作為新一代直流輸電技術(shù)，基于電壓源換流器的高壓直流輸電憑借其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)取得了飛速的發(fā)展，并已在新能源發(fā)電系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)、電網(wǎng)非同步互聯(lián)、無源系統(tǒng)供電、無功補(bǔ)償?shù)葓龊系玫綄?shí)際工程應(yīng)用。在我國，VSC-HVDC的研究尚處于起步階段。本論文著重開展了VSC-HVDC技術(shù)的數(shù)學(xué)建模和控制策略的研究。論文的主要工作和取得的創(chuàng)新性成果如下： 1．建立了系統(tǒng)標(biāo)么值模型，分析了VSC-HVDC的運(yùn)行原理和穩(wěn)態(tài)功率特性。明確了系統(tǒng)主電路參數(shù)對運(yùn)行特性的影響，在此基礎(chǔ)上提出了一種功率定義下的換流電抗、直流電壓和直流電容以及頻域下的交流濾波器參數(shù)設(shè)計(jì)方法。 2．設(shè)計(jì)了一種基于無差拍控制的VSC-HVDC直接電流離散控制器。針對控制系統(tǒng)存在的VSC電壓輸出能力限制、PI控制器積分飽和現(xiàn)象和離散采樣時(shí)間延遲問題，提出了相應(yīng)的解決方法，推導(dǎo)了其電流內(nèi)環(huán)控制器與功率外環(huán)離散控制器的設(shè)計(jì)原則。 3．推導(dǎo)了換流站網(wǎng)側(cè)與VSC交流側(cè)功率節(jié)點(diǎn)以及換流電抗與損耗電阻上的瞬時(shí)功率方程，在此基礎(chǔ)上提出了一種換流站網(wǎng)側(cè)功率節(jié)點(diǎn)控制并補(bǔ)償換流電抗與損耗電阻消耗二倍頻功率的不平衡控制策略，設(shè)計(jì)了該控制策略下的雙序矢量控制器模型。同時(shí)針對傳統(tǒng)dq軟件鎖相環(huán)在電壓不平衡時(shí)鎖相速度慢的缺點(diǎn)，提出了一種基于前置相序分解的頻率自適應(yīng)dq鎖相環(huán)，提高了不平衡控制算法的動(dòng)態(tài)性能與穩(wěn)態(tài)特性。 4．對VSC閥在交流電網(wǎng)低電壓故障下的過流現(xiàn)象進(jìn)行分析并提出了一種考慮正負(fù)序分量影響的指令電流限制器，保證了故障限流效果。分析比較了VSC閥電流裕度穿越法和指令電流限制器穿越法的特性，在此基礎(chǔ)上提出一種結(jié)合正負(fù)序指令電流限制器與控制模式切換的交流電網(wǎng)低電壓穿越控制方法，從而解決交流電網(wǎng)低電壓故障時(shí)系統(tǒng)穩(wěn)定與VSC過流問題。 5．在分析現(xiàn)有VSC-HVDC拓?fù)涞幕A(chǔ)上，從降低電力電子器件直接串聯(lián)數(shù)目、器件開關(guān)頻率和簡化主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)三個(gè)方面出發(fā)，將傳統(tǒng)直流輸電中常用的變壓器隔離式多模塊結(jié)構(gòu)引入VSC-HVDC系統(tǒng)，并針對該模塊級(jí)聯(lián)式拓?fù)涮岢鲆环N系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制與模塊獨(dú)立運(yùn)行相結(jié)合的新型控制策略。針對該拓?fù)湎滤投苏敬嬖诘母髂K直流側(cè)電容電壓均衡問題，提出了一種基于有功分量調(diào)節(jié)的直流側(cè)電壓控制方法。
上傳時(shí)間： 2013-06-03
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隨著全球汽車保有量的與日俱增，能源危機(jī)和環(huán)境污染正逐漸成為制約世界汽車工業(yè)發(fā)展的瓶頸。而新興的混合動(dòng)力汽車（HEV）在節(jié)能和排放上的優(yōu)越性正逐步體現(xiàn)出來。由于采用“油、電”配合的方式來驅(qū)動(dòng)車體，其所搭載電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的研究則成為混合動(dòng)力汽車研發(fā)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，它直接決定著整車的動(dòng)力性，燃油經(jīng)濟(jì)性和排放指標(biāo)。 