轉(zhuǎn)子位置和速度信號來實(shí)現(xiàn)磁場定向。在傳統(tǒng)控制中,一般采用機(jī)械式傳感器來檢測轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速,但是機(jī)械式傳感器存在諸如成本高、可靠性低、不易維護(hù)等問題,使得無速度/位置傳感器控制技術(shù)成為永磁同步電機(jī)控制中的熱點(diǎn)問題。雖然目前已有較多的研究成果,但是所采用的方法大多是基于電機(jī)基波方程的分析,一般不適用于低速甚至零速,并且對電機(jī)參數(shù)較為敏感,魯棒性差。本文正是為了解決這個問題,而采用高頻信號注入法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子位置估算,這種方法適合于低速甚至零速,對電機(jī)參數(shù)的變化不敏感,魯棒性強(qiáng)。主要做了如下的工作: 首先詳細(xì)介紹了永磁同步電機(jī)三種基本結(jié)構(gòu),在建立了旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上敘述了其矢量控制原理,分析了各種現(xiàn)有的永磁同步電機(jī)無速度/位置傳感器控制策略;其次在永磁同步電機(jī)矢量控制的基礎(chǔ)上詳細(xì)討論了旋轉(zhuǎn)高頻電壓信號注入法與脈振高頻電壓信號注入法提取轉(zhuǎn)子位置的基本原理,并在此基礎(chǔ)上利用MATLAB/SIMULINK仿真工具建立了整個永磁同步電機(jī)無速度/位置傳感器矢量控制系統(tǒng)的模型,進(jìn)行了仿真研究,仿真結(jié)果驗證了控制算法的正確性。最后利用TI公司推出的數(shù)字信號處理器DSP芯片TMS320F2812,實(shí)現(xiàn)了基于脈振高頻信號注入法的永磁同步電機(jī)無速度/位置傳感器的實(shí)驗運(yùn)行,實(shí)驗結(jié)果驗證了這種方法適合于低速運(yùn)行,對電機(jī)參數(shù)的變化不敏感,魯棒性強(qiáng)。
標(biāo)簽: 高頻信號 永磁同步電機(jī) 無傳感器
上傳時間: 2013-06-06
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本文主要以串聯(lián)諧振型感應(yīng)加熱電源為研究對象,通過分析其負(fù)載特性及調(diào)功控制方式,選擇不控整流加逆變移相調(diào)功控制方式,其中重點(diǎn)分析感性移相式PWM感應(yīng)加熱電源調(diào)功控制方式,及其在由自關(guān)斷器件MOSFET組成的串聯(lián)諧振逆變器中的應(yīng)用,并深入分析了感性移相式PWM控制方式調(diào)功特性。同時針對感應(yīng)加熱電源這個具有復(fù)雜的參數(shù)時變性,結(jié)構(gòu)非線性的工業(yè)控制對象,在MATLAB/Simulink環(huán)境下建立了感性移相PWM感應(yīng)加熱電源的系統(tǒng)閉環(huán)控制模型,進(jìn)行了移相式感應(yīng)加熱電源系統(tǒng)仿真研究。 在理論分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計了200W/100kHz感性移相式感應(yīng)加熱電源的主電路及控制電路。通過對移相諧振全橋軟開關(guān)控制器UC3879的學(xué)習(xí)和了解,設(shè)計并搭建一種區(qū)別以往的移相式感應(yīng)加熱電源的鎖相移相調(diào)功的控制平臺,即鎖相環(huán)電路和基于UC3879設(shè)計的移相調(diào)功電路相配合的方案。并設(shè)計了它激重復(fù)掃頻轉(zhuǎn)自激的啟動方法,大大提高了電源的啟動成功率。同時搭建了200W/100kHz移相式感應(yīng)加熱電源實(shí)驗平臺,完成了系統(tǒng)閉環(huán)控制,實(shí)驗結(jié)果驗證了本文理論分析的正確性及控制方案的可行性。
標(biāo)簽: 3879 UC 高頻感應(yīng)
上傳時間: 2013-07-15
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無功功率是影響電壓穩(wěn)定的一個重要因素,它關(guān)系到整個電力系統(tǒng)能否安全穩(wěn)定的運(yùn)行。由于工業(yè)企業(yè)存在大量低功率因數(shù)、沖擊性負(fù)載,導(dǎo)致大量無功的產(chǎn)生;同時,隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)大功率的電力電子設(shè)備得到廣泛運(yùn)用,然而,由于電力電子設(shè)備的非線性特性,運(yùn)行時又會產(chǎn)生大量諧波,因此,如何將無功補(bǔ)償與諧波抑制同時進(jìn)行考慮,是未來無功補(bǔ)償技術(shù)領(lǐng)域的重要研究課題之一。 