當(dāng)前，在系統(tǒng)級(jí)互連設(shè)計(jì)中高速串行I/O技術(shù)迅速取代傳統(tǒng)的并行I/O技術(shù)正成為業(yè)界趨勢(shì)。人們已經(jīng)意識(shí)到串行I/O“潮流”是不可避免的，因?yàn)樵诟哂?Gbps的速度下，并行I/O方案已經(jīng)達(dá)到了物理極限，不能再提供可靠和經(jīng)濟(jì)的信號(hào)同步方法。基于串行I/O的設(shè)計(jì)帶來許多傳統(tǒng)并行方法所無(wú)法提供的優(yōu)點(diǎn)，包括：更少的器件引腳、更低的電路板空間要求、減少印刷電路板（PCB）層數(shù)、PCB布局布線更容易、接頭更小、EMI更少，而且抵抗噪聲的能力也更好。高速串行I/O技術(shù)正被越來越廣泛地應(yīng)用于各種系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，包括PC、消費(fèi)電子、海量存儲(chǔ)、服務(wù)器、通信網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)計(jì)算和控制、測(cè)試設(shè)備等。迄今業(yè)界已經(jīng)發(fā)展出了多種串行系統(tǒng)接口標(biāo)準(zhǔn)，如PCI Express、串行RapidIO、InfiniBand、千兆以太網(wǎng)、10G以太網(wǎng)XAUI、串行ATA等等。 Aurora協(xié)議是為私有上層協(xié)議或標(biāo)準(zhǔn)上層協(xié)議提供透明接口的串行互連協(xié)議，它允許任何數(shù)據(jù)分組通過Aurora協(xié)議封裝并在芯片間、電路板間甚至機(jī)箱間傳輸。Aurora鏈路層協(xié)議在物理層采用千兆位串行技術(shù)，每物理通道的傳輸波特率可從622Mbps擴(kuò)展到3.125Gbps。Aurora還可將1至16個(gè)物理通道綁定在一起形成一個(gè)虛擬鏈路。16個(gè)通道綁定而成的虛擬鏈路可提供50Gbps的傳輸波特率和最大40Gbps的全雙工數(shù)據(jù)傳輸速率。Aurora可優(yōu)化支持范圍廣泛的應(yīng)用，如太位級(jí)路由器和交換機(jī)、遠(yuǎn)程接入交換機(jī)、HDTV廣播系統(tǒng)、分布式服務(wù)器和存儲(chǔ)子系統(tǒng)等需要極高數(shù)據(jù)傳輸速率的應(yīng)用。 傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)背板如VME總線和CompactPCI總線都是采用并行總線方式。然而對(duì)帶寬需求的不斷增加使新興的高速串行總線背板正在逐漸取代傳統(tǒng)的并行總線背板。現(xiàn)在，高速串行背板速率普遍從622Mbps到3.125Gbps，甚至超過10Gbps。AdvancedTCA（先進(jìn)電信計(jì)算架構(gòu)）正是在這種背景下作為新一代的標(biāo)準(zhǔn)背板平臺(tái)被提出并得到快速的發(fā)展。它由PCI工業(yè)計(jì)算機(jī)制造商協(xié)會(huì)（PICMG）開發(fā)，其主要目的是定義一種開放的通信和計(jì)算架構(gòu)，使它們能被方便而迅速地集成，滿足高性能系統(tǒng)業(yè)務(wù)的要求。ATCA作為標(biāo)準(zhǔn)串行總線結(jié)構(gòu)，支持高速互聯(lián)、不同背板拓?fù)洹⒏咝盘?hào)密度、標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械與電氣特性、足夠步線長(zhǎng)度等特性，滿足當(dāng)前和未來高系統(tǒng)帶寬的要求。 采用FPGA設(shè)計(jì)高速串行接口將為設(shè)計(jì)帶來巨大的靈活性和可擴(kuò)展能力。Xilinx Virtex-IIPro系列FPGA芯片內(nèi)置了最多24個(gè)RocketIO收發(fā)器，提供從622Mbps到3.125Gbps的數(shù)據(jù)速率并支持所有新興的高速串行I/O接口標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合其強(qiáng)大的邏輯處理能力、豐富的IP核心支持和內(nèi)置PowerPC處理器，為企業(yè)從并行連接向串行連接的過渡提供了一個(gè)理想的連接平臺(tái)。 本文論述了采用Xilinx Virtex-IIPro FPGA設(shè)計(jì)傳輸速率為2.5Gbps的高速串行背板接口，該背板接口完全符合PICMG3.0規(guī)范。