近年來,隨著集成電路技術(shù)和電源管理技術(shù)的發(fā)展,低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)受到了普遍的關(guān)注,被廣泛應(yīng)用于便攜式電子產(chǎn)品如PDA、MP3播放器、數(shù)碼相機(jī)、無線電話與通信設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備和測試儀器等中,但國內(nèi)研究起步晚,市場大部分被國外產(chǎn)品占有,因此,開展本課題的研究具有特別重要的意義。 首先,簡單闡述了課題研究的背景及意義,分析了低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)研究的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢,并提出了設(shè)計(jì)的預(yù)期技術(shù)指標(biāo)。 其次,詳細(xì)分析了LDO線性穩(wěn)壓器的理論基礎(chǔ),包括其結(jié)構(gòu)、各功能模塊的作用、系統(tǒng)工作原理、性能指標(biāo)定義及設(shè)計(jì)時對性能指標(biāo)之間相互矛盾的折衷考慮。 再次,設(shè)計(jì)了基于自偏置電流源的帶隙基準(zhǔn)電壓源,選取PMOS管作為系統(tǒng)的調(diào)整元件并計(jì)算出了其尺寸,設(shè)計(jì)了基于CMOS工藝的兩級誤差運(yùn)算放大器。利用HSPICE工具仿真了基準(zhǔn)電壓源和誤差運(yùn)算放大器的相關(guān)性能參數(shù)。 然后,重點(diǎn)分析了穩(wěn)壓器的穩(wěn)定性特征,指出系統(tǒng)存在的潛在不穩(wěn)定性,詳細(xì)論述了穩(wěn)定性補(bǔ)償?shù)谋匾裕容^了業(yè)界使用過的幾種穩(wěn)定性補(bǔ)償方法的不足之處,提出了一種基于電容反饋VCCS的補(bǔ)償方法,對系統(tǒng)進(jìn)行了穩(wěn)定性的補(bǔ)償; 最后,將所設(shè)計(jì)的模塊進(jìn)行聯(lián)合,設(shè)計(jì)了一款基于CMOS工藝的LDO線性穩(wěn)壓器電路,利用HSPICE工具驗(yàn)證了其壓差電壓、靜態(tài)電流、線性調(diào)整率等性能指標(biāo),仿真結(jié)果驗(yàn)證了理論分析的正確性、設(shè)計(jì)方法的可行性。
標(biāo)簽: CMOS 工藝 低壓差線性穩(wěn)壓器
上傳時間: 2013-07-08
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近年來,隨著大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展,微控制器和數(shù)字信號處理器的性價比不斷提高,數(shù)字控制技術(shù)已逐步應(yīng)用于大中功率高頻開關(guān)電源。相對于傳統(tǒng)模擬控制方式,數(shù)字控制方式具有電源設(shè)計(jì)靈活、外圍控制電路少、可采用較先進(jìn)的控制算法、具有較高可靠性等優(yōu)點(diǎn)。 高頻開關(guān)電源具有體積小、重量輕、效率高、輸出紋波小等特點(diǎn),現(xiàn)已逐步成為現(xiàn)代通訊設(shè)備的新型基礎(chǔ)電源系統(tǒng)。針對傳統(tǒng)開關(guān)電源中損耗較大、超調(diào)量較大、動態(tài)性能較差等問題,本文采用基于DSP的全橋軟開關(guān)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。全橋軟開關(guān)移相控制技術(shù)由智能DSP系統(tǒng)完成,采樣信號采用差分傳輸,控制算法采用模糊自適應(yīng)PID算法,產(chǎn)生數(shù)字PWM波配合驅(qū)動電路控制全橋開關(guān)的通斷。在輸入端應(yīng)用平均電流控制法的有源功率因數(shù)校正,使輸入電流跟隨輸入電壓的波形,從而使功率因數(shù)接近1。最后通過Matlab仿真結(jié)果表明模糊自適應(yīng)PID控制算法比傳統(tǒng)PID控制算法在超調(diào)量,調(diào)節(jié)時間,動態(tài)特性等性能上具有優(yōu)越性。 論文以高頻開關(guān)電源的設(shè)計(jì)為主線,在詳細(xì)分析各部分電路原理的基礎(chǔ)上,進(jìn)行系統(tǒng)的主電路設(shè)計(jì)、輔助電路設(shè)計(jì)、控制電路設(shè)計(jì)、仿真研究、軟件實(shí)現(xiàn)。重點(diǎn)介紹了高頻變壓器的設(shè)計(jì)及模糊自適應(yīng)PID控制器的實(shí)現(xiàn)。并將輔助電源及控制電路制成電路板,以及在此電路板基礎(chǔ)上進(jìn)行各波形分析并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。
