礦井高壓電網(wǎng)多以6KV 供電為主,高壓防爆開關(guān)成為了井下供電系統(tǒng)的最為關(guān)鍵的設(shè)備之一。近年來,由于煤礦開采中因電氣保護失控而引發(fā)事故的增長,國家對井下供電系統(tǒng)的可靠性、安全性的要求越來越高,因而采用現(xiàn)代化新技術(shù)對礦井下高壓控制設(shè)備進行技術(shù)改造和創(chuàng)新被提到了一個重要的高度。隨著微機技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展,以單片機為核心的高壓開關(guān)智能綜合保護技術(shù),能夠較好地完成對多路信號進行處理,增強和增加了保護的功能,其應(yīng)用對于提高供電質(zhì)量、保證人身安全、完善電網(wǎng)保護都具有很重要的現(xiàn)實意義。本文設(shè)計了一個雙CPU 的保護控制系統(tǒng),雙CPU 結(jié)構(gòu)就是采用16 位DSP(Digital SignalProcessing)芯片TMS320LF2407A 和增強型51 單片機STC89C58RD+進行分工合作并行處理,前者作為從CPU 完成各種保護功能,后者作為主CPU 完成參數(shù)的整定、顯示、數(shù)據(jù)下放以及PROFIBUS 通訊擴展。既能充分利用DSP 的高速數(shù)據(jù)處理性能,提高保護動作特性; 同時,在不影響數(shù)據(jù)處理的情況下又擴展了人機界面和總線通訊功能。 本文從理論上分析了礦井高壓電網(wǎng)中性點不接地系統(tǒng)的主要故障的電氣特征,并有針對性地提出了零序電流方向型選擇性漏電保護、相敏短路保護和絕緣監(jiān)視保護,然后分析了采樣原理和算法,確定了同步交流采樣和全波傅立葉算法相結(jié)合的采樣計算方法。此外,針對系統(tǒng)可能遇到的各種干擾,在硬件、軟件兩方面進行了抗干擾設(shè)計。最后通過試驗數(shù)據(jù)驗證了系統(tǒng)對線路故障具有可靠的動作特性。 該保護控制系統(tǒng)性能穩(wěn)定、動作可靠,簡單的按鍵操作和醒目的液晶顯示給工作人員帶來了極大方便,實現(xiàn)了檢測、保護、控制和通訊的一體化。 本課題是圍繞著天津市科技攻關(guān)立項項目“礦用高壓隔爆開關(guān)智能控制系統(tǒng)的開發(fā)”來進行地研究。
標簽: 開關(guān) 保護 控制系統(tǒng)
上傳時間: 2013-06-11
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勵磁控制系統(tǒng)是同步發(fā)電機的重要組成部分,它的特性好壞直接影響電機及電力系統(tǒng)運行的可靠性和穩(wěn)定性。 基于此,利用仿真的方式對勵磁控制系統(tǒng)進行了研究并給出了相關(guān)結(jié)論,同時提出了一些新的控制算法,并建立了一個勵磁控制系統(tǒng)仿真平臺。 首先,從同步電機和勵磁系統(tǒng)的模型入手,根據(jù)研究需要修改了同步電機的仿真模型,詳細地介紹了檢測單元、控制單元和勵磁系統(tǒng)主回路模型,在總結(jié)普通PID調(diào)節(jié)方式不足的基礎(chǔ)上提出了一種性能優(yōu)越的非線性PID控制方式。 其次,分別在有刷和無刷勵磁系統(tǒng)下,對普通PID、非線性PID和模糊自適應(yīng)PID三種控制方式在階躍響應(yīng)和突變負載的情況下進行仿真,對輸出的機端電壓進行分析并得出相關(guān)結(jié)論。 除了對通用的勵磁控制算法進行仿真分析外,提出了一種基于同步電機本身的勵磁控制算法,這種控制方式是對勵磁電流進行閉環(huán)控制,并輔以非線性的PID控制進行進行精度調(diào)節(jié)。針對這種方式,提出了兩種實現(xiàn)方案。同樣在有刷和無刷勵磁系統(tǒng)下進行階躍響應(yīng)和突變負載的仿真分析研究。仿真測試表明,這種控制算法在控制的快速性和穩(wěn)定性方面優(yōu)于通用的控制方式。 最后,鑒于勵磁控制系統(tǒng)仿真的重復(fù)性及操作的繁瑣性,建立了一種基于MATLAB GUI的勵磁控制仿真平臺,借助此平臺對SIMULINK模型操作,可以方便地實現(xiàn)對參數(shù)的設(shè)置與修改、模型的查看和修正、仿真的顯示及相關(guān)的輔助操作等等,可以極大地簡化仿真的操作過程,提高仿真的效率。另外,此平臺的實現(xiàn)也為其它系統(tǒng)類型仿真界面的建立提供了重要的參考。
上傳時間: 2013-04-24
