低壓斷路器是電力系統中低壓配電網中的主要電器開關之一,它不僅可以接通和分斷正常負載電流和過載電流,而且可以接通和分斷短路電流。主要在頻繁操作的低壓配電線路或開關柜中作為電源開關使用,并對線路、電器設備等實行保護,當它們發生嚴重過流、過載、短路、斷相、漏電等故障時,能自動切斷線路,起保護作用,應用十分廣泛。智能控制器是斷路器上的保護裝置,也是斷路器的核心控制裝置。 20世紀90年代,隨著電力電子技術、微電子技術、計算機技術和通信技術的飛速發展,斷路器的保護裝置己由傳統的電磁式過流脫扣器發展成采用集成電路的電子式脫扣器,直至目前出現了帶高性能微處理器的智能控制器。新一代的智能控制器采用了模塊化結構設計,集測量、監視、控制、通信、保護等功能于一體,在低壓系統中得到了廣泛的應用。 在本課題中,該智能控制器在硬件上以美國Microchip公司推出的公司生產的PIC148F448為核心處理器,主要進行數據的實時采集處理和斷路器的故障保護,實時顯示線路運行時電流或故障信息等。利用帶有CAN接口的高性能的PIC18F448單片機設計了CAN總線接口,給出了CAN接口的硬件電路、軟件流程。該電路具有硬件設計簡單、可靠性高、實時性強等特點。實現了智能控制器與PC機的雙向通信功能,通過總線系統達到遙調、遙控的目的,使得智能控制器的性能得到增強,符合配電系統的要求,達到了本課題研究要求。
上傳時間: 2013-04-24
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電動摩托車具有零排放、低噪聲等優點,是真正的綠色環保輕型交通工具,它以方便j快捷等特點被越來越多的人們所接受,成為大中城市公共交通的理想補充。而無刷直流電動機以其控制簡單、可靠性高、輸出轉矩大等優點,被大量地用作電動摩托車驅動電機。本文主要研究基于AVR單片機的電動摩托車控制技術。 首先,分析了電動摩托車的發展趨勢,以及無刷直流電動機能在電動摩托車驅動領域得到廣泛應用的原因,并探討了電動摩托車無刷直流驅動電機的控制方法。 其次,在分析無刷直流電動機工作原理的基礎上,構造了無刷直流電動機的數學模型,確立了通過PWM調節改變電樞電壓的大小來調節轉速的控制策略。 第三,采用ATMEL公司的ATmega88單片機為控制核心,設計了包括電流檢測與保護、位置信號檢測、功率開關管驅動、電源轉換和電壓采樣與欠壓保護等一系列硬件電路,充分利用了ATmega88單片機成本低、功能豐富、運算能力強等優點,簡化了控制電路,提高了控制系統的可靠性,降低了控制成本。 第四,采用C語言編寫了控制程序,完善了控制功能,實現了軟、硬件控制方法的結合。使用ICC-AVR集成開發環境和SL-ISP在線編程,降低了開發成本;采用模塊化設計方法設計控制程序,提高了程序的可維護性。完成的功能模塊主要包括啟動與換相模塊、電動機轉速調節模塊、過電流與堵轉保護模塊、欠電壓保護模塊和定速巡航模塊等。 最后,對開發的控制系統進行了調試,并對實驗結果進行了分析。結果表明,控制系統運行可靠、實時性好,證明ATmega88單片機適合用作電動摩托車驅動電機的控制芯片。
上傳時間: 2013-05-20
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本文系統地論述了應用單片機開發步進電動機二維運動控制器的方法。該二維運動控制器的樣品已經研制出來,經過實際運行測試,達到了設計要求,既能實現兩軸獨立運動控制,又能靈活方便地進行聯動控制。由于控制軟件對步進電動機采用了適當的自動調速方案,使得電機在運動過程中沒有失步現象,運行平穩,定位精度高,重復定位性好。 本文所完成的主要工作有:(1)步進電動機驅動電路的研究。(2)系統控制方案設計。(3)硬件系統設計。單片機的選擇、串行通信等電路設計。(4)軟件系統設計。該控制器重點在于步進電動機的驅動電路硬件與控制軟件的設計,以及上下位機串口通信的實現。本設計的控制環節由AT89S52單片機和環形分配器PMM8713構成,單片機采用RS-485標準的串口通信與上位機進行通信,利用PMM8713產生步進電動機運行和正反轉的控制信號。驅動環節采用UC3842實現恒流驅動,給出特定的脈沖驅動信號,驅動功率管進行開通和關斷,使步進電動機按照規定的軌跡和速度運行。軟件部分由上位機軟件和下位機軟件共同組成。上位機軟件用Visual Basic編制,界面友好,下位機軟件用單片機匯編語言編制。上位機輸入的指令經編譯生成相應的目標代碼并通過計算機串口發送到下位機中。下位機的功能:一是接收來自上位機的數據和命令;二是根據上位機發送的命令執行相應的動作;三是向上位機發送有關提示信息。 該控制系統在設計方面具有如下特點: 1.采用內部時鐘方式產生步進電動機的驅動脈沖,而沒有采用高速脈沖發生器等外部方式,用軟件來實現,從而降低硬件成本。 2.硬件設計方面,盡可能地選擇了標準化、模塊化的電路,從而提高了設計的成功率和結構的靈活性。 3.盡可能選用了功能強、集成度高、通用性好、市場貨源充足的電路或芯片。 控制器硬件結構簡單,成本低廉,控制可靠,功能強大,使用方便,因而具有十分廣闊的應用前景。