上傳時間: 2013-04-24
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無功功率是影響電網(wǎng)穩(wěn)定的一個重要因素,無功補(bǔ)償是保證電力系統(tǒng)高效可靠運(yùn)行的有效措施之一,它關(guān)系到整個電力系統(tǒng)能否安全穩(wěn)定的運(yùn)行。基于國內(nèi)電力市場的需求現(xiàn)狀,考慮到無功補(bǔ)償?shù)膶?shí)現(xiàn)條件和經(jīng)濟(jì)適應(yīng)性,研制出了一種基于DSPTMS320LF2407A控制的TSC型低壓動態(tài)無功補(bǔ)償裝置。 本文主要研究了TSC無功補(bǔ)償?shù)幕驹恚瑹o功補(bǔ)償?shù)目刂品绞胶驮恚琈ATLAB系統(tǒng)仿真以及控制器的軟、硬件的設(shè)計(jì)。在硬件設(shè)計(jì)方面,由DSPTMS320LF2407A作為主控制器,能夠?qū)崿F(xiàn)自動采樣計(jì)算、無功自動調(diào)節(jié)、故障保護(hù)、數(shù)據(jù)存儲等功能,具有比傳統(tǒng)的單片機(jī)控制運(yùn)算速度高,實(shí)時性好的特點(diǎn)。采用晶閘管控制投切電容器,完全實(shí)現(xiàn)了電容器的快速,無弧,無沖擊投切,具有優(yōu)良的性能。在軟件上,采用C語言和匯編語言混合編程。在投切原則上,與常見的功率因數(shù)控制方案相比較,采用無功功率和功率因數(shù)相結(jié)合控制方式,避免了輕載投切振蕩,使無功調(diào)節(jié)更為合理。 為了實(shí)現(xiàn)裝置應(yīng)具有的功能,本文設(shè)計(jì)并制作了較為完整的控制電路及其外圍設(shè)備的硬件電路。文中設(shè)計(jì)編寫了整個控制系統(tǒng)的控制程序,給出了控制軟件的結(jié)構(gòu)框圖。結(jié)果表明本裝置軟硬件設(shè)計(jì)合理,控制方法可行,系統(tǒng)運(yùn)行可靠,達(dá)到了預(yù)期的目的。
上傳時間: 2013-07-05
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本文簡要介紹了無刷直流電動機(jī)的發(fā)展歷程和未來的發(fā)展趨勢。通過分析無刷直流電動機(jī)工作的基本原理和無刷直流電動機(jī)的數(shù)學(xué)模型,建立了基于Simulink的動態(tài)仿真模型。通過對無位置傳感器無刷直流電動機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測算法的分析和磁鏈與轉(zhuǎn)子位置的相應(yīng)關(guān)系的分析,本文使用磁鏈關(guān)系函數(shù)判斷轉(zhuǎn)子位置的算法,并基于Simulink建立了算法模型進(jìn)行仿真分析驗(yàn)證,從仿真得到的結(jié)果可知,此位置檢測算法是可行的。 @@ 在文中進(jìn)行了轉(zhuǎn)矩脈動原因分析,并對換相轉(zhuǎn)矩脈動進(jìn)行補(bǔ)償。在低速時采用電流滯環(huán)進(jìn)行補(bǔ)償,高速時采用單斬波調(diào)制方式進(jìn)行補(bǔ)償。通過對三段式啟動方法的分析和結(jié)合本文所采用的轉(zhuǎn)子位置檢測算法,本文采用兩步啟動方式,通過仿真分析證明是可行的。分析了經(jīng)典PID調(diào)節(jié)算法和專家PID調(diào)節(jié)算法。對傳統(tǒng)PID控制中出現(xiàn)的問題,本文把變參數(shù)PID調(diào)節(jié)算法應(yīng)用到無位置傳感器無刷直流電動機(jī)控制上。并建立了仿真模型,進(jìn)行仿真分析。從仿真分析的結(jié)果可知其控制性能優(yōu)于傳統(tǒng)的PID調(diào)節(jié)算法。 @@ 文中介紹了TMS320LF2407A芯片和IR2130功率集成驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。在系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中以TMS320LF2407A芯片為核心,設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)電路、功率驅(qū)動電路、電流電壓檢測電路、功率管過電壓保護(hù)電路、啟動限流電路、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電路。 @@ 在系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中,主要實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的起停、轉(zhuǎn)子位置計(jì)算、轉(zhuǎn)速計(jì)算和轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制的功能。用DSP實(shí)現(xiàn)脈沖調(diào)制輸出和信號采樣。 @@關(guān)鍵詞:無位置傳感器;無刷直流電動機(jī);間接位置檢測;磁鏈關(guān)系函數(shù)
