燃料電池電動汽車DC/DC變換器的諸如工作電壓、電流、效率、體積、重量、溫度這些參數指標中溫度參數是一個尤為重要的參數。如何對DC/DC變換器內部多點溫度參數進行實時監測從而為DC/DC變換器提供可靠的溫度參數就成為本課題的直接來源和選題依據。 USB總線具有即插即用、使用方便、易于擴展以及抗干擾能力強等其它總線無法比擬的優點。如今USB已經成為PC上的標準接口,并迅速占領了計算機中、低速外設的市場。而且隨著計算機功能的不斷強大,虛擬儀器技術也在不斷發展。它代表了測量與控制技術的未來發展方向。本課題的研究目的就是希望將USB總線技術和虛擬儀器技術應用到測量系統中,充分利用實驗室現有的資源,設計一個基于USB總線和LabVIEW的多路溫度測試儀。 在了解DC/DC變換器內部主電路的拓撲結構的基礎上,考慮測試系統抗干擾技術,選用擴展了USB功能的微控制器芯片STM32F103和高精度溫度傳感器PT1000完成了基于恒流源的多通道溫度檢測電路原理圖與印刷電路板設計。在學習USB協議和電子芯片數據手冊的基礎上編寫了測試儀的下位機固件程序。通過LabVIEW中的NI—VISA開發驅動程序實現上位機與USB設備的通信功能。在LabVIEW虛擬儀器軟件開發平臺中編寫用戶界面并建立合理的報表生成系統,有效存儲數據提供用戶查詢。 直接在LabVIEW環境下通過NI—VISA開發能驅動用戶USB系統應用程序,完全避開了以前開發USB驅動程序的復雜性,大大縮短了開發周期,節省了開發成本。設計完畢后對系統進行了軟硬件聯調,通道標定和現場試驗,并進行了精度分析。實驗結果表明課題在這一研究過程中取得了預期的良好結果。
上傳時間: 2013-06-07
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隨著信息技術的飛速發展,數據吞吐量急劇增長,要求有更高的傳輸速度,來滿足大量數據的傳輸,而原有的并行數據傳輸總線結構上存在自身無法克服的缺陷,在高頻環境下容易串擾,而增大誤碼率。SATA串行總線技術應運而生。作為一種新型的總線接口,它提供了高達3.0Gbps的數據傳輸速率,使用8B/10B編碼格式,采用LVDS NRZ串行數據傳輸方式,有良好的抗干擾性能,有更強的達到32位的循環冗余校驗,并且提供了良好的物理接口特性,支持熱拔插,代表著計算機總線接口技術的發展方向。FPGA作為一種低功耗的半導體器件,在高頻工作環境中有優良的性能,將處理器與低功耗FPGA結合起來使用是數據存儲應用的趨勢,這樣能夠使得接口方案更加靈活。而在眾多FPGA器件中,Xilinx公司的Virtex-4平臺內部集成了PowerPC高性能處理器,并且其中提供了Rocket IO MGT這種嵌入式的多速率串行收發器,能夠以6.25-622Mb/s的速度傳送數據,并且支持包括SATA協議在內的多種串行通信協議。 本文從物理層、鏈路層、傳輸層分析了SATA1.0技術的接口協議,在此基礎提出滿足協議需求和適合FPGA設計的設計方案,并給出總體設計框圖,依照FPGA的設計方法,采用Xilinx公司的Virtex-4設計了一個符合SATA1.0接口協議的嵌入式存儲裝置,實現數據的存儲,仿真運行結果正常。
上傳時間: 2013-04-24
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射頻識別(Radio Frequency Identification,RFID)是一種允許非接觸式數據采集的自動識別技術。其中工作在超高頻(Ultra High Frequency,UHF)頻段的無源RFID系統,由于在物流與供應鏈管理等領域的潛在應用,近年來得到了人們的廣泛關注。這種系統所使用的無源標簽具有識別距離長、體積小、成本低廉等突出特點。目前在市場上出現了各種品牌型號的UHF RFID無源標簽,由于不同品牌型號的標簽在設計與制造工藝上的差異,這些標簽在性能表現上各不相同,這就給終端用戶選擇合適自己應用的標簽帶來了困難。