本文對模糊溫度控制器進行了研究,介紹了模糊溫度控制器的硬件和軟件設計。此控制器主控部分以Microchip公司的8位單片機PIC18F252為控制核心,采集測溫電路輸出電壓,實現模糊控制算法等。此單片機內部集成了AD轉換模塊,可以直接對信號進行采集。測溫電路以Pt100鉑電阻傳感器為基礎,并對其進行了線性補償。鍵盤、LED顯示部分以美國ATMEL公司生產的低價格,高性能的CMOS 8位單片機AT89C52為控制核心。兩個單片機使用串行通訊接口(USART)進行數據通訊。在軟件方面,以模糊控制為核心控制算法,實現恒溫控制功能,用C語言完成整個控制系統的軟件編程。
上傳時間: 2013-07-29
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近年來,隨著人們生活的改善,機動車輛得到迅速發展,其排放的尾氣己造成城市空氣嚴重污染,一些城市相繼制定法規限制摩托車和燃油助力車的使用來保護環境。于是發展綠色交通工具已成為一個重要的課題。電動車具有輕便、無污染、低噪音和價格低廉的特點,成為比較理想的交通工具。開關磁阻電機的結構簡單、控制靈活、可靠性高、能在較寬的速度范圍內高效運行、而且堅固耐用,適合于在惡劣條件下應用等特點決定了其非常適合于車輛負載。 本文主要研究四相8/6極開關磁阻電機傳動系統在兩輪電動車中的應用,設計了以AVR單片機為主控芯片的電動車控制器。1.根據開關磁阻電機的結構和工作原理,建立了SR 電機的數學模型,分析并確定了開關磁阻電機的位置信號檢測方法,制定了該系統使用的控制策略:采用轉速外環、電流內環的雙閉環控制,通過AVR單片機片內定時器/計時器T/C2輸出的PWM斬波調壓間接地調節電流以控制電機的轉速。2.以AVR單片機為核心,設計了開關磁阻電機控制系統的各硬件電路,主要有電源轉換電路和電壓采樣電路、系統功率電路及MOSFET驅動電路、位置信號檢測電路和電流檢測與保護電路。3.在硬件電路的基礎上設計了系統的控制軟件,并對電動車的剎車、過流保護、欠壓保護和定速巡航等功能加以改善和提高。最后對所開發的系統進行了調試,通過實驗得到的速度電流波形證實了該控制器的可行性。
上傳時間: 2013-07-25
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隨著焊接技術、控制技術以及計算機信息技術的發展,對于數字化焊機系統的研究已經成為熱點,本文開展了對數字化IGBT逆變焊機控制系統的研究工作,設計了數字化逆變焊機的主電路和控制系統的硬件部分。 本文首先介紹了“數字化焊機”的概念,分析了數字化焊機較傳統的焊機的優勢,然后結合當前數字化焊機的國內外發展形勢,針對數字信號處理技術的特點,闡明了進行本課題研究的必要性和研究內容。文章隨后列出了整個數字化逆變焊機的設計思路和方案,簡要介紹了數字信號處理器(DSP-Digital SignalProcessing)的特點,較為詳細地解釋了以DSP為核心的控制系統設計過程。根據弧焊電源控制的要求,選擇了控制器的DSP型號。 逆變焊機的主電路采用輸出功率較大的IGBT全橋式逆變結構(逆變頻率20KHz),由輸入整流濾波電路、逆變電路、中頻變壓器、輸出整流電路和輸出直流電抗器組成。文中簡略介紹了主電路的設計要點及元件的選型和參數的計算,并對所設計的主電路進行了Matlab計算機仿真研究。 在控制系統的設計中,采用TI(美國德州儀器)公司的DSP(TMS320LF2407)芯片作為CPU,由于其速度快(40MHz)、精度高(16bits)等特點,為弧焊逆變器控制系統真正實現數字化提供了條件。在DSP最小系統、電壓電流采樣調理模塊、保護模塊、鍵盤與顯示模塊等主要模塊的作用下對整個焊接電源進行了實時的閉環控制與焊接過程的實時監控。控制電路采用脈寬調制方式(PWM)進行輸出控制,即:控制IGBT的導通時間來實現焊機輸出功率與輸出特性的控制。設計了專門的“分頻電路”,DSP輸出的控制脈沖經過“分頻電路”分成兩路后,再經IGBT專用驅動模塊M57959L,進行功率放大后,觸發IGBT。DSP對輸出電流和電弧電壓進行實時采樣,采用離散的PI控制算法計算后,輸出相應的控制量來實時調節IGBT驅動脈沖的脈寬,進而調制輸出電流,達到控制焊機輸出的目的。 經過實驗,得到了相應的輸出電壓電流波形、PWM波形和IGBT門極驅動的實驗波形,該控制系統基本符合逆變焊機的工作要求。 最后,在對本文做簡要總結的基礎上,對于本逆變焊機的進一步完善工作提出了建議,為數字化焊機控制系統今后更加深入的研究奠定了良好的基礎。