標(biāo)簽: DSP 無位置傳感器 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時間: 2013-04-24
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隨著電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展和電力電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用,電能污染日益嚴(yán)重,電能質(zhì)量問題已經(jīng)成為電力部門及電力用戶越來越關(guān)注的問題。電能質(zhì)量的各項(xiàng)指標(biāo)若偏離正常水平過大,會給發(fā)電、輸變電和用電設(shè)備帶來不同程度的危害。電能質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)的總體效益,因此對電能質(zhì)量進(jìn)行檢測和分析從而提高和改善電能質(zhì)量具有非常重要的意義。 本文首先介紹了電能質(zhì)量的基本概念,對各種電能質(zhì)量問題的分類、特征及產(chǎn)生原因和危害作了詳細(xì)的闡述。通過對電能質(zhì)量各項(xiàng)指標(biāo)(供電電壓偏差、頻率偏差、公用電網(wǎng)諧波、三相電壓不平衡度、電壓波動與閃變)的分析,以傳統(tǒng)的傅立葉變換理論為基礎(chǔ),針對目前電能質(zhì)量分析的難點(diǎn)即對突變的、暫態(tài)的、非平穩(wěn)的信號的檢測與分類,提出了基于快速傅立葉變換的暫態(tài)電能質(zhì)量分析方法。 在系統(tǒng)的研究了電能質(zhì)量分析的相關(guān)理論和檢測技術(shù)的基礎(chǔ)上,針對電能質(zhì)量分析系統(tǒng)中需要支持復(fù)雜算法和保持實(shí)時性的特殊要求,研制了基于DSP與ARM構(gòu)架的嵌入式電能質(zhì)量分析系統(tǒng)的硬件平臺和軟件系統(tǒng)。重點(diǎn)分析了DSP與ARM的選型依據(jù)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、具體應(yīng)用等。并且詳細(xì)的介紹了硬件平臺的各部分組成和電路原理圖。隨后,提出了該裝置軟件部分設(shè)計(jì)思想,其中重點(diǎn)介紹了DSP部分的FFT算法設(shè)計(jì)、ARM部分的UC/OS-II操作系統(tǒng)移植和MiniGUI圖形界面開發(fā)。最后對論文的主要工作進(jìn)行了總結(jié),對以后可深入研究的方向進(jìn)行了展望。 關(guān)鍵詞:電能質(zhì)量;傅立葉變換;快速傅立葉變換;UC/OS-Ⅱ;MiniGUI
上傳時間: 2013-06-15
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隨著21世紀(jì)的到來,特別是近年來現(xiàn)代高科技和信息技術(shù)正在由智能大廈走向智能化住宅小區(qū),進(jìn)而走進(jìn)家庭。人們對家居生活環(huán)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(huán)境的安全性、舒適性和便利性上。 家居無線監(jiān)控問題是當(dāng)今國際建筑智能化領(lǐng)域的前沿性研究課題。無線傳感網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)克服了家庭中布線的煩瑣,充分體現(xiàn)了智能家居系統(tǒng)的靈活、方便、高效。本項(xiàng)目研究開發(fā)了基于ZigBee技術(shù)和Internet技術(shù)的智能家居監(jiān)控系統(tǒng),將Internet的遠(yuǎn)程監(jiān)控與ZigBee短距離控制相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的家居無線控制和數(shù)據(jù)采集,避免了綜合布線,可擴(kuò)展性好。 本文首先進(jìn)行系統(tǒng)總體設(shè)計(jì),結(jié)合底層ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)和系統(tǒng)總體網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的要求,將該系統(tǒng)設(shè)計(jì)分為四部分:無線傳輸模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、以太網(wǎng)傳輸模塊、上位機(jī)顯示界面。