隨著家用空調的普及應用,空調已日漸成為耗能大戶。我國經濟建設多年來高速發展,正面臨能源日益緊張的問題,由于空調節能尚有空間,因此人們普遍關注空調節能技術。在家用空調的各種節能技術中,直流壓縮機變頻驅動是發展的主流方向。從驅動方式上看,直流壓縮機可以采用方波控制或矢量控制。與方波控制相比,矢量控制的空調直流壓縮機具有噪聲低、振動小、效率高等特點,更加符合節能和環保的發展方向。 本文主要研究了適用于空調壓縮機負載的無轉子位置傳感器永磁同步電機矢量控制方法。首先從電機的基本方程入手,詳細推導了永磁同步電機矢量控制的數學模型。詳細分析了各種電流控制策略特點,提出了采用適合直流壓縮機驅動的MTPA控制方式。 其次提出了具有凸極效應的壓縮機永磁同步電機的一種簡化模型,得到了適用于IPMSM的滑模觀測器,解決了IPMSM在αβ坐標系中應用滑模觀測器困難的問題。針對壓縮機運行特點,采用全維狀態觀測器方法,實現IPMSM反電動勢的觀測,根據反電動勢計算出電機轉子位置和轉速,實現了無傳感器矢量控制。本文詳細分析了全維狀態觀測器的極點配置方法,通過將四個極點配置在相同位置,簡輕了計算量,也便于實現。 第三,由于反電動勢估算法在電機低轉速下不能正確估算轉子位置,無法正常閉環起動,本文提出了一種簡單的用于直流壓縮機的起動方法,實現了壓縮機的可靠起動。同時在深入分析電機等效模型的基礎上,給出了一種簡單的電機參數測量方法,通過簡單測量和計算,得到系統實現無傳感器永磁同步電機矢量控制所需的電感、電阻及反電動勢系數等關鍵參數。 最后通過MATLAB/Simulimk7.1仿真軟件對基于滑模觀測器和基于全維觀測器的永磁同步電機矢量控制方法進行了仿真驗證,設計了以TMS320F2403數字信號處理器為控制核心的直流壓縮機矢量控制實驗平臺,并進行了大量的實驗驗證。仿真及實驗結果證明了本文理論分析和所提方法的正確性,并已應用于實際的直流壓縮機矢量控制系統。
上傳時間: 2013-06-13
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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,開發了全數字化的永磁同步電機矢量控制調速系統的軟件,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矢量控制,并給出了系統主程序和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、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。
上傳時間: 2013-07-27
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擴頻通信技術因為具有較強的抗干擾、抗噪聲、抗多徑衰落能力、較好的保密性、較強的多址能力和高精度測量等優點,在軍事抗干擾和個人通信業務中得到了很大的發展。尤其是基于擴頻理論的CDMA通信技術成為國際電聯規定的第三代移動通信系統的主要標準化建議后,標志著擴頻通信技術在民用通信領域的應用進入了新階段。 近年來,隨著微電子技術和電子設計自動化(EDA)技術的迅速發展,以FPGA和CPLD為代表的可編程邏輯器件憑借其設計方便靈活等特點廣泛應用于數字信號處理領域。 本論文正是采用基于FPGA硬件平臺來實現了一個直接序列擴頻通信基帶系統,該系統的實現涉及擴頻通信和有關FPGA的相關知識,以及實現這些模塊的VHDL硬件描述語言和QuartusⅡ開發平臺,目標是實現一個集成度高、靈活性強、并具有較強的數據處理能力的擴頻通信基帶系統。 本論文中首先對擴頻通信的基礎理論做了探討,著重對直序擴頻的理論進行了分析;其次根據理論分析,設計了全數字直接序列擴頻基帶系統的結構,完成了擴頻序列的產生、信息碼的輸入和擴頻。重點完成了對基帶擴頻信號的相關解擴和幾種同步捕獲電路的設計,將多種專用芯片的功能集成在一片大規模FPGA芯片上。在論文中列出了部分模塊的VHDL程序,并在QuartusⅡ仿真平臺上完成各部分模塊的功能仿真。