上傳時間: 2013-08-01
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隨著現代科學技術的迅速發展和人們對數據采集技術要求的日益提 高,近年來數據采集技術得到了長足的發展,主要表現為精度越來越高, 傳輸的速度越來越快。但是各種基于ISA、PCI 等總線的數據采集系統存 在著安裝麻煩、受計算機插槽數量、地址、中斷資源的限制、可擴展性 差等缺陷,嚴重的制約了它們的應用范圍。USB 總線的出現很好的解決了 上述問題,它是1995 年INTEL、NEC、MICROSOFT、IBM 等公司為解決傳 統總線的不足而推出的一種新型串行通信標準。為了適應高速傳輸的需 要,2004 年4月,這些公司在原來1.1 協議的基礎上制定了USB2.0 傳輸 協議,使傳輸速度達到了480Mb/s。該總線具有安裝方便、高帶寬、易擴 展等優點,已經逐漸成為現代數據采集傳輸的發展趨勢。 以高速數字信號處理器(DSPs)為基礎的實時數字信號處理技術近 年來發展迅速,并獲得了廣泛的應用。TMS320C6713 是德州儀器公司 ( Texas Instrument ) 推出的浮點DSPs , 其峰值處理能力達到了 1350MFLOPS,是目前國際上性能最高的DSPs 之一。同時該DSPs 接口豐 富,擴展能力強,非常適合于做主控芯片。 基于TMS320C6713 和USB2.0,本文設計了一套多路實時信號采集系 統。該設計充分利用了高速數字信號處理器TMS320C6713 和USB 芯片 CY7C68001 的各種優點,實現了傳輸速度快,采樣精度高,易于擴展,接口簡單的特點。在本文中詳細討論了各種協議和功能模塊的設計。本文 的設計主要分為硬件部分和軟件部分,其中硬件部分包括模擬信號輸入 模塊,AD 數據采集模塊,USB 模塊,所有的硬件模塊都在TMS320C6713 的協調控制下工作,軟件部分包括DSP 程序和PC 端程序設計。總的設計 思想是以TMS320C6713為核心,通過AD 轉換,將采集的數據傳送給 TMS320C6713 進行數據處理,并將處理后的數據經過USB 接口傳送到上位 機。
上傳時間: 2013-04-24
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在目前全球能源危機和溫室效應越來越嚴重的情況下,電動車(Electric Vehicle)以其無污染、低噪聲、效率高,便于操作等優點,越來越受到人們的青睞。本課題與華中科技大學辜承林教授聯合,為蘇州益高電動車輛制造有限公司設計旅游車無刷電機驅動系統。課題結合現代CPU技術、數字技術和電力電子技術,設計了一款以無位置傳感器無刷直流電機為動力的大功率汽車輪轂驅動控制器。 本課題采用辜老師設計的“橫向磁通無刷直流電動機”為控制對象。本文首先分析了無刷直流電機的數學模型和無位置傳感器的反電勢過零點檢測的基本原理,從整體上對控制系統的各個方面進行了討論并確定了整體設計方案。在課題中,本人采用DSP 2407A作為控制核心,以功率MOS管為逆變器件,研制出系統硬件,用C語言編制了系統軟件。鑒于該課題在大電流等級的無刷直流電機應用中,國內外尚無先例,本項目在開發實驗中,對無位置傳感器無刷電機的起動和反電勢過零檢測作了大量的研究工作,取得許多有益的科研實踐經驗。通過對電機的起動過程和位置檢測方法進行的一些有效改進措施,使得電機達到較好的運行性能和操控特性。 實驗結果表明本項目設計方案有效可行,研制的無位置傳感器無刷直流電機控制器達到設計的預期基本性能指標。
上傳時間: 2013-04-24
