隨著世界能源危機的到來，太陽能光伏發(fā)電在能源結構中正在發(fā)揮著越來越大的作用。而太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件并網逆變器的性能還需要進一步提高。為了迎合市場上對高品質、高性能、智能化并網逆變器的需求，我們將ARM+DSP架構作為并網逆變器的控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)集成了ARM和DSP的各自的強大功能，使并網逆變器的性能和智能化水平得到了顯著提高。本論文是基于山東大學魯能實習基地“光伏并網逆變器項目”，目前已經試制出樣機。本人主要負責并網逆變器控制系統(tǒng)的軟硬件設計工作。本文主要研究內容有： 1.本并網逆變器采用了內高頻環(huán)逆變技術。文中詳細分析了這種逆變器的優(yōu)缺點，進行了充分的系統(tǒng)分析和論證。 2.采用MATLAB/Simulink軟件對并網逆變器的控制算法進行仿真，包括前級DC-DC變換的控制算法以及后級DC-AC逆變的控制算法。通過仿真驗證了所設計算法的可行性，對DSP程序開發(fā)提供了很好的指導意義。 3.本文將ARM+DSP架構作為逆變器的控制系統(tǒng)，并設計了相應的硬件控制系統(tǒng)。DSP控制板硬件系統(tǒng)包括AD數(shù)據(jù)采集、硬件電流保護、電源、eCAN總線，SPI總線等硬件電路。ARM板硬件系統(tǒng)包括SPI總線、RS232總線、RS480總線、以太網總線、LCD顯示、實時時鐘、鍵盤等硬件電路。 4.本文設計和實現(xiàn)了兩種最大功率點跟蹤控制算法：功率擾動觀察法或增量電導法；孤島檢測方法采用被動式和主動式兩種檢測方式，被動式所采用的方法是將過/欠電壓和電壓相位突變檢測相結合的方式，主動式采用正反饋頻率偏移法；為了實現(xiàn)并網逆變器的輸出電流與電網電壓同頻同相，使用了軟件鎖相環(huán)控制技術。本文分別給出了以上各種算法的控制程序流程圖。 5.本文也給出了AD數(shù)據(jù)采集、eCAN總線、RS232、RS485、以太網、PWM輸出等程序流程圖，以及DSP和ARM之間的SPI總線通信程序流程圖。并且分別給出了ARM管理機控制系統(tǒng)主程序流程圖和DSP控制機控制系統(tǒng)主程序流程圖。 6.最后對并網逆變器樣機進行實驗結果分析。結果顯示：該樣機基本上實現(xiàn)了本文提出的設計方案所應完成的各項功能，樣機的性能比較理想。
上傳時間： 2013-07-10
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在工業(yè)過程中，許多對象具有滯后特性，由于純滯后的存在，使得系統(tǒng)的超調量變大，調節(jié)時間變長。因此滯后過程被公認為較難控制的對象，而且純滯后占整個動態(tài)過程的時間越長，難控的程度越大。所以大純滯后對象的控制一直是困擾自動控制和計算機應用領域的一大難題。而這類對象又廣泛存在于石油、化工、釀造、制藥、冶金等工業(yè)生產過程中。因此對該問題的研究具有重大的實際意義。 傳統(tǒng)的PID配合Smith預估補償器的控制方法，對模型誤差反映比較靈敏，當存在建模誤差或干擾時，控制效果并不能取得令人滿意的效果。近年來隨著模糊控制、神經網絡控制等智能控制研究的不斷深入，有些學者將它們與Smith預估控制、PID控制及預測控制等相結合，提出了針對不確定大滯后系統(tǒng)的新的控制方法。雖然有些控制方案效果不錯，但系統(tǒng)的復雜程度和調試難度也隨之增加。因此設計簡單、快速、可靠的控制器，仍是一個重大課題。 本文首先介紹了大滯后過程的控制特點，概述了常用的大滯后過程的控制方法及其優(yōu)缺點。接著概要地介紹了嵌入式系統(tǒng)的優(yōu)點、發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及前景。并針對性地介紹了ARM控制器的概況以及它的應用領域。然后本文針對大滯后對象提出了自抗擾控制器與Smith預估補償器相結合的設計方案。通過仿真對比了本方案、PID配合Smith預估補償器及單一的自抗擾控制器的控制效果，表明自抗擾控制器與Smith預估補償器的結合有效地改善了大滯后對象的控制效果，增強了系統(tǒng)的魯棒性和抗干擾能力。為驗證該控制方案的實際控制效果，我們以PCT-II型過程控制實驗裝置中的具有大滯后特性的盤管內部的溫度為被控對象，以JX44BO開發(fā)板作為主要的控制平臺設計并完成大滯后控制實驗。所以接下來本文介紹了實現(xiàn)這個嵌入式溫度大滯后控制系統(tǒng)所涉及到的硬件平臺、系統(tǒng)框圖以及實驗內容。然后本文介紹了嵌入式控制平臺的控制界面以及各個主要功能的程序的實現(xiàn)，以及遠程客戶端程序在以太網通訊方面的程序實現(xiàn)和遠程客戶端程序的操作界面。最后本文給出了本次實驗的參數(shù)設置以及最終的實驗結果。實驗結果表明在實際應用中本文所提出的方案對于大滯后對象具有較好的控制效果。
標簽： ARM 控制 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-06-11
