針對現(xiàn)代中低壓電網(wǎng)電能質量的監(jiān)測及諧波治理的需要，論文綜合運用嵌入式技術、現(xiàn)代信號處理技術、虛擬儀器技術設計了一種新型低功耗、集成化的電網(wǎng)參數(shù)監(jiān)測儀。此系統(tǒng)實現(xiàn)了對三相電網(wǎng)相/線電壓、電流、有功功率、無功功率、視在功率、電網(wǎng)頻率、功率因數(shù)以及三相電壓、電流的31次以內諧波的實時監(jiān)測。 論文分析了基于微處理器的電力系統(tǒng)基本參數(shù)的測量原理；對被測信號的交流參量通過抽樣方法獲得，由多點的抽樣數(shù)據(jù)統(tǒng)計得到的結果可以減小隨機誤差的影響；基于DFT和FFT的諧波測量原理，將FFT應用于諧波分析獲得信號的頻域參數(shù)；針對諧波測量中的混疊誤差設計了二階抗混疊濾波器；分析了非同步采樣和對非時限信號的截斷造成的頻譜泄露和柵欄效應及其對諧波測量精度的影響。討論了常用的幾種窗函數(shù)對頻譜泄漏的抑制作用，在此基礎上選擇加海明窗對采樣信號進行處理；針對DDS具有高精度頻率合成的特點，將其應用到電網(wǎng)信號的采樣上，提高了采樣的同步性，使得測量精度滿足了系統(tǒng)的要求。上述方法需要大量快速的迭代運算，系統(tǒng)微處理器選用了32位ARM芯片LPC2132，提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力和實時性。系統(tǒng)供電電源采用了開關電源、減小了體積，提高了效率；完成了下位機數(shù)據(jù)采集部分、二階抗混疊濾波器、測頻電路及通信模塊電路的設計；最后介紹了軟件設計部分，主要包含了數(shù)據(jù)采集的實現(xiàn)過程，F(xiàn)FT程序的設計，給出了各部分程序的流程圖；系統(tǒng)上位機軟件設計了電網(wǎng)數(shù)據(jù)處理程序，該軟件以LabWindows/CVI6.0為開發(fā)平臺，利用CVI豐富的庫函數(shù)，完成對數(shù)據(jù)的處理、顯示和記錄等工作，并采用雙線程運行模式，在數(shù)據(jù)采集和處理的同時完成了顯示、命令的發(fā)送和運行曲線等功能。 按上述方案設計的樣機經(jīng)過三次電路制作與軟件調試，主要技術參數(shù)達到了設計要求，通過了實驗室測試，目前正在電力系統(tǒng)諧波治理系統(tǒng)中進行工業(yè)實驗。
標簽： ARM 電網(wǎng)參數(shù) 儀的研制 監(jiān)測
上傳時間： 2013-04-24
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減搖鰭是船舶與海洋工程中的一種重要系統(tǒng)，目前已在多種船舶中廣泛應用。減搖鰭對于提高船舶耐波性，增加船舶使用壽命，改善設備與人員的工作條件，提高艦艇的戰(zhàn)斗力具有重要作用。減小船舶橫搖是目前船舶運動控制領域的重要課題之一。本文以船舶減搖鰭系統(tǒng)作為研究對象，重點講述了基于ARM處理器的減搖鰭控制器的設計與實現(xiàn)方案。 減搖鰭系統(tǒng)目前大多采用基于力矩對抗原理的PID控制器?？刂破鞯男阅軐Υ白匀粰M搖周期和無因次橫搖衰減系數(shù)有著很大的依賴關系。由于船舶橫搖運動的復雜性、非線性、時變性和海況的不確定性，經(jīng)典PID控制難以獲得滿意的控制效果。采用先進的控制策略是解決這一問題的有效方法。本論文將模糊控制與PID控制相結合，實現(xiàn)了無須精確的對象模型，只須將操作人員和專家長期實踐積累的經(jīng)驗知識用控制規(guī)則模型化，然后用模糊推理在線辨識對象特征參數(shù)，便可對PID參數(shù)實現(xiàn)自整定。