永磁無刷直流電動機是一種集電機和電子一體化的高新技術產品,它以其體積小、重量輕、慣量小、控制簡單和動態性能好等優良特性,被廣泛應用于工業、交通、消費電子、航空航天、軍事等領域,對永磁無刷直流電動機的研究具有十分重要的意義。 通常的永磁無刷直流電動機由永磁同步電動機、逆變器以及安裝在轉子軸上的位置傳感器構成。逆變器的驅動信號與轉子位置信號同步從而保證在任意的速度下定子繞組電流與轉子磁場同步。 本文系統研究了永磁無刷直流電動機本體及驅動控制系統,取得了有價值的研究成果。 1)本文查閱了大量的文獻資料,全面總結和分析了永磁無刷直流電動機的研究現狀,闡述了永磁無刷直流電動機的運行和控制機理。 2)在分析永磁無刷直流電動機的性能與運行原理的基礎上,設計了以PIC16F877A單片機為核心的永磁無刷直流電動機調速系統,并進行了實驗研究。 3)利用Matlab/Simulink對永磁無刷直流電動機系統建立動態仿真模型,結合實驗所得參數進行仿真,結果證明所建仿真模型的正確性和有效性。 4)在Matlab下對永磁無刷直流電動機可能會出現的各種故障進行了仿真研究,表明了永磁無刷直流電動機具有良好的容錯性能。 5)基于磁路法設計了一套永磁無刷直流電動機的電磁設計程序,給出了計算實例。 6)給出了計及齒槽影響的永磁無刷直流電動機電感參數的解析計算,與有限元法計算結果對比,表明此方法的正確性和精確性;在星形連接的兩兩導通方式下,分析計算得到計及繞組電感的永磁無刷直流電動機的平均電流穩態電路模型,結果表明計及電感參數的電樞電流較小,轉速相應降低;推導出了在三角形連接的兩兩導通方式下,計及繞組電感的相電流解析式。
上傳時間: 2013-04-24
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勵磁調節系統是同步發電機的重要組成部分,對同步發電機乃至電力系統的安全穩定運行有著重要影響。隨著電力系統規模的不斷增大,系統結構和運行方式日趨復雜,對同步發電機勵磁控制系統運行的可靠性、穩定性、經濟性和靈活性提出了更高的要求。本文根據勵磁調節器的國內外發展趨勢,研究開發了以TMS320F2812芯片為控制核心的同步發電機DSP勵磁調節器。 本文首先介紹了數字勵磁的發展歷程、特點及應用范圍,然后介紹了同步發電機勵磁控制系統的國內外發展狀況及趨勢,提出了基于數字信號處理器 TMS320F2812 控制的絕緣柵雙極晶體管(IGBT)微機勵磁系統的結構和設計方案。 在詳細解釋功率器件 IGBT 和控制器件TMS320F2812芯片基礎上,提出了勵磁系統的主要硬件設計及軟件實現方法;完成了IGBT勵磁裝置主回路和 IGBT 保護及驅動單元的設計;進行調節器硬件設計,給出了硬件原理圖和軟件流程圖;利用TMS320F2812芯片強大的數據處理能力和豐富的片內外設和高速的實時處理能力,用單片系統結構實現了交流采樣、變速積分 PID控制算法、PWM功率調節和系統保護等功能。TMS320F2812芯片的引入,大大簡化了勵磁控制器的硬件結構,提高了勵磁系統的抗干擾能力和可靠性。 最后,為驗證所設計的勵磁調節器的有效性和控制效果,采用 MATLAB 中 SIMULINK 仿真平臺,設計了勵磁控制系統各環節的仿真模型。仿真結果表明,采用 TMS320F2812的同步發電機IGBT勵磁系統具有響應快速、調節靈敏、控制性能優良等特點。
上傳時間: 2013-07-29
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三次B樣條曲線源代碼,C語言編寫的三次B樣條曲線源代碼,希望大家喜歡。
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上傳時間: 2013-07-13
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低壓電器電弧運動過程三維成像理論及運動機理研究在國內外取得了一定的進展,但作為一種新型電弧研究方法,特別是對電弧運動可視化方面的研究尚處于起步階段,其技術涉及到電器學、數值計算、圖像處理、計算機科學等眾多學科領域,加之電弧復雜的非線性特性及其瞬時特性,導致測量研究的困難,在電弧機理、性能分析和模型設計等方面都還不夠成熟、完善。所以,在電弧模型理論研究、電器電磁機構的三維有限元分析、電器的計算機輔助設計、電弧動態特性研究等方面,存在大量的工作要做。