作為一種全新的探測技術(shù)，激光雷達(dá)已廣泛應(yīng)用于大氣、陸地、海洋探測、空中交會(huì)對(duì)接、偵察成像、化學(xué)試劑探測等領(lǐng)域。與傳統(tǒng)雷達(dá)技術(shù)相比，激光雷達(dá)是一種通過發(fā)射特定波長的激光，處理并分析回波信號(hào)，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)探測的技術(shù)，具有高測量精度、精細(xì)的時(shí)間和空間分辨率，以及極大的探測距離等優(yōu)點(diǎn)，目前已成為一種重要的探測手段。激光雷達(dá)探測系統(tǒng)需采用硬件電路實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制以及回波信號(hào)的處理、分析，從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)距離、速度、姿態(tài)等參數(shù)的測量，因此研制高速、高精度、性能穩(wěn)定、性價(jià)比高、保密性強(qiáng)的處理電路，對(duì)提升激光雷達(dá)探測系統(tǒng)的整體性能有著十分重要的意義。 激光雷達(dá)系統(tǒng)控制及信號(hào)處理電路有多種實(shí)現(xiàn)方案，傳統(tǒng)的MCU實(shí)現(xiàn)方案較為普遍，但受線程的帶寬限制，且難以提高系統(tǒng)的精度與復(fù)雜性；采用 FPGA、ARM或DSP實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理架構(gòu)，一定程度上提高了系統(tǒng)的帶寬與復(fù)雜度，但成本較高，功耗較大，且開發(fā)周期較長。針對(duì)目前激光目標(biāo)探測系統(tǒng)中，對(duì)系統(tǒng)控制復(fù)雜度，信號(hào)處理實(shí)時(shí)性，整體性能與功耗等要求，論文提出了一種基于 CPLD與MCU架構(gòu)的電路改進(jìn)方案。該方案采用高速并行的現(xiàn)場可編程PLD器件，完成相關(guān)電路的控制與回波信號(hào)的實(shí)時(shí)處理、分析；同時(shí)選用線程處理優(yōu)勢(shì)較強(qiáng)的MCU，實(shí)現(xiàn)相關(guān)信號(hào)的控制與高速串口的收發(fā)，完成PC軟件終端的通信。 本文結(jié)合所提出的基于 CPLD與 MCU架構(gòu)的硬件電路設(shè)計(jì)方案，選用了Altera的MAX II CPLD器件EPM240T100C5N，以及宏晶科技公司的增強(qiáng)型單片機(jī)STC12LE5A60S2，實(shí)現(xiàn)了激光雷達(dá)系統(tǒng)控制及信號(hào)處理等功能。文中詳細(xì)介紹了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)備資源與硬件電路的模塊化設(shè)計(jì)，完成了相關(guān)外設(shè)的驅(qū)動(dòng)控制，并采用 CPLD與 MCU完成了回波信號(hào)的采集、處理與分析，最終通過與所設(shè)計(jì)PC軟件終端的通信，實(shí)現(xiàn)與硬件電路板的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上傳。 目前板卡在100MHz主頻下工作，可完成10kHz激光器的觸發(fā)，并行實(shí)現(xiàn)回波信號(hào)的實(shí)時(shí)處理與分析，以及921600波特率下的高速串口通信。結(jié)合激光雷達(dá)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，多次進(jìn)行硬件電路的測試與實(shí)驗(yàn)，表明本文設(shè)計(jì)的激光雷達(dá)系統(tǒng)控制及信號(hào)處理硬件電路功能正常，性能穩(wěn)定，且功耗低，保密性強(qiáng)，符合設(shè)計(jì)的需求，實(shí)驗(yàn)證明本文所提出方案的具有一定的可...