另外，浪級調節(jié)器做為減搖鰭控制器的一個重要組成部分，本論文也對其設計進行了研究，提出了一種基于海浪譜估計的浪級調節(jié)器的設計方法，彌補了傳統(tǒng)浪級調節(jié)器不能充分利用海浪信息的不足。 目前大多數(shù)的減搖鰭控制器使用單片機作為主處理器或者以工控機為基礎開發(fā)而來的，前者集成度不高，穩(wěn)定性也不好，而后者成本較高。因此，本課題設計了一款新型的基于ARM處理器的減搖鰭控制器，解決了上述問題。該系統(tǒng)主要由硬件平臺和軟件平臺兩部分組成。硬件平臺主要包括基于飛利浦公司的LPC2214的控制器核心電路和輔助實現(xiàn)控制的驅動電路；軟件平臺主要是基于ARM的軟件，包括啟動代碼和應用程序。 研究結果表明：開發(fā)的嵌入式減搖鰭控制系統(tǒng)不僅具有集成度高、性價比高、性能優(yōu)越、抗干擾能力強、穩(wěn)定性好、實時性高等優(yōu)點。同時更能夠適應減搖鰭控制系統(tǒng)智能化的發(fā)展趨勢，所以該減搖鰭控制器具有很好的使用價值及意義。
上傳時間： 2013-07-10
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汽車行駛記錄儀，俗稱汽車黑匣子，是對車輛行駛速度、時間、里程以及有關車輛行駛的其他狀態(tài)信息進行記錄、存儲并可通過接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)輸出的數(shù)字式電子記錄裝置。汽車行駛記錄儀的使用，對遏止疲勞駕駛、車輛超速等交通違章、約束駕駛人員的不良駕駛行為、保障車輛行駛安全以及道路交通事故的分析鑒定具有重要的作用。本文在參考了國內外多種不同結構，不同領域的汽車行駛記錄儀的設計與研究的基礎上，將現(xiàn)今領先的GPRS通信技術與人機對話技術應用在傳統(tǒng)的汽車行駛記錄儀上，以達到能夠有效地記錄數(shù)據(jù)并與用戶實時互動等多項功能。 本記錄儀的設計是基于Samsung公司出產(chǎn)的ARM9 s3c2410的處理器，相應的操作系統(tǒng)是廣泛采用的Linux操作系統(tǒng)。本文在介紹并分析了國內外汽車行駛記錄儀的相關背景和現(xiàn)狀之后，提出了本課題需要完成的目標。接下來，論文闡述了記錄儀的整體系統(tǒng)結構，同時詳細介紹了系統(tǒng)各個模塊的硬件設計及其結構。接下來，在介紹了各個模塊結構的基礎上，詳細分析了通信模塊的設計，并將現(xiàn)今領先的GPRS技術應用于記錄儀的通信環(huán)節(jié)。在介紹了硬件模塊的各個方面之后，論文進入了軟件設計部分的闡述。在軟件部分中，本文先介紹了本系統(tǒng)的軟件流程。并在此流程的基礎上詳細說明了系統(tǒng)采用的Linux操作系統(tǒng)的配置，剪裁，移植等方面，同時也介紹了本系統(tǒng)所采用的Bootloader-vivi。在軟件設計的部分，論文還詳細研究了基于Linux操作系統(tǒng)的界面設計應用軟件平臺MiniGUI，并重點闡述了MiniGUI在PC上位機環(huán)境下的配置和編譯工作，以及在交叉編譯環(huán)境下的編譯工作等復雜的環(huán)節(jié)。最后，是通過串口線將系統(tǒng)與連接板相互交叉進行同步編譯，同步測試，并展示出最后的完成結果。 本論文在結束處對本課題已完成的部分進行了比較深入的總結，并將出現(xiàn)的問題進行了分析和小結。同時還對系統(tǒng)性能提出了進一步改善的可行性建議。關鍵詞:汽車行駛記錄儀，s3c2410，Linux，MiniGUI
上傳時間： 2013-04-24