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如何解決能源危機問題,已經成為全球關注的熱點。在當前可利用的幾種可再生能源中,太陽能和風能是應用比較廣泛的兩種。太陽能、風能在資源條件和技術應用上都有很好的互補特性,綜合考慮太陽能和風能在多方面的互補特性而建立起來的風光互補發電系統是一種經濟合理的供電方式。小型風光互補發電系統可以滿足遠離電網地區的獨立供電的需求。 本論文的主要工作如下: 1、分析了小型風光互補發電系統的結構,研究了小型風光互補發電系統各個組成部分的工作原理及其運行特性。 2、分析了風力發電、光伏發電以及蓄電池充電的控制策略,重點研究了最大功率點跟蹤控制,并在此基礎上,歸納總結出一套可行的總體控制方案。 3、設計了一個以dsPIC30F2010單片機為核心的小型風光互補發電系統控制器,對開關電源電路、電流檢測電路、電壓檢測電路、DC/DC變換電路、卸載電路等模塊電路進行了硬件設計,在軟件方面,采用功能塊設計的方法,對AD采樣、PWM控制、光伏充電、風機充電、卸載保護、PI控制、狀態顯示和過放保護等進行了軟件編程。 4、對控制器進行了實驗調試,實驗結果表明本文研究開發的小型風光互補發電控制器結構簡單,能夠實現光伏發電和風力發電的最大功率點跟蹤控制,滿足蓄電池分段式充電以及過充、過放保護的要求。
上傳時間: 2013-08-01
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由于電動助力轉向(EPS)系統具有高性能、高效率、低成本、節能環保等優點,隨著汽車電子技術的發展,電動助力轉向技術逐漸取代傳統的液壓助力轉向(HPS),成為轉向助力技術的主流。 @@ 本文在詳細了解EPS系統性能要求和工作原理的基礎上,對各種已有的EPS助力電機進行了總結和比較。對比結果表明,無刷直流電機(BLDC)憑借其顯著的優點,成為EPS助力電機的較優選擇。 @@ 無刷直流電機作為一種由電動機本體和驅動器組成的機電一體化產品,與傳統的直流電機一樣,具有良好的起動和調速性能,并且由于用電子換向取代了機械換向,不存在傳統直流電機的換向火花和機械噪聲,在許多性能要求比較高的場合已得到普遍應用。隨著電力電子技術、計算機技術的發展,其應用范圍還在進一步擴展。然而,BLDC電機作為EPS系統的助力電機也并非全無缺點。永磁電機中固有的齒槽轉矩的存在,以及由于采用120°換向工作模式造成的轉矩波動,都會嚴重影響EPS系統的操控性能。 @@ 本課題針對無刷直流電機在汽車電動助力轉向系統中的應用,根據EPS系統對助力電機的要求,設計了一臺轉向助力用永磁無刷直流電動機,并使用有限元方法對電機性能進行了分析。為了反映參數變化對電機性能的影響,從而為電機的設計提供指導,我們還用場路耦合的解析算法對電機性能進行了分析。在分析結果的基礎上,對永磁電機中的齒槽轉矩進行了研究,并針對樣機提出了齒槽轉矩的削弱方法,然后使用三維有限元的方式對所提出的方法進行了仿真驗證。 @@ 根據EPS系統的工作原理,探討了助力電機的控制策略,并設計了帶傳感器的無刷直流電機的控制系統。分別完成控制系統硬件和軟件的設計,并進行了相關實驗,結果表明基本達到了設計的目標。 @@關鍵詞:EPS、無刷直流電機、電機設計與優化、有限元、控制器設計
上傳時間: 2013-07-29
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選相控制開關又稱同步開關或相控開關,其實質就是控制開關在電壓或電流的期望相位完成合閘或分閘,以主動消除開關過程所產生的涌流和過電壓等電磁暫態效應,提高開關的開斷能力。本論文首先分析了提高斷路器可靠性的途徑,介紹了相控開關的研究意義及其優點;相控開關的基本原理和分合閘操作過程,為同步開關選相控制器的設計提供了理論依據。 永磁操動機構是近幾年正在發展的一種新型操動機構,它利用永久磁鐵產生的磁力將真空斷路器保持在分合閘位置,而無需任何傳統機械脫扣鎖扣裝置。它機構零部件少,結構簡單,使斷路器動作的可靠性大大提高。二次控制回路采用電子控制模塊,動作迅速并可以實現精確時間控制,采用開關電源輸入范圍寬,輸入輸出用光耦隔離,功耗低,極大地提高了可靠性,使永磁機構真空斷路器成為真正意義的免維護智能化斷路器。