隨著科學技術的發展,汽車結構不斷完善,人們對汽車的性能更加關注。汽車本身是一個復雜的系統,在使用過程中,隨著行駛里程的增加和使用時間的延續,汽車技術狀況可能不斷惡化,需要定期進行檢測。汽車底盤測功機是一種不解體檢驗汽車性能的檢測設備,采用現代電測和計算機技術,模擬汽車在各種路面行駛阻力,使汽車的道路試驗項目移至室內進行,減少室外環境變化對測試的影響,能夠很好的改善試驗人員的試驗環境和提高測試精度。 本文首先介紹了汽車底盤測功機的發展歷史和研究現狀,闡明了研究汽車底盤測功機測控系統的目的和意義,給出了汽車底盤測功機的結構和工作原理,在詳細分析汽車道路上和底盤測功機上運行受力情況的基礎上,建立了測功機電模擬模型。采用電模擬阻力加載裝置,不僅省去了繁瑣的慣性飛輪裝置,簡化了底盤測功機的結構,而且實現了慣性阻力的無級模擬。在系統硬件上,設計了轉速轉矩信號的采集電路和前端信號處理電路,提高了采集數據的準確性,保證系統的精度,并給出了勵磁控制電路的設計與實現。在通訊上,設計CAN和USB互相轉化的接口電路,不僅實現上下位機之間的通訊,而且還突破了傳統底盤測功機上下位機通訊速率慢的瓶頸。在控制策略上,采用積分分離PID算法,實現轉速、勵磁電流和轉矩、勵磁電流的兩個雙閉環控制器,滿足了汽車底盤測功機不同運行狀況的需求。在軟件上,采用模塊化編程的思想,從而增強了程序的可移植性和靈活性。最后,構建了實驗平臺,對系統進行了實驗研究,實驗結果表明:系統能滿足汽車性能測試的要求。
上傳時間: 2013-06-12
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隨著電力電子技術的發展,交流電源系統的電能質量問題受到越來越多的關注。傳統的整流環節廣泛采用二極管不控整流和晶閘管相控整流電路,向電網注入了大量的諧波及無功,造成了嚴重的污染。提高電網側功率因數以及降低輸入電流諧波成為一個研究熱點。功率因數校正技術是減小用電設備對電網造成的諧波污染,提高功率因數的一項有力措施。本文所做的主要工作包括以下幾部分: 1.分析了單位功率因數三相橋式整流的工作原理,這種整流拓撲從工作原理上可以分成兩部分:功率因數補償網絡和常規整流網絡。在此基礎上,為整流電路建立了精確的數學模型。 2.這種單位功率因數三相橋式整流的輸入電感是在額定負載下計算出的,當負載發生變化時,其功率因數會降低。針對這種情況,提出了一種新的控制方法。常規整流網絡向電網注入的諧波可以由功率因數補償網絡進行補償,所以輸入功率因數相應提高。負載消耗的有功由電網提供,補償網絡既不消耗有功也不提供任何有功。根據功率平衡理論,可以確定參考補償電流。雙向開關的導通和關斷由滯環電流控制確定。在這一方法的控制下,雙向開關工作在高頻下,因此輸入電感值相應降低。仿真和實驗結果都表明:新的控制方法下,負載變化時,輸入電流仍接近于正弦,功率因數接近1。 3.根據IEEE-519標準對諧波電流畸變率的要求,為單位功率因數三相橋式整流提出了另一種控制方法。該方法綜合考慮單次諧波電流畸變率、總諧波畸變率、功率因數、有功消耗等性能指標,并進行優化,推導出最優電流補償增益和相移。將三相負載電流通過具有最優電流補償增益和相移的電流補償濾波器,得到補償后期望的電網電流,驅動雙向開關導通和關斷。仿真和實驗都收到了滿意的效果,使這一整流橋可以工作在較寬的負載范圍內。 4.單位功率因數三相橋式整流中直流側電容電壓隨負載的波動而波動,為提高其動、靜態性能,將簡單自適應控制應用到了直流側電容電壓的控制中,并提出利用改進的二次型性能指標修改自適應參數的方法,可以在實現對參考模型跟蹤的同時又不使控制增量過大,與常規的PI型簡單自適應控制相比在適應律的計算中引入了控制量的增量和狀態誤差在k及k+1時刻的采樣值。利用該方法為直流側電壓設計了控制器,并進行了仿真與實驗研究,結果表明與PI型適應律相比,新的控制器能提高系統的動態響應性能,負載變化時系統的魯棒性更強。
上傳時間: 2013-06-15