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本論文主要對燃料電池用DC/AC變換器的主電路拓撲、脈寬調(diào)制(PWM)方式、控制系統(tǒng)硬件電路、控制策略以及電磁兼容(EMC)問題進行了研究。考慮到燃料電池(Fuel Cell)的特性和DC/AC變換器的應(yīng)用場合,本文主要對單相DC/AC變換器做了研究。 首先,針對單相DC/AC變換器,分析了它們的主電路拓撲結(jié)構(gòu)、工作原理以及脈寬調(diào)制方式。 其次,完成了DSP控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計。DC/AC變換器的控制系統(tǒng)硬件電路,主要包括DSP最小系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、信號檢測與調(diào)理電路、CAN通信以及SCI串口通信電路等。變換器控制策略則采用電壓環(huán)控制,瞬時值電壓以及有效值電壓控制都采用PI調(diào)節(jié),并且闡述了如何通過DSP實現(xiàn)PWM脈沖。 另外本文還研究了DC/AC變換器控制電路板的電磁兼容(EMC)問題。針對一些電磁干擾(EMI)問題,提出了相應(yīng)的抑制措施。主要研究了開關(guān)電源EMI濾波器的設(shè)計方法。 最后,經(jīng)過相關(guān)試驗,給出了結(jié)論,也提出了今后需要進一步研究的方向。
上傳時間: 2013-05-17
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本文對燃料電池車用DC/DC變換器的基本原理以及控制策略進行了較為詳盡的分析和討論,對基于ARM的DC/DC變換器控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計作了較為詳盡的論述,對控制系統(tǒng)的電磁兼容作了詳細的研究并給出了提高電磁兼容能力的措施。本文介紹了本課題研究的背景,燃料電池電動汽車的特性和研究的目的與意義并分析了大功率DC/DC變換器主電路的拓撲結(jié)構(gòu)、工作原理和電磁兼容環(huán)境。在此基礎(chǔ)上,從控制電路的最小系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、脈沖發(fā)生系統(tǒng)以及驅(qū)動電路、CAN通訊電路等方面重點討論了DC/DC變換器控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計以及驅(qū)動電路的設(shè)計。本文在DC/DC變換器電感電流連續(xù)狀態(tài)空間小信號數(shù)學模型的基礎(chǔ)上,應(yīng)用MATLAB軟件對大功率DC/DC變換器單環(huán)控制系統(tǒng)進行了建模和仿真分析,給出了具有實際指導(dǎo)意義的結(jié)論,設(shè)計了基于ARM控制系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)并編寫了相應(yīng)的軟件代碼。此外,本文從硬件和軟件兩個方面重點討論了控制系統(tǒng)的電磁兼容以及抗干擾措施。在系統(tǒng)硬件和軟件基礎(chǔ)上進行了功率試驗并給出了試驗結(jié)果以及今后改進的方向。
上傳時間: 2013-05-28
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現(xiàn)代交流調(diào)速系統(tǒng)中,永磁同步電機(PMSM)由于其良好的性能,正得到越來越廣泛地應(yīng)用。永磁同步電機的控制策略有很多,不同的控制策略各有千秋。有的滿足了高性能要求,但成本卻很高;有的滿足了硬件低成本要求,但軟件算法非常復(fù)雜、或者性能不理想,等等。因此,針對實際的應(yīng)用場合,開發(fā)出性能價格比優(yōu)越的控制器系統(tǒng)是非常有價值的。 本課題就是基于此思想,兼顧硬件成本和軟件可行性,運用低成本策略、較優(yōu)的軟件算法設(shè)計出雙閉環(huán)控制器系統(tǒng),在低成本傳感器條件下實現(xiàn)了永磁同步電機正弦波驅(qū)動控制。 本文根據(jù)永磁同步電機磁場定向下的空間矢量數(shù)學模型,對其控制所需的位置、速度和電流參數(shù)展開分析。提出了基于離散位置信號進行位置預(yù)估的原理,并分析了復(fù)雜工況下位置信號的矯正問題。利用BLDC方式與SVPWM方式的轉(zhuǎn)換,解決了肩動過程中永磁同步電機脈動和失步問題。分析了基于英飛凌XC164CM單片機系統(tǒng)直流側(cè)電阻采樣計算相電流原理。設(shè)計了基于英飛凌XC164CM單片機的控制系統(tǒng),外圍功率驅(qū)動電路以及過電流保護等電路。編制了基于離散位置信號的永磁同步電機電壓空間矢量(SVPWM)控制策略的C語言程序,完成了軟件和系統(tǒng)的調(diào)試。 最后,進行了一系列的實驗論證,并取得了理想的效果。