對這些問題的深入研究,可以更好地認識電器觸頭在整個運動過程中極其復雜的電、熱、磁、機械等一系列現象。 為了從不同角度觀察分析電弧在滅弧室中的動態運動過程,本文在研究開關電器電弧圖像增強及運動過程三維可視化的基礎上,分析電弧形成機理、電弧特性和運動形態的基本理論,進一步考慮其模型特性和電弧等離子體磁壓縮效應,建立其運動數學模型。電弧圖像需要的處理主要有:圖像數字化、圖像平滑、圖像分割、圖像邊緣檢測、圖像增強。本文提出一種基于小波變換的圖像增強和直方圖的圖像增強算法,在保留電弧弧柱強特征的同時,突出顯示電器動觸頭圖像特征使增強后的電弧圖像適合人類的視覺特征,為電弧動態過程分析和電弧可視化模型的構建提供有效的分析基礎,并取得良好的電弧圖像增強效果。本文構造了基于比色測溫原理的電弧輻射拾取、圖像采集、同步控制、數據處理等硬件裝置,對試驗采集裝置進行了標定;將醫學上成功應用的計算機層析成像理論,應用于對電弧進行三維溫度場重建的研究,構造可單面陣CCD采集三組六路投影輻射強度的實驗裝置,通過對觸頭邊緣檢測的手段精確定位于不同光路中電弧的位置,對輻射拾取光路進行校準,編制了系統軟件,實現電弧三維溫度場的重建。研究數學模擬計算方法,提出了適合低壓電器電弧數學模型計算的方法。用計算機求解獲得以前依靠實驗才能獲得的開斷波形及運動過程,將理論分析、試驗研究和計算機仿真有機結合起來,使產品設計更加科學和準確,可以大大減少設計周期,減少試驗的盲目性和費用,有利于提高電器產品的技術性能,對于新產品開發,優化滅弧室設計及模擬實驗,具有十分重要的意義。
上傳時間: 2013-04-24
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心音信號是人體最重要的生理信號之一,包含心臟各個部分如心房、心室、大血管、心血管及各個瓣膜功能狀態的大量生理病理信息。心音信號分析與識別是了解心臟和血管狀態的一種不可缺少的手段。本文針對目前該研究領域中存在的分析方法問題和分類識別技術難點展開了深入的研究,內容涉及心音構成的分析、心音信號特征向量的提取、正常心音信號(NM)和房顫(AF)、主動脈回流(AR)、主動脈狹窄(AS)、二尖瓣回流(MR)4種心臟雜音信號的分類識別。本文的工作內容包括以下5個方面: a)心音信號采集與預處理。本文采用自行研制的帶有錄音機功能的聽診器實現對心音信號的采集。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。根據實驗分析,選擇Donoho閾值函數結合多級閾值的方法作為心音信號預處理方案。 b)心音信號時頻分析方法。文中采用5種時頻分析方法分別對心音信號進行了時頻譜特性分析,結果表明:不同的時頻分析方法與待分析心音信號的特性有密切關系,即需要在小的交叉項干擾與高的時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錐形核時頻(ATF)分析方法,通過實驗驗證該分布能較好地反映心音信號的時頻結構,其性能優于一般錐形核分布(CKD)以及Choi-Williams分布(CWD)、譜圖(SPEC)等固定核時頻分析方法,從而選擇自應錐形核時頻分析方法進行心音信號分析。 c)心音信號特征向量提取。根據對3M Littmann() Stethoscopes[31]數據庫中標準心音信號的時頻分析結果,提取8組特征數據,通過Fihser降維處理方法提取出了實現分類可視化,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。根據心音信號特征向量組成的散點圖,研究了支持向量機核函數、多分類支持向量機的選取方法,同時,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則的核函數參數與松弛變量的優化方法,建立了心音信號分類的支持向量機模型,選取標準數據庫中NM、AF、AR、AS、MR每類心音信號的80組2維特征向量中每類60組數據作為支持向量機的學習樣本,對余下的每類20組數據進行測試,得到每類的分類精度(Ar)均為100%,同時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個心動周期進行分類實測,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%,驗證了該方法的分類有效性。 e)心音信號分析與識別的軟件系統。