然后對ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)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(shè)計(jì)和星型網(wǎng)絡(luò)搭建,并給出了測試結(jié)果。接著設(shè)計(jì)了基于TMS320F2812的數(shù)據(jù)處理模塊,給出了硬件電路和外圍輔助電路設(shè)計(jì)方案,并為其移植了實(shí)時操作系統(tǒng)μc/OS-Ⅱ。本設(shè)計(jì)完成了基于RTL8019AS的以太網(wǎng)傳輸模塊設(shè)計(jì)和系統(tǒng)的以太網(wǎng)通信程序的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了從底層ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)采集最終到監(jiān)控機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸并測試成功。最后在VC++6.0環(huán)境下,應(yīng)用Windows Sockets套件接口開發(fā)顯示界面對底層采集的數(shù)據(jù)分類顯示。 整個智能家居監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)矣秒娖鞯耐瓿砷_關(guān)量的控制,還能夠?qū)θ?表(水表、電表、燃?xì)獗恚┻M(jìn)行無線抄表,最重要的是可監(jiān)測來自家庭安防傳感器(火警、煤氣泄露)的數(shù)據(jù),以備物業(yè)等部門監(jiān)控。通過測試后,證實(shí)了設(shè)計(jì)方案的正確性,結(jié)果滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求,該設(shè)計(jì)具有一定的新穎性和實(shí)用性。關(guān)鍵詞:智能家居,ZigBee,數(shù)據(jù)處理,μC/OS-Ⅱ,Windows Sockets
標(biāo)簽: ZigBee 無線傳感網(wǎng)絡(luò) 嵌入式
上傳時間: 2013-06-28
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現(xiàn)場總線技術(shù)是當(dāng)前自動化技術(shù)中的一個熱點(diǎn),但目前國際上常用的多種現(xiàn)場總線協(xié)議均由世界級廠商提出和壟斷。CAN總線是公認(rèn)的最具發(fā)展前景的現(xiàn)場總線之一,其應(yīng)用層協(xié)議有國外公司的CANopen和DeviceNet,由廣州致遠(yuǎn)電子推出的現(xiàn)場總線iCAN協(xié)議以其簡潔方便的特點(diǎn)受到廣泛關(guān)注,尤其得到國內(nèi)用戶的積極相應(yīng)。為了在高校的現(xiàn)場總線教學(xué)中推廣具有我們國家自主知識產(chǎn)權(quán)的現(xiàn)場總線應(yīng)用,需要為學(xué)生提供一套功能完善、綜合性強(qiáng)的基于iCAN協(xié)議現(xiàn)場總線技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室教學(xué)系統(tǒng)。本課題正是針對這一問題而構(gòu)建基于現(xiàn)場總線iCAN協(xié)議的綜合測試系統(tǒng),力求使學(xué)生通過該系統(tǒng)的學(xué)習(xí)掌握現(xiàn)場總線iCAN協(xié)議相關(guān)知識,為將來快速進(jìn)入相關(guān)工作崗位打下基礎(chǔ)。 本文首先介紹基于現(xiàn)場總線iCAN協(xié)議綜合測試系統(tǒng)的研究背景、目的及其意義,詳細(xì)介紹了現(xiàn)場總線技術(shù)和CAN總線的相關(guān)知識,對iCAN協(xié)議進(jìn)行了詳細(xì)的介紹和分析。所設(shè)計(jì)的基于現(xiàn)場總線iCAN協(xié)議的綜合測試系統(tǒng)由基本系統(tǒng)和擴(kuò)展系統(tǒng)兩部分構(gòu)成。基本測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)面向基本的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備,利用廣州致遠(yuǎn)的iCAN系列功能模塊構(gòu)成;擴(kuò)展系統(tǒng)設(shè)計(jì)面向測試系統(tǒng)的綜合性設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)iCAN網(wǎng)絡(luò)與其它控制網(wǎng)絡(luò)如PLC網(wǎng)絡(luò)的互連,并通過CANET-100轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)iCAN總線與上位PC機(jī)的通信。