本文對(duì)串行高速通道技術(shù)的發(fā)展背景、現(xiàn)狀及應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹和分析，詳細(xì)分析了所涉及到的主要技術(shù)包括線路編解碼、控制字符、逗點(diǎn)檢測(cè)、擾碼、時(shí)鐘校正、通道綁定、預(yù)加重等。同時(shí)對(duì)AdvancedTCA規(guī)范以及Aurora鏈路層協(xié)議進(jìn)行了分析， 并在此基礎(chǔ)上給出了FPGA的設(shè)計(jì)方法。最后介紹了基于Virtex-IIPro FPGA的ATCA接口板和MultiBERT設(shè)計(jì)工具，可在標(biāo)準(zhǔn)ATCA機(jī)框內(nèi)完成單通道速率為2.5Gbps的全網(wǎng)格互聯(lián)。
上傳時(shí)間： 2013-05-29
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電力系統(tǒng)自誕生以來，就孿生了電力系統(tǒng)諧波，隨著電子裝置的廣泛應(yīng)用，諧波問題變得日益嚴(yán)重，電力諧波已經(jīng)成為電力系統(tǒng)的公害。諧波檢測(cè)是諧波研究中的一個(gè)重要的分支，是解決其他相關(guān)諧波問題的基礎(chǔ)，因此進(jìn)行諧波檢測(cè)的研究具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。 本論文主要是從諧波檢測(cè)理論和實(shí)現(xiàn)方法上探討了高精度、高實(shí)時(shí)性諧波檢測(cè)數(shù)字系統(tǒng)的相關(guān)問題。 論文中闡述了電力系統(tǒng)諧波的相關(guān)概念和產(chǎn)生原理，并分析了電力諧波的特點(diǎn)。在檢測(cè)理論上，本文采用FFT理論來計(jì)算諧波含量，研究了Radix-2FFT在諧波檢測(cè)中的應(yīng)用，描述了FFT分析過程中的頻譜泄漏現(xiàn)象，并從理論上研究了頻譜泄漏的根源。 為了解決頻譜泄漏問題，本文提出了采用鎖相倍頻技術(shù)方法，跟蹤電力系統(tǒng)工頻頻率變化，從而有效減少頻譜泄漏。在諧波檢測(cè)中，F(xiàn)FT運(yùn)算量很大、對(duì)速度和精度要求苛刻，本文探討了應(yīng)用FPGA實(shí)現(xiàn)FFT信號(hào)處理的方法。
標(biāo)簽： FPGA 電力系統(tǒng) 諧波檢測(cè)
上傳時(shí)間： 2013-06-17
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隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，人機(jī)接口在工業(yè)生產(chǎn)以及社會(huì)生活中發(fā)揮著越來越重要的作用，同時(shí)，人機(jī)接口的各項(xiàng)技術(shù)問題也日益凸現(xiàn)出來，越來越受到世界各國(guó)的關(guān)注。 本課題就基于便攜式儀表人機(jī)接口的設(shè)計(jì)開展研究。設(shè)計(jì)的關(guān)鍵步驟包括：人機(jī)接口的軟硬件設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的搭建以及在一條天然氣管道上進(jìn)行管道檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證人機(jī)接口的實(shí)用性。 論文中介紹了人機(jī)接口技術(shù)的發(fā)展過程與現(xiàn)狀、人機(jī)接口系統(tǒng)的軟硬件詳細(xì)設(shè)計(jì)。人機(jī)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(chǔ)存電路；軟件包括人機(jī)接口的底層軟件與應(yīng)用軟件。在實(shí)驗(yàn)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(shè)計(jì)的采樣模塊檢測(cè)磁場(chǎng)信號(hào)，通過串口將數(shù)據(jù)發(fā)送到人機(jī)接口平臺(tái)，人機(jī)接口平臺(tái)使用嵌入式Linux作為操作系統(tǒng)，使用Qt程序在LCD上顯示實(shí)時(shí)曲線。而后人機(jī)接口將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在閃盤中，同時(shí)使用一系列算法程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行處理，最后利用檢測(cè)到的漏磁場(chǎng)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(shí)際的裂紋位置對(duì)比，得出可行性結(jié)論。經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)，該系統(tǒng)可以很好的實(shí)現(xiàn)檢測(cè)目的，驗(yàn)證了人機(jī)接口的實(shí)用性。