RFID基準測試就是在實際部署RFID系統前對RFID標簽的性能進行科學評估的有效手段。然而為了在常規實驗室條件下得到準確公正的測試結果,需要對基準測試的性能指標及測試方法學開展進一步的研究。本文正是研究符合EPC Class1 Gen2標準的RFID標簽基準測試。 本文首先分析了當前廣泛應用的超高頻無源RFID標簽基準測試性能指標與測試方法上的局限性與不足之處。例如,在真實的應用環境中,由于受到各種環境因素的影響,對同一品牌型號的標簽,很難得到一致的識讀距離測試結果。另外,在某些測試場景中,使用識讀速率作為測試指標,所得到的測試結果數值非常接近,以致分辨度不足以區分不同品牌型號標簽的性能差異。在這些分析基礎上,本文把路徑損耗引入了RFID基準測試,通過有限點的測量與數據擬合分別得到不同類型標簽的路徑損耗方程,結合讀寫器天線的輻射方向圖,進一步得到各種標簽受限于讀寫器接收靈敏度的覆蓋區域。無源標簽由于其被動式能量獲取方式,其實際工作區域仍然受限于前向鏈路。本文通過實驗測試出這些標簽的最小激活功率后,得出了各種標簽在一定讀寫器發射功率下的激活區域。完成這些步驟后,根據這兩種區域的交集可以確定標簽的工作區域,從而進行標簽間的比較并達到基準測試的目的,并能找出限制標簽工作范圍的瓶頸。 本文最后從功率損耗的角度研究了標簽之間的相互干擾,為用戶在密集部署RFID標簽的場景中設置標簽之間的最小間隔距離具有重要的參考意義。
上傳時間: 2013-04-24
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電源是電子設備的重要組成部分,其性能的優劣直接影響著電子設備的穩定性和可靠性。隨著電子技術的發展,電子設備的種類越來越多,其對電源的要求也更加靈活多樣,因此如何很好的解決系統的電源問題已經成為了系統成敗的關鍵因素。 本論文研究選取了BICMOS工藝,具有功耗低、集成度高、驅動能力強等優點。根據電流模式的PWM控制原理,研究設計了一款基于BICMOS工藝的雙相DC-DC電源管理芯片。本電源管理芯片自動控制兩路單獨的轉換器工作,兩相結構能提供大的輸出電流,但是在開關上的功耗卻很低。芯片能夠精確的調整CPU核心電壓,對稱不同通道之間的電流。本電源管理芯片單獨檢測每一通道上的電流,以精確的獲得每個通道上的電流信息,從而更好的進行電流對稱以及電路的保護。 文中對該DC-DC電源管理芯片的主要功能模塊,如振蕩器電路、鋸齒波發生電路、比較器電路、平均電流電路、電流檢測電路等進行了設計并給出了仿真驗證結果。該芯片只需外接少數元件就可構成一個高性能的雙相DC-DC開關電源,可廣泛應用于CPU供電系統等。 通過應用Hspice軟件對該變換器芯片的主要模塊電路進行仿真,驗證了設計方案和理論分析的可行性和正確性,同時在芯片模塊電路設計的基礎上,應用0.8μmBICMOS工藝設計規則完成了芯片主要模塊的版圖繪制,編寫了DRC、LVS文件并驗證了版圖的正確性。所設計的基于BICMOS工藝的DC-DC電源管理芯片的均流控制電路達到了預期的要求。
上傳時間: 2013-06-06
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隨著市場經濟和現代化工業的發展,能源短缺和環境污染,已經成為制約人類社會健康發展的兩大重要因素。新能源的開發與利用愈來愈受到重視,太陽能以其清潔環保、蘊藏豐富等優點逐步得到了開發利用。光伏逆變電源作為太陽能利用中主要的能量變換裝置,是目前研究和發展的重要環節。 本課題研究的是可并網三相光伏逆變電源,以追求體積小、效率高、精度大、方便實用為目的,采用了DC—HFAC—DC—LFAC三級功率傳輸架構,設計中使用了SPWM技術、SVPWM技術、內高頻環技術、DSP數字控制技術和數字鎖相環技術等前沿實用技術。 直流DC—DC變換器采用內高頻環技術,既實現了電氣隔離又大大的減小了裝置體積。