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ARM微處理器和嵌入式Linux操作系統(tǒng)為核心的嵌入式技術，已在很多領域得到了越來越廣泛的應用。由于網(wǎng)絡在未來計算中將發(fā)揮非常重要的作用，因此連通性、網(wǎng)絡化正逐漸成為嵌入式設備的發(fā)展方向，嵌入式設備的網(wǎng)絡化已經(jīng)成為網(wǎng)絡發(fā)展的必然趨勢。美國貝爾實驗室預測未來數(shù)年內所能想到的任何有用信息都是由嵌入式設備通過網(wǎng)絡供給信息的需求者。 本文設計和實現(xiàn)了基于ARM處理器的嵌入式系統(tǒng)硬件和軟件解決方案，將Linux移植到LH79520，并且實現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡通信功能。 本文采用NXP公司的LH79520微控制器作為處理器，采用高度集成的以太網(wǎng)芯片DM9000A作為網(wǎng)絡接口，并且擴展了LCD、UART接口。使用APEX作為系統(tǒng)的Bootloader，選擇Linux操作系統(tǒng)進行裁剪和移植，編寫了網(wǎng)絡芯片驅動程序，使得2.6.22版本內核在硬件上穩(wěn)定運行；同時實現(xiàn)了嵌入式平臺和Linux系統(tǒng)之間的網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳輸。對影響TCP網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸速率的因素進行了研究，通過對比和測試優(yōu)化了ARM嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡傳輸性能。最后，在ARM平臺和Linux主機端分別實現(xiàn)了采用IPMSG協(xié)議的網(wǎng)絡傳輸應用程序。 通過測試表明，本文所設計的嵌入式系統(tǒng)在可用性及操作方便性方面都達到了預期的目標，使得ARM Linux移植更有效率而且降低成本，具有實際的應用價值。
上傳時間： 2013-07-14
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本論文圍繞大容量汽輪發(fā)電機的進相運行展開了研究工作。全文共分七章。第一章首先闡述了發(fā)電機進相運行的重要性和迫切性，對國內外相關方面的研究概況作了較為系統(tǒng)全面的綜述，并對本論文的研究內容作了簡單介紹。第二章給出了低頻三維渦流電磁場的復邊值問題，并介紹了復矢量場的一些理論基礎。然后分別利用伴隨算子和伴隨場函數(shù)(廣義相互作用原理)、最小作用原理和拉格朗日乘子法(廣義變分原理)，建立了低頻三維渦流電磁場中非自伴算子問題的變分描述。上述三種方法所得的結果與Galerkin法的結果完全一致。第三章介紹了圓柱坐標系下基于拱形體單元的三維穩(wěn)態(tài)溫度場有限元計算模型，并將變分法的結果與Galerkin法的結果進行了對比。第四章建立了汽輪發(fā)電機端部三維行波渦流電磁場的數(shù)學模型，在渦流控制方程中引入了罰函數(shù)項以使庫倫規(guī)范自動滿足，并應用廣義相互作用原理導出了對應的泛函變分及其有限元計算格式。然后對多臺大容量汽輪發(fā)電機端部的渦流電磁場進行了實例計算，并分析了罰函數(shù)項對數(shù)值解穩(wěn)定性的影響以及影響端部電磁場的各種因素。第五章建立了大型汽輪發(fā)電機端部三維溫度場的有限元計算模型，并應用傳熱學理論研究了散熱系數(shù)、等效熱傳導系數(shù)等問題。然后求解了QFSS-300-2型汽輪發(fā)電機端部大壓圈上的三維溫度場分布，并與兩臺機組多種工況下的實測數(shù)據(jù)進行了對比。第六章介紹了二維穩(wěn)態(tài)溫度場的邊值問題及其等價變分，導出了其有限元計算格式。然后求解了QFQS-200-2型汽輪發(fā)電機端部壓圈上的溫度分布，并與實測數(shù)據(jù)進行了對比。第七章首先定性研究了汽輪發(fā)電機從遲相運行到進相運行過程中不同區(qū)域上磁場強度的變化規(guī)律。然后介紹了發(fā)電機變參數(shù)數(shù)學模型，結合實測數(shù)據(jù)以及最小二乘回歸分析計算了發(fā)電機穩(wěn)態(tài)運行時的相關電氣參數(shù)，并分析了發(fā)電機各物理量之間的相互關系。隨后分析了不同工況下發(fā)電機端部結構件上的渦流損耗及溫升的變化趨勢。最后，利用發(fā)電機變參數(shù)模型給出了發(fā)電機的飽和功角特性、靜穩(wěn)極限以及運行極限圖。