上傳時間: 2013-05-16
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隨著變電站自動化、通信和微電子等技術的快速發展,在變電站自動化系統領域出現了大量基于微處理器/控制器的智能電子設備,變電站自動化的水平在不斷提高,系統集成成為趨勢。在這一發展過程中,互操作性差已經開始成為“瓶頸”問題,即不同廠商或同一廠商在不同時期的智能電子設備采用的網絡和通信協議可能不相同,使得智能電子設備之間需要協議轉換才能集成到一個變電站系統,從而增加了系統的成本和復雜性,影響了系統的實時性和可靠性。為了解決這個問題并適應將來快速更新的計算機和通信技術,國際電工委員會于2005年正式頒布了關于變電站自動化網絡通信的國際標準IEC61850。本文圍繞基于IEC61850的變電站網絡通信和符合該標準的智能電子設備網絡通信裝置的實現展開研究,分為IEC61850標準的體系分析和具體模型的構建、基于IEC61850的通信網絡的特征及規劃、變電站通信網絡數據流建模及網絡通信性能仿真、符合該標準的智能電子設備網絡通信裝置的設計幾部分。 IEC61850是一套完備的、面向未來的變電站通信網絡與系統標準,本文首先介紹了其制定背景、結構體系和主要內容,分析了信息模型的內涵、技術特征和建模方法,并針對變電站中最為重要的兩類模型--采樣值報文傳輸模型和通用變電站事件傳輸模型進行了具體的模型構建和通信映射。 實現IEC61850通信的物理承載是以太網,本文首先通過對以太網的技術特征進行分析,得出其通信特性,然后研究和分析了變電站通信網絡對環境、規模、安全性、可靠性和實時性等要求,其中對網絡傳輸延時的特性進行了深入研究。在上述分析的基礎上,對變電站通信網絡進行了規劃和構建,提出了使用適用的網絡拓撲、報文加入優先級標簽、采用基于多VLAN的節點分布規劃和網絡冗余等提高實時性和可靠性的改進措施。 區別于傳統的以太網通信,變電站通信網絡中存在多種數據流,是要進行特殊處理的。本文首先對基于IEC61850的變電站通信網絡的數據流進行分析并劃分類別,根據其特性建立了數學模型。然后歸納了網絡模擬的一些技術和方法,并通過基于NS-2的網絡模擬技術對變電站通信網絡的性能進行了動態模擬,得出了相關的網絡性能指標。模擬結果證明了使用交換式以太網、報文引入優先級標簽和采用基于多VLAN的節點分布規劃等提高實時性措施的正確性,有利于變電站的網絡規劃和建設以及智能電子設備通信裝置的設計。 從現代電力系統的信號源開始,首先分析了電子式互感器數字接口的要求并建立數學模型,然后采用模塊化的思想設計出相應的具體軟/硬件,實現了基于IEC61850的電子式互感器數字接口的通信裝置樣機。在此基礎上將此裝置經過擴展和修改用于其他的智能電子設備的網絡通信,使其具有廣泛使用性和兼容性。最后設計了試驗環境,通過測試驗證了該樣機的通信性能滿足要求并具有較高的可靠性。
上傳時間: 2013-07-08
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電動機在工農業生產中被廣泛應用,但是其高故障率對工農業生產造成巨大的經濟損失。因此,在分析傳統電動機保護裝置不盡完善的基礎上,研制功能完善、可靠性高的電動機保護裝置已經成為必要。 本文在查閱了大量文獻資料的基礎上,介紹了微機保護的發展歷史、技術特點和發展方向,結合實際科研課題,在理論聯系實際的基礎上,設計并實現了硬件以TMS320F206處理器為核心,軟件以傅氏算法為核心的新型電動機微機保護測控系統。 文中首先運用對稱分量法對電動機的三相短路、兩相短路、單相接地短路和斷相等常見對稱和不對稱故障進行了分析,在結合電動機微機保護原理的基礎上,提出了可靠性高、實用性強的電動機微機保護方案。