論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)力汽車電機(jī)及其控制系統(tǒng)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，本文混合動(dòng)力汽車傳動(dòng)系統(tǒng)選用永磁同步電機(jī)；根據(jù)混合動(dòng)力汽車所搭載電動(dòng)機(jī)在功率和扭矩上的要求以及永磁同步電機(jī)在結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，選取了發(fā)動(dòng)機(jī)電機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布置形式；論文建立了永磁同步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型，分析了永磁同步電動(dòng)機(jī)矢量控制的原理；設(shè)計(jì)了基于TMS320F2812DSP的永磁同步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)，詳細(xì)闡述了功率驅(qū)動(dòng)電路，速度及位置檢測電路，電流反饋及過流保護(hù)電路，CAN通訊模塊等系統(tǒng)中重要的組成單元；軟件采用模塊化的結(jié)構(gòu)，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。 最后，搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對硬件進(jìn)行了調(diào)試和修改，通過樣機(jī)及系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn)，取得了大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，檢驗(yàn)了所設(shè)計(jì)樣機(jī)的特性，發(fā)現(xiàn)其制作過程中的不足，并實(shí)現(xiàn)了電機(jī)控制系統(tǒng)的閉環(huán)控制，從而達(dá)到了對混合動(dòng)力汽車用永磁同步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的探索與研究的目的。
標(biāo)簽： 2812 DSP 混合動(dòng)力
上傳時(shí)間： 2013-05-23
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隨著人們生活水平的提高，肥胖逐漸成為一種社會(huì)疾病，肥胖容易使人患上阻塞性睡眠呼吸暫停綜合癥，嚴(yán)重影響生活質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)甚至危及生命。研制性能良好低成本的呼吸機(jī)有很好的實(shí)際意義。本論文論述了一種基于dsPIC30F3010控制器及無刷直流電機(jī)(BrushlessDirectCurrentMotor，簡稱BLDCM)的呼吸機(jī)控制器，實(shí)現(xiàn)了反電勢法無位置傳感器無刷直流電機(jī)的運(yùn)行控制。 論文從基本電磁定律出發(fā)，分析了無刷直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理，建立了無刷直流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上詳細(xì)分析了“反電勢法”無刷直流電機(jī)控制原理，深入研究了三種反電勢過零檢測方法，并對檢測電路移相產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子位置誤差進(jìn)行了分析，給出了補(bǔ)償方法。 對無刷直流電動(dòng)機(jī)無位置傳感器控制中的關(guān)鍵問題——起動(dòng)方法進(jìn)行研究，介紹了“反電勢法”無刷直流電機(jī)控制常用的起動(dòng)方法，深入討論了“三段式”起動(dòng)技術(shù)。針對傳統(tǒng)“三段式”起動(dòng)的缺點(diǎn)，論文提出了一種新的外同步到自同步的切換方式。 綜合上述，本系統(tǒng)以dsPIC30F3010單片機(jī)為控制器，設(shè)計(jì)了“反電勢法”無刷直流電機(jī)無位置傳感器控制系統(tǒng)的硬件電路，詳細(xì)介紹了電路各個(gè)組成部分的工作原理，同時(shí)介紹了控制系統(tǒng)中采用的硬件抗干擾措施。結(jié)合dsPIC30F3010的特點(diǎn)，充分利用其片內(nèi)的資源，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的軟件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明系統(tǒng)能夠控制電機(jī)順利起動(dòng)，而且實(shí)現(xiàn)了電機(jī)正確的換相和穩(wěn)定的運(yùn)行。