上傳時間： 2013-07-10
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隨著計算機技術的飛速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)在人們的生產(chǎn)生活中發(fā)揮著越來越重要的作用。近年來，基于ARM處理器和μC/OS-II操作系統(tǒng)的嵌入式技術已經(jīng)成為當前嵌入式領域的研究熱點之一。 論文主要研究基于ARM7處理器和μC/OS-II操作系統(tǒng)的嵌入式測控平臺架構，為測控系統(tǒng)開發(fā)提供一個方便功能擴展的軟硬件環(huán)境。在此基礎上，以加速度計為對象，利用嵌入式系統(tǒng)的豐富資源，完成對其內部溫度及加速度信號的采集實例。硬件設計分為核心系統(tǒng)設計和數(shù)據(jù)采集控制子系統(tǒng)設計兩部分。核心系統(tǒng)主要包括控制核心S3C44BOX模塊、存儲器模塊、調試接口模塊、液晶顯示模塊以及數(shù)控鍵盤模塊等。完成了母板的設計與驗證，并預留多種接口，增強了可擴展性。采集控制子系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)采集及控制機構，主要由A/D轉換芯片完成和串行通信模塊，用來接收傳感器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，經(jīng)ARM處理器分析處理后，通過串行通訊方式與下位機通信。由于有多個下位系統(tǒng)，平臺設計擴展了8路帶高速緩沖的異步串行通信模塊。最后，對各硬件模塊進行總體調試，并對調試結果進行了分析。 調試結果表明，該硬件平臺不僅響應速度快、成本低、可靠性好，而且具有良好的可移植性和可裁剪性，便于根據(jù)實際需求進行功能擴展和裁剪，達到了預期的設計目標。
上傳時間： 2013-07-26
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近年來，隨著世界上汽車保有量的快速增長，不可避免的帶來了交通擁擠、交通事故、廢氣的排放等問題。這些問題促使人們開始致力于研究智能交通系統(tǒng)（ITS），以此來保障交通安全，提高交通運輸效率，方便出行。 車載導航系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)ITS最后發(fā)布的環(huán)節(jié)，它集先進的全球衛(wèi)星定位技術、地理信息技術、數(shù)據(jù)庫技術、多媒體技術、現(xiàn)代通信技術與嵌入式計算機系統(tǒng)于一體，實現(xiàn)車輛定位、車輛導航、實時信息發(fā)布等功能，為駕駛者提供便捷的服務，幫助駕駛者準確、安全、快速地到達目的地。隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展以及對智能化交通的需求加深，研究適合中國國情的車載導航系統(tǒng)，有著極其重要的意義。 本論文針對車載導航系統(tǒng)要求成本低、體積小、功耗低、性能可靠等問題，設計了基于S3C2440A芯片的嵌入式Linux車載導航系統(tǒng)，建立了相應的硬件平臺和軟件平臺，實現(xiàn)車載導航系統(tǒng)的定位查詢、最優(yōu)路徑查詢等功能。