這一部分本文不做涉及,本文所涉及的內容為本系統的DC—AC逆變電源部分,本論文的主要內容如下: 首先,分析了幾種DC—AC逆變器的主電路拓撲結構,根據其優缺點與實際應用需要,選擇三相四橋臂結構作為本文主電路結構,滿足了電網負載的不平衡性。在選擇了三相四橋臂結構的基礎上,選取兩種最新的SVM控制方法:基于三態滯環的瞬時空間電流相量控制法與二維空間矢量控制法,對兩種方法作出詳細分析比較,根據實用性原則,選取二維空間矢量控制法作為本文的控制方法。 其次,選取了主控芯片TI公司的TMS320F2812,電路中的功能盡量數字化實現,既控制了電路體積,又大大提高了系統的安全性與可靠性。設計了本系統的控制電路、驅動電路、緩沖電路、保護電路、濾波器電路等系統電路,本系統所有硬件電路均設計完畢。為了驗證設計的正確性,大部分電路都用ORCAD—Pspice仿真軟件進行仿真驗證,小部分電路搭建實際電路,設計電路都能達到系統設計要求。 隨后,簡單介紹了DSP編程環境CCS。詳細分析了SVPWM的工作原理,并給出二維空間矢量法在DSP中的實現方法。介紹幾種MPPT方法,并選取本課題所選用的方法。 最后,給出系統仿真,分析了重點模塊,得到了仿真結果。 關鍵詞:光伏并網電源、空間矢量脈寬調制、內高頻環、三相四橋臂
上傳時間: 2013-05-19
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隨著21世紀的到來,特別是近年來現代高科技和信息技術正在由智能大廈走向智能化住宅小區,進而走進家庭。人們對家居生活環境的要求也越來越高,并將注意力越來越多的放在了生活環境的安全性、舒適性和便利性上。 家居無線監控問題是當今國際建筑智能化領域的前沿性研究課題。無線傳感網絡的出現克服了家庭中布線的煩瑣,充分體現了智能家居系統的靈活、方便、高效。本項目研究開發了基于ZigBee技術和Internet技術的智能家居監控系統,將Internet的遠程監控與ZigBee短距離控制相結合,實現系統的家居無線控制和數據采集,避免了綜合布線,可擴展性好。 本文首先進行系統總體設計,結合底層ZigBee無線傳感網絡的特點和系統總體網絡監控的要求,將該系統設計分為四部分:無線傳輸模塊、數據處理模塊、以太網傳輸模塊、上位機顯示界面。然后對ZigBee協議標準做了全面地研究分析,同時給出了基于CC2430的無線傳輸模塊的軟硬件設計和星型網絡搭建,并給出了測試結果。接著設計了基于TMS320F2812的數據處理模塊,給出了硬件電路和外圍輔助電路設計方案,并為其移植了實時操作系統μc/OS-Ⅱ。本設計完成了基于RTL8019AS的以太網傳輸模塊設計和系統的以太網通信程序的設計,實現了從底層ZigBee無線傳感網絡的數據采集最終到監控機的數據傳輸并測試成功。最后在VC++6.0環境下,應用Windows Sockets套件接口開發顯示界面對底層采集的數據分類顯示。 整個智能家居監控系統能夠對家用電器的完成開關量的控制,還能夠對三 表(水表、電表、燃氣表)進行無線抄表,最重要的是可監測來自家庭安防傳感器(火警、煤氣泄露)的數據,以備物業等部門監控。通過測試后,證實了設計方案的正確性,結果滿足系統設計要求,該設計具有一定的新穎性和實用性。關鍵詞:智能家居,ZigBee,數據處理,μC/OS-Ⅱ,Windows Sockets
上傳時間: 2013-06-28