上傳時(shí)間： 2013-07-26
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當(dāng)前社會(huì)的發(fā)展與能源、環(huán)保等問題的日益突出。混合動(dòng)力電動(dòng)汽車以其低排放，噪聲小，節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)越來越受到世界各國的重視。為了改善電動(dòng)汽車的動(dòng)力性和能量利用率，動(dòng)力蓄電池的電壓越來越高，需要配備專門的系統(tǒng)來管理高壓系統(tǒng)的安全。 根據(jù)混合動(dòng)力結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和高壓電路特性，在分析及其常用蓄電池工作原理及運(yùn)行原理使用條件的基礎(chǔ)上，本課題以MH-Ni電池作為研究對象，分析了MH-Ni電池的工作原理、電池的電壓、電流和溫度特性，提出電動(dòng)車電池組高壓控制的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)測電動(dòng)汽車高壓電系統(tǒng)的絕緣狀態(tài)及檢測高壓的工作情況。 本課題主要完成以下幾點(diǎn)工作內(nèi)容：對電池進(jìn)行預(yù)充電，檢測其外部是否漏電；檢測電池內(nèi)部是否絕緣；對電池進(jìn)行故障檢測。通過對外部負(fù)載進(jìn)行預(yù)充電，防止電池外部電路漏電或短路，減少電池箱故障，延長電池模塊的使用壽命；通過對電池箱內(nèi)部絕緣狀態(tài)檢測，防止電池因絕緣電阻低下而影響系統(tǒng)工作，發(fā)生不安全事故；通過診斷系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)電池故障和隱患的早期預(yù)報(bào)，從而能有效地增加電動(dòng)車電池組的續(xù)駛里程及無故障工作時(shí)間、饅維護(hù)工作量降到最低。 基于選定的電動(dòng)車電池管理系統(tǒng)(BMS)，針對外部負(fù)載進(jìn)行預(yù)充電和電池箱內(nèi)部絕緣狀態(tài)檢測，本文研究和提出安全條件的判定規(guī)則，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車電池管理系統(tǒng)(BMS)中安全保障功能。仿真實(shí)驗(yàn)表明，本文設(shè)計(jì)的高壓電安全測試系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對電動(dòng)汽車電池高壓系統(tǒng)的安全實(shí)施管理。
上傳時(shí)間： 2013-06-22
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現(xiàn)代社會(huì)，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的信息技術(shù)迅速發(fā)展，信息容量呈爆炸式的增長，人們獲得的信息的途徑也越來越多，這其中人類獲得的視覺信息很大部分是從各種各樣的電子顯示器件上獲得的，隨著微電子技術(shù)和材料工業(yè)的進(jìn)步，圖像顯示技術(shù)飛速發(fā)展，出現(xiàn)了多種新型顯示器，其中一些在顯示品質(zhì)上已經(jīng)接近或者超過了傳統(tǒng)的陰極射線管顯示器(CRT)，同時(shí)這些顯示器件滿足設(shè)備了小型化和低功耗的要求。 經(jīng)過二十多年的研究、競爭和發(fā)展，平板顯示器件尤其是液晶顯示器件(LCD)已經(jīng)脫穎而出大規(guī)模的進(jìn)入市場，成為新世紀(jì)顯示器件的主流。其中TFT-LCD是目前唯一在亮度、對比度、功耗、壽命、體積和重量等綜合性能上全面趕上和超過CRT的平板顯示顯示器件。它的性能優(yōu)良、大規(guī)模生產(chǎn)特性好，自動(dòng)化程度高，原材料成本低廉，發(fā)展空間廣闊，迅速成為新世紀(jì)的主流產(chǎn)品，是21世紀(jì)全球經(jīng)濟(jì)增長的一個(gè)亮點(diǎn)。 本論文在深入理解了LCD顯示機(jī)理，尤其是TFT-LCD的顯示驅(qū)動(dòng)原理的基礎(chǔ)上，利用緯視晶公司提供的TFT液晶模塊，以嵌入式目前比較常用的FPGA系列芯片中的EP1C6Q240C6為核心設(shè)計(jì)制作出了由單片機(jī)(MCU)+可編程邏輯器件(FPGA-FieldProgrammableGateArray)+SRAM的液晶顯示控制系統(tǒng)。