本課題來源于企業(yè)委托開發(fā)項目:大功率兩電平矢量控制變頻器的開發(fā)。課題以感應電動機變頻調速系統(tǒng)的產品化開發(fā)為目標,對感應電動機參數離線辨識技術和控制器進行了研究和試驗。本人除了參加整體系統(tǒng)的設計和制作任務外,獨立完成了參數離線辨識工作。文章介紹了一種實用的參數離線辨識方法,在綜合各種控制策略基礎上給出了一套基于DSP的數字化解決方案,通過整機進行了軟硬件調試,實現了設計目標。為產品化打下一定的基礎。 論文第1章介紹了矢量控制以及坐標變換,分析了電動機參數對矢量控制的影響,通過Matlab仿真了電動機參數變化對變頻器輸出的影響。 第2章對辨識主要介紹了參數辨識的算法,對感應電機靜態(tài)數學模型進行了化簡,得到各個參數與電壓電流之間的關系方程。通過單相直流試驗和單相交流試驗辨識電動機參數。采用迭代算法計算出非線性方程的數值,還介紹了一種基于電壓電流瞬時值計算電動機功率因數的方法。 第3章對控制器進行了研究,對當前比較先進的自抗擾控制,自適應控制,基于非線性的逆控制等控制策略進行了綜述。最后對基于PI轉速調節(jié)器的間接矢量控制系統(tǒng)進行了仿真,并給出了仿真結果。 第4章介紹了實驗室自主開發(fā)的基于TI公司DSP TMS320F2812的通用交流調速試驗裝置。根據通用試驗裝置的設計要求設計了控制板電路,電源板電路,功率板電路等電路,進行了調試,并應用到試驗之中,性能達到要求。 第5章介紹了整個系統(tǒng)的功能軟件設計和功能試驗結果,給出了部分程序流程圖和裝置的基本功能試驗波形。 最后就課題的研究進行了整體總結,為將來的后續(xù)研究提出建議。
上傳時間: 2013-06-25
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本書主要闡述設計射頻與微波功率放大器所需的理論、方法、設計技巧,以及將分析計算與計算機輔助設計相結合的優(yōu)化設計方法。這些方法提高了設計效率,縮短了設計周期。本書內容覆蓋非線性電路設計方法、非線性主動設備建模、阻抗匹配、功率合成器、阻抗變換器、定向耦合器、高效率的功率放大器設計、寬帶功率放大器及通信系統(tǒng)中的功率放大器設計。 本書適合從事射頻與微波動功率放大器設計的工程師、研究人員及高校相關專業(yè)的師生閱讀。 作者簡介 Andrei Grebennikov是M/A—COM TYCO電子部門首席理論設計工程師,他曾經任教于澳大利亞Linz大學、新加坡微電子學院、莫斯科通信和信息技術大學。他目前正在講授研究班課程,在該班上,本書作為國際微波年會論文集。 目錄 第1章 雙口網絡參數 1.1 傳統(tǒng)的網絡參數 1.2 散射參數 1.3 雙口網絡參數間轉換 1.4 雙口網絡的互相連接 1.5 實際的雙口電路 1.5.1 單元件網絡 1.5.2 π形和T形網絡 1.6 具有公共端口的三口網絡 1.7 傳輸線 參考文獻 第2章 非線性電路設計方法 2.1 頻域分析 2.1.1 三角恒等式法 2.1.2 分段線性近似法 2.1.3 貝塞爾函數法 2.2 時域分析 2.3 NewtOn.Raphscm算法 2.4 準線性法 2.5 諧波平衡法 參考文獻 第3章 非線性有源器件模型 3.1 功率MOSFET管 3.1.1 小信號等效電路 3.1.2 等效電路元件的確定 3.1.3 非線性I—V模型 3.1.4 非線性C.V模型 3.1.5 電荷守恒 3.1.6 柵一源電阻 3.1.7 溫度依賴性 3.2 GaAs MESFET和HEMT管 3.2.1 小信號等效電路 3.2.2 等效電路元件的確定 3.2.3 CIJrtice平方非線性模型 3.2.4 Curtice.Ettenberg立方非線性模型 3.2.5 Materka—Kacprzak非線性模型 3.2.6 Raytheon(Statz等)非線性模型 3.2.7 rrriQuint非線性模型 3.2.8 Chalmers(Angek)v)非線性模型 3.2.9 IAF(Bemth)非線性模型 3.2.10 模型選擇 3.3 BJT和HBT汀管 3.3.1 小信號等效電路 3.3.2 等效電路中元件的確定 3.3.3 本征z形電路與T形電路拓撲之間的等效互換 3.3.4 非線性雙極器件模型 參考文獻 第4章 阻抗匹配 4.1 主要原理 4.2 Smith圓圖 4.3 集中參數的匹配 4.3.1 雙極UHF功率放大器 4.3.2 M0SFET VHF高功率放大器 4.4 使用傳輸線匹配 4.4.1 窄帶功率放大器設計 4.4.2 寬帶高功率放大器設計 4.5 傳輸線類型 4.5.1 同軸線 4.5.2 帶狀線 4.5.3 微帶線 4.5.4 槽線 4.5.5 共面波導 