無功功率是影響電壓穩(wěn)定的一個(gè)重要因素,它關(guān)系到整個(gè)電力系統(tǒng)能否安全穩(wěn)定的運(yùn)行。由于工業(yè)企業(yè)存在大量低功率因數(shù)、沖擊性負(fù)載,導(dǎo)致大量無功的產(chǎn)生；同時(shí),隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)大功率的電力電子設(shè)備得到廣泛運(yùn)用,然而,由于電力電子設(shè)備的非線性特性,運(yùn)行時(shí)又會(huì)產(chǎn)生大量諧波,因此,如何將無功補(bǔ)償與諧波抑制同時(shí)進(jìn)行考慮,是未來無功補(bǔ)償技術(shù)領(lǐng)域的重要研究課題之一。 本文介紹了功率理論的發(fā)展,以及常用的無功補(bǔ)償方式的原理和特點(diǎn),同時(shí)重點(diǎn)介紹了瞬時(shí)無功功率理論以及以此為基礎(chǔ)的TSC無功補(bǔ)償控制器。在硬件方面,本文設(shè)計(jì)了基于LF2407ADSP芯片的TSC控制器、控制器外圍電路及主電路三大模塊。在軟件方面,本文包括數(shù)據(jù)采集軟件、控制投切算法、觸發(fā)控制軟件三部分。其中著重介紹了無沖擊電流投入電容的設(shè)計(jì)思路,得出了一個(gè)好的電路。 軟件仿真和樣機(jī)實(shí)測結(jié)果表明,這種TSC裝置在提供動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償和減小沖擊涌流方面具有優(yōu)良的性能。
標(biāo)簽： DSP TSC 瞬時(shí)無功功率
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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溫室是設(shè)施農(nóng)業(yè)的重要組成部分，國內(nèi)外溫室種植業(yè)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，提高溫室的自動(dòng)控制和管理水平可充分發(fā)揮溫室農(nóng)業(yè)的高效性。隨著傳感技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)及通訊技術(shù)的迅猛發(fā)展，現(xiàn)代化溫室信息自動(dòng)采集及智能控制系統(tǒng)的開發(fā)已越來越引起人們的重視，并成為一個(gè)具有重要意義的研究方向。因此設(shè)計(jì)了基于PIC單片機(jī)的溫室自動(dòng)控制系統(tǒng)，使其對(duì)溫室環(huán)境進(jìn)行控制，為植物創(chuàng)造適宜的生長條件，從而使農(nóng)作物獲得高產(chǎn)，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。 文中論述了國內(nèi)外溫室環(huán)境控制技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀，分析了溫室的內(nèi)部機(jī)理，給出了所采用的溫室小氣候溫濕度模型；通過對(duì)溫室環(huán)境歷史數(shù)據(jù)的分析，得出了溫室溫度控制系統(tǒng)的近似數(shù)學(xué)模型。 系統(tǒng)采用模糊控制算法實(shí)現(xiàn)對(duì)溫濕度的控制。詳細(xì)研究了模糊控制的機(jī)理，建立了針對(duì)幾種執(zhí)行機(jī)構(gòu)的模糊控制規(guī)則表；在模糊推理中采用了T-S模型的推理方法，此方法確定的控制規(guī)則工程意義明確，易于調(diào)整。并以溫度控制系統(tǒng)為對(duì)象，使用MATLAB對(duì)模糊算法進(jìn)行仿真；仿真結(jié)果表明，這種算法具有超調(diào)量小、穩(wěn)定性強(qiáng)、適應(yīng)性好等特點(diǎn)，能夠達(dá)到預(yù)期的控制效果，是一種較為理想的智能控制方案。 溫室自動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件部分由上位機(jī)和下位機(jī)及其外圍電路組成。上位機(jī)采用PC機(jī)，通過與下位機(jī)間的通信實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室的統(tǒng)一管理；下位機(jī)及其外圍電路實(shí)現(xiàn)溫室環(huán)境參數(shù)的檢測、顯示和實(shí)時(shí)控制，微處理器采用的是PIC16F877A單片機(jī)。這種以單片機(jī)為核心的控制器還可以在不依賴上位機(jī)的情況下獨(dú)立實(shí)現(xiàn)參數(shù)的測控。 在軟件設(shè)計(jì)方面，將模糊控制算法引入其中，給出了主程序、模糊算法程序、通信程序等程序流程圖。使用MSComm控件實(shí)現(xiàn)上下位機(jī)間通信；并采用VB6.0對(duì)上位機(jī)界面進(jìn)行了設(shè)計(jì)，使程序簡單、清晰、為用戶提供了直觀友好的管理平臺(tái)。整個(gè)系統(tǒng)軟硬件搭配合理，設(shè)計(jì)、開發(fā)、維護(hù)方便，具有較高的性價(jià)比。