文章闡述了該控制系統(tǒng)從硬件選型，到系統(tǒng)模塊硬件電路設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的整個(gè)過程。該控制系統(tǒng)的功能模塊主要包括：電源模塊、可編程邏輯器件模塊、微處理器模塊、靜態(tài)RAM模塊以及觸摸屏控制模塊。其中微控制器模塊采用C語言編程，實(shí)現(xiàn)對液晶屏得數(shù)據(jù)傳以及其它控制功能，可編程邏輯器件(FPGA)模塊采用VHDL語言編程，實(shí)現(xiàn)對屏的時(shí)序控制，最終實(shí)現(xiàn)對液晶屏圖像顯示的控制。最后通過對使用該控制板點(diǎn)亮的液晶屏進(jìn)行光學(xué)測試驗(yàn)證了這種設(shè)計(jì)方案的可靠型和穩(wěn)定性。 本設(shè)計(jì)具有較大的實(shí)用價(jià)值，可為以后液晶屏控制系統(tǒng)的研制提供參考。
標(biāo)簽： 液晶 顯示器控制 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間： 2013-07-22
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本文主要研究變速風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)最大功率點(diǎn)的跟蹤問題，以使風(fēng)力機(jī)在處于額定風(fēng)速以下時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)最大風(fēng)能捕獲。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)所采用的功率變流器和最大功率點(diǎn)的跟蹤控制策略提供了基本的研究平臺(tái)，以完成本課題的研究。 為了將風(fēng)能輸送給電網(wǎng)，變速風(fēng)力機(jī)要有變流器將發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓和頻率都不斷改變的電能轉(zhuǎn)換成恒頻恒壓的電能，再傳輸給電網(wǎng)。本文采用了變速風(fēng)力機(jī)，永磁發(fā)電機(jī)，三相AC-DC-DC-AC變流器，變壓器等構(gòu)建了變速風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。AC-DC-DC-AC變流器用于將永磁發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓和頻率都不斷改變的電能傳輸給電網(wǎng)。鑒于DC-DC直流環(huán)節(jié)在能量傳輸中的重要性，本文專門研究了單重Sepic變換器和雙重Sepic變換器在變速風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中所起的作用。 一個(gè)先進(jìn)的變速風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的最大功率點(diǎn)跟蹤控制策略要對所控制的風(fēng)力機(jī)起到良好的控制效果，不僅與風(fēng)電系統(tǒng)所采用的變流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有關(guān)，也與自身的控制方式有關(guān)。本文在對常用的幾種最大功率點(diǎn)的跟蹤控制策略分析研究的基礎(chǔ)上提出了以風(fēng)力機(jī)的輸出功率和系統(tǒng)儲(chǔ)能的變化率以及風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速等相關(guān)數(shù)據(jù)來確定風(fēng)力機(jī)的實(shí)際工作點(diǎn)的最大功率點(diǎn)跟蹤控制策略，該策略的實(shí)施不依賴于風(fēng)力機(jī)自身的特性，不需要測量風(fēng)速等。 由于對變速風(fēng)力機(jī)的建模和仿真是理解和驗(yàn)證風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)特性和最大功率點(diǎn)跟蹤控制策略的可行性的重要手段。因此本文在Matlab軟件的Simulink環(huán)境下對所研究的變速風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)作了建模和仿真。仿真結(jié)果充分證明了本文所提出的變速風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤控制策略的正確性和可行性。
標(biāo)簽： 風(fēng)力發(fā)電 機(jī)組 最大功率點(diǎn)跟蹤
