微型燃微型燃氣輪發電機組由渦輪機、壓縮機、燃燒室、回熱器、軸承、高速發電機、電力變換系統、噴油系統等部分組成。它是一種環保型發電裝置,它可用作常規機組或緊急備用電源,也可以用于分布式發電及冷熱電聯供系統、汽車混合動力系統和微型燃機-燃料電池聯合系統等領域。因此,研究這種動力裝置具有很重要的實用意義。 本文在分析了微型燃氣輪發電機組及其控制技術發展現狀的基礎上,根據設計要求,機組控制系統應能保證機組安全穩定運行,保證機組在任何情況下,不發生超溫、超轉現象。同時應考慮機組從點火、加速、直至額定運行過程中,使機組能夠充分預熱,以降低對機組的熱沖擊,提高機組壽命。機組轉子轉速達到95%額定轉速后投入按額定轉速控制的閉環控制,保證發電機輸出電壓和電力輸出單元穩定工作。當發生一般性故障(按給定列表)且為無人職守狀態時,機組控制系統應正常停車:當機組發生一般性故障且為有人職守時,機組控制系統應發出聲光報警。當機組發生嚴重故障時機組控制系統應發出聲光報警并緊急停車。同時還應考慮設置機組調試時所需的與其它通信的數據接口。提出了微型燃氣輪發電機組控制系統的設計方案。 根據確定的方案和工程實際要求,完成了控制系統的結構、硬件和軟件的設計。以西門子S7-300PLC及相關的開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊作為發電機組的中心控制單元。完成了各PLC模塊硬件連接電路的設計,以及系統供電電路的設計,并完成了微型燃機發電機組的起動控制、檢測報警及停車控制的軟件設計。編程采用梯形圖語言,使程序更具可讀性。 本文采用德國西門子S7-300PLC及配套的I/0卡件作為微型燃機控制系統的主控制器;選用沈陽工業大學研制的全自動浮動式充電器作為電機的啟動直流電源;采用啟停自鎖邏輯解決了在停車后徹底切斷電瓶負載的問題。
上傳時間: 2013-04-24
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為設計高性能、低損耗的電機,需要準確地分析電機鐵耗。本文從鐵磁材料的磁化特點出發,以分離鐵耗模型為基礎,對交變磁化以及旋轉磁化條件下鐵磁材料和電機的鐵耗進行分析和計算,分別從理論和實踐角度著重就電機鐵耗計算和測量中的一些相關問題作了深入研究。 按照分離鐵耗模型,鐵心損耗可以分成磁滯損耗、渦流損耗和異常損耗。本文首先從交流磁滯回線的產生機理出發,在Preisach靜態磁滯模型的基礎上,利用極限磁滯回線的對稱性,采用人工神經網絡技術,建立了Preisach人工神經網絡磁滯仿真模型,實現了對鐵磁材料交流磁滯回線的理論計算,為磁滯損耗的理論分析和計算奠定了基礎;為對交流磁滯回線進行實測,本文給出了一種采用愛潑斯坦方圈測量鐵磁材料交流磁滯回線與磁滯損耗的新方法,該方法克服了環形樣片測量法的不足,操作簡單,且測量精度高,具有較好的實用價值。利用該方法得到的實驗數據很好地驗證了理論計算結果。 對渦流損耗以及異常損耗的計算模型,本文系統地給出了其推導過程,對模型中的參數進一步加以明確,并對模型的特點進行了分析。鐵磁材料異常損耗計算模型是基于統計學原理推導而來的,模型中參數的確定涉及到鐵磁材料的微觀特性,本文給出了通過實驗確定其參數的具體方法;考慮到工程中異常損耗計算模型是其理論模型的簡化形式,文中對兩者的差別進行了分析。 在分析電機鐵耗時,既要考慮鐵心材料本身的損耗特性,也要考慮電機供電方式以及鐵心中磁場變化等因素對鐵耗的影響。