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混合動力汽車采用內燃機和電機作為動力源,成為解決排污和能源問題最具現實意義的途徑之一,集成一體化起動/發電機(ISG)技術是當前國際公認的未來汽車的先進技術之一,也是當代汽車發展的重要方向。論文以ISG型混合動力汽車為研究對象,進行了混合動力汽車驅動系統和動力總成控制系統等方面的研究。 本文系統地分析了串聯式、并聯式以及混聯式混和動力汽車動力總成構型的優缺點,介紹了ISG型混合動力汽車結構及主要特點的基礎上,首先通過對各總成選型分析,選擇了發動機、電機、電池等部件,接著根據性能指標,確定了發動機、電機、電池等部件參數匹配。 動力總成控制系統作為HEV控制系統的關鍵,主要負責對行駛需求功率的合理分配,保證HEV高效運行,使發動機燃油消耗和排放達到最優。動力總成控制系統的硬件采用了TMS320F2812芯片,由于它功能強大,I/O資源豐富,并且支持廣泛用于汽車電控的CAN通訊,因此,非常適合于混合動力汽車的實時控制。本文研究了動力總成控制系統的總體結構,以TMS320F2812型DSP為核心,組建了混合動力總成控制系統的硬件系統。在充分利用DSP內部模塊的基礎上對它的外部總線進行擴展。并設計了電源模塊、A/O模塊、IO模塊、CAN總線模塊和串口通訊模塊。在模塊化設計方式基礎上建立了混合動力控制策略的軟件設計。 為了證明設計方案的可行性和DSP總成控制系統的控制性能,在MATIAB/Simulink環境下,以hdvisor為仿真平臺,依據系統的結構、控制策略,對相關模塊進行修改,建立了ISG型混合動力汽車整車的仿真模型。利用建立的模型,在Advisor仿真軟件中輸人仿真參數,設置仿真性能,汽車動力性、經濟性以及一些重要性能曲線的仿真結果。與同樣參數設置的傳統燃油汽車仿真結果進行比較表明,油耗和排放都得到了很好的降低。
上傳時間: 2013-07-08
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超聲波電源廣泛應用于超聲波加工、診斷、清洗等領域,其負載超聲波換能器是一種將超音頻的電能轉變為機械振動的器件。由于超聲換能器是一種容性負載,因此換能器與發生器之間需要進行阻抗匹配才能工作在最佳狀態。串聯匹配能夠有效濾除開關型電源輸出方波存在的高次諧波成分,因此應用較為廣泛。但是環境溫度或元件老化等原因會導致換能器的諧振頻率發生漂移,使諧振系統失諧。傳統的解決辦法就是頻率跟蹤,但是頻率跟蹤只能保證系統整體電壓電流同頻同相,由于工作頻率改變了而匹配電感不變,此時換能器內部動態支路工作在非諧振狀態,導致換能器功率損耗和發熱,致使輸出能量大幅度下降甚至停振,在實際應用中受到限制。所以,在跟蹤諧振點調節逆變器開關頻率的同時應改變匹配電感才能使諧振系統工作在最高效能狀態。針對按固定諧振點匹配超聲波換能器電感參數存在的缺點,本文應用耦合振蕩法對換能器的匹配電感和耦合頻率之間的關系建立數學模型,證實了匹配電感隨諧振頻率變化的規律。給出利用這一模型與耦合工作頻率之間的關系動態選擇換能器匹配電感的方法。經過分析比較,選擇了基于磁通控制原理的可控電抗器作為匹配電感,通過改變電抗控制度調節電抗值。并給出了實現這一方案的電路原理和控制方法。最后本文以DSP TMS320F2812為核心設計出實現這一原理的超聲波逆變電源。實驗結果表明基于磁通控制的可控電抗器可以實現電抗值隨電抗控制度線性無級可調,由于該電抗器輸出正弦波,理論上沒有諧波污染。具體采用復合控制策略,穩態時,換能器工作在DPLL鎖定頻率上;動態時,逐步修改匹配電抗大小,搜索輸出電流的最大值,再結合DPLL鎖定該頻率。配合PS-PWM可實現功率連續可調。該超聲波換能系統能夠有效的跟隨最大電流輸出頻率,即使頻率發生漂移系統仍能保持工作在最佳狀態,具有實際應用價值。
上傳時間: 2013-04-24