上傳時(shí)間： 2022-05-28
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電動(dòng)汽車充電樁是大力發(fā)展電動(dòng)汽車的基礎(chǔ)設(shè)施，也是電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化和市場化的重要前提。目前，我國已經(jīng)逐步展開了電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)的建設(shè)，在我國的某些城市相繼開始建立電動(dòng)汽車充電樁、充電站，但是我國對(duì)充電設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)研究尚且不夠深入，相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)體系法律政策建設(shè)也有待完善，這在一定程度上限制了電動(dòng)汽車的推廣和普及。電動(dòng)汽車充電樁電動(dòng)汽車提供直流充電電源，主要安裝于停車場及住宅等區(qū)域，是電動(dòng)汽車常規(guī)充電的主要設(shè)備。本文研究內(nèi)容歸納如下: (1)給出了電動(dòng)汽車充電樁的總體構(gòu)造，提出了充電樁的功能要求和技術(shù)指標(biāo)，針對(duì)所提出的要求，制定方案。采用威綸通公司的人機(jī)界面產(chǎn)品MT6070iH進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，開發(fā)了電動(dòng)汽車充電樁在整個(gè)工作過程中的所有的用戶操作界面，人機(jī)界面是用戶和機(jī)器的接口，也是唯一的用戶可以操作充電樁的窗口，界面的設(shè)計(jì)需要考慮到實(shí)用性與易操作性，并同時(shí)增強(qiáng)用戶使用的體驗(yàn)感受。 (2)采用單片機(jī)ATmega16L設(shè)計(jì)了電動(dòng)汽車充電樁的主控板，主控板的作用是用來協(xié)調(diào)整個(gè)充電樁AC/DC部分和DC/DC部分的協(xié)同工作，主控板還要實(shí)現(xiàn)與人機(jī)界面的通信功能，人機(jī)界面接受用戶的操作指令，然后將指令傳送給主控板，主控板控制整個(gè)充電樁的工作，實(shí)現(xiàn)HMI和主控板的數(shù)據(jù)通信。 (3)設(shè)計(jì)了電動(dòng)汽車充電樁控制系統(tǒng)的軟件部分，主要是主控板中ATme ga16的程序設(shè)計(jì)，程序設(shè)計(jì)主要包括DA子程序，AD子程序，故障檢測子程序，PI子程序等，針對(duì)鉛酸電池的充電特性，通過程序的檢測，設(shè)計(jì)了鉛酸蓄電池的三段式充電控制程序包括初充電，恒壓充電，恒流充電，涓流充電的控制。 (4)對(duì)設(shè)計(jì)的充電樁系統(tǒng)進(jìn)行了測試，驗(yàn)證了充電樁的工作性能，包括對(duì)設(shè)計(jì)的HMI界面測試，以及對(duì)充電樁的總體性能測試，測試的結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的電動(dòng)汽車充電樁方便操作，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性和抗擾動(dòng)能力，能夠在輸出全功率范圍內(nèi)穩(wěn)定的工作。 測試結(jié)果表明，設(shè)計(jì)的樣機(jī)能夠很好的實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，HMI中每個(gè)界面按照用戶的操作有序的跳轉(zhuǎn)，不出現(xiàn)花屏，具有充電進(jìn)度顯示，計(jì)費(fèi)顯示，故障顯示等功能。同時(shí)整個(gè)充電樁具有一定的抗干擾能力，輸出功率5KW，最大輸出電流20A，最大輸出電壓400V，并達(dá)到了設(shè)計(jì)初期提出的技術(shù)要求。
標(biāo)簽： 電動(dòng)汽車 人機(jī)交互 控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2022-05-28
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近年來，隨著智能家居趨熱，門鎖作為智能家居的重要組成部分，對(duì)保護(hù)家居財(cái)產(chǎn)安全具有重要作用。其安全性和便捷性受到人們普遍關(guān)心。調(diào)查顯示，雖然智能門鎖在高檔小區(qū)、酒店的應(yīng)用越來越廣泛，但在普通用戶中，智能鎖市場占有率較低。這是由于市場上的智能鎖價(jià)格偏高，人們對(duì)智能鎖的認(rèn)識(shí)不夠全面所造成的。因此，本文基于STM32F1系列芯片設(shè)計(jì)了一種操作簡單、安全可靠、價(jià)格低廉的智能門鎖控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由門鎖終端、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊和遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)三部分組成，硬件電路設(shè)計(jì)完成后，對(duì)系統(tǒng)功能需求進(jìn)行分析，畫出功能模塊的詳細(xì)流程圖、完成軟件代碼的編寫，并調(diào)試和測試系統(tǒng)功能。