標(biāo)簽： ARM 處理器 便攜式儀表 人機(jī)接口
上傳時(shí)間： 2013-06-28
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在工業(yè)過程中，許多對(duì)象具有滯后特性，由于純滯后的存在，使得系統(tǒng)的超調(diào)量變大，調(diào)節(jié)時(shí)間變長(zhǎng)。因此滯后過程被公認(rèn)為較難控制的對(duì)象，而且純滯后占整個(gè)動(dòng)態(tài)過程的時(shí)間越長(zhǎng)，難控的程度越大。所以大純滯后對(duì)象的控制一直是困擾自動(dòng)控制和計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的一大難題。而這類對(duì)象又廣泛存在于石油、化工、釀造、制藥、冶金等工業(yè)生產(chǎn)過程中。因此對(duì)該問題的研究具有重大的實(shí)際意義。 傳統(tǒng)的PID配合Smith預(yù)估補(bǔ)償器的控制方法，對(duì)模型誤差反映比較靈敏，當(dāng)存在建模誤差或干擾時(shí)，控制效果并不能取得令人滿意的效果。近年來隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等智能控制研究的不斷深入，有些學(xué)者將它們與Smith預(yù)估控制、PID控制及預(yù)測(cè)控制等相結(jié)合，提出了針對(duì)不確定大滯后系統(tǒng)的新的控制方法。雖然有些控制方案效果不錯(cuò)，但系統(tǒng)的復(fù)雜程度和調(diào)試難度也隨之增加。因此設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、快速、可靠的控制器，仍是一個(gè)重大課題。 本文首先介紹了大滯后過程的控制特點(diǎn)，概述了常用的大滯后過程的控制方法及其優(yōu)缺點(diǎn)。接著概要地介紹了嵌入式系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)、發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及前景。并針對(duì)性地介紹了ARM控制器的概況以及它的應(yīng)用領(lǐng)域。然后本文針對(duì)大滯后對(duì)象提出了自抗擾控制器與Smith預(yù)估補(bǔ)償器相結(jié)合的設(shè)計(jì)方案。通過仿真對(duì)比了本方案、PID配合Smith預(yù)估補(bǔ)償器及單一的自抗擾控制器的控制效果，表明自抗擾控制器與Smith預(yù)估補(bǔ)償器的結(jié)合有效地改善了大滯后對(duì)象的控制效果，增強(qiáng)了系統(tǒng)的魯棒性和抗干擾能力。為驗(yàn)證該控制方案的實(shí)際控制效果，我們以PCT-II型過程控制實(shí)驗(yàn)裝置中的具有大滯后特性的盤管內(nèi)部的溫度為被控對(duì)象，以JX44BO開發(fā)板作為主要的控制平臺(tái)設(shè)計(jì)并完成大滯后控制實(shí)驗(yàn)。所以接下來本文介紹了實(shí)現(xiàn)這個(gè)嵌入式溫度大滯后控制系統(tǒng)所涉及到的硬件平臺(tái)、系統(tǒng)框圖以及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。然后本文介紹了嵌入式控制平臺(tái)的控制界面以及各個(gè)主要功能的程序的實(shí)現(xiàn)，以及遠(yuǎn)程客戶端程序在以太網(wǎng)通訊方面的程序?qū)崿F(xiàn)和遠(yuǎn)程客戶端程序的操作界面。最后本文給出了本次實(shí)驗(yàn)的參數(shù)設(shè)置以及最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在實(shí)際應(yīng)用中本文所提出的方案對(duì)于大滯后對(duì)象具有較好的控制效果。
標(biāo)簽： ARM 控制 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間： 2013-06-11