本文介紹了功率理論的發(fā)展,以及常用的無功補(bǔ)償方式的原理和特點(diǎn),同時重點(diǎn)介紹了瞬時無功功率理論以及以此為基礎(chǔ)的TSC無功補(bǔ)償控制器。在硬件方面,本文設(shè)計了基于LF2407ADSP芯片的TSC控制器、控制器外圍電路及主電路三大模塊。在軟件方面,本文包括數(shù)據(jù)采集軟件、控制投切算法、觸發(fā)控制軟件三部分。其中著重介紹了無沖擊電流投入電容的設(shè)計思路,得出了一個好的電路。 軟件仿真和樣機(jī)實(shí)測結(jié)果表明,這種TSC裝置在提供動態(tài)無功功率補(bǔ)償和減小沖擊涌流方面具有優(yōu)良的性能。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著家用空調(diào)的普及應(yīng)用,空調(diào)已日漸成為耗能大戶。我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)多年來高速發(fā)展,正面臨能源日益緊張的問題,由于空調(diào)節(jié)能尚有空間,因此人們普遍關(guān)注空調(diào)節(jié)能技術(shù)。在家用空調(diào)的各種節(jié)能技術(shù)中,直流壓縮機(jī)變頻驅(qū)動是發(fā)展的主流方向。從驅(qū)動方式上看,直流壓縮機(jī)可以采用方波控制或矢量控制。與方波控制相比,矢量控制的空調(diào)直流壓縮機(jī)具有噪聲低、振動小、效率高等特點(diǎn),更加符合節(jié)能和環(huán)保的發(fā)展方向。 本文主要研究了適用于空調(diào)壓縮機(jī)負(fù)載的無轉(zhuǎn)子位置傳感器永磁同步電機(jī)矢量控制方法。首先從電機(jī)的基本方程入手,詳細(xì)推導(dǎo)了永磁同步電機(jī)矢量控制的數(shù)學(xué)模型。詳細(xì)分析了各種電流控制策略特點(diǎn),提出了采用適合直流壓縮機(jī)驅(qū)動的MTPA控制方式。 其次提出了具有凸極效應(yīng)的壓縮機(jī)永磁同步電機(jī)的一種簡化模型,得到了適用于IPMSM的滑模觀測器,解決了IPMSM在αβ坐標(biāo)系中應(yīng)用滑模觀測器困難的問題。針對壓縮機(jī)運(yùn)行特點(diǎn),采用全維狀態(tài)觀測器方法,實(shí)現(xiàn)IPMSM反電動勢的觀測,根據(jù)反電動勢計算出電機(jī)轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速,實(shí)現(xiàn)了無傳感器矢量控制。本文詳細(xì)分析了全維狀態(tài)觀測器的極點(diǎn)配置方法,通過將四個極點(diǎn)配置在相同位置,簡輕了計算量,也便于實(shí)現(xiàn)。 第三,由于反電動勢估算法在電機(jī)低轉(zhuǎn)速下不能正確估算轉(zhuǎn)子位置,無法正常閉環(huán)起動,本文提出了一種簡單的用于直流壓縮機(jī)的起動方法,實(shí)現(xiàn)了壓縮機(jī)的可靠起動。同時在深入分析電機(jī)等效模型的基礎(chǔ)上,給出了一種簡單的電機(jī)參數(shù)測量方法,通過簡單測量和計算,得到系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無傳感器永磁同步電機(jī)矢量控制所需的電感、電阻及反電動勢系數(shù)等關(guān)鍵參數(shù)。 最后通過MATLAB/Simulimk7.1仿真軟件對基于滑模觀測器和基于全維觀測器的永磁同步電機(jī)矢量控制方法進(jìn)行了仿真驗證,設(shè)計了以TMS320F2403數(shù)字信號處理器為控制核心的直流壓縮機(jī)矢量控制實(shí)驗平臺,并進(jìn)行了大量的實(shí)驗驗證。仿真及實(shí)驗結(jié)果證明了本文理論分析和所提方法的正確性,并已應(yīng)用于實(shí)際的直流壓縮機(jī)矢量控制系統(tǒng)。
標(biāo)簽: 空調(diào)壓縮機(jī) 無傳感器 方法研究
上傳時間: 2013-06-13
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溫室是設(shè)施農(nóng)業(yè)的重要組成部分,國內(nèi)外溫室種植業(yè)的實(shí)踐經(jīng)驗表明,提高溫室的自動控制和管理水平可充分發(fā)揮溫室農(nóng)業(yè)的高效性。隨著傳感技術(shù),計算機(jī)技術(shù)及通訊技術(shù)的迅猛發(fā)展,現(xiàn)代化溫室信息自動采集及智能控制系統(tǒng)的開發(fā)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(shè)計了基于PIC單片機(jī)的溫室自動控制系統(tǒng),使其對溫室環(huán)境進(jìn)行控制,為植物創(chuàng)造適宜的生長條件,從而使農(nóng)作物獲得高產(chǎn),提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。 