論文的主要工作如下： （1）深入研究智能交通動態(tài)信息平臺的構架、作用，根據(jù)平臺需要車載導航系統(tǒng)實現(xiàn)的功能，以及系統(tǒng)所要滿足的價格低、體積小、功耗低、性能可靠等指標，提出了嵌入式車載導航系統(tǒng)的整體設計構架。選擇使用三星公司32位嵌入式微處理器S3C2440A來搭建系統(tǒng)硬件平臺，使用Linux操作系統(tǒng)來進行車載導航系統(tǒng)應用程序的開發(fā)。 （2）圍繞S3C2440A芯片的性能結構，構建了系統(tǒng)硬件平臺的整體框架。根據(jù)系統(tǒng)所需要的性能，對框架中的存儲模塊、GPS模塊、GPRS模塊以及外圍接口等進行了選型設計。 （3）建立Linux操作系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境，完成BootLoader移植，實現(xiàn)了在S3C2440A芯片上的移植，最后研究了車載導航系統(tǒng)的程序設計與開發(fā)。 （4）論文的創(chuàng)新點之一在于設計的車載導航系統(tǒng)是動態(tài)交通信息平臺中的發(fā)布環(huán)節(jié)，通過GPRS通信，它能夠提供實時動態(tài)交通信息，并能進行最優(yōu)路徑查詢，最大限度地實現(xiàn)了交通信息資源的共享。 （5）另外的創(chuàng)新點在于充分考慮成本和性能的基礎上，選用了S3C2440A芯片來構建系統(tǒng)硬件平臺。它預留了多媒體接口、相機接口、音頻接口、網(wǎng)絡接口等可以豐富車載導航系統(tǒng)的功能。 本文所研發(fā)的嵌入式車載導航系統(tǒng)經(jīng)實驗室調試，結果表明基本實現(xiàn)了設計要求。
上傳時間： 2013-04-24
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在永磁直流電機中，即使電樞繞組不通電，由于永磁體產(chǎn)生的磁場同電樞鐵芯的齒槽相互作用而產(chǎn)生轉矩，即齒槽定位力矩(CoggingTorque)。定位力矩使電機輸出轉矩波動，產(chǎn)生振動及噪聲。文中闡述了產(chǎn)生定位力矩的原理，綜述了包括德昌電機公司的技術在內的抑制定位力矩的方法和研究現(xiàn)狀。抑制定位力矩的方法，主要就是減小電樞旋轉過程中氣隙中磁場能量的變化。 文中以少槽永磁直流電機為例，通過有限元分析，以及DOE實驗驗證，對轉子沖片增加輔助凹槽、充磁方式和轉子沖片不同類型對定位力矩的影響進行了研究，深入分析了沖片輔助凹槽對抑制少槽永磁直流電機定位力矩的作用，結果表明，同一沖片上在對稱位置上排布輔助凹槽能取得很好的效果，而以沖片中心線對稱地加兩個輔助凹槽時，輔助凹槽角度不同作用不同。對不同沖片，適合的輔助凹槽角度也是不同的。文中找出了一個較成熟的抑制少槽永磁直流電機定位力矩的系統(tǒng)方法，給出了生產(chǎn)中實用的抑制方法，同時通過實驗給出了這些方法對電機性能的影響。 DOE方法能從不同因素中找出對定位力矩起主要作用的變異因素，并且尋找到各變異因素之間的影響作用，給出抑制定位力矩各變量的最佳組合，相比現(xiàn)時生產(chǎn)中的方法，該組合可將定位力矩降低70％。
上傳時間： 2013-07-10
