隨著世界能源危機的到來，太陽能光伏發(fā)電在能源結構中正在發(fā)揮著越來越大的作用。而太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件并網逆變器的性能還需要進一步提高。為了迎合市場上對高品質、高性能、智能化并網逆變器的需求，我們將ARM+DSP架構作為并網逆變器的控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)集成了ARM和DSP的各自的強大功能，使并網逆變器的性能和智能化水平得到了顯著提高。本論文是基于山東大學魯能實習基地“光伏并網逆變器項目”，目前已經試制出樣機。本人主要負責并網逆變器控制系統(tǒng)的軟硬件設計工作。本文主要研究內容有： 1.本并網逆變器采用了內高頻環(huán)逆變技術。文中詳細分析了這種逆變器的優(yōu)缺點，進行了充分的系統(tǒng)分析和論證。 2.采用MATLAB/Simulink軟件對并網逆變器的控制算法進行仿真，包括前級DC-DC變換的控制算法以及后級DC-AC逆變的控制算法。通過仿真驗證了所設計算法的可行性，對DSP程序開發(fā)提供了很好的指導意義。 3.本文將ARM+DSP架構作為逆變器的控制系統(tǒng)，并設計了相應的硬件控制系統(tǒng)。DSP控制板硬件系統(tǒng)包括AD數據采集、硬件電流保護、電源、eCAN總線，SPI總線等硬件電路。ARM板硬件系統(tǒng)包括SPI總線、RS232總線、RS480總線、以太網總線、LCD顯示、實時時鐘、鍵盤等硬件電路。 4.本文設計和實現了兩種最大功率點跟蹤控制算法：功率擾動觀察法或增量電導法；孤島檢測方法采用被動式和主動式兩種檢測方式，被動式所采用的方法是將過/欠電壓和電壓相位突變檢測相結合的方式，主動式采用正反饋頻率偏移法；為了實現并網逆變器的輸出電流與電網電壓同頻同相，使用了軟件鎖相環(huán)控制技術。本文分別給出了以上各種算法的控制程序流程圖。 5.本文也給出了AD數據采集、eCAN總線、RS232、RS485、以太網、PWM輸出等程序流程圖，以及DSP和ARM之間的SPI總線通信程序流程圖。并且分別給出了ARM管理機控制系統(tǒng)主程序流程圖和DSP控制機控制系統(tǒng)主程序流程圖。 6.最后對并網逆變器樣機進行實驗結果分析。結果顯示：該樣機基本上實現了本文提出的設計方案所應完成的各項功能，樣機的性能比較理想。
上傳時間： 2013-07-10
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隨著現代工業(yè)的發(fā)展，人機接口在工業(yè)生產以及社會生活中發(fā)揮著越來越重要的作用，同時，人機接口的各項技術問題也日益凸現出來，越來越受到世界各國的關注。 本課題就基于便攜式儀表人機接口的設計開展研究。設計的關鍵步驟包括：人機接口的軟硬件設計、實驗系統(tǒng)的搭建以及在一條天然氣管道上進行管道檢測實驗，驗證人機接口的實用性。 論文中介紹了人機接口技術的發(fā)展過程與現狀、人機接口系統(tǒng)的軟硬件詳細設計。人機接口硬件包括：ARM處理器控制核心、通信接口電路、LCD顯示接口電路、USB接口儲存電路；軟件包括人機接口的底層軟件與應用軟件。在實驗過程中，首先獲取一段有裂紋的天然氣管道，接著使用自行設計的采樣模塊檢測磁場信號，通過串口將數據發(fā)送到人機接口平臺，人機接口平臺使用嵌入式Linux作為操作系統(tǒng)，使用Qt程序在LCD上顯示實時曲線。而后人機接口將數據存儲在閃盤中，同時使用一系列算法程序對數據進行處理，最后利用檢測到的漏磁場法向分量HP（Y）的具有顯著特征的最大梯度值的位置來判斷裂紋的位置，再與實際的裂紋位置對比，得出可行性結論。經過大量的實驗，該系統(tǒng)可以很好的實現檢測目的，驗證了人機接口的實用性。
上傳時間： 2013-06-28
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旅客列車是人們出行的重要交通工具之一，隨著我國國民經濟的發(fā)展，信息化時代的到來，車輛能否安全運行已經成為人們關注的焦點。在高速狀態(tài)下列車車輛能否安全地停下來是安全運行的一個關鍵，在車輛方面上就是解決制動問題。在這樣的前提下，對車輛制動系統(tǒng)的研究就顯得必然和重要。 本次設計的任務是實時監(jiān)測列車車輛的運行速度，并根據車輛制動狀態(tài)，自動控制車輛的制動系統(tǒng)，實現車輛的制動安全防護。所以本次設計設計了一種基于ARM——高性能嵌入式微處理器、CPLD——新型高性能可編程邏輯器件、CAN總線——有效支持分布/實時控制的串行通信網絡和μC/OS-II操作系統(tǒng)的車輛制動自動監(jiān)控系統(tǒng)。