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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高壓變頻調(diào)速技術(shù)節(jié)能效果顯著，多電平逆變器是其常用的一種電路拓?fù)湫问健Ｈ娖侥孀兤髂芙档凸β势骷蛪阂蟆⒔档椭C波含量，普遍地采用電壓空間矢量脈寬調(diào)制的控制策略。將DSP數(shù)字控制技術(shù)應(yīng)用于三電平逆變器不僅簡化了系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)性能，還可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化控制。 本文首先簡要介紹了三電平逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制策略，并闡述了二極管箝位式三電平逆變器電路結(jié)構(gòu)和電壓空間矢量脈寬調(diào)制控制策略的實(shí)現(xiàn)方法。在此基礎(chǔ)上，通過對逆變器的工作過程分析，建立了逆變器的數(shù)學(xué)模型。并提出了一種能控制逆變器直流側(cè)電容中點(diǎn)電位平衡并且能降低開關(guān)損耗的電壓空間矢量脈寬調(diào)制方法。 本文在綜述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出一種基于復(fù)合人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電壓空間矢量脈寬調(diào)制算法，充分利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的快速并行處理能力、學(xué)習(xí)能力，縮短了計(jì)算時(shí)間，降低了由控制延時(shí)引起的諧波成分。最后在MATIAB/Simulink環(huán)境下，結(jié)合ANN工具箱建立了仿真模型。仿真結(jié)果證明了基于復(fù)合人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的可行性。 本文進(jìn)行了三電平逆變器的主電路、開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)電路、電流電壓檢測電路和保護(hù)電路等的設(shè)計(jì)。根據(jù)三電平逆變器主電路功率開關(guān)多，驅(qū)動(dòng)信號(hào)不能共地的特點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)一種利用光耦隔離驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路，降低電磁干擾，并在過流等異常情況下實(shí)時(shí)保護(hù)功率開關(guān)器件。最后以TMS320LF2407DSP為數(shù)字控制平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了三電平逆變器的電壓空間矢量脈寬調(diào)制控制策略。
上傳時(shí)間： 2013-07-07
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本論文針對6kV/400kW三相異步電動(dòng)機(jī)的中壓變頻器試驗(yàn)裝置，從分析目前中壓變頻器常用的主回路拓?fù)淙胧郑敿?xì)闡述并分析了本文研究的單元串聯(lián)型中壓變頻器控制系統(tǒng)。 本文首先從理論上分析了多單元串聯(lián)型中壓變頻器脈寬控制原理。然后，把一種高性能的V/f控制方案引入中壓變頻器控制系統(tǒng)。通過矢量補(bǔ)償定子壓降，進(jìn)行轉(zhuǎn)差補(bǔ)償和對電機(jī)電流進(jìn)行限制控制，實(shí)現(xiàn)了具有很好的低頻性能并具有防“跳閘”等功能的V/f控制方案。 同時(shí)，本文將Siemens公司通用變頻器的時(shí)隙、連接紙的概念運(yùn)用到中壓變頻器控制領(lǐng)域。增加了系統(tǒng)的可變性，自由性和方便性。設(shè)計(jì)了具有系統(tǒng)組態(tài)功能的模塊化軟件，其中著重對控制軟件中的幾個(gè)重要功能進(jìn)行了分析討論。這些重要功能模塊有：控制字和狀態(tài)字、順序控制、V/f曲線、給定積分器、基于電壓補(bǔ)償?shù)妮敵鲎詣?dòng)穩(wěn)壓算法、通訊功能等。 中壓變頻器在實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)為6kV/22kW試驗(yàn)系統(tǒng)，實(shí)際設(shè)計(jì)為6kV/400kW的變頻系統(tǒng)裝置。