系統(tǒng)主要完成的內(nèi)容如下: (1)智能門鎖終端設(shè)計(jì)，以STM32F103ZET6單片機(jī)為核心，外接指紋模塊、RFID讀卡器模塊、觸摸鍵盤模塊、藍(lán)牙模塊、OLED顯示模塊、存儲(chǔ)模塊等，配合外圍電路，實(shí)現(xiàn)指紋、密碼、卡片和藍(lán)牙開鎖功能，通過OLED顯示系統(tǒng)菜單和用戶操作信息，將用戶開鎖信息保存在EEPROM中，方便本地查看和管理。當(dāng)用戶使用未授權(quán)的方式開鎖次數(shù)達(dá)到3次，終端會(huì)通過無線模塊向綁定用戶手機(jī)發(fā)送預(yù)警信息并鎖定系統(tǒng)3分鐘，使其無法操作。 (2)在無線數(shù)據(jù)傳輸方面，本系統(tǒng)采用ATK-SIM800C模塊，通過模塊和服務(wù)器之間建立TCP連接，主控制發(fā)送AT指令配置模塊的參數(shù)和實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送功能。 (3)遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)，遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)包括服務(wù)器、MySQL數(shù)據(jù)庫和JSP頁面三個(gè)部分。使用MVC框架進(jìn)行java web的開發(fā)，用戶可以遠(yuǎn)程登陸服務(wù)器，通過web頁面查看家中開鎖記錄信息，及時(shí)了解家人的出入情況。 測試結(jié)果表明，該系統(tǒng)功能模塊運(yùn)行正常，OLED屏能正常顯示、用戶可以使用4種方式進(jìn)行開鎖，用戶可以通過web頁面查看到用戶開鎖記錄信息。本文設(shè)計(jì)的智能門鎖控制系統(tǒng)可以作為智能家居的一部分，可以應(yīng)用在普通家庭用戶或辦公場所中。
標(biāo)簽： 智能門鎖控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2022-05-29
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多關(guān)節(jié)機(jī)器人在工業(yè)上已經(jīng)得到了非常廣泛的應(yīng)用，并且以后會(huì)用在越來越多的其他領(lǐng)域。多軸控制系統(tǒng)作為多關(guān)節(jié)機(jī)器人的核心，發(fā)展也十分迅速。傳統(tǒng)的多軸控制器體積比較龐大，擴(kuò)展性不好。在工業(yè)4.0的時(shí)代，多軸控制系統(tǒng)也越來越智能，同時(shí)體積也在逐步減小，并且能夠聯(lián)網(wǎng)。EtherCAT現(xiàn)場總線是一種新興工業(yè)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)總線，經(jīng)過多年的技術(shù)發(fā)展，在通訊速度，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等領(lǐng)域已經(jīng)具有非常獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。本課題的工作主要是將EtherCAT現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用在多軸控制系統(tǒng)中，利用其技術(shù)優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步提高多軸控制器的擴(kuò)展性和靈活性，使控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化。 本研究首先分析了多軸控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢(shì)，介紹了EtherCAT現(xiàn)場總線技術(shù)，在此基礎(chǔ)上，確立了多軸控制系統(tǒng)的開發(fā)架構(gòu)以及開發(fā)方法。然后，課題設(shè)計(jì)完成了基于ET1100的通訊板。在此通訊板的基礎(chǔ)上，使用STM32單片機(jī)作為EtherCAT應(yīng)用層控制芯片，設(shè)計(jì)并完成了數(shù)字輸入輸出部分和模擬輸入輸出部分的軟硬件。同時(shí)，為了達(dá)到工業(yè)現(xiàn)場的要求，設(shè)計(jì)著重考慮了安裝的便利性，熱插拔功能以及抗干擾性。接著，課題以實(shí)驗(yàn)室雕刻機(jī)為控制對(duì)象，以PC機(jī)作為EtherCAT主站，在主站上的TwinCAT軟件中設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了雕刻機(jī)的正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)算法，并設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面。同時(shí)，課題使用ADS通訊接口與C＃高級(jí)語言進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的交互。為了更加方便實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，課題也基于.NET架構(gòu)設(shè)計(jì)了人機(jī)界面，這樣方便Windows平臺(tái)對(duì)多軸系統(tǒng)的直接或者遠(yuǎn)程控制。最后，在雕刻機(jī)平臺(tái)上對(duì)設(shè)計(jì)的多軸控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試和實(shí)驗(yàn)，同時(shí)對(duì)多軸之間的同步性能進(jìn)行測試，完成了雕刻機(jī)的單軸運(yùn)動(dòng)，點(diǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，多軸聯(lián)動(dòng)以及示教運(yùn)動(dòng)，并且多軸之間的實(shí)時(shí)性在微秒級(jí)。