上傳時間: 2013-04-24
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GSM是全球使用最為廣泛的一種無線通信標準,不僅在民用領域,也在鐵路GSM-R等專用領域發揮著極為重要的作用。由于無線信道具有瑞利衰落和延時效應,在通信系統的收發兩端也存在不完全匹配等未知因素,因此接收的信號疊加有各種誤差因素的影響。GSM接收機的實現離不開系統的同步,為了得到更好的同步質量,就必須對GSM基帶同步技術進行研究,選擇一種最合適的同步算法。GSM的同步既有時間同步,也有頻率同步。 @@ 軟件無線電是當前通信領域引入注目的熱點之一。長期以來,GSM的接收和解調都是由專用的ASIC芯片來完成的,通過軟件來實現GSM接收機的基帶算法,體現了軟件無線電技術的思想,選擇用它們來實現的GSM接收機具有靈活、可靠、擴展性好的優點。 @@ 論文主要討論GSM接收機同步算法與基于FPGA和DSP的GSM接收機設計, @@ 主要內容包括: @@ 通過相關理論知識的學習,設計驗證了GSM基帶同步算法。對FB時間同步,討論了包絡檢測和FFT變換兩種不同的方法;對SB時間同步,介紹實相關和復相關兩種方法;對頻率同步,給出了一種對FB運用相關運算來精確估計頻率誤差的算法。 @@ 設計了使用GSM射頻收發芯片RDA6210并通過實驗室的ALTERA EP3C25FPGA開發板進行控制的GSM射頻端的解決方案,論文對RDA6210的性能和控制方式進行了詳細的介紹,設計了芯片的控制模塊,得到了下變頻后的GSM基帶信號。 @@ 設計了基于RF前端+FPGA的GSM接收機方案。利用ALTERA EP2S180開發平臺來完成基帶數據的處理。針對ALTERA EP2S180開發平臺模數轉換器AD9433的特點使用THS4501設計了單獨的差分運算放大器模塊;設計了平臺的數據存儲方案并將該平臺得到的基帶采樣數據用于同步算法的仿真。 @@ 設計了基于RF前端+DSP的GSM接收機方案。利用模數轉換器AD9243、FPGA芯片和TMS320C6416TDSP芯片來完成基帶數據的處理。設計了McBSP+EDMA傳輸的數據存儲方案。 @@ 給出了接收機硬件測試的結果,從多方面驗證了所設計硬件平臺的可靠性。 @@關鍵詞:GSM接收機;同步;RF; FPGA;DSP;
上傳時間: 2013-07-01
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隨著電力電子技術、微處理器技術、控制理論及永磁材料等技術的快速發展,以永磁同步電機作為控制對象的傳動領域得到了越來越廣泛的關注,隨著FPGA的技術的普及和廣泛應用,使得各種先進的控制算法得以實現,于是數字化、智能化的永磁交流控制器成為必然的發展趨勢和當前的研究熱點。本文的主要工作就是圍繞數字化的永磁同步電機控制器研究來展開。首先深入研究了永磁同步電機的數學建模方法及電機控制策略問題。在對永磁同步電機的數學模型進行了推導的基礎上,在PSIM仿真軟件中建立了永磁同步電機的電機模型,提出了一種永磁同步電機傳統控制系統仿真建模的新方法。其次對常用的數字脈寬調制方法進行了數學推導,并對滑模控制理論和矢量控制進行了深入的研究分析,將滑模變結構控制應用于永磁同步電機的調速系統中,改善了傳統PI控制器參數整定繁瑣、系統魯棒性差的缺點,仿真結果驗證了該系統設計方案的優越性。最后在永磁同步電機建模仿真的基礎上,根據永磁同步電機控制器的設計要求及FPGA的特點,提出永磁同步電機控制器的的設計方案。按照FPGA模塊化設計思想,將整個系統進行了合理的劃分,分別對SVPWM、Park變換、SMC、反饋速度測量等重要模塊的FPGA硬件實現算法進行了深入的研究。各模塊在Modelsim平臺上完成功能仿真后并下載到Spartan-3E開發板上完成硬件驗證,驗證結果表明:永磁同步電機在低速和高速時都能穩定運行,從而證實了本設計方案的可行性。