測試系統(tǒng)的上位監(jiān)控界面設(shè)計(jì)采用工業(yè)組態(tài)軟件MCGS完成,MCGS與總線的數(shù)據(jù)交互采用OPC方式實(shí)現(xiàn)。通過OPC實(shí)現(xiàn)iCAN網(wǎng)絡(luò)與MCGS間的數(shù)據(jù)傳輸。在完成基于現(xiàn)場總線iCAN協(xié)議綜合測試系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,本文還進(jìn)一步討論了如何采用基于DSPTMS320LF2407A主控芯片設(shè)計(jì)iCAN綜合數(shù)據(jù)采集卡,敘述了其整體設(shè)計(jì)思想, 給出了具體的硬件和軟件設(shè)計(jì)以及如何實(shí)現(xiàn)對iCAN協(xié)議的解析。本文的最后通過設(shè)計(jì)三個實(shí)際的實(shí)驗(yàn)例子,進(jìn)一步展示了系統(tǒng)的構(gòu)成和功能。 綜上所述,該測試系統(tǒng)由基本測試系統(tǒng)和綜合測試系統(tǒng)構(gòu)成,并提供iCAN綜合數(shù)據(jù)采集卡的設(shè)計(jì)方法和三個實(shí)驗(yàn)例程,可為學(xué)生提供分層學(xué)習(xí)、綜合學(xué)習(xí)以及設(shè)計(jì)開發(fā)平臺,實(shí)踐證明該系統(tǒng)具有良好的新穎性和實(shí)用性。本課題研究的測試系統(tǒng)模式同樣適用于其它工業(yè)現(xiàn)場總線測試系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞:CAN總線,iCAN協(xié)議,DSP,PLC,組態(tài)軟件
標(biāo)簽: iCAN 現(xiàn)場總線 協(xié)議
上傳時間: 2013-04-24
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隨著技術(shù)的發(fā)展,基于PLC的控制系統(tǒng)呈現(xiàn)綜合化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢。為了適應(yīng)當(dāng)今PLC課程教學(xué)的需要,我們應(yīng)提供具有現(xiàn)場控制對象的控制層、監(jiān)控管理層、遠(yuǎn)程監(jiān)控層三層結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng),并將組態(tài)軟件技術(shù)、先進(jìn)的數(shù)據(jù)交互技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)集成在控制系統(tǒng)中,構(gòu)建現(xiàn)代大綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),以培養(yǎng)全面的高素質(zhì)的綜合性人才。 本文提出了一種多功能、大綜合的實(shí)驗(yàn)平臺的方案和技術(shù)實(shí)現(xiàn)。本課題由市場占有率高的西門子PLC及其通信網(wǎng)絡(luò)模塊組成,采用具有很高的性價比的系統(tǒng)集成技術(shù),構(gòu)成了覆蓋面較大的全集成的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng),可提供PPI網(wǎng)絡(luò)、PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)等多種網(wǎng)絡(luò)形式的實(shí)驗(yàn)平臺;采用多種工業(yè)組態(tài)軟件如Wincc、組態(tài)王和MCGS,構(gòu)成了豐富的上位監(jiān)控模式;通過OPC技術(shù)實(shí)現(xiàn)對PROFIBuS-DP網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合單片機(jī)技術(shù)、CPLD技術(shù),設(shè)計(jì)了可自定義I/O口的多路模擬采集卡,擴(kuò)展了PLC的信息控制功能;采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù),將PLC技術(shù)與變頻器、步進(jìn)電機(jī)控制相結(jié)合,對標(biāo)準(zhǔn)的PLC對象TM2和機(jī)械手設(shè)備進(jìn)行二次開發(fā),構(gòu)成相關(guān)的運(yùn)動控制系統(tǒng),模擬生產(chǎn)線的控制,展示PLC的運(yùn)動控制功能;將PLC技術(shù)與無線控制技術(shù)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)PLC的無線遙控功能;完成了三菱Q系列PLC與PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)了不同品牌的PLC網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通。