標(biāo)簽： ethercat 總線 人機(jī)交互 計(jì)算機(jī)技術(shù)
上傳時(shí)間： 2022-05-29
上傳用戶：qingfengchizhu
蔬菜大棚溫度濕度自動(dòng)控制系統(tǒng)由主控制器AT89C51單片機(jī)、并行口擴(kuò)展芯片255，74LS373，AD轉(zhuǎn)換器0809、濕度傳感器、溫度傳感器DS1820、固態(tài)繼電器、RAM6264、掉電保護(hù)和LED顯示器和報(bào)警電路等構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)對(duì)蔬菜大棚溫濕度的檢測與控制，從而有效提高蔬菜的產(chǎn)量。文中提出了具體設(shè)計(jì)方案，討論了蔬菜大棚溫濕度巡回檢測與控制的基本原理，進(jìn)行了可行性論證。給出了電路圖和程序流程圖并附有源星序。由于利用了單片機(jī)及數(shù)字控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，系統(tǒng)的各方面性能得到了顯著的提高。關(guān)鍵詞：溫濕度傳感器；濕度傳感器；快速檢測；A/D轉(zhuǎn)換器：LED顯示器；報(bào)警電路；固態(tài)繼電器；溫室環(huán)境測控，即根據(jù)植物生長發(fā)育的需要，自動(dòng)調(diào)節(jié)溫室內(nèi)環(huán)境條件的總稱。現(xiàn)代化溫室，通過傳感器技術(shù)、微型計(jì)算機(jī)及單片機(jī)技術(shù)和人工智能技術(shù)，能自動(dòng)測控溫室的環(huán)境，其中包括溫度、濕度、光照、co2濃度等，使作物在不適宜生長發(fā)育的反季節(jié)中，獲得比室外生長更優(yōu)的環(huán)境條件，達(dá)到早熟、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的目的。在農(nóng)業(yè)種植問題中，溫室環(huán)境與生物的生長、發(fā)育、能量交換密切相關(guān)，進(jìn)行環(huán)境測控是實(shí)現(xiàn)溫室生產(chǎn)管理自動(dòng)化、科學(xué)化的基本保證，通過對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，結(jié)合作物生長發(fā)育規(guī)律，控制環(huán)境條件，達(dá)到作物優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效盼栽培目的。傳統(tǒng)的環(huán)境測控管理采用模擬控制儀表和人工管理方法，工作效率低。隨著微機(jī)技術(shù)的發(fā)展，逐步采用配置靈活、開放式結(jié)構(gòu)、運(yùn)算能力較強(qiáng)、高可靠性、完善的開發(fā)手段及具有數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計(jì)分析、打印報(bào)表等功能的測控系統(tǒng)所代替，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速增長，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)得到長足發(fā)展，受控農(nóng)業(yè)的研究和應(yīng)用技術(shù)越來越受到重視，特別是溫室工程已成為工廠化高效農(nóng)業(yè)的一個(gè)重要組成部分。支持溫室工程的相關(guān)技術(shù)，如溫室環(huán)境復(fù)雜系統(tǒng)的建模技術(shù)與專家決策支持系統(tǒng)、溫室環(huán)境智能測控技術(shù)研究與系統(tǒng)開發(fā)、溫室環(huán)境調(diào)配工程技術(shù)與設(shè)施研究等已成為當(dāng)前該領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)和研究熱點(diǎn)問題。研究溫室環(huán)境信息進(jìn)行模擬、分析、預(yù)測，研究開發(fā)基于作物成長栽培環(huán)境的溫室環(huán)境多因子智能化綜合測控系統(tǒng)，研究高效生產(chǎn)的溫室環(huán)境綜合測控模式與配套設(shè)施等將是今后主要研究內(nèi)容。
上傳時(shí)間： 2022-05-30
上傳用戶：jiabin