上傳時間: 2013-04-24
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LED顯示屏作為一項高新科技產品正引起人們的高度重視,它以其動態范圍廣,亮度高,壽命長,工作性能穩定而日漸成為顯示媒體中的佼佼者,現已廣泛應用于廣告、證券、交通、信息發布等各方面,且隨著全彩屏顯示技術的日益完善,LED顯示屏有著廣闊的市場前景。 本文主要研究的對象為全彩色LED同步顯示屏控制系統,提出了一個系統實現方案,整個系統分三部分組成:DVI解碼電路、發送系統以及接收系統。DVI解碼模塊用于從顯卡的DVI口獲取視頻源數據,經過T.D.M.S.解碼恢復出可供LED屏顯示的紅、綠、藍共24位像素數據和一些控制信號。發送系統用于將收到的數據流進行緩存,經處理后發送至以太網芯片進行以太網傳輸。接收系統接收以太網上傳來的視頻數據流,經過位分離操作后存入SRAM進行緩存,再串行輸入至LED顯示屏進行掃描顯示。然后,從多方面論述了該方案的可行性,仔細推導了LED顯示屏各技術參數之間的聯系及約束關系。 本課題采用可編程邏輯器件來完成系統功能,可編程邏輯器件具有高集成度、高速度、在線可編程等特點,不僅可以滿足高速圖像數據處理對速度的要求,而且增加了設計的靈活性,不需修改電路硬件設計,縮短了設計周期,還可以進行在線升級。
上傳時間: 2013-04-24
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在現代交流伺服系統中,矢量控制原理以及空間電壓矢量脈寬調制(SVPWM)技術使得交流電機能夠獲得和直流電機相媲美的性能。永磁同步電機(PMSM)是一個復雜耦合的非線性系統。本文在Matlab/Simulink環境下,通過對PMSM本體、d/q坐標系向a/b/c坐標系轉換等模塊的建立與組合,構建了永磁同步電機控制系統仿真模型。仿真結果證明了該系統模型的有效性。
標簽: MatlabSimulink PMSM 永磁同步電機
上傳時間: 2013-04-24
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電力線通信技術利用分布廣泛的低壓電力線作為通信信道,實現internet高速互連,為用戶提供互聯網訪問、視頻點播等服務,形成包括電力在內的“四網合一”,目前正受到人們的關注。利用該技術,可以在居民區內建立寬帶接入網,也可以利用遍布家庭各個房間的電源插座組成家庭局域網。但是電力線是傳輸電能的,因此通過電力線傳輸數據有許多的問題需要解決。 OFDM(正交頻分復用)技術是實現電力線通信的一項熱門技術。OFDM采用添加循環前綴的技術,能有效地降低ICI(信道間干擾)和ISI(碼間干擾)。同時通過使用正交的子信道,大大提高了頻譜資源利用率。FPGA作為可編程邏輯器件,具有設計時間短、投資少、風險小的特點,而且可以反復修改,反復編程,直到完全滿足需要,具有其他方式無可比擬的方便性和靈活性,能夠加速數字系統的研發速度。本文著重研究了OFDM同步技術在FPGA上的實現。本論文主要是在項目組工作的基礎上構造雙路信號數據糾正算法流程,提出最佳采樣點與載波相位估計算法,完善中各個子模塊算法的硬件設計流程。內容安排如下:第一章介紹OFDM(正交頻分復用)技術的發展歷史、技術原理。第二章介紹了PLD的分類、工藝和結構特點,以及FPGA的開發環境、開發流程和Verilog語言的特點。第三章對OFDM系統的同步模塊進行詳細的闡述。第四章是OFDM同步算法的在FPGA上的實現,對各個子模塊進行仿真,給出了仿真波形圖和系統性能分析。最后,第五章總結了全文的工作,對OFDM技術的實現需要進一步完善的方面與后續工作進行了探討。
上傳時間: 2013-04-24