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隨著現(xiàn)代電力系統(tǒng)向大容量、高電壓方向發(fā)展，廣泛用于大型發(fā)電機(jī)組測(cè)量和保護(hù)用的大電流互感器的研制就變得很緊迫。考慮到大電流互感器具有大電流、強(qiáng)電磁干擾和多相運(yùn)行等特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)大電流互感器時(shí)，必須采取有效的屏蔽措施，屏蔽來自鄰相的雜散磁通。傳統(tǒng)的屏蔽方案是采用金屬屏蔽罩，盡管有效，但設(shè)備笨重。本文中，作者對(duì)有外層屏蔽繞組的大電流互感器進(jìn)行了各種研究。 大電流互感器采用繞組屏蔽方式后，如何優(yōu)化設(shè)計(jì)屏蔽繞組，使屏蔽繞組能夠充分有效地屏蔽雜散磁通對(duì)環(huán)形鐵心的影響呢?針對(duì)上述的問題，本文作者主要完成如下幾個(gè)方面的工作： 1、首先對(duì)國(guó)內(nèi)外大電流互感器的發(fā)展與研究現(xiàn)狀進(jìn)行了敘述，并成功設(shè)計(jì)了15000/5A大電流互感器。 2、對(duì)精典的電磁場(chǎng)理論和場(chǎng)路耦合法的數(shù)學(xué)理論進(jìn)行了深入的研究，建立了大電流互感器的三維場(chǎng)路耦合有限元分析的數(shù)學(xué)模型和仿真模型。應(yīng)用有限元軟件ANSYS建立三維有限元仿真模型和基于場(chǎng)路耦合原理的外部耦合電路。 3、理論分析了雜散磁通對(duì)電流互感器鐵心的影響；重點(diǎn)分析了繞組屏蔽雜散磁通理論；通過等值電流法，得到無(wú)論三相還是多相電流互感器條件下，中間相的電流互感器所受到的雜散磁通是最為嚴(yán)重的，為大電流互感器的有效保護(hù)提供了科學(xué)依據(jù)。 4、為了得到最優(yōu)化屏蔽繞組，對(duì)屏蔽繞組的匝數(shù)采用離散化替代連續(xù)性，再考慮屏蔽繞組在環(huán)形鐵心上的位置，共提出了多種優(yōu)化方案；根據(jù)三維場(chǎng)路耦合有限元分析模型，精確計(jì)算出屏蔽繞組中的電流、電流分布、環(huán)形鐵心中的磁感應(yīng)強(qiáng)度分布和外層繞組的局部最高溫升，通過比較多種計(jì)算結(jié)果，得到大電流互感器屏蔽繞組的最優(yōu)化方案。 5、最后建立了大電流互感器的等效磁勢(shì)法和降流回路法兩種試驗(yàn)方案模型，通過比較試驗(yàn)方案仿真計(jì)算結(jié)果和出廠試驗(yàn)結(jié)果，證明了仿真計(jì)算結(jié)果是正確的，可靠的。 通過對(duì)屏蔽繞組進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)后，有效地削弱了雜散磁通，使得大電流互感器輕型化、小型化，節(jié)約了大量的銅材料，使得其運(yùn)輸更加方便。
標(biāo)簽： 大電流 互感器 繞組 應(yīng)用研究
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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本論文圍繞大容量汽輪發(fā)電機(jī)的進(jìn)相運(yùn)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(jī)進(jìn)相運(yùn)行的重要性和迫切性，對(duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)方面的研究概況作了較為系統(tǒng)全面的綜述，并對(duì)本論文的研究?jī)?nèi)容作了簡(jiǎn)單介紹。第二章給出了低頻三維渦流電磁場(chǎng)的復(fù)邊值問題，并介紹了復(fù)矢量場(chǎng)的一些理論基礎(chǔ)。然后分別利用伴隨算子和伴隨場(chǎng)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(chǎng)中非自伴算子問題的變分描述。上述三種方法所得的結(jié)果與Galerkin法的結(jié)果完全一致。第三章介紹了圓柱坐標(biāo)系下基于拱形體單元的三維穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)有限元計(jì)算模型，并將變分法的結(jié)果與Galerkin法的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。