上傳時(shí)間： 2013-07-21
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混合動(dòng)力汽車作為解決汽車節(jié)能、降低排放的汽車工業(yè)新技術(shù)，具有低污染和低油耗的特點(diǎn)，尤其在油價(jià)日益攀高的今天，成為國內(nèi)外汽車發(fā)展的新熱點(diǎn)。驅(qū)動(dòng)控制器作為混合動(dòng)力汽車中的主要部件，在混合動(dòng)力汽車中起到至關(guān)重要的作用，對(duì)其進(jìn)行研究具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。 本文首先比較了常見的幾種電動(dòng)汽車的性能，概括了混合動(dòng)力汽車的優(yōu)點(diǎn)，介紹了混合動(dòng)力汽車發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀；其次探討了幾種常用交流電動(dòng)機(jī)的性能優(yōu)劣。由于永磁同步電機(jī)具有高效、高功率密度以及良好的調(diào)速性能，因此該電機(jī)成為本課題混合動(dòng)力汽車傳動(dòng)中所使用的電機(jī)，論文建立了永磁電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型，分析了矢量控制原理；在矢量控制原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出了基于TMS320F2812的永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，詳細(xì)闡述了旋轉(zhuǎn)變壓器及其解碼芯片在系統(tǒng)中的角度和速度的檢測原理以及系統(tǒng)中其他重要的單元。設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)，詳細(xì)闡述了關(guān)鍵子程序如電流采集、位置檢測程序和SVPWM產(chǎn)生子程序：使用UG軟件設(shè)計(jì)出控制器的殼體。最后進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，給出SVPWM波形、相電流波形，進(jìn)行了全文總結(jié)，提出了下一步工作的建議。
標(biāo)簽： 2812 DSP 混合動(dòng)力
上傳時(shí)間： 2013-05-21
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一種基于 PWM的直流電機(jī)驅(qū)動(dòng) 電路設(shè)計(jì)
標(biāo)簽： PWM 直流 電機(jī)驅(qū)動(dòng)
上傳時(shí)間： 2013-07-20
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各類交流電源在產(chǎn)品開發(fā)過程中都需要進(jìn)行長時(shí)間的帶載測試，以檢驗(yàn)其電氣性能。傳統(tǒng)使用電阻、電感和電容這類無源元件作為負(fù)載的測試方法存在參數(shù)調(diào)節(jié)不方便、發(fā)熱量大、耗能等諸多缺點(diǎn)。為克服傳統(tǒng)測試方法的不足，本文研究了一種帶能量回饋功能的交流電子負(fù)載裝置，采用交直交變換結(jié)構(gòu)，由具有公共直流母線的兩級(jí)電壓型PWM整流器組成。通過控制前級(jí)PWM整流器的輸入功率因數(shù)，在其輸入端模擬不同阻抗特性的負(fù)載；后級(jí)PWM整流器工作在并網(wǎng)逆變狀態(tài)，將被測試電源發(fā)出的電能回饋至電網(wǎng)進(jìn)行循環(huán)利用。 交流電子負(fù)載屬于一種測試設(shè)備，需要實(shí)現(xiàn)用戶交互、通訊、監(jiān)控等功能，因此采用了以DSP芯片為核心的數(shù)字控制方案。本文首先探討了數(shù)字控制技術(shù)對(duì)變換器性能的影響，重點(diǎn)討論了當(dāng)數(shù)字脈寬調(diào)制器精度不足時(shí)會(huì)引起輸出產(chǎn)生極限環(huán)振蕩的問題。分析了極限環(huán)振蕩產(chǎn)生的原因，并以BUCK、BOOST和BUCK-BOOST三種基本變換器的數(shù)字控制器設(shè)計(jì)為例，推導(dǎo)出了為避免極限環(huán)振蕩，數(shù)字脈寬調(diào)制器應(yīng)滿足的最小精度要求。