上傳時間: 2013-04-24
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本文的主要工作是設(shè)計與開發(fā)了用于機床主軸直接驅(qū)動的全數(shù)字化永磁同步電動機矢量控制系統(tǒng)的軟硬件平臺,并利用該平臺進行了仿真和實驗研究,仿真和實驗結(jié)果驗證了該系統(tǒng)設(shè)計方案的可行性。 首先,詳細闡述了坐標變換理論,根據(jù)永磁同步電動機的本體結(jié)構(gòu)推導(dǎo)了其在各坐標系下的數(shù)學模型,深入研究了永磁同步電動機的矢量控制原理和id=0控制策略,此外對空間電壓矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)的基本原理和特性進行了研究。 其次,采用MATLAB軟件建立了電機系統(tǒng)的仿真模型。整個仿真系統(tǒng)包括PMSM模塊、Power Module模塊、測量模塊、坐標變換模塊、電流、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模塊和SVPWM模塊等。仿真結(jié)果驗證了矢量控制和SVPWM技術(shù)應(yīng)用于本系統(tǒng)的可行性,同時為系統(tǒng)平臺設(shè)計提供了理論依據(jù)。 再次,為了提高系統(tǒng)的動靜態(tài)特性和減小轉(zhuǎn)動脈動,采用DSP TMS320F2812為核心進行了永磁同步電動機全數(shù)字矢量控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計。系統(tǒng)硬件包括電流檢測、速度檢測、顯示電路、驅(qū)動電路、主電路和系統(tǒng)保護電路等;系統(tǒng)軟件由DSP編程實現(xiàn),采用基于id=0的轉(zhuǎn)子磁場定向矢量控制方法,完成對永磁同步電動機的解耦控制。速度調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器采用常規(guī)PI控制算法,逆變器采用SVPWM控制策略。同時,給出了系統(tǒng)各模塊的軟件流程圖,包括系統(tǒng)初始化程序、速度和電流調(diào)節(jié)程序、SVPWM的實現(xiàn)以及功率驅(qū)動保護等子程序等。 最后,在實驗平臺上做了大量深入的實驗研究工作,并對試驗波形做了深入分析。結(jié)果表明,該系統(tǒng)具有能夠響應(yīng)速度快,低轉(zhuǎn)速運行平穩(wěn)和抗干擾能力強等優(yōu)點,可以滿足主軸直接驅(qū)動要求。
上傳時間: 2013-05-18
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本課題來源于重點航空研究項目——某型飛機電動舵機用雙余度隔槽嵌放式稀土永磁直流無刷電機的研制,進行雙余度無刷直流電機的控制技術(shù)及性能研究具有理論意義、工程意義和顯著的社會效益和經(jīng)濟效益.論文介紹以AT89C51單片機與SG3525脈寬調(diào)制控制器為核心的雙余度稀土永磁無刷直流電機試驗器的系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu),并對PWM調(diào)速控制、功率驅(qū)動輸出及GAL邏輯綜合等電路進行分析,提出并設(shè)計了電流截止負反饋電路實現(xiàn)電機堵轉(zhuǎn)和起動時的電流限制功能.在控制器軟件需求分析的基礎(chǔ)上,介紹了基于KeilC51的RTXTiny實時多任務(wù)操作系統(tǒng)的軟件工程化技術(shù).按照控制設(shè)計、編程、測試、試驗等規(guī)范,建立了完整的文檔,提高軟件的易讀性、易理解性,以達到軟件的高可靠性和強壯性.無刷直流電機是典型的強電與弱電相結(jié)合的系統(tǒng),并且飛機系統(tǒng)的電磁環(huán)境復(fù)雜,本文對系統(tǒng)的干擾源、傳播途徑等問題進行了研究,并提出相應(yīng)的軟、硬抗干擾措施使系統(tǒng)性能達到總體設(shè)計要求.