文中論述了國內(nèi)外溫室環(huán)境控制技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀,分析了溫室的內(nèi)部機(jī)理,給出了所采用的溫室小氣候溫濕度模型;通過對溫室環(huán)境歷史數(shù)據(jù)的分析,得出了溫室溫度控制系統(tǒng)的近似數(shù)學(xué)模型。 系統(tǒng)采用模糊控制算法實(shí)現(xiàn)對溫濕度的控制。詳細(xì)研究了模糊控制的機(jī)理,建立了針對幾種執(zhí)行機(jī)構(gòu)的模糊控制規(guī)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(guī)則工程意義明確,易于調(diào)整。并以溫度控制系統(tǒng)為對象,使用MATLAB對模糊算法進(jìn)行仿真;仿真結(jié)果表明,這種算法具有超調(diào)量小、穩(wěn)定性強(qiáng)、適應(yīng)性好等特點(diǎn),能夠達(dá)到預(yù)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(tǒng)的硬件部分由上位機(jī)和下位機(jī)及其外圍電路組成。上位機(jī)采用PC機(jī),通過與下位機(jī)間的通信實(shí)現(xiàn)對溫室的統(tǒng)一管理;下位機(jī)及其外圍電路實(shí)現(xiàn)溫室環(huán)境參數(shù)的檢測、顯示和實(shí)時控制,微處理器采用的是PIC16F877A單片機(jī)。這種以單片機(jī)為核心的控制器還可以在不依賴上位機(jī)的情況下獨(dú)立實(shí)現(xiàn)參數(shù)的測控。 在軟件設(shè)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(shí)現(xiàn)上下位機(jī)間通信;并采用VB6.0對上位機(jī)界面進(jìn)行了設(shè)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(tǒng)軟硬件搭配合理,設(shè)計、開發(fā)、維護(hù)方便,具有較高的性價比。
上傳時間: 2013-07-21
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隨著通訊技術(shù)和電力系統(tǒng)的發(fā)展,對通訊用電源和電力操作電源的性能、重量、體積、效率和可靠性都提出了更高的要求。而應(yīng)用于中大功率場合的全橋變換器與軟開關(guān)的結(jié)合解決了這一問題。因此,對其進(jìn)行研究設(shè)計具有十分重要的意義。 首先,論文闡述PWM DC/DC變換器的軟開關(guān)技術(shù),且根據(jù)移相控制PWM全橋變換器的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),選定適合于本論文的零電壓開關(guān)軟開關(guān)技術(shù)的電路拓?fù)洌ζ浠竟ぷ髟磉M(jìn)行闡述,同時給出ZVS軟開關(guān)的實(shí)現(xiàn)策略。 其次,對選定的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行電路設(shè)計,給出主電路中各參量的設(shè)計及參數(shù)的計算方法,包括輸入、輸出整流橋及逆變橋的器件的選型,輸入整流濾波電路的參數(shù)設(shè)計、高頻變壓器及諧振電感的參數(shù)設(shè)計以及輸出整流濾波電路的參數(shù)設(shè)計。 然后,論述移相控制電路的形成,對移相控制芯片進(jìn)行選擇,同時對移相控制芯片UC3875進(jìn)行詳細(xì)的分析和設(shè)計。對主功率管MOSFET的驅(qū)動電路進(jìn)行分析和設(shè)計。 最后,基于理論計算,對系統(tǒng)主電路進(jìn)行仿真,研究其各部分設(shè)計的參數(shù)是否合乎實(shí)際電路。搭建移相控制ZV SDC/DC全橋變換器的實(shí)驗平臺,在系統(tǒng)實(shí)驗平臺上做了大量的實(shí)驗。 實(shí)驗結(jié)果表明,論文所設(shè)計的DC/DC變換器能很好的實(shí)現(xiàn)軟開關(guān),提高效率,使輸出電壓得到穩(wěn)定控制,最后通過調(diào)整移相控制電路,可實(shí)現(xiàn)直流輸出的寬范圍調(diào)整,具有很好的工程實(shí)用價值。
上傳時間: 2013-08-04
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pid控制原理及編程方法,詳細(xì)的參數(shù)說明和例程
上傳時間: 2013-04-24