然后根據微機保護系統的快速、準確的發展趨勢和DSP數字信號處理芯片的特點,設計并實現了一種DSPTMS320F206+單片機8051雙CPU結構的電動機微機保護測控裝置。DSP作為主CPU芯片主要完成數據采集、數據處理和保護等功能,8051作為從CPU主要完成鍵盤處理、液晶顯示處理和通訊等人機對話功能。此雙CPU結構具有并行工作、分工合作的優點,既保證了繼電保護的速動性、選擇性、靈敏性和可靠性,又實現了實時測量的高精度。文中對此裝置硬件系統的設計進行了詳細的分析,并結合對微機保護數據處理算法和電動機微機保護原理的研究,設計了保護裝置的軟件系統,二者都采用了模塊化的結構設計方法,可移植性強。 通過對設計成的保護裝置樣機進行調試和分析,初步驗證了系統硬件部分和軟件部分設計的正確性;通過靜態模擬實驗,初步驗證了保護裝置的可靠性。
上傳時間: 2013-05-29
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隨著電力系統自動化水平的提高以及新的變電站通信標準IEC61850的正式頒布,研究新型數字保護裝置已經變的刻不容緩。本論文圍繞設計和研制一套能符合IEC61850標準下變電站應用的新型數字保護裝置這一課題,主要研究以太網通信在數字保護中應用的可行性并參與設計基于雙網冗余的高速以太網通信網絡的網絡化數字保護平臺,在基于網絡化數字保護平臺上移植嵌入式操作系統Vxworks,討論基于VxWorks的微機保護任務的劃分并詳細介紹了實現饋線保護的功能和試驗測試結果。 論文開始概述了目前國內外數字繼電保護產品技術的發展現狀并簡單分析了變電站自動化通信網絡和系統標準IEC61850,對未來保護裝置發展趨勢進行了展望,明確了微機繼電保護裝置網絡化、平臺化、標準化的發展方向。本課題組研制的網絡化數字保護裝置則充分的考慮了IEC61850標準分層的意義和未來變電站自動化系統發展的必然趨勢,其研究對變電站改造和建設符合lEC61850標準的變電站自動化系統有重要意義。 論文首先分析數字式繼電保護裝置硬件平臺的發展過程,介紹了基于以太網通信技術的通用網絡化數字保護硬件平臺設計構想,并說明了全網絡化數字保護平臺的優點。全網絡化數字保護平臺采用模件化設計,整個裝置具體功能模件包括交流變換模件、數據采集模件、數據計算和邏輯處理模件、開入開出模件、以太網Hub模件、電源模件以及人機接口模件。 其次,概述以太網通信技術的發展和技術特點,并分析以太網通信技術應用于變電站自動化系統的可行性。根據提高以太網通信實時性的研究現狀,介紹雙網冗余高速以太網通信方案的實現,特別詳細闡述了基于以太網控制芯片LAN91Clll的以太網通信接口的設計,給出LAN91C111的初始化、以太網通信發送模塊以及以太網通信中斷接受模塊的流程。 再次,分析了在繼電保護產品軟件系統中應用前后臺系統和嵌入式實時操作系統的區別,闡明在繼電保護硬件平臺上應用嵌入式實時操作系統VxWorks的優勢。并重點闡述在嵌入式處理器AT91RM9200上移植VxWorks實時操作系統的過程。 論文分析了數字繼電保護軟件任務劃分的基本原則,合理劃分數字保護的任務和任務優先級,并通過調試工具WindView驗證任務調度的正確性。詳細的介紹網絡化數字保護平臺上實現饋線保護的具體功能和保護邏輯,最后通過試驗測試,證明裝置各項性能優越。 最后,對本論文所開展的工作作了總結,并對進一步研究的方向進行了展望。
上傳時間: 2013-04-24
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對于arm2410或2440初始化的bootloader詳細注解
上傳時間: 2013-04-24
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電壓空間矢量脈沖寬度調制技術是一種性能優越、易于數字化實現的脈沖寬度調制方案。在常規SVPWM算法中,判定等效電壓空間矢量所處扇區位置時需要進行坐標旋轉和反正切三角函數的運算,計算特定電壓空間矢量作用時間時需要進行正弦、余弦三角函數的運算以及過飽和情況下的歸一化處理過程,同時,在整個SVPWM算法中還包含了無理數的運算,這些復雜計算不可避免地會產生大量計算誤差,對高精度實時控制產生不可忽視的影響,而且這些復雜運算的計算量大,對系統的處理速度要求高,程序設計復雜,系統運行時間長,占用系統資源多。因此,從工程實際應用的角度出發,需要對常規SVPWM算法進行優化設計。 