參考文獻 第5章 功率合成器、阻抗變換器和定向耦合器 5.1 基本特性 5.2 三口網絡 5.3 四口網絡 5.4 同軸電纜變換器和合成器 5.5 wilkinson功率分配器 5.6 微波混合橋 5.7 耦合線定向耦合器 參考文獻 第6章 功率放大器設計基礎 6.1 主要特性 6.2 增益和穩(wěn)定性 6.3 穩(wěn)定電路技術 6.3.1 BJT潛在不穩(wěn)定的頻域 6.3.2 MOSFET潛在不穩(wěn)定的頻域 6.3.3 一些穩(wěn)定電路的例子 6.4 線性度 6.5 基本的工作類別:A、AB、B和C類 6.6 直流偏置 6.7 推挽放大器 6.8 RF和微波功率放大器的實際外形 參考文獻 第7章 高效率功率放大器設計 7.1 B類過激勵 7.2 F類電路設計 7.3 逆F類 7.4 具有并聯(lián)電容的E類 7.5 具有并聯(lián)電路的E類 7.6 具有傳輸線的E類 7.7 寬帶E類電路設計 7.8 實際的高效率RF和微波功率放大器 參考文獻 第8章 寬帶功率放大器 8.1 Bode—Fan0準則 8.2 具有集中元件的匹配網絡 8.3 使用混合集中和分布元件的匹配網絡 8.4 具有傳輸線的匹配網絡 8.5 有耗匹配網絡 8.6 實際設計一瞥 參考文獻 第9章 通信系統(tǒng)中的功率放大器設計 9.1 Kahn包絡分離和恢復技術 9.2 包絡跟蹤 9.3 異相功率放大器 9.4 Doherty功率放大器方案 9.5 開關模式和雙途徑功率放大器 9.6 前饋線性化技術 9.7 預失真線性化技術 9.8 手持機應用的單片cMOS和HBT功率放大器 參考文獻
上傳時間: 2013-04-24
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由于永磁無刷直流電機既具備交流電機結構簡單、運行可靠、維護方便等一系列優(yōu)點,又兼有普通有刷直流電機調速特性好、運行效率高的優(yōu)點,因此它在當今國民經濟各個領域得到了越來越廣泛的應用。本文對基于DSP的無刷直流電機控制系統(tǒng)進行了設計和研究。 本論文首先回顧了無刷直流電機的產生、發(fā)展歷程,介紹了目前的熱點研究方向和最新研究成果。 第二章對無刷直流電機的組成環(huán)節(jié)、結構、工作原理、運行特性進行了分析,并且建立了無刷直流電機的數學模型,對其控制方法進行了討論。同時,DSP控制器由于其高速的處理能力和豐富的片上資源,已經廣泛的應用于電機控制領域。 第三章介紹了TI的高性能DSP芯片 TMS320LF2407A的結構和性能,提出了基于 TMS320LF2407A 的 BLDCM 的控制方案,并且對系統(tǒng)的相關環(huán)節(jié)進行了討論和分析。 第四、五兩章分別完成了硬件和軟件的設計。此系統(tǒng)是基于PWM技術和PID算法的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。硬件電路包括了控制電路、主電路、檢測電路、保護電路幾個部分;軟件采用模塊化的編程思想,編制了各程序模塊的控制流程圖,并論述了其實現方面的若干問題。 第六章給出了系統(tǒng)的仿真實驗結果及分析。 第七章對全文內容進行了總結,并對無刷直流電機控制系統(tǒng)提出了展望。
標簽: DSP 無刷直流電機 控制系統(tǒng)
上傳時間: 2013-04-24
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隨著永磁同步電機在許多領域得到廣泛應用,對永磁同步電機的研究成為一種必然的發(fā)展趨勢,具有實際的意義和價值。本文采用TI公司專用于電機控制的TMS320F240型數字信號處理器作為核心,開發(fā)了全數字化的永磁同步電機矢量控制調速系統(tǒng)的軟件,并在改進的清華電機控制試驗平臺上進行了帶機試驗,結果驗證了系統(tǒng)設計方案的可行性。 本文首先深入的研究了永磁同步電機的矢量控制理論,建立了永磁同步電機數學模型,并在此基礎上討論了永磁同步電機的矢量控制調速方案;然后,以清華電機控制試驗平臺為基礎介紹了控制系統(tǒng)硬件結構,其中主要論述了控制電路各部分及外圍輔助電路的設計和調試。在硬件的基礎上,軟件采用匯編語言編程,實現了轉速和電流雙閉環(huán)矢量控制,并給出了系統(tǒng)主程序和PWM下溢中斷處理程序流程圖,永磁同步電機矢量控制的主要控制策略如轉子相位的初始化、電流采樣、速度位置采樣、矢量坐標變換、sinθ、cosθ值生成、PI調節(jié)、空間電壓矢量(SVPWM)模塊等都是在PWM下溢中斷服務子程序中完成的。為達到數值的統(tǒng)一,對軟件中所采用的參數進行了定標。最后在基于硬件平臺的基礎上,對軟件進行帶機調試,試驗表明電機能快速響應并跟蹤給定轉速,從而證明整個系統(tǒng)設計的正確性。 另外,本文還在MATLAB/SIMULINK的基礎上,建立采用模糊神經網絡控制器的永磁同步電機的仿真模型,仿真結果表明:該控制系統(tǒng)具有較好的位置響應和抗干擾能力強。 在論文的最后,對全文的工作做了總結。