在此基礎(chǔ)上,還開發(fā)了多個實(shí)驗(yàn)程序,展示其豐富的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架和綜合的實(shí)驗(yàn)?zāi)J健?系統(tǒng)調(diào)試和實(shí)驗(yàn)效果表明,該系統(tǒng)接近當(dāng)今工業(yè)技術(shù)實(shí)踐,可為學(xué)生的課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)以及PLC技術(shù)研究提供先進(jìn)的集多種技術(shù)于一體的大綜合設(shè) 計(jì)性實(shí)驗(yàn)平臺。關(guān)鍵詞:PLC;業(yè)網(wǎng)絡(luò);OPC
標(biāo)簽: PLC 西門子 實(shí)驗(yàn)室
上傳時間: 2013-05-22
上傳用戶:歸海惜雪
心音信號是人體最重要的生理信號之一,包含心臟各個部分如心房、心室、大血管、心血管及各個瓣膜功能狀態(tài)的大量生理病理信息。心音信號分析與識別是了解心臟和血管狀態(tài)的一種不可缺少的手段。本文針對目前該研究領(lǐng)域中存在的分析方法問題和分類識別技術(shù)難點(diǎn)展開了深入的研究,內(nèi)容涉及心音構(gòu)成的分析、心音信號特征向量的提取、正常心音信號(NM)和房顫(AF)、主動脈回流(AR)、主動脈狹窄(AS)、二尖瓣回流(MR)4種心臟雜音信號的分類識別。本文的工作內(nèi)容包括以下5個方面: a)心音信號采集與預(yù)處理。本文采用自行研制的帶有錄音機(jī)功能的聽診器實(shí)現(xiàn)對心音信號的采集。通過對心音信號噪聲分析,選用小波降噪作為心音信號的濾波方法。根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析,選擇Donoho閾值函數(shù)結(jié)合多級閾值的方法作為心音信號預(yù)處理方案。 b)心音信號時頻分析方法。文中采用5種時頻分析方法分別對心音信號進(jìn)行了時頻譜特性分析,結(jié)果表明:不同的時頻分析方法與待分析心音信號的特性有密切關(guān)系,即需要在小的交叉項(xiàng)干擾與高的時頻分辨率之間作綜合的考慮。鑒于此,本文提出了一種自適應(yīng)錐形核時頻(ATF)分析方法,通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該分布能較好地反映心音信號的時頻結(jié)構(gòu),其性能優(yōu)于一般錐形核分布(CKD)以及Choi-Williams分布(CWD)、譜圖(SPEC)等固定核時頻分析方法,從而選擇自應(yīng)錐形核時頻分析方法進(jìn)行心音信號分析。 c)心音信號特征向量提取。根據(jù)對3M Littmann() Stethoscopes[31]數(shù)據(jù)庫中標(biāo)準(zhǔn)心音信號的時頻分析結(jié)果,提取8組特征數(shù)據(jù),通過Fihser降維處理方法提取出了實(shí)現(xiàn)分類可視化,且最易于分類的心音信號的2維特征向量,作為心音信號分類的特征向量。 d)心音信號分類方法。根據(jù)心音信號特征向量組成的散點(diǎn)圖,研究了支持向量機(jī)核函數(shù)、多分類支持向量機(jī)的選取方法,同時,基于分類的目的 性和可信性,本文提出以分類精度最大為判斷準(zhǔn)則的核函數(shù)參數(shù)與松弛變量的優(yōu)化方法,建立了心音信號分類的支持向量機(jī)模型,選取標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫中NM、AF、AR、AS、MR每類心音信號的80組2維特征向量中每類60組數(shù)據(jù)作為支持向量機(jī)的學(xué)習(xí)樣本,對余下的每類20組數(shù)據(jù)進(jìn)行測試,得到每類的分類精度(Ar)均為100%,同時對臨床上采集的與上述4種同類心臟雜音信號和正常心音信號中每類24個心動周期進(jìn)行分類實(shí)測,分類精度分別為:NM、AF、MR的分類精度均為100%,而AR、AS均為95.83%,驗(yàn)證了該方法的分類有效性。 e)心音信號分析與識別的軟件系統(tǒng)。本文以MATLAB語言的可視化功能實(shí)現(xiàn)了心音信號分析與識別的軟件運(yùn)行平臺構(gòu)建,可完成對心音信號的讀取、預(yù)處理,繪制時-頻、能量特性的三維圖及兩維等高線圖;同時,利用MATLAB與EXCEL的動態(tài)鏈接,實(shí)現(xiàn)對心音信號分析數(shù)據(jù)的存儲以及統(tǒng)計(jì)功能;最后,通過對心音信號2維特征向量的分析,實(shí)現(xiàn)心音信號的自動識別功能。 