本文以MATLAB語言的可視化功能實現了心音信號分析與識別的軟件運行平臺構建,可完成對心音信號的讀取、預處理,繪制時-頻、能量特性的三維圖及兩維等高線圖;同時,利用MATLAB與EXCEL的動態鏈接,實現對心音信號分析數據的存儲以及統計功能;最后,通過對心音信號2維特征向量的分析,實現心音信號的自動識別功能。 本文的研究特色主要體現在心音信號特征向量提取的方法以及多分類支持向量機模型的建立兩方面。 綜上所述,本文從理論與實踐兩方面對心音信號進行了深入的研究,主要是采用自適應錐形核時頻分析方法提取心音信號特征向量,根據心音信號特征向量組成的散點圖,建立心音信號分類的支持向量機模型,并對正常心音信號和4種心臟雜音信號進行了分類研究,取得了較為滿意的分類結果,但由于用于分類的心臟雜音信號種類及數據量尚不足,因此,今后的工作重點是采集更多種類的心臟雜音信號,進一步提高心音信號分類精度,使本文研究成果能最終應用于臨床心臟量化聽診。 關鍵詞:心音信號,小波降噪,非平穩信號,心臟雜音,信號處理,時頻分析,自適應,支持向量機
上傳時間: 2013-04-24
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風能作為一種清潔可再生能源,迅速發展,已經成為世界新能源最主要的發展方向之一。風力發電系統按照容量可以分為小型風力發電系統和大型風力發電系統,按照是否并網又分為離網系統和并網系統,文章著重研究小型并網風力發電系統。 本文在分析國內外風力發電系統的現狀以及風電產業現狀的基礎上,研究了風力發電系統的總體結構、風力機的主要機型以及發電系統的分類。通過研究風力機和永磁同步發電機各自的特性,基于它們的數學模型分別建立了各自的仿真模型?;谏鲜龇抡婺P?,分別建立了整個電壓源型逆變器并網風力發電系統和電流源型逆變器并網風力發電系統的仿真模型。 在風力發電并網系統中,并網逆變器是核心部分,可以分為電流源型逆變器和電壓源型逆變器。本文研究了三相電壓源型逆變器實現并網所采用的控制方法,包括空間矢量調制法和鎖相環技術。針對電流源型并網逆變器風力發電系統,研究了PWM電流源型整流器的空間矢量調制和PWM電流源型逆變器的三種脈寬調制策略。 文中電壓源型逆變器并網風力發電系統的仿真模型,采用BOOST變換器穩定逆變器輸入直流電壓,采用SPWM方法控制電壓源型逆變器實現風機的并網;在電流源型逆變器并網風力發電系統仿真模型中,用空間矢量調制方法控制PWM電流源型整流器和用SPWM控制電流源型逆變器的方法實現了系統的并網。本文對采用的控制方法進行了仿真驗證,比較了兩種并網系統的并網優缺點,最后對兩種并網逆變器的區別進行了總結。
上傳時間: 2013-06-29
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本文分析了永磁同步直線電動機的運行機理與運行特性,并通過坐標變換,分別得出了電機在a—b—c,α—β、d—q坐標系下的數學模型。針對永磁同步直線電機模型的非線性與耦合特性,采用了次級磁場定向的矢量控制,并使id=0,不但解決了上述問題,還實現了最大推力電流比控制。為了獲得平穩的推力,采用了SVPWM控制,并對它算法實現進行了研究。 針對速度環采用傳統PID控制難以滿足高性能矢量控制系統,通過對傳統PID控制和模糊控制理論的研究,將兩者相結合,設計出能夠在線自整定的模糊PID控制器。將該控制器代替傳統的PID控制器應用于速度環,以提高系統的動靜態性能。 在以上分析的基礎上,設計了永磁同步直線電機矢量控制系統的軟、硬件。其中電流檢測采用了新穎的電流傳感器芯片IR2175,以解決溫漂問題;速度檢測采用了增量式光柵尺,設計了與DSP的接口電路,通過M/T法實現對電機的測速。最后在Matlab/Simlink下建立了電機及其矢量控制系統的仿真模型,并對分別采用傳統PID速度控制器和模糊PID速度控制器的系統進行仿真,結果表明采用模糊PID控制具有更好的動態響應性能,能有效的抑制暫態和穩態下的推力脈動,對于負載擾動具有較強的魯棒性。
上傳時間: 2013-07-04