本文提出的優化SVPWM算法,只需進行普通的四則運算,計算非常簡單,克服了上述常規SVPWM算法中的缺點,同時,采用交叉分配零電壓空間矢量,并將零電壓空間矢量的切換點置于各扇區中點的方法,達到降低三相橋式逆變電路中開關器件開關損耗的目的。SVPWM算法要求高速的數據處理能力,傳統的MCU、DSP都難以滿足其要求,而具有高速數據處理能力的FPGA/CPLD則可以很好的實現SVPWM的控制功能,在實時性、靈活性等方面有著MCU、DSP無法比擬的優越性。本文利用MATLAB/Simulink軟件對優化的SVPWM系統原型進行建模和仿真,當仿真效果達到SVPWM系統控制要求后,在XilinxISE環境下采用硬件描述語言設計輸入方法與原理圖設計輸入方法相結合的混合設計輸入方法進行FPGA/CPLD的電路設計與輸入,建立相同功能的SVPWM系統模型,然后利用ISESimulator(VHDL/Verilog)仿真器進行功能仿真和性能分析,驗證了本文提出的SVPWM優化設計方案的可行性和有效性。
上傳時間: 2013-06-27
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近年來,隨著計算機技術、網絡技術與無線通信技術的高速發展和廣泛應用,無線傳感器網絡已成為國際上備受關注的前沿熱點之一。無線傳感器網絡在軍事應用、環境監測、醫療護理、空間探索等方面都顯示了廣闊的應用前景,被認為是21世紀最有發展前景的技術之一。 本文通過對無線傳感器網絡的發展現狀、發展趨勢以及水環境多參數監測特點的研究,提出了面向水環境多參數監測應用的無線傳感器網絡系統的解決方案,分析了系統設計的目標和功能,并指出了系統軟硬件平臺的設計要求與設計原則。依托2006年江蘇省科技攻關項目“總線化智能多參數高精度檢測與控制儀表”,設計了基于Silicon Laboratories的C8051F310處理器和CC2420射頻芯片的硬件開發平臺,詳細地描述了硬件平臺中各個功能模塊的細節,并在此平臺上實現和改進了SimpliciTI協議和IEEE802.15.4/Zigbee協議,最后對系統進行了測試。整個系統以無線傳感器網絡技術為核心,增強了系統的靈活性、可維護性和可擴展性,同時系統模塊化、開放式的結構使系統具有良好的可移植性。 將無線傳感器網絡技術應用于水環境多參數監測,涉及到傳感器技術、無線通信技術、計算機應用技術等多種技術。到目前為止,隨著科學技術的不斷進步,它還在不斷地完善,前景尤為廣闊。
上傳時間: 2013-06-01
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多電平逆變器中每個功率器件承受的電壓相對較低,因此可以用低耐壓功率器件實現高壓大容量逆變器,且采用多電平變換技術可以顯著提高逆變器輸出電壓的質量指標。因此,隨著功率器件的不斷發展,采用多電平變換技術將成為實現高壓大容量逆變器的重要途徑和方法。本文選取其中一種極具優勢的多電平拓撲結構一級聯多電平變頻器作為研究對象,完成了其拓撲結構、控制策略及測控系統的設計。 @@ 首先,對多電平變頻器的研究意義,國內外現狀進行了分析,比較了三種成熟拓撲結構的特點,得出了級聯型多電平變頻器的優點,從而將其作為研究對象。對比分析了四種調制策略,確定載波移相二重化的調制方法和恒壓頻比的控制策略,進行數學分析和理論仿真,得出了選擇的正確性及可行性。并指出了級聯單元個數與載波移相角的關系和調制比對輸出電壓的影響;完成了級聯變頻器數學模型的建立和死區效應的分析。 @@ 其次,完成了相關硬件的設計,包括DSP、CPLD、IPM的選型,系統電源的設計、檢測(轉速、電流、電壓、故障)電路的設計、通信電路的設計等。用Labwindows/CVI實現了上位機界面的編寫,實現了開關機、設定轉速、通信配置、電壓電流轉速檢測、電流軟件濾波、諧波分析。編寫了下位機DSP的串口通信、AD轉換、轉速檢測(QEP)以及部分控制程序。 @@ 最后,在實驗臺上完成硬件和軟件的調試,成功的實現了變頻器載波移相SPWM的多電平輸出,并驅動異步電機進行了空載變頻試驗,測控界面能準確的與下位機進行通信,快捷的給定各種控制命令,并能實時的顯示變頻器的輸出頻率、輸出電壓和輸出電流,為實驗調試增加了方便性,提高了工作效率。 @@關鍵詞:級聯多電平逆變器;載波移相;IPM;DSP;Labwindows/CVI;測控界面
上傳時間: 2013-04-24
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