文中介紹了車輛制動控制原理、對系統(tǒng)進行了總體的方案設計，介紹了嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的原理及設計方法，著重講解了以Samsung公司32位嵌入式微處理器S3C44BOX為核心的系統(tǒng)軟硬件設計方案，并開發(fā)了基于μC/OS-II操作系統(tǒng)的應用程序。 應用程序模塊主要包括遠程通訊模塊、數據采集模塊、數據處理與傳輸模塊、部件壽命記錄模塊、故障參數監(jiān)視和報警模塊。遠程通訊模塊將車輛制動狀態(tài)以CAN總線的通訊方式上傳給機車控制室主機；數據采集模塊由具有高速邏輯處理能力的CPLD自動實現數據采集及電平轉換，ARM控制數據采集的啟動和采集結束后對數據的處理或傳輸；在部件壽命記錄模塊中電磁閥的動作次數、通電使用時間和總時間以及各傳感器的通電時間和使用總時間可每隔一段時間記錄下來，掉電后也不會丟失，可以作為故障發(fā)生、診斷、排除和維護的數據依據。 在實驗室及模擬實驗臺上經過多次軟、硬件結合的調試改進過程，本次設計基本上實現了車輛制動自動監(jiān)控系統(tǒng)的功能，制動缸壓力的控制特性及控制精度得到了有效的提高，在實驗室調試中實現了車輛制動系統(tǒng)的故障檢測和報警及部件的壽命記錄等功能，驗證了設計方案的可行性及合理性，達到了預期的設計效果。
標簽： ARM 制動 自動監(jiān)控 系統(tǒng)設計
上傳時間： 2013-07-17
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本課題針對當前煤礦企業(yè)對水的依賴性和企業(yè)自身發(fā)展對水源的需求等實際問題，研制了基于ARM的煤礦水源井監(jiān)控系統(tǒng)。 論文主要介紹了監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控終端（RTU）的硬件設計、軟件算法設計以及通訊技術、電機的保護原理和監(jiān)控系統(tǒng)上位機的軟件設計。 監(jiān)控終端（RTU）的算法設計方面，針對系統(tǒng)數據信號的特點和系統(tǒng)分析的需要，對水位、流量、出水口壓力采用直流采樣，對相電流、相電壓采用交流信號采樣。對采樣后的數據進行數值分析和計算，獲得了高精度的煤礦水源井參數的測量和系統(tǒng)的控制。 通訊部分采用的是具有接收靈敏度高、頻率穩(wěn)定、傳輸效率高等優(yōu)點的無線數傳電臺與RS-232組成無線網絡，實現了數據的上下傳輸。 監(jiān)控終端（RTU）的硬件設計方面主要采用ARM芯片作為監(jiān)控分站的終端處理核心，實時檢測水源井的水位，出水口壓力、流量等參數。實時顯示水源井各參數的動態(tài)特性，并查看水位的歷史變化。同時，ARM處理器通過互感器對數據采集處理后，可計算出水泵電機的三相電流、電壓的實際值，根據電機的相序電流、電壓的大小，可對電機實時有效的微機保護。并根據監(jiān)控中心命令進行相應的數據處理和數據傳送。 監(jiān)控終端軟件方面主要考慮到時實采樣的準確性，uClinux系統(tǒng)在ARM系統(tǒng)上數據處理的快速性與實時性，以及與監(jiān)控系統(tǒng)軟件的通信顯示方面的可行性與有效性。 系統(tǒng)監(jiān)控的軟件利用VC++6．0中的編程進行實時數據的采集處理和控制、數據的實時顯示、報表打印和報警等功能。通過ADO對象和SQL Sever，與windows系統(tǒng)上的數據庫服務器進行實時數據的交互。
標簽： ARM 監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-16
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目前，國內礦井的排水系統(tǒng)多采用傳統(tǒng)的人工監(jiān)測、繼電器控制的方法。傳統(tǒng)方法設備運行的自動化程度低、可靠性較差、工人勞動強度大、應急能力不足，存在一定的安全隱患，不適應數字化礦井發(fā)展的需要。本課題設計的自動排水系統(tǒng)采用嵌入式微控制器作為就地控制系統(tǒng)與上位機遠程監(jiān)控相結合的方式，提高了工作的可靠性和穩(wěn)定性，具有運行成本低、調試方便等特點。 本文首先根據某礦井下排水的實際情況，對各種排水形式和相關設備進行了分析和比較，選擇其中一種典型的排水系統(tǒng)形式作為模型。根據井下排水系統(tǒng)的運行原理展開研究和論證，制定了井下水位監(jiān)控和水泵啟動方案。在綜合自動控制的相關理論和傳感器應用技術的基礎上分析了排水系統(tǒng)中需要監(jiān)控的、能夠反映排水系統(tǒng)工作特征的關鍵參數，并提出了這些參數的監(jiān)測方法和這些方法的可行性。 