在對鐵磁材料損耗特性分析的基礎上,本文考慮到局部磁滯回環對電機鐵耗的影響,推導了計及局部磁滯作用的電機鐵耗模型,并從理論上對C.P.Steinmetz的磁滯損耗經驗公式進行了驗證,從而明確了公式中經驗系數的物理意義;同時通過實驗研究,分析了磁化頻率對磁滯損耗系數的影響,提出了在磁化頻率較高時分段確定磁滯損耗系數的方法;考慮到現代電機控制策略以及供電方式的多樣性,本文對正弦波、方波以及三角波電壓供電時鐵心材料的交變鐵耗模型分別進行了推導,給出了其解析表達式,并通過實測證明了模型的有效性;對SPWM這類應用較為廣泛的非正弦供電方式,推導了電機交變損耗的一般計算模型,分析了SPWM變頻器供電時電機鐵耗與變頻器參數的關系,給出了其關系的數量表達式; 同時采用改進的愛潑斯坦方圈試驗平臺對非正弦供電條件下的鐵磁材料損耗和電機鐵耗進行了實驗研究。 考慮到電機鐵心制造過程中沖壓對鐵心材料特性的影響,本文提出了一套簡便的對鐵磁材料進行沖壓影響研究的實驗方法,利用該方法,有效地對材料的沖壓影響特性進行了分析。在實驗研究的基礎上,本文推導了考慮沖壓影響時的鐵磁材料損耗的修正系數,從而在傳統交變鐵耗分離模型的基礎上,建立了計及沖壓影響的電機鐵耗計算模型。對模型中引入的沖壓影響修正系數,給出了詳細的推導過程和明確的計算方法,從而使傳統的經驗修正方法得到改善。 在旋轉電機中,除交變磁化外,同時還存在大量的旋轉磁化。本文對旋轉磁化的物理機理進行了初步探討,分析了旋轉磁化條件下的損耗特點,系統介紹了當前鐵磁材料旋轉磁化性能以及旋轉磁化損耗實驗測量和理論計算的方法和手段。 在以上鐵耗理論的基礎上,充分考慮鐵心的非線性及磁滯特性,本文建立了一般條件下的鐵心動態電路模型,并將該模型應用于異步電動機鐵心等效電路中,推導了異步電動機動態鐵耗的分離等效電阻。以一臺三相異步電動機為樣機,采用以上鐵耗的動態分離等效電阻,有效地對電機鐵耗進行了分離,從而為深入研究電機的動態鐵耗特性提供了便利。 論文最后以一臺永磁無刷直流電機為例,對電機的運行特性以及鐵心損耗進行了分析計算。分析中應用場路結合法,建立了永磁無刷電機換流等效電路模型,采用鏡像法建立了深槽無刷電機電樞反應分析模型;在電機鐵耗分析中,推導了考慮旋轉磁化的電機鐵耗工程計算模型,對樣機鐵耗進行了理論計算,并通過構建實驗平臺,對旋轉磁化條件下的樣機空載鐵耗進行了測量,最終理論值與實測值吻合良好,證明了上述方法的有效性。
上傳時間: 2013-07-02
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能夠判斷電話線路工作狀態,振鈴信號,忙音,撥號音,回鈴音等
上傳時間: 2013-06-17
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本文介紹了一種新型金融終端(POS),其座機與手持機之間采用射頻通信方式,并在射頻通信中采用跳頻和防碰撞設計,使得座機和手持機之間的通信速率高、穩定可靠。本設計中的金融終端還具有非接觸式IC卡數據采集功能,這在設備功能上是一個巨大的創新。手持機可移動操作,方便了客戶操作,在很大程度上可以幫助商家提高服務質量,非常適用于餐廳、酒店以及娛樂場所等。 本設計中的金融終端包括手持機和座機,手持機的主要功能是采集金融信息,采集的對象可以是磁條卡,接觸式IC卡或非接觸IC卡,采集到卡的賬號和密碼等信息后以射頻的方式發送至座機,同時接收座機發送來的數據;座機收到手持機發送的金融信息后,再通過有線方式(電話網或以太網)發送給銀行主機,交易數據處理后,銀行主機將數據以有線的方式發回給座機,座機再通過無線方式發送給手持機,并打印交易憑證。文中詳細介紹了手持機和座機各功能模塊的硬件設計和功能實現方式,包括各主要芯片選型依據、所選芯片的特性、設計原理以及各相關模塊在POS中的功能。 POS的軟件設計包括硬件驅動程序(底層程序)設計和應用程序(上層應用程序)設計,底層程序跟所使用的硬件相關,是CPU控制各外圍器件實現各模塊硬件功能的程序,通常驅動程序會封裝起來,有入口參數,供上層應用調用;上層應用程序足根據產品要實現的服務功能而編寫的相關程序,上層應用程序通常需要調用底層程序。文中驅動程序主要介紹了鍵盤驅動,顯示驅動,并重點介紹了射頻通信驅動程序的設計,包括CPU如何控制射頻收發芯片、為抗干擾而采取的跳頻設計和設備問的防碰撞設計;應用程序中主要介紹了磁條卡和IC卡的處理程序。 由于本設計中的金融終端座機與手持機之間的通信速率較高,通信穩定可靠,同時還新增了非接觸卡的數據采集功能,使該設備有較大的使用范圍,從而有廣闊的市場前景。