本文的研究特色主要體現(xiàn)在心音信號特征向量提取的方法以及多分類支持向量機(jī)模型的建立兩方面。 綜上所述,本文從理論與實(shí)踐兩方面對心音信號進(jìn)行了深入的研究,主要是采用自適應(yīng)錐形核時頻分析方法提取心音信號特征向量,根據(jù)心音信號特征向量組成的散點(diǎn)圖,建立心音信號分類的支持向量機(jī)模型,并對正常心音信號和4種心臟雜音信號進(jìn)行了分類研究,取得了較為滿意的分類結(jié)果,但由于用于分類的心臟雜音信號種類及數(shù)據(jù)量尚不足,因此,今后的工作重點(diǎn)是采集更多種類的心臟雜音信號,進(jìn)一步提高心音信號分類精度,使本文研究成果能最終應(yīng)用于臨床心臟量化聽診。 關(guān)鍵詞:心音信號,小波降噪,非平穩(wěn)信號,心臟雜音,信號處理,時頻分析,自適應(yīng),支持向量機(jī)
上傳時間: 2013-04-24
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直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)是繼矢量控制技術(shù)之后交流調(diào)速領(lǐng)域中新興的控制技術(shù),它采用空間矢量的分析方法,在定子坐標(biāo)系下計(jì)算并控制轉(zhuǎn)矩和磁鏈,以獲得轉(zhuǎn)矩的高動態(tài)性能。比較于矢量控制,它省去了復(fù)雜的矢量變換,克服了對電機(jī)轉(zhuǎn)子參數(shù)的依賴性,具有轉(zhuǎn)矩響應(yīng)快的優(yōu)點(diǎn)。然而,異步電動機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)存在轉(zhuǎn)矩、電流和磁鏈脈動較大,開關(guān)頻率不恒定的問題。本文在傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制的基礎(chǔ)上,針對其存在的缺點(diǎn)提出了基于空間矢量脈寬調(diào)制的直接轉(zhuǎn)矩控制策略。 這種新型的直接轉(zhuǎn)矩控制策略使空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)和直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)相結(jié)合。把電動機(jī)和PWM逆變器看成一體,使電動機(jī)獲得賦值恒定的近似理想的圓形磁場,解決其轉(zhuǎn)矩、電流、磁鏈脈動大,開關(guān)頻率不恒定的問題。在論文撰寫的過程中做了如下工作: 根據(jù)電機(jī)原理和坐標(biāo)變換理論,建立定子正交α—β兩相靜止坐標(biāo)系下的異步電動機(jī)的數(shù)學(xué)模型,包括電機(jī)的磁鏈模型、轉(zhuǎn)矩模型和運(yùn)動方程。 設(shè)計(jì)PI控制器,該控制器把轉(zhuǎn)矩和磁鏈誤差信號轉(zhuǎn)換成參考電壓,然后通過坐標(biāo)變換把參考電壓變換成SVPWM模塊所需的指令電壓,對SVPWM模塊進(jìn)行控制。 設(shè)計(jì)SVPWM控制模塊,其中設(shè)計(jì)了期望電壓空間矢量的合成方法,矢量區(qū)段的判斷,計(jì)算了開關(guān)器件的導(dǎo)通時間和時刻。 通過理論分析和設(shè)計(jì)各個模塊,組成了控制系統(tǒng)逆變器部分的仿真模型。在MATLAB/SIMULINK仿真工具箱中搭建仿真模型,通過設(shè)置合理的仿真參數(shù)、電機(jī)參數(shù)、給定量參數(shù)以及PI控制器的控制參數(shù)對系統(tǒng)進(jìn)行仿真研究,從而在理論上驗(yàn)證系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性。 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了這種基于空間矢量脈寬調(diào)制的直接轉(zhuǎn)矩控制方法可以有效改善直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的性能。減小傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制中的磁鏈和轉(zhuǎn)矩脈動,并使逆變器工作在恒定的開關(guān)頻率。最后總結(jié)論文所做的研究工作,并展望了今后的研究重點(diǎn)和方向。
標(biāo)簽: SVPWM 異步電動機(jī) 直接轉(zhuǎn)矩
上傳時間: 2013-04-24
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