單線圈永磁機構結構簡單、體積小,在中壓領域得到越來越廣泛的應用。相控真空開關采用三相獨立操動的單線圈永磁機構,其操作電源為由大功率電力電子器件控制的儲能大容量電容器,通過多次的測試結果表明單線圈永磁機構能很好地滿足相控開關的要求,是相控開關的理想選擇。 本文詳細介紹了以Mega16為控制核心的單線圈永磁機構智能控制器,這種控制系統集保護、控制、開關量監測等功能于一體??蓪崿F對電容電壓實時顯示,具有過電流速斷保護、過電壓和欠電壓保護、閉鎖以及報警等功能。 通過相關試驗測試,表明本系統已經初步達到了設計所要達到的預期效果,為以后的研究以及同步控制系統的完善和優化提供了有益的經驗和參考。
上傳時間: 2013-07-02
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隨著信息技術的飛速發展,數據吞吐量急劇增長,要求有更高的傳輸速度,來滿足大量數據的傳輸,而原有的并行數據傳輸總線結構上存在自身無法克服的缺陷,在高頻環境下容易串擾,而增大誤碼率。SATA串行總線技術應運而生。作為一種新型的總線接口,它提供了高達3.0Gbps的數據傳輸速率,使用8B/10B編碼格式,采用LVDS NRZ串行數據傳輸方式,有良好的抗干擾性能,有更強的達到32位的循環冗余校驗,并且提供了良好的物理接口特性,支持熱拔插,代表著計算機總線接口技術的發展方向。FPGA作為一種低功耗的半導體器件,在高頻工作環境中有優良的性能,將處理器與低功耗FPGA結合起來使用是數據存儲應用的趨勢,這樣能夠使得接口方案更加靈活。而在眾多FPGA器件中,Xilinx公司的Virtex-4平臺內部集成了PowerPC高性能處理器,并且其中提供了Rocket IO MGT這種嵌入式的多速率串行收發器,能夠以6.25-622Mb/s的速度傳送數據,并且支持包括SATA協議在內的多種串行通信協議。 本文從物理層、鏈路層、傳輸層分析了SATA1.0技術的接口協議,在此基礎提出滿足協議需求和適合FPGA設計的設計方案,并給出總體設計框圖,依照FPGA的設計方法,采用Xilinx公司的Virtex-4設計了一個符合SATA1.0接口協議的嵌入式存儲裝置,實現數據的存儲,仿真運行結果正常。
上傳時間: 2013-04-24
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20世紀90年代以來,為了緩解能源和環境對人類生活和社會發展的壓力,世界各國都投入了大量資金開發電動汽車。在日本、美國、法國等汽車強國已經開發出一些商品化的電動汽車。我國在“十五”期間,國家電動汽車重大科技專項確立以燃料電池汽車、混合電動汽車、純電動汽車以及相關的多能源動力總成控制、驅動電機、動力蓄電池及燃料電池等關鍵零部件研發。 與其它驅動電機相比,永磁同步電動機具有高效率、高功率密度和良好的控制特性,受到人們的普遍關注,越來越多地應用于電動汽車的驅動裝置中。本文課題以印度REVA公司小型純電動汽車驅動用永磁同步電動機及其控制器為研究對象,對永磁同步電動機本體及控制器硬件進行了比較深入的研究,設計并制作了永磁同步電動機試驗樣機以及基于TMS320LF2407A DSP的永磁同步電動機控制器,在此基礎上展開了初步試驗研究。 本文首先比較了當前常用電動汽車驅動電機的特點,并綜述了電力電子和計算機控制技術在汽車驅動中的應用;然后分析永磁同步電機氣隙磁場對電機性能的影響,針對電動汽車驅動電機的特點,提出了T形轉子永磁同步電動機,不僅使永磁同步電動機的氣隙磁場接近正弦同時解決了高速運行時磁鋼的固定問題;同時,制作了基于TMS320LF2407A DSP和IPM模塊的永磁同步電動機矢量控制器,并對控制器進行了驅動無刷直流電動機的負載實驗和永磁同步電機的空載實驗;最后,分析永磁同步電機矢量控制的數學模型,并建立了永磁同步電機的SVPWM驅動的仿真模型,進行了id=0的矢量控制系統仿真,研究了永磁同步電機參數對系統動態響應的影響。
上傳時間: 2013-07-23
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