第四章建立了汽輪發(fā)電機(jī)端部三維行波渦流電磁場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型，在渦流控制方程中引入了罰函數(shù)項(xiàng)以使庫(kù)倫規(guī)范自動(dòng)滿足，并應(yīng)用廣義相互作用原理導(dǎo)出了對(duì)應(yīng)的泛函變分及其有限元計(jì)算格式。然后對(duì)多臺(tái)大容量汽輪發(fā)電機(jī)端部的渦流電磁場(chǎng)進(jìn)行了實(shí)例計(jì)算，并分析了罰函數(shù)項(xiàng)對(duì)數(shù)值解穩(wěn)定性的影響以及影響端部電磁場(chǎng)的各種因素。第五章建立了大型汽輪發(fā)電機(jī)端部三維溫度場(chǎng)的有限元計(jì)算模型，并應(yīng)用傳熱學(xué)理論研究了散熱系數(shù)、等效熱傳導(dǎo)系數(shù)等問題。然后求解了QFSS-300-2型汽輪發(fā)電機(jī)端部大壓圈上的三維溫度場(chǎng)分布，并與兩臺(tái)機(jī)組多種工況下的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比。第六章介紹了二維穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)的邊值問題及其等價(jià)變分，導(dǎo)出了其有限元計(jì)算格式。然后求解了QFQS-200-2型汽輪發(fā)電機(jī)端部壓圈上的溫度分布，并與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比。第七章首先定性研究了汽輪發(fā)電機(jī)從遲相運(yùn)行到進(jìn)相運(yùn)行過程中不同區(qū)域上磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化規(guī)律。然后介紹了發(fā)電機(jī)變參數(shù)數(shù)學(xué)模型，結(jié)合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)以及最小二乘回歸分析計(jì)算了發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的相關(guān)電氣參數(shù)，并分析了發(fā)電機(jī)各物理量之間的相互關(guān)系。隨后分析了不同工況下發(fā)電機(jī)端部結(jié)構(gòu)件上的渦流損耗及溫升的變化趨勢(shì)。最后，利用發(fā)電機(jī)變參數(shù)模型給出了發(fā)電機(jī)的飽和功角特性、靜穩(wěn)極限以及運(yùn)行極限圖。
標(biāo)簽： 大型 分 汽輪發(fā)電機(jī) 物理
上傳時(shí)間： 2013-07-10
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DC/DC變換器的并聯(lián)技術(shù)是提高DC/DC變換器功率等級(jí)的有效途徑，而如何實(shí)現(xiàn)并聯(lián)模塊間輸出電流的平均分配是實(shí)現(xiàn)并聯(lián)的核心技術(shù).目前的并聯(lián)均流技術(shù)多是在并聯(lián)模塊參數(shù)差異不大的情況下實(shí)現(xiàn)的，對(duì)于并聯(lián)系統(tǒng)在并聯(lián)模塊參數(shù)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(duì)并聯(lián)系統(tǒng)在參數(shù)差異很大的條件下的工作情況進(jìn)行了研究.首先利用基于狀態(tài)空間平均法的小信號(hào)分析對(duì)最大均流法的均流原理進(jìn)行了分析，并對(duì)并聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行了討論.之后針對(duì)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(yàn)證所提出的方案的可行性，建立了MATLAB仿真平臺(tái)，利用模塊化仿真的思想進(jìn)行了系統(tǒng)仿真，初步驗(yàn)證了方案的合理性.最后搭建了實(shí)際的DC/DC并聯(lián)系統(tǒng)試驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)采用該方案的并聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)性能進(jìn)行了全面的考察，得到了令人滿意的結(jié)果，證明了具有限流功能的三環(huán)控制均流策略是切實(shí)可行的.