本文給出了實(shí)驗(yàn)室調(diào)試結(jié)果及分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該中壓變頻器能夠安全、穩(wěn)定地運(yùn)行。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，各種電子設(shè)備對時(shí)間精度的要求日益提升。在衛(wèi)星發(fā)射、導(dǎo)航、導(dǎo)彈控制、潛艇定位、各種觀測、通信等方面，時(shí)鐘同步技術(shù)都發(fā)揮著極其重要的作用，得到了廣泛的推廣。對于分布式采集系統(tǒng)來說，中心主站需要對來自于不同采集設(shè)備的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和分析，得到各個(gè)采集點(diǎn)對同一事件的采集時(shí)間差異，通過對該時(shí)間差異的分析，最終做出對事件的準(zhǔn)確判斷。如果分布式采集系統(tǒng)中的各個(gè)采集設(shè)備不具有統(tǒng)一的時(shí)鐘基準(zhǔn)，那么得到的各個(gè)采集時(shí)間差異就不能反映出實(shí)際情況，中心主站也無法準(zhǔn)確地對事件進(jìn)行分析和判斷，甚至得出錯(cuò)誤的結(jié)論。因此，時(shí)鐘同步是分布式采集系統(tǒng)正常運(yùn)作的必要前提。 目前國內(nèi)外時(shí)鐘同步領(lǐng)域常用的技術(shù)有GPS授時(shí)技術(shù)，鎖相環(huán)技術(shù)和IRIG-B 碼等。GPS授時(shí)技術(shù)雖然精度高，抗干擾性強(qiáng)，但是由于需要專用的GPS接收機(jī)，若單純使用GPS 授時(shí)技術(shù)做時(shí)鐘同步，就需要在每個(gè)采集點(diǎn)安裝接收機(jī)，成本較高。鎖相環(huán)是一種讓輸出信號(hào)在頻率和相位上與輸入?yún)⒖夹盘?hào)同步的技術(shù)，輸出信號(hào)的時(shí)鐘準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性直接依賴于輸入?yún)⒖夹盘?hào)。IRIG-B 碼是一種信息量大，適合傳輸?shù)臅r(shí)間碼，但是由于其時(shí)間精度低，不適合應(yīng)用于高精度時(shí)鐘同步的系統(tǒng)。基于上述分析，本文結(jié)合這三種常用技術(shù)，提出了一種基于FPGA的分布式采集系統(tǒng)時(shí)鐘同步控制技術(shù)。該技術(shù)既保留了GPS 授時(shí)的高精確度和高穩(wěn)定性，又具備IRIG-B時(shí)間碼易傳輸和低成本的特性，為分布式采集系統(tǒng)中的時(shí)鐘同步提供了一種新的解決方案。 本文中的設(shè)計(jì)采用了Ublox公司的精確授時(shí)GPS芯片LEA-5T，通過對GPS芯片串行時(shí)間信息解碼，獲得準(zhǔn)確的UTC時(shí)間，并實(shí)現(xiàn)了分布式采集系統(tǒng)中各個(gè)采集設(shè)備的精確時(shí)間打碼。為了能夠使整個(gè)分布式采集系統(tǒng)具有統(tǒng)一的高精度數(shù)據(jù)采集時(shí)鐘，本論文采用了數(shù)模混合的鎖相環(huán)技術(shù)，將GPS 接收芯片輸出的高精度秒信號(hào)作為參考基準(zhǔn)，生成了與秒信號(hào)高精度同步的100MHZ 高頻時(shí)鐘。本文在FPGA 中完成了IRIG-B 碼的編碼部分，將B 碼的準(zhǔn)時(shí)標(biāo)志與GPS 秒信號(hào)同步，提高了IRIG-B 碼的時(shí)間精度。在分布式采集系統(tǒng)中，IRIG-B時(shí)間碼能直接通過串口或光纖將各個(gè)采集點(diǎn)時(shí)間與UTC時(shí)間統(tǒng)一，節(jié)約了各點(diǎn)布設(shè)GPS 接收機(jī)的高昂成本。最后，通過PC104總線對時(shí)鐘同步控制卡進(jìn)行了數(shù)據(jù)讀取和測試，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，提出了改進(jìn)方案。實(shí)驗(yàn)表明，改進(jìn)后的時(shí)鐘同步控制方案具有很高的時(shí)鐘同步精度，對時(shí)鐘同步技術(shù)有著重大的推進(jìn)意義！
上傳時(shí)間： 2013-08-05