0.1設(shè)計(jì)的目的和意義鍋爐燒水產(chǎn)生高溫高壓的蒸汽，蒸汽溫度可以達(dá)到1000多度，用這樣的蒸汽可以用來消毒，煮飯，燒開水等。現(xiàn)在學(xué)校，工廠的食堂燒水做飯就是用鍋爐燒水產(chǎn)生的蒸汽做的。鍋爐汽包水位控制是維持鍋筒水位在允許的范圍內(nèi)，使鍋爐的給水量適應(yīng)鍋爐的蒸發(fā)量。由于鍋爐的水位同時(shí)受到鍋好側(cè)和氣輪機(jī)側(cè)的影響，因此，當(dāng)鍋爐負(fù)荷變化或氣輪機(jī)用汽量變化時(shí)，通過給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)保持鍋爐的水位正常是保證鍋爐和氣輪機(jī)安全運(yùn)行的重要條件。水位過高或過低，都是不允許的。水位過高會(huì)影響汽水分離器的正常工作，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致蒸汽帶水增加，使過熱器管壁和氣輪機(jī)葉片結(jié)垢，造成事故；鍋爐出口蒸汽帶水過多還會(huì)使過熱蒸汽溫度產(chǎn)生急劇變化。水位過低，則會(huì)破壞正常水循環(huán)，危及水冷壁受熱面的安全。一般要求鍋筒水位維持。在水位控制系統(tǒng)中，主要采用“三沖量控制”方案來實(shí)現(xiàn)鍋爐汽包水位控制更是重ф之?.本設(shè)計(jì)是通過了解了鍋爐汽包水位控制的發(fā)展并在具體分析 動(dòng)、靜特性的基礎(chǔ)上從單沖量控制到雙沖量控制最后到三沖量控制的設(shè)計(jì)方案中擇優(yōu)選擇了“三沖量”控制，具體的方案設(shè)計(jì)存在的優(yōu)缺點(diǎn)詳見下文解析。0.2應(yīng)解決的主要問題2ns本設(shè)計(jì)主要解決傳感器的選擇（溫度，壓力，水位），輸出道的設(shè)計(jì)和軟件程序的設(shè)計(jì)。其所能達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)為：（1）可以對(duì)鍋爐水位，蒸汽量和給水量分別買集（2）通過單片機(jī)控制，使鍋爐汽包水位維持在正常的范圍內(nèi)（3）只有鍵盤顯示功能（4）具有報(bào)警功能當(dāng)水位超過上限或下限時(shí)，能及時(shí)報(bào)警，
標(biāo)簽： 水位控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2022-05-30
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矢量控制理論的提出1971年，由德國Blaschke等人首先提出了交流電動(dòng)機(jī)的矢量控制（Transvector Contrl）理論，從理論上解決了交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的高性能控制問題。其基本思想是在普通的三相交流電動(dòng)機(jī)上設(shè)法模擬直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制的規(guī)律，在磁場定向坐標(biāo)上，將電流矢量分解成產(chǎn)生磁通的勵(lì)磁電流分量ia和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩電流分量i，并使兩分量互相垂直，彼此獨(dú)立，然后分別進(jìn)行調(diào)節(jié)。這樣，交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制，從原理和特性上就與直流電動(dòng)機(jī)相似了。因此，矢量控制的關(guān)鍵仍是對(duì)電流矢量的幅值和空間位置的控制。矢量控制的目的是為了改善轉(zhuǎn)矩控制性能，而最終實(shí)施仍然是落實(shí)在對(duì)定子電流交流量）的控制上。由于在定子側(cè)的各物理量（電壓、電流、電動(dòng)勢(shì)、磁動(dòng)勢(shì)）都是交流量，其空間矢量在空間上以同步旋轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)、控制和計(jì)算均不方便。因此，需借助于坐標(biāo)變換，使各物理量從靜止坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，站在同步旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)系上觀察，電動(dòng)機(jī)的各空間矢量都變成了停止矢量，在同步坐標(biāo)系上的各空間矢量就都變成了直流量，可以根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式的幾種形式，找到轉(zhuǎn)矩和被控矢量的各分量之間的關(guān)系，實(shí)時(shí)地計(jì)算出轉(zhuǎn)矩控制所需的被控矢量的各分量值--直流給定量。按這些給定量實(shí)時(shí)控制，就能達(dá)到直流電動(dòng)機(jī)的控制性能。由于這些直流給定量在物理上是不存在的、虛構(gòu)的，因此，還必須在經(jīng)過坐標(biāo)的逆變換過程，從旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系回到靜止坐標(biāo)系，把上述的直流給定量變換成實(shí)際的交流給定量，在三相定子坐標(biāo)系上對(duì)交流量進(jìn)行控制，使其實(shí)際值等于給定值。
標(biāo)簽： 矢量控制 交流伺服電機(jī)
上傳時(shí)間： 2022-05-30
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近年來，隨著超聲學(xué)研究的發(fā)展，功率超聲技術(shù)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。超聲波清洗技術(shù)作為功率超聲技術(shù)的一個(gè)分支，以清洗速度快、效果好、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，為傳統(tǒng)工業(yè)清洗領(lǐng)域注入了新鮮的血液。作為超聲波清洗機(jī)的核心組件，超聲逆變電源的設(shè)計(jì)一直是超聲波清洗系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它性能的好壞很大程度上決定了最終的清洗效果。