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異步電動機的軟起動研究,是一項重要的研究課題。本文以分級變頻理論為基礎,利用數學分析的方法對分級變頻的子頻率系統進行了深入的研究,總結了各級子頻率系統的電壓相序情況以及最優的觸發角度。并且對傳統異步電動機軟起動器的主電路結構進行了改進,提出了從較低頻率開始分五級起動的分級變頻調壓軟起動形式,而且各級子頻率的起動都能實現最優的正序電壓組合,保證了起動轉矩的最大化。通過對分級變頻調壓軟起動形式的建模和仿真試驗,證明了此方法可以在降低起動電流的同時實現異步電機的高轉矩起動,驗證了此方法的有效性和可行性。基于以上研究的成果,本文介紹了以TMS320LF2407ADSP芯片為核心的軟起動軟硬件設計方法。最后對本課題的進一步研究提出了展望。
上傳時間: 2013-04-24
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圖像的采集和傳輸是實時監控、遠程控制、智能小區等諸多領域的關鍵技術?;趥鹘y:PC的圖像采集已成為現實。隨著信息技術的迅速發展,嵌入式系統的研究開發成為了后PC時代的一個熱點,它被廣泛應用于工業現場、信息家電等各行各業。同時,圖像的遠程采集傳輸也朝著專業化、多樣化和低成本的方向發展。利用嵌入式技術來實現圖像的遠程采集傳輸正順應了時代發展,有較大的實用價值。 本文主要研究了基于嵌入式的遠程圖像采集傳輸系統。嵌入式終端采用$3C2410為核心的目標板為硬件平臺,采用嵌入式Linux為系統平臺。系統通過連接在嵌入式終端的USB攝像頭完成靜態圖像數據采集,并進行圖像壓縮處理。在圖像傳輸方面,論文設計了兩種模式:一種是通過Intemet傳輸的、基于B/S模式的傳輸方式。在該模式下,遠端客戶機通過瀏覽器訪問架設在終端里的嵌入式服務器而獲得圖像信息。另一種是基于GPRS網絡實現遠程無線圖像傳輸。終端將采集到的圖像數據通過GPRS網絡發送到擁有固定Ip的監控服務器上來完成圖像遠程傳輸。 本文首先介紹了圖像采集傳輸和嵌入式方面的相關內容,并介紹了本論文所采用的開發平臺。為了順利開發接著構建了開發環境,這里包括U-boot的移植、Linux系統的內核編譯和移植、設備驅動模塊的加載以及交叉編譯環境的建立。在此基礎上,利用Vide04Linux的接口函數,用C語言實現了圖像原始數據的采集程序,并利用JPEG算法了實現圖像壓縮。在基于B/S模式的傳輸方式中,首先利用Boa架設了嵌入式服務器,然后用C語言完成CGI腳本,該腳本將圖像嵌入網頁并實時更新以實現網頁的動態輸出。在基于GPRS實現遠程無線圖像傳輸方式中,論文詳細分析了系統通訊數據流的特征,提出了采用辨識特征字符、數據打包等策略以實現GPRS的網絡連接和數據通訊,并且在此基礎上用C語言編程實現。同時,在PC(Linux)上用Socket編程實現了監控服務器軟件,該軟件用以接收圖像數據和控制嵌入式終端的系統狀態。最后,論文分析比較了兩種傳輸方式的區別和優缺點。試驗證明,采用兩種方式都能成功實現圖像的遠程采集傳輸,并且試驗效果較好。
上傳時間: 2013-05-17
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60年代初,國際上首次將B超診斷儀應用于臨床診斷,40多年來B超診斷儀的發展極為迅速。隨著數字信號處理及計算機技術的發展,目前國際上先進水平的超聲診斷設備幾乎每一個環節都包含著數字信號處理的內容,研制全數字化的超聲診斷設備已成為發展趨勢。 @@ 基于FPGA及嵌入式操作系統的全數字超聲診斷系統具有技術含量高、便攜的特點,可用數字硬件電路來實現數據量極其龐大的超聲信息的實時處理。 @@ 本文從超聲診斷原理入手,在對超聲診斷系統中的幾個關鍵技術進行分析的基礎上,重點研究開發超聲診斷系統中數字信號處理部分的兩個核心算法。以FPGA芯片為載體,在Quartus Ⅱ平臺中采用Verilog HDL語言進行編程并仿真驗證,分別實現了數字FIR濾波器及CORDIC坐標變換兩個模塊的功能。另外,采用Verilog HDL語言對應用于圖像顯示模塊的SPI接口進行了編程設計,編譯下載至FPGA中,最終實現了與ARM A8的OMPG3530板之間高速串行數據的傳輸。 @@ 采用在單片FPGA芯片內實現數字式超聲診斷部分核心算法并與高性能ARMA8處理器相配合的數字信號處理解決方案,具有高速度、高精度、高集成度、便攜的特點,為全數字化便攜超聲診斷設備的研制打下了基礎。 @@關鍵詞:超聲診斷系統;FPGA;數字FIR濾波器;CORDIC算法;SPI總線
上傳時間: 2013-07-07
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