標(biāo)簽： DCDC 均流 變換器 并聯(lián)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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該文針對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)定子在空冷及蒸發(fā)冷卻條件下的溫度分布進(jìn)行了仿真計(jì)算和實(shí)驗(yàn)研究.在仿真方面，對(duì)仿真的數(shù)值分析方法進(jìn)行了研究，建立了三維熱傳導(dǎo)模型，分析討論了溫度場(chǎng)計(jì)算過程中邊界條件的計(jì)算和設(shè)置.對(duì)三種不同絕緣結(jié)構(gòu)的定子試件，在不同的工況下，進(jìn)行了溫度場(chǎng)仿真計(jì)算.在空冷條件下，進(jìn)行了三維溫度場(chǎng)仿真，得到了多組曲線，獲得了不同電流密度、不同絕緣結(jié)構(gòu)、不同風(fēng)速情況下，定子鐵芯和繞組絕緣表面的溫度分布.在蒸發(fā)冷卻條件下，對(duì)定子進(jìn)行了二維溫度場(chǎng)的仿真計(jì)算，并分析了冷卻介質(zhì)F-113的不同液位高度對(duì)定子溫度分布的影響.在實(shí)驗(yàn)方面，建立了不銹鋼套筒模型，在空冷條件下，測(cè)得了不同風(fēng)速時(shí)定子表面的溫升數(shù)據(jù)，分析了風(fēng)速、絕緣厚度、以及電流密度對(duì)定子溫度場(chǎng)的影響.在蒸發(fā)冷卻條件下，測(cè)得了定子的溫度分布，并與空冷的數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比，可以看出在大電流密度條件下，蒸發(fā)冷卻技術(shù)冷卻效果的優(yōu)勢(shì)非常明顯.通過該文的研究，更直接地了解了在空冷和蒸發(fā)冷卻兩種冷卻方式下，定子的溫度分布情況.在工程應(yīng)用中，可作為選擇電機(jī)冷卻方式的參考.
標(biāo)簽： 冷卻 條件下 電機(jī)定子 溫度場(chǎng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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抽油機(jī)井工況監(jiān)測(cè)是石油生產(chǎn)過程中非常重要的環(huán)節(jié)，可以為油井提高泵效、高效管理提供可靠依據(jù)。隨著石油工業(yè)的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的人工操作遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代化石油生產(chǎn)的要求。將遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用于油井工況監(jiān)測(cè)，可以降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率和油田管理水平。針對(duì)目前已有油井工況監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在的不足，本文研制出一種集計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)和通信技術(shù)于一身、功能完善、可靠性高、成本低廉的抽油機(jī)井工況遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。 示功圖是常用的用于判斷抽油機(jī)井工作狀況的方法，它是抽油機(jī)光桿在作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的一個(gè)周期中，光桿相對(duì)位移與載荷的對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線。傳統(tǒng)的利用拉線位移傳感器獲取位移的方式，不能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期連續(xù)的監(jiān)測(cè)。本系統(tǒng)采用加速度傳感器作為沖次傳感器，獲取每個(gè)周期的起始點(diǎn)，再利用拉線位移傳感器對(duì)一個(gè)周期中按時(shí)間等分的點(diǎn)的位移進(jìn)行標(biāo)定，既解決了拉線位移不能長(zhǎng)期連續(xù)監(jiān)測(cè)的問題，又保證了位移的精度。 本系統(tǒng)由工況傳感器、數(shù)據(jù)中繼單元、數(shù)據(jù)中心和手持機(jī)四部分組成。安裝在抽油井上的工況傳感器定時(shí)獲取并存儲(chǔ)示功圖數(shù)據(jù)，定時(shí)將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)中繼單元。由數(shù)據(jù)中繼單元將多個(gè)工況傳感器的示功圖數(shù)據(jù)集中后，通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)傳送到數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)對(duì)所有示功圖數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢、分析和打印，并可以通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。