標簽: 無刷直流電機 控制系統(tǒng)設(shè)計 性能
上傳時間: 2013-07-21
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本文從課題要求和實際應(yīng)用的角度出發(fā),設(shè)計了以TMS320F240為核心的永磁同步電機矢量控制系統(tǒng),詳細敘述了控制系統(tǒng)的搭建方法,并對永磁同步電機的初始位置檢測和死區(qū)補償作了理論的研究.本文的結(jié)構(gòu)和主要研究內(nèi)容如下:第一章介紹了永磁電機的原理、現(xiàn)狀和發(fā)展歷史.第二章對永磁同步電機的基本結(jié)構(gòu)和數(shù)學模型做了詳細的介紹.介紹了永磁同步電機控制系統(tǒng)的主要組成部分電流環(huán),轉(zhuǎn)速環(huán)和位置環(huán)的常見控制策略,這三個環(huán)之間的關(guān)系和如何綜合調(diào)節(jié)這三個環(huán).控制系統(tǒng)采用的是矢量控制方法,本章最后詳細地分析了永磁同步電機的矢量控制策略,這種策略的軟件實現(xiàn)方法,并給出了基于MATLAB/SIMULINK的控制系統(tǒng)仿真.第三章從介紹了實際的電路設(shè)計,包括搭建以TMS320F240為核心的控制系統(tǒng)的搭建,智能功率模塊IPM的使用及控制的主要方法,控制面盤的設(shè)計.第四章分析了永磁同步電機控制系統(tǒng)中的一個主要問題:初始位置檢測.分析了現(xiàn)有的初始位置檢測的主要方法,并提出了一種利用永磁同步電機的凸極效應(yīng)和非線性的磁化特性來估算轉(zhuǎn)子初始位置的方法.第五章介紹了矢量控制永磁同步電機矢量控制系統(tǒng)的死區(qū)補償問題.
標簽: 永磁同步電機 矢量控制系統(tǒng)
上傳時間: 2013-04-24
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本文論述了車載儀表系統(tǒng)的發(fā)展,對新型的車載儀表用步進電機驅(qū)動控制技術(shù)和基于現(xiàn)場總線通信協(xié)議的車載儀表技術(shù)進行了深入的研究,并在此基礎(chǔ)上開發(fā)了基于GDIC的車載儀表用步進電機驅(qū)動控制平臺,搭建了基于CAN總線的車載儀表通訊系統(tǒng).在儀表用步進電機控制測試平臺中,系統(tǒng)選用MC33991實現(xiàn)步進電機驅(qū)動控制,通過SPI通訊協(xié)議完成和主處理器之間的數(shù)據(jù)傳輸,采用∑-△ ADC方案檢測EMF從而實現(xiàn)電機整步位置的判斷.本文介紹了基于CAN總線的車載儀表通信系統(tǒng),闡述了構(gòu)成該系統(tǒng)的硬件設(shè)計、軟件設(shè)計.
標簽: 車載 儀表 步進電機驅(qū)動
上傳時間: 2013-04-24
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本文首先介紹無刷直流電機原理及其常用的控制方法。在建立了無刷直流電機數(shù)學模型的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了MATLAB環(huán)境下控制系統(tǒng)的仿真模型,并對各個仿真模塊進行了分析。設(shè)計了無刷直流電機控制系統(tǒng)的硬件電路。該控制系統(tǒng)以Motorola公司的MC68HC908JL3單片機為核心,功率變換電路采用三菱公司IPMPS21246-E模塊。介紹了電路的各個組成部分,給出了控制系統(tǒng)中采用的軟硬件抗干擾措施。針對雙閉環(huán)無刷直流電機調(diào)速系統(tǒng),深入研究了基于串級PI控制的控制策略,給出了參數(shù)選擇方法,并進行了仿真分析。根據(jù)所設(shè)計的硬件電路及采用的控制策略,編制了相應(yīng)的控制系統(tǒng)軟件。系統(tǒng)軟件由物理層和應(yīng)用層組成。物理層的程序模塊是基本的硬件功能實現(xiàn)模塊,包括啟動按鍵讀入模塊、ADC模塊、故障顯示模塊、中斷模塊。應(yīng)用層程序調(diào)用物理層程序模塊,通過一定的算法邏輯,實現(xiàn)整個系統(tǒng)軟件的功能。最后對無刷直流電機控制系統(tǒng)進行了調(diào)試。給出了系統(tǒng)運行中的電壓、速度和電流等信號的實測波形,并進行了分析。調(diào)試結(jié)果表明,該系統(tǒng)穩(wěn)定可靠,具有良好的調(diào)速性能,達到預(yù)期的效果。
上傳時間: 2013-07-11
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