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儀器儀表產(chǎn)品的總體發(fā)展趨勢是傳統(tǒng)的儀器儀表將仍然朝著高性能、高精度、高靈敏、高穩(wěn)定、高可靠、高環(huán)保和長壽命的“六高一長”的方向發(fā)展；新型的儀器儀表與元器件將朝著微型化、集成化、電子化、數(shù)字化、多功能化、智能化、網(wǎng)絡化、計算機化的方向發(fā)展；其中占主導地位、起核心或關鍵的作用是微型化、智能化和網(wǎng)絡化。而我國儀器儀表在工業(yè)自動化儀表方面重點發(fā)展基本上是基于現(xiàn)場總線技術的主控系統(tǒng)裝置及智能化儀表和專用自動化儀表；閘門測控儀表一般的功能都是控制閘門開度、荷重，以及超限報警等基本功能。處理器核心也一般都是8/16位的單片機，8/16位單片機功能簡單難以滿足嵌入式設備的網(wǎng)絡、圖像傳輸?shù)纫?，而且對人際交互功能的支持也相對較弱。 本文正是針對現(xiàn)有閘門測控儀存在的功能單一、網(wǎng)絡功能差、接口標準不統(tǒng)一、不具備監(jiān)控功能等問題，開發(fā)設計高性能新型智能儀表。以設計出一種智能型閘門測控儀表為研究出發(fā)點，在分析國內主流儀表廠家的儀表操作方式和儀表功能的基礎上，合理地進行軟硬件設計，為在同一硬件平臺下實現(xiàn)多種儀表的功能進行創(chuàng)新性和探索性研究。提出基于ARM的嵌入式閘門智能測控儀表的設計，構建基于ARM系統(tǒng)的硬件平臺和基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)的軟件平臺。應用嵌入式系統(tǒng)技術設計開發(fā)全新的智能閘門測控儀主要功能包括：閘門開度和荷重自動檢測、實時性控制；過閘流量實時自動監(jiān)測；閘門運行狀態(tài)診斷與故障報警；實時工況圖像處理；工業(yè)以太網(wǎng)現(xiàn)場總線接口與網(wǎng)絡傳輸?shù)取?/p>
上傳時間： 2013-04-24
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近些年來，隨著以計算機技術、通信技術為主的信息技術的快速發(fā)展和Internet的廣泛應用，嵌入式系統(tǒng)也受到了越來越多的重視，日益廣泛的應用與工業(yè)控制、移動通訊、家用電器以及消費電子設備中。 而數(shù)據(jù)采樣在現(xiàn)代工業(yè)中發(fā)揮著非常重要的作用，工業(yè)設備的監(jiān)測和控制都離不開數(shù)據(jù)的采集。但傳統(tǒng)的基于單片機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采樣模塊因為無法或很難完成操作系統(tǒng)的嵌入、文件的管理、各種接口的連接、與Internet的互聯(lián)、大容量存儲器的擴展等功能，所以在許多領域的應用受到限制。針對這些問題，設計開發(fā)了基于Linux操作系統(tǒng)的嵌入式數(shù)據(jù)采集模塊。 本文在綜合分析了現(xiàn)有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)存在問題的基礎上，新設計的嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用板卡式結構提高了系統(tǒng)的可擴展性和靈活性；采用嵌入式Linux內核作為系統(tǒng)的運行、調度的核心，提高了系統(tǒng)的軟件可移植性和穩(wěn)定性；采用基于ARM9核的32位嵌入式微處理器，作為控制、處理和通信的核心，提高了整個硬件系統(tǒng)的處理能力、控制靈活性以及抗干擾能力，并降低了功耗。系統(tǒng)有強大的網(wǎng)絡通信能力，為接入Internet提供了可能。 基于ARM的嵌入式數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)結構清晰、通用性好、可擴展性強，可為各種嵌入式應用提供一套完整的硬、軟件解決方案，在工業(yè)測量與控制領域具有較為廣闊的應用前景。
上傳時間： 2013-04-24
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