標簽: DSP 永磁同步電動機 矢量控制系統(tǒng)
上傳時間: 2013-07-27
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近年來隨著用電設備對供電電源的性能和可靠性要求越來越高,不間斷供電系統(tǒng)(UPS)得到了廣泛應用。UPS模塊化并聯(lián)可實現大容量供電和冗余供電,是提高UPS容量和可靠性的一條重要途徑,因而被公認為當今逆變技術發(fā)展的重要方向之一。 本文主要致力于無輸出隔離變壓器的逆變器并聯(lián)系統(tǒng)環(huán)流特性及其并聯(lián)控制實現的研究。首先探討了基于電壓電流雙閉環(huán)控制的逆變器控制設計方法,在確定雙閉環(huán)控制逆變器閉環(huán)傳遞函數并了解其等效輸出阻抗特性的基礎上,建立了基于等效輸出阻抗的并聯(lián)系統(tǒng)模型分析其環(huán)流特性,并提出了一種新的基于有功功率和無功功率的逆變器并聯(lián)控制方案,包括:基準電壓相位和幅值的調整,PI控制參數設計,有功和無功功率計算,逆變輸出電壓同步鎖相等。此外本文還特別討論了雙閉環(huán)控制逆變器輸出電壓直流分量產生原因,提出了逆變器輸出電壓直流分量檢測與高精度數字調節(jié)方法,研究了雙閉環(huán)控制逆變器并聯(lián)系統(tǒng)直流環(huán)流產生原因及其檢測與抑制方法。最后通過實驗和實驗波形驗證本文所介紹的逆變器并聯(lián)控制方案的可行性。
上傳時間: 2013-04-24
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西門子模擬器 仿真軟件 中文漢化版 s7-200
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(yōu)越、易于數字化實現的脈沖寬度調制方案。在常規(guī)SVPWM算法中,判定等效電壓空間矢量所處扇區(qū)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(tǒng)的處理速度要求高,程序設計復雜,系統(tǒng)運行時間長,占用系統(tǒng)資源多。因此,從工程實際應用的角度出發(fā),需要對常規(guī)SVPWM算法進行優(yōu)化設計。 本文提出的優(yōu)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(guī)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(qū)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(tǒng)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(yōu)越性。本文利用MATLAB/Simulink軟件對優(yōu)化的SVPWM系統(tǒng)原型進行建模和仿真,當仿真效果達到SVPWM系統(tǒng)控制要求后,在XilinxISE環(huán)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(tǒng)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(yōu)化設計方案的可行性和有效性。
上傳時間: 2013-07-30
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近年來,igbt功率器件在電機控制、開關電源和變流設備等領域的應用已經非常廣泛。igbt的驅動包括專門的驅動電路,以及過流保護電路等。本文設計參考了三菱、西門康等公司生產的igbt驅動模塊,加入了接口選擇模塊、功能選擇模塊、電源模塊、功率補充模塊等,實現了整個驅動電路的模塊化設計。單個模塊可以驅動一個橋臂的上下兩個igbt??梢酝ㄟ^方波控制或者spwm控制[1]等控制方式,驅動單相或者三相逆變器。
上傳時間: 2013-04-24