全面分析了目前常用的微處理器和實時操作系統(tǒng)，詳細研究了ARM和μC/OS-Ⅱ的性能和特點，充分利用ARM微處理器高性能、低功耗、低成本的優(yōu)勢，以及μC/OS-Ⅱ可移植性好、開發(fā)成本低的優(yōu)點。選用以ARM7TDMI-S為CPU的LPC2220芯片作為就地控制系統(tǒng)，選用μc/OS-Ⅱ為實時操作系統(tǒng)。并根據排水系統(tǒng)工作方案和要求設計了系統(tǒng)和接口硬件電路，完成了系統(tǒng)運行程序代碼的編寫。 應煤礦信息化發(fā)展趨勢的要求，選用LabVIEW作為上位機監(jiān)控軟件，以串行通訊協(xié)議與井下就地控制系統(tǒng)組成遠程監(jiān)控系統(tǒng)。從而實現工作人員能夠在地面監(jiān)控室輕松了解到井下水倉水位、各排水設備工作狀態(tài)等信息，實現了排水系統(tǒng)運行的“避峰就谷”和水泵房的無人化值守。此項研究對礦井的安全生產、節(jié)能降耗和數字化建設等工作具有一定參考價值。
標簽： ARM 自動 排水 監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-04
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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數據輸出的數字式電子記錄裝置。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據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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在能源消耗日益增長、環(huán)境污染日漸嚴重的今天,在當今對可再生能源的開發(fā)利用中,風能由于其突出的優(yōu)點而成為世界各國普遍重視的能源,風力發(fā)電技術也成為各國學者競相研究的熱點.而其中變速恒頻風力發(fā)電技術因其高效性和實用性正受到越來越多的重視.無刷雙饋電機是一種結構簡單、堅固可靠、異同步通用的電機,可在無刷情況下實現雙饋.它具有功率因數可調、高效率的特點,比較適用于變速恒頻恒壓發(fā)電系統(tǒng)中.該文在傳統(tǒng)風力發(fā)電的基礎上,致力于研究變速恒頻風力發(fā)電技術,以作為變速恒頻風力發(fā)電機用的籠型轉子型式的無刷雙饋電機為主要研究對象,進行了深入的研究,主要包括以下幾方面:1.對國內外風力發(fā)電研究現狀作了較為全面的綜述,介紹了無刷雙饋電機發(fā)展概況和國內外研究現狀.2.研究了無刷雙饋電機的原型及發(fā)展,基本結構和運行原理,電磁設計特點.解釋了將無刷雙饋電機應用于變速恒頻風力發(fā)電的可行性和優(yōu)越性.探討了無刷雙饋電機的特性.3.首次推導了適用于變速恒頻風力發(fā)電無刷雙饋電機的功率控制數學模型提出無刷雙饋電機變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)的功率控制策略.通過仿真分析驗證了模型和控制策略的正確性.4.研究了無刷雙饋電機作變速恒頻風力發(fā)電機運行時的定子功率繞組磁鏈定向矢量控制策略.5.在總結無刷雙饋電機傳統(tǒng)各種控制策略的基礎上,探討了智能控制在無刷雙饋電機的應用.通過仿真分析驗證了模糊功率因數控制策略的正確性.
上傳時間： 2013-06-24
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DC/DC變換器的并聯技術是提高DC/DC變換器功率等級的有效途徑，而如何實現并聯模塊間輸出電流的平均分配是實現并聯的核心技術.目前的并聯均流技術多是在并聯模塊參數差異不大的情況下實現的，對于并聯系統(tǒng)在并聯模塊參數差異較大的極限情況下的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)性能則很少涉及.該文著重對并聯系統(tǒng)在參數差異很大的條件下的工作情況進行了研究.首先利用基于狀態(tài)空間平均法的小信號分析對最大均流法的均流原理進行了分析，并對并聯系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行了討論.之后針對已有的均流方案的局限性提出了一種新的具有限流功能的三環(huán)控制均流策略.為了驗證所提出的方案的可行性，建立了MATLAB仿真平臺，利用模塊化仿真的思想進行了系統(tǒng)仿真，初步驗證了方案的合理性.最后搭建了實際的DC/DC并聯系統(tǒng)試驗平臺，對采用該方案的并聯系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)性能進行了全面的考察，得到了令人滿意的結果，證明了具有限流功能的三環(huán)控制均流策略是切實可行的.