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運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)是機(jī)電一體化的核心部分，提高運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)水平對于提高我國的機(jī)電一體化技術(shù)具有至關(guān)重要的作用。運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展是制造自動(dòng)化前進(jìn)的旋律，是推動(dòng)新的產(chǎn)業(yè)革命的關(guān)鍵技術(shù)。對于數(shù)控系統(tǒng)來說，最重要的是控制各個(gè)電機(jī)軸的運(yùn)動(dòng)，這是運(yùn)動(dòng)控制器接收并依照數(shù)控裝置的指令來控制各個(gè)電機(jī)軸運(yùn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工的，數(shù)據(jù)加工中的定位控制精度、速度調(diào)節(jié)的性能等重要指標(biāo)都與運(yùn)動(dòng)控制器直接相關(guān)。目前對數(shù)控系統(tǒng)的研究都集中在插入PC的NC控制器的研究上，而其核心部分就是對步進(jìn)、伺服電機(jī)進(jìn)行控制的運(yùn)動(dòng)控制卡的研究。對PC-NC來說，運(yùn)動(dòng)控制卡的性能很大程度上決定了整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)的性能，而微電子和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用，使運(yùn)動(dòng)控制卡的性能得到了不斷改進(jìn)，集成度和可靠性大大提高。 本課題通過對運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的深入研究，并針對國內(nèi)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的研究起步較晚的現(xiàn)狀，結(jié)合當(dāng)前運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域的具體需要，緊跟當(dāng)前運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)研究的發(fā)展趨勢，吸收了數(shù)控技術(shù)和相關(guān)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的最新成果，提出了基于PCI和FPGA的方案，研制了一款比較新穎的、功能強(qiáng)大的、具有很大柔性的四軸多功能運(yùn)動(dòng)控制卡。 本課題的具體研究主要有以下幾方面： 首先，通過對運(yùn)動(dòng)控制卡及運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)等行業(yè)現(xiàn)狀的全面調(diào)研，和對運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的深入學(xué)習(xí)，在比較了幾種常用的運(yùn)動(dòng)控制方案的基礎(chǔ)上，提出了基于FPGA的運(yùn)動(dòng)控制設(shè)計(jì)方案，并規(guī)劃了板卡的總體設(shè)計(jì)。 其次，根據(jù)總體設(shè)計(jì)，規(guī)劃了板卡的結(jié)構(gòu)，詳細(xì)劃分并實(shí)現(xiàn)了FPGA各部分的功能；利用光電隔離原理設(shè)計(jì)了數(shù)字輸入/輸出電路。 再次，利用FPGA的資源實(shí)現(xiàn)了PCI從設(shè)備接口，達(dá)到跟控制卡通信的目的，針對運(yùn)動(dòng)控制中的一些具體問題，如運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、實(shí)時(shí)控制以及多軸聯(lián)動(dòng)等，在FPGA上設(shè)計(jì)了四軸運(yùn)動(dòng)控制電路，定義了各個(gè)寄存器的具體功能，設(shè)計(jì)了功能齊全的加／減速控制電路、變頻分配電路、倍頻分頻電路和三個(gè)功能各異的計(jì)數(shù)器電路等，自動(dòng)降速點(diǎn)運(yùn)動(dòng)、A／B相編碼器倍頻計(jì)數(shù)電路等特殊功能。最后，進(jìn)行了本運(yùn)動(dòng)控制卡的測試，從測試和應(yīng)用結(jié)果來看，該卡達(dá)到預(yù)期的要求。
上傳時(shí)間： 2013-07-27
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