以往的超聲逆變電源的設(shè)計(jì)通常是基于模擬集成控制芯片的，這種實(shí)現(xiàn)方式在頻率、功率控制的精度和速度上以及系統(tǒng)的靈活性、穩(wěn)定性方面存在著一定的局限性，限制了超聲逆變電源的發(fā)展。數(shù)字控制技術(shù)的出現(xiàn)，很好地彌補(bǔ)了上述缺陷，因此本課題將數(shù)字控制技術(shù)引入到超聲逆變電源控制電路的設(shè)計(jì)中是很有意義的。 本文首先對(duì)超聲逆變電源的基本結(jié)構(gòu)和工作原理做了簡單介紹，針對(duì)超聲逆變電源各部分的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并結(jié)合一些傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案優(yōu)缺點(diǎn)的分析，確定了二極管不控整流的整流電路設(shè)計(jì)方案、電壓源型串聯(lián)諧振逆變器的逆變電路實(shí)現(xiàn)方案、基于鎖相環(huán)的頻率跟蹤實(shí)現(xiàn)方案、和基于PWM脈寬調(diào)制技術(shù)的功率調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)方案。接著，文章詳細(xì)介紹了頻率自動(dòng)跟蹤和功率控制的具體實(shí)現(xiàn)方法，利用數(shù)學(xué)推理和波形分析的方式闡明了方案的可行性，并通過軟件仿真驗(yàn)證了方案的正確性。然后，文章還設(shè)計(jì)了主電路諧振軟開關(guān)、人機(jī)接口電路、采樣電路、IGBT驅(qū)動(dòng)以及過流過溫保護(hù)電路。方案確定了之后，通過觀察自制電路板的實(shí)驗(yàn)波形表明新構(gòu)建的超聲逆變電源可以保證系統(tǒng)在復(fù)雜工況下處于諧振狀態(tài)，驗(yàn)證了全數(shù)字頻率跟蹤系統(tǒng)和功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的可行性和有效性。 本文的重點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)在于將超聲逆變電源的控制電路通過數(shù)字化來實(shí)現(xiàn)。本文創(chuàng)新地利用FPGA構(gòu)建了全數(shù)字頻率跟蹤系統(tǒng)——數(shù)字鎖相環(huán)和全數(shù)字功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)——數(shù)字PWM調(diào)制、數(shù)字PID調(diào)節(jié)，從而取代了傳統(tǒng)的模擬鎖相環(huán)芯片CD4046和模擬PWM控制芯片SG3525，在控制的精確性、快速性和靈活性上都有了很大的提高。此外，利用ATmega16單片機(jī)實(shí)現(xiàn)了人機(jī)接口電路、頻率采樣和電流A/D轉(zhuǎn)換，并通過SPI接口與FPGA進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，完善了數(shù)字控制體系，從而實(shí)現(xiàn)了基于FPGA和單片機(jī)的全數(shù)字控制超聲逆變電源系統(tǒng)。
標(biāo)簽： 超聲逆變電源 數(shù)字追頻控制
上傳時(shí)間： 2022-05-30
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傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不僅受到氣候與季節(jié)限制，而且嚴(yán)重受天氣變化的影響，特別是像北方這樣的春冬季節(jié)光照時(shí)間短、雪雨天氣較多的地區(qū)，農(nóng)作物的生長受到很大地限制。溫室大棚的出現(xiàn)很好地解決了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的季節(jié)與天氣問題，不僅顯著的提高了農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率，而且將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)從自然生態(tài)束縛中解脫了出來。但是目前的溫室大棚對(duì)部分環(huán)境因素的控制過分依賴于人工干預(yù)，而隨著智能設(shè)備的發(fā)展，這樣的溫室大棚滿足不了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的智能化、信息化要求。 本文通過分析溫室大棚中植物補(bǔ)光燈的應(yīng)用問題，針對(duì)現(xiàn)有補(bǔ)光燈的補(bǔ)光量不準(zhǔn)確、光質(zhì)不純、節(jié)能效果差等缺陷，提出了一種采用補(bǔ)光光源綠色環(huán)保、多變幻、壽命長等諸多優(yōu)點(diǎn)的LED燈具，并結(jié)合實(shí)際補(bǔ)光需求設(shè)計(jì)了一款以LED為光源的溫室大棚中智能補(bǔ)光控制系統(tǒng)。通過對(duì)植物生長所需的光源和光譜進(jìn)行分析，選擇易于被智能化控制的LED燈具，然后對(duì)單顆光源特性進(jìn)行測試與研究，進(jìn)而設(shè)計(jì)出不僅滿足實(shí)際的需求，而且在整體均勻性方面達(dá)到最優(yōu)的補(bǔ)光系統(tǒng)。依據(jù)LED的光電特性，利用STM32主控制器產(chǎn)生的PWM（脈沖寬度調(diào)制）來控制補(bǔ)光進(jìn)而實(shí)現(xiàn)定質(zhì)定量的補(bǔ)光。 這一款智能補(bǔ)光控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了光質(zhì)可調(diào)、光強(qiáng)的檢測、智能化調(diào)光與控制等目標(biāo)。設(shè)置不同的對(duì)照組實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行對(duì)比，實(shí)際測試表明，該系統(tǒng)也達(dá)到了預(yù)期的差額補(bǔ)光的設(shè)計(jì)目標(biāo)，不僅補(bǔ)光效率高，而且操作方便，明顯給溫室大棚的發(fā)展帶來了新的契機(jī)，同時(shí)該系統(tǒng)具有很強(qiáng)的實(shí)用性，在溫室種植中必將具有廣闊的前景。