上傳時間: 2013-06-27
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射頻功率放大器存在于各種現代無線通信系統的末端,所以射頻功率放大器性能的優劣直接影響到整個通信系統的性能指標。如何在兼顧效率的前提下提高功放的線性度是近年來國內外的研究熱點,在射頻功率放大器的設計過程中這是非常重要的問題。 作為發射機末端的重要模塊,射頻功率放大器的主要任務是給負載天線提供一定功率的發射信號,因此射頻功率放大器一般都工作在大信號條件下。所以設計射頻功率放大器時,器件的選型和設計方式都和一般的小信號放大器不同,尤其在寬帶射頻功率放大器的設計過程中,由于工作頻帶很寬,且要綜合考慮線性度和效率問題,所以射頻功率放大器的設計難度很大。 本文設計了一個工作頻帶為30-108MHz,增益為25dB的寬帶射頻功率放大器。由于工作頻帶較寬,輸出功率較大,線性度要求高;所以在實際的過程中采用了寬帶匹配,功率回退等技術來達到最終的設計目標。 本文首先介紹了關于射頻功率放大器的一些基礎理論,包括器件在射頻段的工作模型,使用傳輸線變壓器實現阻抗變換的基本原理,S參數等,這些是設計射頻功率放大器的基本理論依據。然后本文描述了射頻功率放大器非線性失真產生的原因,在此基礎上介紹了幾種線性化技術并做出比較。然后本文介紹了射頻功率放大器的主要技術指標并提出一種具體的設計方案,最后利用ADS軟件對設計方案進行了仿真。仿真過程包括兩個步驟,首先是進行直流仿真來確定功放管的靜態工作點,然后進行功率增益即S21的仿真并達到設計要求。
上傳時間: 2013-07-28
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本文完成了對MIPS-CPU的指令集確定,流水線與架構設計,代碼編寫,并且在x86計算機上搭建了稱為gccmips_elf的仿真系統,完成了對MIPS-CPU硬件系統的模擬仿真,最終完成FPGA芯片的下載與實現。 @@ 本文完成了包含34條指令的MIPS-CPU指令集的制定,完成了整個MIPS-CPU的架構設計與5級流水線級數的確定。制定了整個CPU的主控制模塊的狀態轉移圖;根據MIPS-CPU的指令集的模式,完成了對不同模式下的指令的分析,給出了相應的取指,譯碼,產生新的程序存儲器尋址地址,執行,數據存儲器與寄存器文件回寫的控制信號,完成取指令模塊,譯碼模塊,執行模塊,數據回寫等模塊代碼的編寫,從而完成了流水線模塊的代碼設計。 @@ 重點分析了由于流水線設計而引入的競爭與冒險,分析了在不同流水線階段可能存在的競爭與冒險,對引起競爭與冒險的原因進行了確定,并通過增加一些電路邏輯來避免競爭與冒險的發生,完成了競爭與冒險檢測電路模塊以及數據回寫前饋電路模塊的代碼編寫,從而解決了競爭與冒險的問題,使設計的5級流水線得以暢順實現。 @@ 完成了MIPS-CPU的仿真系統平臺的搭建,該仿真器用來對應用程序進行編譯,鏈接與執行,生成相應匯編語言程序以及向量文件(16進制機器碼);并且同時產生相關的Modelsim仿真,及Quartus II下載驗證的文件。本設計利用該仿真系統來評估設計的MIPS-CPU的硬件系統,模擬仿真結果證明本文設計的MIPS-CPU可以實現正常功能。