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目前,小波分析在信息技術和其他學科方面的應用是眾多科技工作者關心的課題。在理論方面,新觀點、新方法不斷涌現。本文旨在完善小波的基本理論,對原有的小波去噪方法作進一步的改進。 經典的信號處理方法,例如傅立葉變換、短時傅立葉變換等具有局限性,因而限定了它們的應用范圍。小波分析作為一種全新的信號處理方法,它將信號中各種不同的頻率成分分解到互不重疊的頻帶上,為信號濾波、信噪分離和特征提取提供了有效途徑,特別在信號去噪方面顯出了獨特的優勢。本文介紹了經典的去噪方法,并對其適用范圍和效果進行了分析和比較。并且,討論了小波分析的基本理論,介紹了連續小波變換、離散小波變換和小波變換的快速分解與重構算法,最后研究了小波基的數學特性,分析了它們對實際應用的影響和作用。進而,介紹了小波的幾種去噪方法:小波變換高頻系數置零去噪方法、小波變換模極大值去噪方法、小波閾值去噪方法、小波空域相關性去噪方法。用小波變換將高頻系數強制置零去噪的方法是比較方便的,但它的不足之處是經將高頻系數強制置零去噪后重構的信號會使信號丟失一些細節,且小波基的選擇亦有相當的難度,只有靠經驗來確定,不過比傳統的濾波方法所得的效果還是要好。對于小波變換模極大值去噪的原理,分析了去噪過程中幾個參數的選取問題,并給出了一些選取依據;對小波閾值去噪方法的幾個關鍵問題進行了詳細討論。對閾值去噪進行了改進,利用均值逼近與閾值去噪相結合的方法來實現信號的處理,并通過實驗仿真實現。實驗結果表明該方法提高了信噪比,去噪效果優于單獨應用閾值去噪的方法。 在空域相關去噪算法的基礎上,進行了改進,利用閾值濾波與相關去噪算法相結合的一種組合去噪算法,仿真試驗結果表明,由該算法濾波之后得到的小波系數不僅連續性好,準確率高,而且易于重構信號。 本文分別對這四種方法進行了算法分析比較,通過實驗仿真來實現,并對實驗結果進行了分析。實驗仿真結果表明了利用小波分析理論對信號去噪的可行性和有效性。 關鍵詞:小波分析,信號去噪,閾值,均值逼近,空域相關
上傳時間: 2013-07-19
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隨著電力電子技術的發展,各類電力電子裝置應運而生,這些產品在出廠前需要根據不同的需要進行相應的測試和校驗。傳統的負載測試存在著能耗大、靈活性差等諸多缺點,已經越來越不能滿足各種測試場合的要求,特別是一些要求用動態變化的負載、非線性負載、具有負阻特性的負載以及有源負載等測試場合。因此針對這一問題,本文利用電力電子技術結合計算機技術、控制技術等設計了一種通用的交流電子負載模擬裝置,以滿足各種測試場合的要求。 @@ 交流電子負載是一種可以模擬真實負載的電力電子裝置,它不但可以模擬傳統的線性負載,也可以模擬各種非線性負載、有源負載等其他形式的負載。目前國內外對電子負載的研究還不成熟,有些是使交流電源按照一定的功率放電,但是輸出電流卻與真實負載測試下的電流有較大的差別;而有些雖然能夠準確控制電源的放電電流取得和真實負載一樣的效果,但試驗電能完全被消耗掉,造成很大的浪費。本文研究的新型交流電子負載克服了以上電子負載方案的缺點,可以滿足各種試驗場合的測試需求,能夠在很大程度上減少能量浪費,豐富試驗樣式且節約試驗成本。 @@ 本文分析了能饋式交流電子負載的模擬原理,確定了采用中間直流環節的交-直-交主電路結構,其一端接待測交流電源,另一端接低壓交流電網。前級負載模擬環節和后級能量回饋環節均采用可四象限運行的電壓型PWM(Pulse Width Modulation)變換器。負載模擬環節直接與待測電源連接,采用電流滯環瞬時值比較方式,使電源輸出的實際電流信號準確、快速的跟蹤其指令電流信號值,使得電子負載對待測電源呈現設定的負載形式,完成電子負載的模擬功能;能量回饋環節與電網連接,通過控制輸出電流與電網電壓同頻、同相位,實現試驗電能的單位功率因數回饋電網的目的,變換器的控制采用常規的雙閉環控制方式,電流內環控制實際電流跟蹤指令值的變化,電壓外環通過控制輸出電流的大小使直流側母線電壓穩定為設定指令值。 @@ 電子負載系統在負載模擬部分通過人機接口設定具體負載形式和負載屬性,為了更加準確快速的得到電流指令信號值,文中采用更加直接的數值計算方 法,由數字信號處理器實時計算出該給定負載模式下的指令電流值。使用交流小信號分析法得到了系統的頻域方塊圖,并對主電路元件參數以及調節器進行了優化設計。針對大功率開關管開關頻率存在的限制,本文提出了幾種提高電流跟蹤精度的改進方法,取得了良好的效果。整個系統在PSIM平臺上進行了不同工作模式下的仿真,仿真結果表明方案切實可行。最后依據仿真方案設計基于TMS320F2812的控制系統和功率電路,使用PROTEL軟件進行了原理圖的繪制。@@關鍵詞:電子負載;能量回饋;電壓型變換器;滯環PWM電流控制;雙閉環;PWM整流器