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各類交流電源在產(chǎn)品開發(fā)過程中都需要進(jìn)行長時間的帶載測試,以檢驗其電氣性能。傳統(tǒng)使用電阻、電感和電容這類無源元件作為負(fù)載的測試方法存在參數(shù)調(diào)節(jié)不方便、發(fā)熱量大、耗能等諸多缺點(diǎn)。為克服傳統(tǒng)測試方法的不足,本文研究了一種帶能量回饋功能的交流電子負(fù)載裝置,采用交直交變換結(jié)構(gòu),由具有公共直流母線的兩級電壓型PWM整流器組成。通過控制前級PWM整流器的輸入功率因數(shù),在其輸入端模擬不同阻抗特性的負(fù)載;后級PWM整流器工作在并網(wǎng)逆變狀態(tài),將被測試電源發(fā)出的電能回饋至電網(wǎng)進(jìn)行循環(huán)利用。 交流電子負(fù)載屬于一種測試設(shè)備,需要實(shí)現(xiàn)用戶交互、通訊、監(jiān)控等功能,因此采用了以DSP芯片為核心的數(shù)字控制方案。本文首先探討了數(shù)字控制技術(shù)對變換器性能的影響,重點(diǎn)討論了當(dāng)數(shù)字脈寬調(diào)制器精度不足時會引起輸出產(chǎn)生極限環(huán)振蕩的問題。分析了極限環(huán)振蕩產(chǎn)生的原因,并以BUCK、BOOST和BUCK-BOOST三種基本變換器的數(shù)字控制器設(shè)計為例,推導(dǎo)出了為避免極限環(huán)振蕩,數(shù)字脈寬調(diào)制器應(yīng)滿足的最小精度要求。在MATLAB中建立了數(shù)字控制器的仿真模型,設(shè)計了一臺數(shù)字控制BUCK變換器實(shí)驗樣機(jī),仿真和實(shí)驗結(jié)果驗證了理論分析的正確性。 根據(jù)處理電能方式的不同,交流電子負(fù)載可分為能量消耗型和能量回饋型兩大類。本文首先針對交流電源產(chǎn)品的功能性測試應(yīng)用場合,提出了一種新的能量消耗型交流電子負(fù)載結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的控制方法。然后重點(diǎn)介紹了能量回饋型交流電子負(fù)載的工作原理及其控制策略。分析了功率電路中主要元件參數(shù)的選取方法。其中,對工作在任意功率因數(shù)情況下的單相PWM整流器中交流濾波電感的取值作了重點(diǎn)討論。在Saber軟件中建立了系統(tǒng)的仿真模型,設(shè)計了一臺以TMS320F2812 DSP芯片為控制核心的能量回饋型交流電子負(fù)載原理樣機(jī),仿真和實(shí)驗結(jié)果驗證了系統(tǒng)方案的可行性和正確性。最后針對交流電子負(fù)載的并網(wǎng)能量回饋功能,初步分析了一種基于正反饋思想的并網(wǎng)系統(tǒng)孤島檢測方法,并進(jìn)行了仿真驗證。
上傳時間: 2013-07-29
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移動機(jī)器人是機(jī)器人研究領(lǐng)域中重要的一個分支,智能移動機(jī)器人集人工智能、智能控制、信息處理、圖象處理、檢測與轉(zhuǎn)換等專業(yè)技術(shù)為一體,跨計算’機(jī)、自動控制、機(jī)械、電子等多學(xué)科,成為當(dāng)前智能機(jī)器人研究的重點(diǎn)之一。路徑規(guī)劃是移動機(jī)器人研究的一個基本而又極其重要的課題。靈活有效的路徑規(guī)劃算法能夠幫助機(jī)器人適應(yīng)各種復(fù)雜的環(huán)境,大大提高機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域,尤其是使移動機(jī)器人具備自動識別環(huán)境的能力,能在未知環(huán)境下完成一定的工作。 本文的主要任務(wù)是以LEGO Technic組件為本體,重新設(shè)計一個控制器,并據(jù)此研究移動機(jī)器人的避障和路徑規(guī)劃策略。為滿足移動機(jī)器人避障的實(shí)時性、準(zhǔn)確性要求,需要有一個功能完善的硬件平臺,實(shí)現(xiàn)信息采集、處理以及避障的策略。本文設(shè)計了一套移動機(jī)器人控制器,該控制器以DSP TMS320F2407A為核心,輔之以相應(yīng)的外圍電路、傳感器、人機(jī)交互、串行通信和電源等模塊。車體動力學(xué)實(shí)驗及避障實(shí)驗結(jié)果驗證了本文所設(shè)計的控制器的性能。 在對移動機(jī)器人的避障策略的研究過程中,采用了基于虛擬力場法的位置閉環(huán)控制方法,這種方法簡化了傳統(tǒng)避障方法的數(shù)學(xué)運(yùn)算過程,提高了機(jī)器人對障礙物的反應(yīng)速度。最后,設(shè)計了一套實(shí)驗系統(tǒng),進(jìn)行相應(yīng)的避障方法實(shí)驗。結(jié)果表明,所設(shè)計的控制器能夠完成基本的實(shí)時避障功能。
標(biāo)簽: DSP 移動機(jī)器人 控制系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間: 2013-06-30
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