在MATLAB中建立了數(shù)字控制器的仿真模型，設(shè)計(jì)了一臺(tái)數(shù)字控制BUCK變換器實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了理論分析的正確性。 根據(jù)處理電能方式的不同，交流電子負(fù)載可分為能量消耗型和能量回饋型兩大類。本文首先針對(duì)交流電源產(chǎn)品的功能性測試應(yīng)用場合，提出了一種新的能量消耗型交流電子負(fù)載結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的控制方法。然后重點(diǎn)介紹了能量回饋型交流電子負(fù)載的工作原理及其控制策略。分析了功率電路中主要元件參數(shù)的選取方法。其中，對(duì)工作在任意功率因數(shù)情況下的單相PWM整流器中交流濾波電感的取值作了重點(diǎn)討論。在Saber軟件中建立了系統(tǒng)的仿真模型，設(shè)計(jì)了一臺(tái)以TMS320F2812 DSP芯片為控制核心的能量回饋型交流電子負(fù)載原理樣機(jī)，仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了系統(tǒng)方案的可行性和正確性。最后針對(duì)交流電子負(fù)載的并網(wǎng)能量回饋功能，初步分析了一種基于正反饋思想的并網(wǎng)系統(tǒng)孤島檢測方法，并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。
上傳時(shí)間： 2013-07-29
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移動(dòng)機(jī)器人是機(jī)器人研究領(lǐng)域中重要的一個(gè)分支，智能移動(dòng)機(jī)器人集人工智能、智能控制、信息處理、圖象處理、檢測與轉(zhuǎn)換等專業(yè)技術(shù)為一體，跨計(jì)算’機(jī)、自動(dòng)控制、機(jī)械、電子等多學(xué)科，成為當(dāng)前智能機(jī)器人研究的重點(diǎn)之一。路徑規(guī)劃是移動(dòng)機(jī)器人研究的一個(gè)基本而又極其重要的課題。靈活有效的路徑規(guī)劃算法能夠幫助機(jī)器人適應(yīng)各種復(fù)雜的環(huán)境，大大提高機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是使移動(dòng)機(jī)器人具備自動(dòng)識(shí)別環(huán)境的能力，能在未知環(huán)境下完成一定的工作。 本文的主要任務(wù)是以LEGO Technic組件為本體，重新設(shè)計(jì)一個(gè)控制器，并據(jù)此研究移動(dòng)機(jī)器人的避障和路徑規(guī)劃策略。為滿足移動(dòng)機(jī)器人避障的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性要求，需要有一個(gè)功能完善的硬件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)信息采集、處理以及避障的策略。本文設(shè)計(jì)了一套移動(dòng)機(jī)器人控制器，該控制器以DSP TMS320F2407A為核心，輔之以相應(yīng)的外圍電路、傳感器、人機(jī)交互、串行通信和電源等模塊。車體動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)及避障實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了本文所設(shè)計(jì)的控制器的性能。 在對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的避障策略的研究過程中，采用了基于虛擬力場法的位置閉環(huán)控制方法，這種方法簡化了傳統(tǒng)避障方法的數(shù)學(xué)運(yùn)算過程，提高了機(jī)器人對(duì)障礙物的反應(yīng)速度。最后，設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，進(jìn)行相應(yīng)的避障方法實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的控制器能夠完成基本的實(shí)時(shí)避障功能。
標(biāo)簽： DSP 移動(dòng)機(jī)器人 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-06-30