手持機(jī)用于對(duì)工況傳感器進(jìn)行設(shè)置和標(biāo)定，并可以現(xiàn)場(chǎng)獲取示功圖。 硬件電路采用低功耗設(shè)計(jì)方法，使用低電壓、低功耗的基于ARM7內(nèi)核的LPC2138/2148微處理器及微功率無(wú)線數(shù)傳模塊，將硬件電路功耗降到最低。采用SD卡作為存儲(chǔ)器，增加了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量和數(shù)據(jù)可靠性。采用單軸加速度傳感器ADXL105作為沖次傳感器，具有高精度、低功耗、高可靠性的優(yōu)點(diǎn)。CDMA模塊采用基于CDMA1X數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的H7710，組成高速、永遠(yuǎn)在線、透明數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。 軟件設(shè)計(jì)遵循模塊化設(shè)計(jì)思想，既考慮到各模塊功能的實(shí)現(xiàn)，又兼顧了系統(tǒng)總體的協(xié)調(diào)性。本系統(tǒng)軟件由工況傳感器軟件、手持機(jī)軟件、數(shù)據(jù)中繼單元軟件及數(shù)據(jù)中心軟件四部分組成。工況傳感器軟件、手持機(jī)軟件和數(shù)據(jù)中繼單元軟件由ADS集成開發(fā)環(huán)境編寫，并由AXD仿真調(diào)試器生成可執(zhí)行代碼，最后通過EasyJTAG仿真器下載到微處理器芯片中。數(shù)據(jù)中心運(yùn)行于服務(wù)器/客戶機(jī)工作模式，使用SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)中心處理軟件由Visual Basic6．0編寫，運(yùn)行于Windows操作系統(tǒng)中。 通訊網(wǎng)絡(luò)由無(wú)線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)和CDMA網(wǎng)絡(luò)組成，工況傳感器與數(shù)據(jù)中繼單元組成無(wú)線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)，采用ISM工作頻段，實(shí)現(xiàn)近距離無(wú)線通訊。數(shù)據(jù)中繼單元作為無(wú)線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點(diǎn)，通過CDMA網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)中心通信處理機(jī)相聯(lián)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸。 本系統(tǒng)首次利用加速度傳感器與拉線位移傳感器相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)抽油井工況長(zhǎng)期連續(xù)監(jiān)測(cè)，提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性；利用ARM單片機(jī)作為微處理器，低功耗電路設(shè)計(jì)，低功耗工作模式，延長(zhǎng)了電池的壽命；無(wú)線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)與CDMA網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，兼具無(wú)線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)與CDMA網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)，降低了整個(gè)系統(tǒng)的安裝和運(yùn)行費(fèi)用；數(shù)據(jù)中心采用服務(wù)器/客戶機(jī)工作模式，便于用戶共享數(shù)據(jù)。目前該系統(tǒng)的各部分均經(jīng)過硬件、軟件及運(yùn)行測(cè)試，已經(jīng)在油田試運(yùn)行。運(yùn)行結(jié)果表明，該系統(tǒng)性能完善，運(yùn)行可靠，安裝及維護(hù)簡(jiǎn)便，取得了較好的效果。
標(biāo)簽： CDMA ARM 遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-07-12
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目前計(jì)算機(jī)之間串行通訊非常普遍,針對(duì)串口通訊的通訊協(xié)議有很多,但針對(duì)串口通訊傳輸較大文件的協(xié)議目前并沒
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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