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十多年來,隨著信息技術、電子技術和通訊技術的發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)已經獲得了空前的應用和發(fā)展。隨著嵌入式應用系統(tǒng)功能復雜度的提高、對軟件產品的非功能約束的特別關注以及由于市場的激烈競爭導致嵌入式軟件推出周期的縮短,都使得嵌入式軟件開發(fā)人員面臨著嚴峻的危機和挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的結構化開發(fā)方法已經顯得力不從心,于是嵌入式軟件開發(fā)人員在軟件開發(fā)中引入了目前較為流行的“面向對象方法(OO)”,.但是目前對該方法的應用還只是停留在傳統(tǒng)的以編程為中心的嵌入式軟件開發(fā)方法上,不能很好地保證軟件復用和代碼的重用,因此難以滿足市場對嵌入式軟件開發(fā)效率和開發(fā)質量的要求。 本課題的研究內容是應用面向對象方法的框架技術,對嵌入式系統(tǒng)領域的專有結構組件進行封裝,創(chuàng)新性地提出了面向嵌入式系統(tǒng)領域的通用實時框架ARTIC(Abstract real-time contrO1)。ARTIC框架除了具有框架的共有優(yōu)點一最大限度實現軟件重用外,最突出的是具備以下兩個特點: 1、功能和非功能的分離 在應用面向對象的技術時,傳統(tǒng)的嵌入式軟件開發(fā)方法關注的重點是軟件結構和功能分解,、忽略了嵌入式環(huán)境下特殊的非功能性要求。為了在實現系統(tǒng)功能需求的同時,保證軟件系統(tǒng)的非功能性需求的實現,ARTIC框架引入了面向方面的思想,、把系統(tǒng)的非功能性需求從功能模塊中分離出來,為它們單獨設計組件。開發(fā)人員在應用該框架進行嵌入式軟件設計時,只需要關注功能需求的實現,對于實時性、調度等非功能需求的實現可以通過調用ARTIC提供的時間管理模型和任務調度模型直接實現。 2、基于狀態(tài)機的主動對象設計模式 根據嵌入式系統(tǒng)通常由多個控制線程組成的特點,應用基于狀態(tài)機的主動對象設計模式,把嵌入式軟件系統(tǒng)構建成多個主動對象的緝合。相對于傳統(tǒng)的面向對象方法,本文提出的主動對象的最大特點在于:它提供對事件隊列、控制線程和表示主動對象動態(tài)行為狀態(tài)機等的封裝,并且該模式可以直接支持嵌入式系統(tǒng)的并行性。 ARTIC框架的應用能夠幫助嵌入式軟件的開發(fā)人員快速地開發(fā)出高質量的嵌入式軟件,除此之外,因為它包含了一個微小的實時操作系統(tǒng)(RTOS) 報包裝,在某些場合可以作為一個簡易的RTOS使用。為了驗證ARTIC的性能,本文將該框架應用于硬幣搬送實時控制系統(tǒng)的開發(fā)設計,從該系統(tǒng)的應用中充分體現了ARTIC框架的優(yōu)點。
標簽: 面向對象的 嵌入式系統(tǒng) 軟件開發(fā)
上傳時間: 2013-06-21
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隨著無線通信技術的不斷發(fā)展和社會需求的日益增長,對通信系統(tǒng)的傳輸質量和容量的要求也越來越大?,F代通信系統(tǒng)為了追求更高的數據速率和頻譜效率,更趨向于采用非恒定包絡的調制方式,而非恒定包絡調制方式對功率放大器的非線性非常敏感,加上現代通信系統(tǒng)對功率放大器的效率提出了更高的要求,以及功率放大器本身有限的線性度,這就使功率放大器線性化技術成為無線通信系統(tǒng)的關鍵技術之一。 本文對功率放大器的線性化技術進行了系統(tǒng)的研究。首先,介紹功率放大器的非線性特性、記憶效應產生原理和常見的各種線性化技術,重點研究了目前流行的自適應數字預失真技術原理。其次,介紹了功率放大器的無記憶模型和有記憶模型,以及兩種實用的預失真實現方法--查表法和多項式法,在此基礎上重點研究了基于QRD_RLS自適應算法的記憶多項式法預失真技術,對該算法進行了Matlab仿真分析,為后面的FPGA實現奠定基礎。最后,確定了數字預失真實現的架構,介紹了與QRD_RLS算法實現相關的CORDIC技術、復數Givens旋轉及Systolic陣等原理,詳細闡述了基于CORDIC技術的復數QRD_RLS算法的Systolic實現,從而在FPGA上實現了數字預失真。 在軟件無線電思想的指導下,本文利用System Generator軟件完成了基于QRD_RLS算法的記憶多項式法的數字預失真的FPGA設計,并且在硬件平臺上檢驗了預失真效果。
上傳時間: 2013-04-24
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