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社會發展對內燃機車柴油機安全、節能、低污染等方面提出了更高的要求,傳統的機械式控制已很難滿足這些新要求。對機車柴油機采用電子控制技術成為當前提高柴油機乃至整車性能的一種有效方法。柴油機電子控制技術包含的范圍很廣,其中標定技術決定了電控系統中最佳控制參數的獲取,從而影響著柴油機的工作性能,而噴油泵特性的標定是標定眾多內容中首先要解決的問題,因此本文將機車柴油機電控系統中的油量特性標定作為研究重點,首先對電控單體泵的組成和原理進行了分析,確定了其作為機車應用的合理性;其次完成了電子燃油噴射控制單元的設計,并對其實驗方法進行了研究。 噴油泵在匹配任何一種類型柴油機之前,其數學模型和控制特性應該基本確定,能不能使得被匹配的柴油機性能達到最佳水平,將取決于能否通過有效的標定方法來獲得準確的噴油控制參數。本文在電子控制單元基本功能完成的基礎上,充分利用現場總線技術的優勢,在實現物理層和數據鏈路層接口的同時,針對標定應用進行了擴展,制訂出一套完整的通信協議,并開發出上位機標定軟件,使得電子控制單元與上位機之間建立起了良好的通信平臺。標定系統的建立同時為機車故障診斷技術帶來了新思路,本文提出了一種基于分布式機車控制網絡的故障診斷策略,多個智能化節點可以共同來完成復雜的故障診斷操作,性能完備的網絡構成和通訊協議使得大量故障信息的交互顯得有條不紊。這種思路,對電控系統乃至整車的故障診斷技術的發展產生著深遠的影響。 方案的確定,軟硬件的設計,實驗方法的分析,都必須結合真正的臺架實驗,在實驗過程中不斷的改進。本文最后,介紹了在機車廠單體泵試驗臺上進行的電磁閥驅動和油泵特性標定實驗,從中獲得了機車柴油機電控系統研究的寶貴經驗,為后期的柴油機匹配實驗打下了堅實的基礎。
上傳時間: 2013-04-24
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本文在分析了嵌入式技術及控制系統的發展概況后,首先對現場總線,主要是CAN總線的技術特點進行了全面的介紹,并重點對CAN總線網絡中數據傳輸的實時性問題及改善的方案進行了分析和研究。之后利用嵌入式技術實現了基于CAN總線的網絡測控系統。該系統的主控節點,即ARM平臺采用32位的嵌入式處理器AR2M和嵌入式實時操作系統μC/OS-Ⅱ來實現,并在該平臺上完成了系統多任務的建立,包括與底層CAN網絡的通信、液晶顯示輸出和嵌入式Web服務器等。 論文共分六章。第一章介紹了控制系統的發展過程、嵌入式技術及其發展現狀,并引出了課題的背景和研究意義,給出了主要研究內容。第二章著重介紹了CAN現場總線技術,并對其工作原理和CAN總線系統的實時性進行了分析。第三章論述了CAN總線測控網絡的實現以及CAN測控網絡與Internet集成的必要性,并給出了本文的系統設計方案、工作原理和組成。第四章論述了基于CAN總線的嵌入式測控系統的設計與實現,詳細闡述了系統的硬件、軟件設計思路和實現方法。硬件方面,介紹了硬件平臺中的主處理器LPC2292和整個硬件邏輯模塊。軟件設計上實現了μC/OS-Ⅱ實時操作系統在ARM7上的移植,并完成了嵌入式系統下多任務的建立。第五章介紹了以QXLPC-Ⅲ過程控制系統為應用對象,進行的實際應用實驗,該實驗對被控過程的部分物理量進行了檢測,驗證了本方案的可行性。第六章對全文進行了總結,給出了有待進一步研究的問題,并對后續工作進行了展望。
上傳時間: 2013-06-03
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自20世紀90年代以來,隨著計算機技術、超大規模集成電路技術和通信及網絡技術的發展,微機保護和測控裝置的性能得到大幅提升,以此為基礎的變電站自動化系統在我國的電力系統中得到長足的發展和廣泛的應用。 @@ 為增加產品的市場競爭力,電力系統二次設備生產廠商緊跟市場需求,將各種具有高性價比的新型處理器芯片和外圍芯片大量應用到變電站自動化系統的保護、測控裝置上,如32位CPU、數字信號處理芯片DSP、高速高精度A/D轉換芯片、大容量Flash存儲芯片、可編程邏輯器件CPLD、FPGA等。