本論文課題的研究成功對今后從事專用RISC-CPU設計的同行提供了有益的參考。 @@ 最終將設計的MIPS-CPU下載到ALTERA公司的FPGA-EP1C6Q240芯片,并且借助ALTERA公司提供的Quartus II軟件進行了編譯與驗證,對設計的MIPS-CPU的資源使用,關鍵路徑上的時序,布線情況進行了分析,最終完成各個指標的檢查,并且借助Quartus II軟件內嵌的Signal Tap軟件進行軟硬件聯合調試,結果表明設計的MIPS-CPU功能正常,滿足約束,指標正確。 @@關鍵詞 MIPS;流水線;競爭與冒險;仿真器;FPGA
上傳時間: 2013-07-31
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便攜式B型超聲診斷儀具有無創傷、簡便易行、相對價廉等優勢,在臨床中越來越得到廣泛的應用。它將超聲波技術、微電子技術、計算機技術、機械設計與制造及生物醫學工程等技術融合在一起。開展該課題的研究對提高臨床診斷能力和促進我國醫療事業的發展具有重要的意義。 便攜式B型超聲診斷儀由人機交互系統、探頭、成像系統、顯示系統構成。其基本工作過程是:首先人機交互系統接收到用戶通過鍵盤或鼠標發出的命令,然后成像系統根據命令控制探頭發射超聲波,并對回波信號處理、合成圖像,最后通過顯示系統完成圖像的顯示。 成像系統作為便攜式B型超聲診斷儀的核心對圖像質量有決定性影響,但以前研制的便攜式B型超聲診斷儀的成像系統在三個方面存在不足:第一、采用的是單片機控制步進電機,控制精度不高,導致成像系統采樣不精確;第二、采用的數字掃描變換算法太粗糙,影響超聲圖像的分辨率;第三、它的CPU多采用的是51系列單片機,測量速度太慢,同時也不便于系統升級和擴展。 針對以上不足,提出了基于FPGA的B型超聲成像系統解決方案,采用Altera公司的EP2C5Q208C8芯片實現了步進電機步距角的細分,使電機旋轉更勻速,提高了采樣精度;提出并采用DSTI-ULA算法(Uniform Ladder Algorithm based on Double Sample and Trilinear Interotation)在FPGA內實現數字掃描變換,提高了圖像分辨率;人機交互系統采用S3C2410-AL作為CPU,改善了測量速度和系統的擴展性。 通過對系統硬件電路的設計、制作,軟件的編寫、調試,結果表明,本文所設計的便攜式B型超聲成像系統圖像分辨率高、測量速度快、體積小、操作方便。本文所設計的便攜式B型超聲診斷儀可在野外作業和搶險(諸如地震、抗洪)中發揮作用,同時也可在鄉村診所中完成對相關疾病的診斷工作。
上傳時間: 2013-05-18
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現代社會信息量爆炸式增長,由于網絡、多媒體等新技術的發展,用戶對帶寬和速度的需求快速增加。并行傳輸技術由于時鐘抖動和偏移,以及PCB布線的困難,使得傳輸速率的進一步提升面臨設計的極限;而高速串行通信技術憑借其帶寬大、抗干擾性強和接口簡單等優勢,正迅速取代傳統的并行技術,成為業界的主流。 本論文針對目前比較流行并且有很大發展潛力的兩種高速串行接口電路——高速鏈路口和Rocket I/O進行研究,并以Xilinx公司最新款的Virtex-5 FPGA為研究平臺進行仿真設計。本論文的主要工作是以某低成本相控陣雷達信號處理機為設計平臺,在其中的一塊信號處理板上,進行了基于LVDS(Low VoltageDifferential Signal)技術的高速LinkPort(鏈路口)設計和基于CML(Current ModeLogic)技術的Rocket I/O高速串行接口設計。首先在FPGA的軟件中進行程序設計和功能、時序的仿真,當仿真驗證通過之后,重點是在硬件平臺上進行調試。硬件調試驗證的方法是將DSP TS201的鏈路口功能與在FPGA中的模擬高速鏈路口相連接,進行數據的互相傳送,接收和發送的數據相同,證明了高速鏈路口設計的正確性。并且在硬件調試時對Rocket IO GTP收發器進行回環設計,經過回環之后接收到的數據與發送的數據相同,證明了Rocket I/O高速串行接口設計的正確性。