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近年來在運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域三電平中壓變頻器的開發(fā)研究得到了廣泛關(guān)注，三電平逆變器使得電壓型逆變器的大容量化、高性能化成為可能，研究和開發(fā)三電平逆變器，無論在技術(shù)上還是在實(shí)際應(yīng)用上都有十分重要的意義。 本文首先論述了三電平逆變器的原理，詳細(xì)分析了一種控制策略—空間電壓矢量法，給出PWM波的計(jì)算公式和開關(guān)動(dòng)作次序，并仿真出波形。 其次闡述了三電平逆變器的主電路構(gòu)成、功率器件MOSFET的驅(qū)動(dòng)技術(shù)和基于DSP2407A控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)，并據(jù)此設(shè)計(jì)出了一套小容量三電平逆交器實(shí)驗(yàn)裝置。 最后介紹了三電平空間電壓矢量控制算法的實(shí)現(xiàn)和軟件設(shè)計(jì)，給出了實(shí)驗(yàn)裝置的運(yùn)行結(jié)果，并分析了設(shè)計(jì)中存在的問題。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著煤炭、石油和天然氣等化石燃料迅速消耗，以及由此帶來的能源危機(jī)與環(huán)境污染日益加劇，近年來世界各國都在積極尋找和開發(fā)新的、清潔、安全可靠的可再生能源。太陽能具有取之不盡、用之不竭和清潔安全等特點(diǎn)，是理想的可再生能源。20世紀(jì)70年代后，太陽能光伏發(fā)電在世界范圍內(nèi)受到高度重視并取得了長足進(jìn)展。太陽能光伏發(fā)電技術(shù)作為太陽能利用的一個(gè)重要組成部分，并被認(rèn)為是二十一世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ囊环N發(fā)電方式。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究對(duì)于緩解能源危機(jī)、減少環(huán)境污染以及減小溫室效應(yīng)具有重要的意義。 由于太陽能電池陣列是光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件和能源供給部分，因此在光伏發(fā)電系統(tǒng)仿真模型的研究中，太陽電池陣列仿真模型的研究至關(guān)重要。本文根據(jù)硅太陽電池的工程用數(shù)學(xué)模型建立了太陽能電池陣列的MATLAB仿真模型，分析了太陽輻射強(qiáng)度和溫度對(duì)太陽電池陣列仿真模型精度的影響，提出了在不同太陽輻射強(qiáng)度時(shí)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算公式，并將仿真結(jié)果與實(shí)際太陽電池陣列的測量結(jié)果進(jìn)行了比較。 基于太陽能電池陣列的仿真模型，本文建立了太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤MATLAB仿真模型，并對(duì)兩種常用最大功率點(diǎn)跟蹤方法進(jìn)行了仿真比較研究，驗(yàn)證了理論分析的正確性。 本文針對(duì)目前應(yīng)用廣泛的太陽能獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了研究，對(duì)系統(tǒng)中常用的DC/DC變換器拓?fù)浼捌鋬?yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)，并研究了一種新的帶有雙向變換器的太陽能獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)，對(duì)其主電路參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，完成了基于TMS320F2812 DSP控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。
標(biāo)簽： DSP 太陽能 光伏發(fā)電系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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大功率電力電子裝置的廣泛應(yīng)用使電力系統(tǒng)無功功率補(bǔ)償和諧波污染問題日趨嚴(yán)重，動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償和諧波抑制成為現(xiàn)代電力傳動(dòng)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。傳統(tǒng)補(bǔ)償技術(shù)由于主控制器運(yùn)算能力的限制，難以對(duì)實(shí)時(shí)信號(hào)進(jìn)行有效分析，影響了補(bǔ)償效果。而DSP計(jì)算速度快，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)處理或數(shù)字實(shí)時(shí)控制。