這些功能強大的器件的應用使保護測控裝置在外形上趨于小型化集成化,而在功能上則較以前有顯著提升。同時,各種成熟的商用嵌入式實時操作系統的采用使處理器的性能得到充分發揮,裝置通信、數據存儲及處理能力更強,性能大幅提高,程序移植升級更加方便快捷。 @@ 本論文以現階段國內外變電站自動化系統測控技術為參考,根據變電站自動化系統的發展趨勢和要求,研究一種基于ARM和FPGA技術并采用嵌入式實時操作系統的高性能測控裝置,并給出硬軟件設計。 @@ 裝置硬件采用模塊化設計,按照測控裝置基本功能設計插件板。分為主CPU插件、交流采樣插件、遙信采集插件、遙控出口插件、直流采樣及輸出插件。除主CPU插件,其他插件的數量可以根據需要任意增減,滿足不同用戶的需求。 @@ 裝置主CPU采用目前先進的基于ARM技術的微處理器AT91RM9200,通過數據、地址總線和其他插件板連接,構成裝置的整個系統。交流采樣插件采用FPGA技術,利用ALTERA公司的FPGA芯片EP1K10實現交流采樣的控制,降低了CPU的負擔。 @@ 軟件采用Vxworks嵌入式實時操作系統,增加了系統的性能。以任務來管理不同的軟件功能模塊,利于裝置軟件的并行開發和維護。 @@關鍵詞:測控裝置;嵌入式實時操作系統;ARM;現場可編程門陣列
上傳時間: 2013-04-24
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常規的壓控電源采用的是并聯電流負反饋電路,這種電路輸出電壓柔性較差,電壓輸出效率低,因為取樣電阻要占掉很大一部分的電壓,并且常規的壓控電流源不能實現一端接地,這也是并聯電流負反饋本身的
上傳時間: 2013-07-02
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點陣LCD的驅動顯控原理,lcd方面的使用已經實例。
上傳時間: 2013-05-26
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隨著科學技術的進步,電腦互聯網的普及,傳統糧倉人工監控的方式正在被更加方便和高精確度的檢測控制系統所替代。在單機局部檢測控制的基礎上,利用互聯網技術將整個糧倉測控系統集成在一起,通過網頁訪問方式,糧倉管理人員能夠更快更好地了解糧倉具體環境指標,各項溫濕度,氣體含量并通過控制電機等方式對環境各參數進行控制。 本文提出并設計了一套以ARM嵌入式開發板為核心的現代糧情測控系統。嵌入式糧情測控系統在傳感器采集到信號,進行處理后,將數據顯示在網頁和嵌入式開發板液晶屏上,通過TCP/IP協議,使用IE瀏覽器就可以在線查看實時數據,并且可以保存和打印數據,另外還可以通過網頁控制電機等設備工作。該系統硬件平臺使用ARM9微處理器S3C2410,以核心板和底板的方式組成,可以采集多路模擬和數字信號;支持標準RS232接口和USB通信接口;采用液晶顯示屏和觸摸屏的人機交互接口,為操作人員提供了良好的監控界面;軟件系統使用嵌入式Linux操作系統,通過交叉編譯模式,使用C語言編寫移植傳感器驅動和電機控制程序,使用Boa嵌入式WEB服務器和SQLite數據庫搭建遠程監控系統,使用MiniGUI圖形軟件系統編寫了終端界面程序,完成了人機交互界面的設計。 本文第一章綜合介紹了課題研究背景及嵌入式糧情測控系統的設計方案。第二章概述了嵌入式糧情測控系統的設計,包括嵌入式系統的特點及其軟硬件組成部分,以及系統設計中選用的各種傳感器及電機驅動器等。第三章詳細闡述了嵌入式糧情測控系統的實現,包括嵌入式系統軟件開發流程,傳感器和電機的驅動及控制程序,以及嵌入式WEB遠程監控系統的設計實現。第四章介紹了MiniGUI軟件界面的設計以及應用程序的設計。 論文最后對本課題的完成情況做了總結和評價,并且為本課題的發展提出了建議。
上傳時間: 2013-04-24
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