上傳時間: 2013-04-24
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現代社會對各種無線通信業務的需求迅猛增長,這就要求無線通信在具有較高傳輸質量的同時,還必須具有較大的傳輸容量。這種需求要求在無線通信中必須采用效率較高的線性調制方式,以提高有限頻帶帶寬的數據速率和頻譜利用率,而效率較高的調制方式通常會對發端發射機的線性要求較高,這就使功率放大器線性化技術成為下一代無線通信系統的關鍵技術之一。 在本文中,研究了前人所提出的各種功放線性化技術,如功率回退法、正負反饋法、預失真和非線性器件法等等,針對功率放大器對信號的失真放大問題進行研究,對比和研究了目前廣泛流行的自適應數字預失真算法。在一般的自適應數字預失真算法中,主要有兩類:無記憶非線性預失真和有記憶非線性預失真。無記憶非線性預失真主要是通過比較功率放大器的反饋信號和已知輸入信號的幅度和相位的誤差來估計預失真器的各種修正參數。而有記憶非線性預失真主要是綜合考慮功率放大器非線性和記憶性對信號的污染,需要同時分析信號的當前狀態和歷史狀態。在對比完兩種數字預失真算法之后,文章著重分析了有記憶預失真算法,選擇了其中的多項式預失真算法進行了具體分析推演,并通過軟件無線電的方法將數字信號處理與FPGA結合起來,在內嵌了System Generator軟件的Matlab/Simulink上對該算法進行仿真分析,證明了這個算法的性能和有效性。 本文另外一個最重要的創新點在于,在FPGA設計上,使用了系統級設計的思路,與Xilinx公司提供的軟件能夠很好的配合,在完成仿真后能夠直接將代碼轉換成FPGA的網表文件或者硬件描述語言,大大簡化了開發過程,縮短了系統的開發周期。
上傳時間: 2013-06-20
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本文著重研究用現場可編程門陣列(FPGA)來開發設計精插補芯片。選用Altera公司的Cyclone系列的EP1C3T144C8芯片設計了逐點比較法,數字積分法和比較積分法三種經典插補算法,并對各種算法模塊進行了仿真驗證。又設計了三個算法選通信號,將三種算法模塊綜合成了一個整電路。 在完成了FPGA內部三種算法的實現后,設計以一個STC單片機為粗插補處理器的FPGA實驗開發系統,并制作了PCB板。實驗開發系統板中設計了單片機程序下載和的FPGA下載配置電路,并且配有FPGA專用配置芯片,能實現FPGA上電自動配置。可用該實驗系統板進行精插補芯片的設計與開發,以及對所完成設計的功能進行驗證。 為驗證所設計芯片的插補功能,編寫了單片機粗插補程序,將產生的粗插補坐標增量發給FPGA進行插補實驗,得到了理想的插補輸出脈沖。又編寫了單片機脈沖處理程序,讀回了FPGA的輸出脈沖,并由串口發送給PC機。最后通過編寫PC機的串口通信程序以及根據插補脈沖繪圖的程序,把FPGA的輸出脈沖繪制成了插補軌跡圖形。 最終繪圖結果顯示,在20M輸入時鐘頻率下,由插補脈沖生成的插補軌跡圖形正確,驗證了本文設計的三種插補算法功能的正確性。本設計插補芯片達到了高速插補功能要求。
上傳時間: 2013-04-24
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