本文針對(duì)礦井直流提升機(jī)的無功補(bǔ)償問題，設(shè)計(jì)了一種基于DSP的TCR型動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償器，以穩(wěn)定電網(wǎng)電壓、減小電壓波動(dòng)，提高功率因數(shù)。 本文綜述了無功補(bǔ)償技術(shù)的國內(nèi)外研究概況、水平和發(fā)展趨勢，基于 MATLAB 對(duì)電力電子裝置諧波源進(jìn)行了諧波分析與仿真，分析和介紹了 TCR 的無功補(bǔ)償原理及瞬時(shí)無功理論，確定了無功補(bǔ)償系統(tǒng)主電路及其控制系統(tǒng)，提出了系統(tǒng)的總體方案。 本設(shè)計(jì)選用 TMS320F2812 DSP 芯片作為主處理器，設(shè)計(jì)了信號(hào)輸入、濾波放大和信號(hào)調(diào)理等 DSP 外圍硬件電路；軟件方面采用模塊化設(shè)計(jì)，編寫了軟件流程圖，給出了部分程序代碼。 本文基于MATLAB軟件對(duì)無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)的補(bǔ)償效果進(jìn)行了模擬仿真。仿真結(jié)果表明：系統(tǒng)線電壓、負(fù)載無功功率和TCR無功功率等在兩個(gè)周期內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定，系統(tǒng)線電壓波動(dòng)小于3％，系統(tǒng)線電壓和系統(tǒng)線電流中僅含有較少量的5次、7次和 11 次諧波，總諧波畸變率滿足《公用電網(wǎng)諧波》標(biāo)準(zhǔn)的要求，為在煤礦中的實(shí)際應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。
標(biāo)簽： DSP TCR 動(dòng)態(tài)
上傳時(shí)間： 2013-07-24
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由于永磁無刷直流電機(jī)既具備交流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，又兼有普通有刷直流電機(jī)調(diào)速特性好、運(yùn)行效率高的優(yōu)點(diǎn)，因此它在當(dāng)今國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。本文對(duì)基于DSP的無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和研究。 本論文首先回顧了無刷直流電機(jī)的產(chǎn)生、發(fā)展歷程，介紹了目前的熱點(diǎn)研究方向和最新研究成果。 第二章對(duì)無刷直流電機(jī)的組成環(huán)節(jié)、結(jié)構(gòu)、工作原理、運(yùn)行特性進(jìn)行了分析，并且建立了無刷直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，對(duì)其控制方法進(jìn)行了討論。同時(shí)，DSP控制器由于其高速的處理能力和豐富的片上資源，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于電機(jī)控制領(lǐng)域。 第三章介紹了TI的高性能DSP芯片 TMS320LF2407A的結(jié)構(gòu)和性能，提出了基于 TMS320LF2407A 的 BLDCM 的控制方案，并且對(duì)系統(tǒng)的相關(guān)環(huán)節(jié)進(jìn)行了討論和分析。 第四、五兩章分別完成了硬件和軟件的設(shè)計(jì)。此系統(tǒng)是基于PWM技術(shù)和PID算法的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。硬件電路包括了控制電路、主電路、檢測電路、保護(hù)電路幾個(gè)部分；軟件采用模塊化的編程思想，編制了各程序模塊的控制流程圖，并論述了其實(shí)現(xiàn)方面的若干問題。 第六章給出了系統(tǒng)的仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析。 第七章對(duì)全文內(nèi)容進(jìn)行了總結(jié)，并對(duì)無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)提出了展望。
標(biāo)簽： DSP 無刷直流電機(jī) 控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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