上傳時間： 2013-04-24
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該文首先以運行的XLPE電力電纜為對象,分析了電纜進行在線監(jiān)測的重要性,介紹了電力電纜供電的優(yōu)缺點、電力電纜的分類和典型故障,討論了電力電纜絕緣故障在線監(jiān)測系統(tǒng)的國內外同類技術現狀和發(fā)展趨勢,在此基礎上提出符合現場實際的電纜絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)是迫切需要的.其次,從微觀的角度闡述了水樹的形成的過程,對目前存在的XLPE電纜絕緣在線監(jiān)測方法進行了介紹.從不同電壓等級的電纜,其電力系統(tǒng)中的變壓器中性點接地方式不同入手,比較了各種方法的利弊,從而提出了差頻法作為本在線監(jiān)測研究的系統(tǒng)方案.并從抗干擾的角度來考慮,差頻法是更切實可行的方法.從理論上對差頻法的在線監(jiān)測的微觀過程進行了分析,并在此基礎上對電纜水樹枝模型進行了仿真,得到的結果更好地證明了模型的正確性和差頻法的可行性.再次,研制了基于差頻法的XLPE電纜在線檢測原理驗證裝置,論述了該系統(tǒng)的結構和組成.主要有如下幾個部分:一、用于疊加到電纜上的調頻信號的發(fā)生裝置的技術要求、構成和工作原理;二、用于檢測差頻信號的微小電流檢測裝置的構成和特點;三、差頻信號數據的采集和傳送到工控機;四、在監(jiān)測系統(tǒng)中,調頻信號的加載位置和大小;五、電纜的水樹培養(yǎng)和對比樣品的選取;最后詳細介紹了整體的實驗步驟和注意事項.該文通過對電力電纜絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)的研究,提出了基于差頻法的在線監(jiān)測的工作原理、系統(tǒng)結構以及數據處理方案,從而為更好的實際運用電纜絕緣故障在線監(jiān)測技術,為電力系統(tǒng)安全、方便、迅捷的排除電纜故障提供有利的理論依據和實際經驗.
標簽： 聚乙烯 電力電纜 在線監(jiān)測系統(tǒng) 絕緣
上傳時間： 2013-08-04
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交流電動機是一個多變量、高階、強耦合的非線性系統(tǒng)，不象直流電機那樣易于控制轉矩，采用矢量控制技術可解決傳統(tǒng)交流調速的難題，使交流電機可以按直流電機的控制規(guī)律來進行控制，而無傳感器矢量控制技術由于可以省去速度傳感器，使相應的交流調速系統(tǒng)變得簡便、廉價和可靠，所以成為當前研究的熱點，本論文工作就是這方面的一個嘗試。 論文首先介紹了矢量控制技術的基本理論。對感應電動機在三相靜止坐標系下強耦合和互感變參數的數學模型，通過坐標變換，導出感應電機在兩相同步旋轉坐標系下的數學模型，然后將同步坐標系按轉子磁場定向，實現了對轉子磁鏈和轉矩的分別控制，從而可以按直流電機的控制規(guī)律來控制交流電機。 其次，論文基于同步軸系下的感應電動機電壓磁鏈方程式，提出了一種感應電動機按轉子磁場定向的矢量控制方法，利用在同步軸系中T軸電流的誤差信號實現對電機速度的估算，這種速度估算方法結構簡單，有一定的自適應能力。同時在該無傳感器矢量控制系統(tǒng)中，由于采用了經典的PI調節(jié)器，使得控制系統(tǒng)更為簡單易行。 論文利用MATLAB建立了該無傳感器矢量控制系統(tǒng)的仿真模型。為提高系統(tǒng)的適應性和仿真結果的準確性，仿真模型采用了標么值系統(tǒng)，并考慮了控制周期和采樣信號周期對仿真結果的影響。討論了離散控制引起的相位補償問題，使仿真結果更接近實際工程系統(tǒng)。 最后，通過仿真進一步驗證了本文提出的無傳感器矢量控制系統(tǒng)的正確性和可行性，也證明了速度估計模型對速度估計準確，且對參數的變化有較強的魯棒性。
標簽： 無傳感器 矢量控制系統(tǒng) 速度
上傳時間： 2013-06-02
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