標(biāo)簽： 智能補(bǔ)光控制系統(tǒng) 單片機(jī) 光強(qiáng)檢測
上傳時(shí)間： 2022-06-01
上傳用戶：jiabin
隨著微電子技術(shù)和電力電子技術(shù)的發(fā)展，伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)已經(jīng)從模擬控制發(fā)展到全數(shù)字控制，其性能不斷提高，在工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床等設(shè)備中獲得了廣泛應(yīng)用.基于現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)以其高可靠性、快速性和穩(wěn)定性成為伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。德國倍福公司提出的EtherCAT工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)在數(shù)據(jù)鏈路層采用了實(shí)時(shí)調(diào)度的軟件核，并提供了過程數(shù)據(jù)傳輸?shù)莫?dú)立通道，提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性：該網(wǎng)絡(luò)還具有靈活的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，簡單的系統(tǒng)配置，較低的構(gòu)建成本等特點(diǎn)，適合應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域。目前，該網(wǎng)絡(luò)受到了運(yùn)動(dòng)控制開發(fā)商的廣泛關(guān)注。本文以海洋研究領(lǐng)域的造波機(jī)系統(tǒng)開發(fā)為背景，利用EtherCAT從站接口控制器ET1100和DSP芯片TMS320F28335開發(fā)了EtherCAT從站設(shè)備，構(gòu)建了一主一從的EtherCAT網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了伺服系統(tǒng)精確的位置控制。論文首先對(duì)伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的概念、特點(diǎn)進(jìn)行了介紹，對(duì)其各個(gè)組成部分進(jìn)行了詳細(xì)分析，并結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)給出了自己的觀點(diǎn)，就目前廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)動(dòng)控制中的兩種總線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了介紹。其次，詳細(xì)分析了EtherCAT網(wǎng)絡(luò)的原理、技術(shù)特點(diǎn)及主從站關(guān)鍵技術(shù)。結(jié)合本文的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，介紹了1公司最新推出的用于1業(yè)控制的DSP片-TMS320F28335，分析了系統(tǒng)設(shè)計(jì)中用到的幾個(gè)運(yùn)動(dòng)控制模塊與通訊模塊，并給出了相應(yīng)寄存器配置。最后在對(duì)EtherCAT網(wǎng)絡(luò)和DSP芯片TMS320F28335研究基礎(chǔ)上，開發(fā)了EtherCAT從站設(shè)備，避免了造波機(jī)系統(tǒng)中脈沖+方向位置控制方式長線傳輸?shù)娜秉c(diǎn)，給出了開發(fā)系統(tǒng)的總體框架及主從站實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵細(xì)節(jié)，并給出了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。本設(shè)計(jì)充分發(fā)揮了EtherCAT工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ芎蚑MS320F28335 DSP芯片運(yùn)動(dòng)控制功能，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)高精度的位置控制。
標(biāo)簽： ethercat 伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2022-06-01
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