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橫向磁通電機是近些年來出現的一種新型結構的電機,由于其轉矩密度和功率密度大的優點受到了廣泛的關注,但我國對該種電機的研究尚處于起步階段。 本課題是國家863計劃項目——“新型稀土永磁電機設計與集成技術(課題編號:2002AA324020)”中有關橫向磁通永磁同步電動機的部分。本課題的目標就是要充分發揮橫向磁通電機功率密度和轉矩密度大的優點,克服其功率因數低的缺點,對橫向磁通永磁同步電動機的磁場進行計算、分析,找出功率因數偏低的原因,并提出相應的改進方法和建議。在此基礎上進行樣機的研制,對理論成果進行驗證,并力爭樣機在性能和工藝指標上有所突破,部分指標達到國際領先水平。 本文介紹了橫向磁通永磁電機的特點及運行原理,并按照不同的分類方式介紹了橫向磁通電機的各種結構。三維磁場的有限元計算十分復雜、計算量大,因此傳統電機均采用簡化的二維磁場進行計算。但是橫向磁通電機由于結構特殊,無法采用簡化的二維磁場的計算方法進行分析。因此本文利用ANSYS軟件建立了樣機模型,對樣機進行了三維電磁場分析。在電磁場計算的基礎上,進行了電機空載反電勢,空載漏磁系數,電磁轉矩等相關參數的計算,討論了橫向磁通永磁同步電動機的結構變化對參數的影響。本文特別針對橫向磁通永磁電機功率因數較低這一問題進行了分析,找出了功率因數偏低的原因,提出了相應的改善方法和建議,對橫向磁通電機的理論研究和設計應用分析方法進行了探討。本文利用電磁場計算的結果,完成了電機運行特性仿真,克服了采用傳統磁路等效的方法帶來的誤差。最后,通過與樣機測試結果的對照研究,驗證和完善分析方法,并為進一步獲得性能更加優異的樣機奠定了基礎。
上傳時間: 2013-04-24
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盤式永磁同步電動機屬于軸向磁場電機,目前,該類電機在國外已經得到了迅速發展,作為一種現代高性能伺服電機和大力矩直接驅動電機己廣泛應用于機器人等機電一體化產品中。由于該類電機具有重量輕、體積小、結構緊湊、轉子無損耗、轉子的轉動慣量小、機電時間常數小、轉矩/重量比大、低速運行平穩、可以制成多氣隙組合式結構進一步提高轉矩等特點,其在數控機床、機器人、電動車、電梯、家用電器等場合具有廣闊的應用前景,是一種理想的驅動裝置。 本課題作為國家863計劃項目《新型稀土永磁電機設計及集成技術》2002AA324020中的一部分,該項目的主要工作是進行新型結構釹鐵硼永磁電機——盤式無鐵心永磁同步電動機的設計與集成技術研究,開發出一種新型釹鐵硼永磁電機,解決相應的整機設計和集成技術問題。本文中提出的基于Halbach陣列的盤式無鐵心永磁同步電動機是在盤式永磁同步電動機的基礎上,將無鐵心結構和Halbach型永磁體陣列應用到其中,從而使得電機的質量大為減輕,功率密度提高,振動噪聲降低,效率提高。 基于Halbach陣列的盤式無鐵心永磁同步電動機其磁路結構和電磁負荷分布與傳統電機完全不同,常規電機的某些設計規則不能直接應用到該結構電機的設計當中,本文主要針對這種結構的電機進行了分析與計算。分析了不同結構Halbach陣列下的氣隙磁場,以及相關參數的計算,給出了初步的樣機設計數據,并對樣機的加工工藝進行了探討,在總結、借鑒相關電機設計方法的基礎上,針對盤式無鐵心永磁同步電動機自身的特點,編制了一套電磁計算程序,該程序還有待通過大量樣機的試驗,來總結和完善。 我國稀土資源豐富,然而,由于技術經濟上的問題,國產永磁交流伺服電動機至今未能大量應用。與此同時,高性能的永磁交流伺服電動機及系統大量依靠進口,我國每年進口的工程裝備當中,僅數控機床因國產電機和系統不能滿足要求而每年需要進口的就達22億美元以上。本項目的完成將改變這類產品主要依靠進口的局面,充分發揮我國稀土資源豐富的優勢,其經濟效益和社會效益是十分巨大的。
上傳時間: 2013-04-24
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