上傳時間: 2013-05-26
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線束導通檢測與管線氣密檢測系統是一種保證線束質量和可靠性以及管線密閉性的最基本測試儀器,它可以剔除大量線束連接中出現的短路、斷路、誤配線和接觸不良等故障,也可以用于檢測管線的氣密性是否符合實際生產要求,從而提高相關工業產品的質量及穩定性。 本文詳細介紹了線束導通檢測與管線氣密檢測系統的硬件制作及軟件設計。論文首先闡述了課題背景和線束導通檢測與管線氣密檢測裝置發展的國內外現狀,同時對線束測試的基本原理和幾種常見的失效模式進行了分析。隨后詳細介紹本系統的總體設計方案和設計思路以及系統的結構組成。文章主體主要分為三大部分內容,第一部分為線束檢測系統的設計,第二部分為管線氣密檢測系統的設計,第三部分為檢測信息編輯PC機軟件的設計。三大部分涵蓋軟、硬件的設計研究,但在設計及功能上相對獨立,故分開進行介紹。 作為第一部分線束檢測系統設計的開頭篇,第二章詳細介紹了系統的導通檢測、數據讀寫、人機交互等各個模塊的硬件設計。第三章以第二章所介紹的硬件結構為基礎,從線束檢測算法、數據通信、數據存取等方面逐層進行探討,從而完成對線束檢測系統軟件部分的介紹。按照第一部分的模式,第二部分所包含的四、五兩章對本系統中的管線氣密檢測部分分別從硬件和軟件的角度進行詳細介紹和深度剖析。第三部分主要介紹基于MFC的PC機信息編輯軟件的開發,分別從開發工具、軟件架構、算法等方面進行詳盡的闡述。 本論文介紹的汽車線束檢測系統可以支持最多1024個線束點,8路氣密管線的檢測,并且能管理并存儲線束測試的大量數據,方便操作人員查看線束測試情況,同時線束檢測部分具有自學習功能,應用前景十分廣闊。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著網絡技術的飛速發展,辦公樓宇或住宅小區的用電管理也正逐步走向智能化、網絡化。論文針對傳統的電表系統具有抗干擾能力差、計量不精確、人工抄表費時費力、功能單一等缺點,提出了一套基于以太網傳輸的三相電量采集系統。該系統采用電能計量芯片CS5460A負責采集電量,AT89S53單片機作為數據處理的核心部件,通過SPI總線傳送電流、電壓、有功、無功等實時測量值,并用以太網控制器ENC28J60,實現以太網通信,配合上位機顯示,對電能進行集中管理。 本系統采用電子計量芯片代替傳統的機械脈沖式電能表,并結合用電特性,使得電能計量精度大大提高,電量統計也更加精確。電能表輸出的脈沖信號經過網絡模塊的統計換算之后,通過以太網傳輸給管理計算機,使得傳輸距離大大增加。用電量信息經過統計計算存入數據庫,可以生成一個用戶用電報表并可打印出來,這樣可有效的把電能計量、收費管理、用電過程管理等功能集于一體。采用以太網總線控制,不僅減少了布線的成本和難度,且利于數據在局域網內的共享。 本文首先對當前電子式電能表的發展情況、技術特點作了一個簡單的概述。其次闡述了系統的硬件電路設計及系統軟件設計,并對以太網通信的重要依據-TCP/IP協議作了全面的分析,介紹了TCP/IP協議的四個協議層:鏈路層、網絡層、傳輸層和應用層及其具體實現方法,精簡了TCP/IP協議。最后簡單介紹了上位機上的管理軟件設計。
上傳時間: 2013-06-09
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