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智能電表、水表、煤/燃氣表、熱量表等大量地出現(xiàn)在人們的生活中，同時這些儀表的抄錄工作變得越來越煩瑣，工作量大，工作效率低，不僅給用戶帶來不便，而且會存在漏抄、誤抄、估抄的現(xiàn)象。隨著電子技術、通信技術和計算機技術的飛速發(fā)展，人工抄表已經逐步被自動抄表所代替。 集中器是一個數(shù)據(jù)集中處理器，是多對象自動抄表系統(tǒng)的通信橋梁，負責對各智能表的數(shù)據(jù)進行采集、存儲和管理，及時有效地向上位機傳輸數(shù)據(jù)并執(zhí)行上位機發(fā)送的指令。提高多對象集中器數(shù)據(jù)處理能力，有效完成上下行通信是多對象自動抄表系統(tǒng)AMRS（Automation Meter Reading System）目前需要解決的關鍵問題。 本文針對多對象集中器這樣一個較復雜的通信與控制系統(tǒng)，提出采用32位的高性能嵌入式微處理器。32位ARM9微處理器處理速度快、硬件性能高、低功耗、低成本，集成了相當多的硬件資源，硬件的擴展和設計大大簡化，ARM9（S3C2410）為工業(yè)級芯片，抗干擾能力強，能夠適應運行現(xiàn)場的較惡劣環(huán)境，8/16位微控制器運算能力有限，對于較復雜的通信與控制算法難以順利完成；硬件平臺依賴性強，不利于軟件的開發(fā)、升級與移植；在缺乏多任務調度機制的情況下，應用軟件不僅實現(xiàn)難度大，且可靠性難以保證。 本文首先對多對象遠程抄表系統(tǒng)的總體結構進行研究，主要研究了多對象遠程抄表系統(tǒng)中集中器的軟件和硬件實現(xiàn)，對硬件資源進行了外圍擴展，對S3C2410微處理器芯片的外圍硬件進行了擴展設計，使之具備了滿足使用需求的最小系統(tǒng)硬件資源，包括時鐘、復位、電源、外圍存儲、LCD、RS-485通信模塊、CAN通信模塊等電路設計。實時時鐘為多對象集中器定時抄表提供時間標準；電源電路為多對象集中器系統(tǒng)提供穩(wěn)定電源；看門狗電路的設計保證多對象集中器系統(tǒng)可靠運行，防止系統(tǒng)死機；數(shù)據(jù)存儲器主要用于存儲參數(shù)、變量、集中器自身的參數(shù)，負責智能表的參數(shù)以及智能表用量等。上行通道即多對象集中器與上位機之間的通信線路，采用CAN現(xiàn)場總線進行通信；下行通道即多對象集中器與智能表之間的通信，采用RS-485總線進行通信。軟件設計上，主要針對多對象集中器的數(shù)據(jù)存儲功能和串行通訊功能進行程序編寫。基于ARM的多對象遠程抄表系統(tǒng)集中器可以實現(xiàn)多對象遠程抄表，提高了數(shù)據(jù)處理能力，有效完成了上下行通信，可靠性強，穩(wěn)定性高，結構簡單。
標簽： ARM 對象 遠程抄表系統(tǒng) 集中器
上傳時間： 2013-06-07
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該文研究了兩相逆變器-異步電動機系統(tǒng)的SVPWM控制技術,該系統(tǒng)可以廣泛應用于小功率、寬調速運行的場合.通過對電機基本方程進行Kron變換,建立了系統(tǒng)完整的數(shù)學模型.論文在分析國內外兩相逆變器異步電動機的SVPWM控制基礎上,提出四個電壓矢量八個工作空間的SVPWM控制技術,推導了控制參數(shù)和計算公式,提出了使電機具有圓形旋轉磁場的調制比優(yōu)化方案,給出了實施該方案的逆變器功率管的導通順序和逆變器的輸出電壓波形.編制了系統(tǒng)仿真程序,給出SVPWM控制,兩相逆變器-異步電動機系統(tǒng)樣機的電壓、電流、轉速、轉矩仿真波形曲.并與采用其他控制方式,進行仿真結果比較.論證了該文提出的SVPWM控制技術在兩相逆變器-異步電動機系統(tǒng)中明顯地減小了電流諧波、轉矩脈動.論文建立了基于DSP控制器的兩相逆變器-異步電動機系統(tǒng)試驗裝置系統(tǒng),系統(tǒng)由DSP控制器、控制電路、功率驅動電路、逆變器主電路、異步電動機等組成.完成了各工作區(qū)的SVPWM信號的生成,與理論實現(xiàn)一致.
上傳時間： 2013-07-27
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永磁同步電機(PMSM)是一種性能優(yōu)越、應用領域廣闊的電機，其傳統(tǒng)的理論分析與設計方法已比較成熟。它的進一步推廣應用，在很大程度上有賴于對控制策略的研究。實踐中，使用通用變壓變頻(VVVF)變頻器來驅動沒有阻尼繞組的永磁同步電動機開環(huán)運行時，有時電機的運行頻率超過某一頻率，系統(tǒng)就會變得不穩(wěn)定，甚至導致系統(tǒng)失步。本文研究了無位置傳感器的永磁同步電機的速度控制問題。 論文提出了一種將推廣卡爾曼濾波(EKF)原理應用于永磁同步電機無位置傳感器調速系統(tǒng)的方法。對永磁同步電機的數(shù)學模型和卡爾曼濾波原理作了詳細的分析，在dq轉子同步坐標系中應用推廣卡爾曼濾波算法，對永磁同步電機的轉角和轉速進行實時在線估計。所選取的濾波算法只需測量電流和逆變器直流母線電壓，具有不改造電機、可靠性高和經濟耐用的優(yōu)點。利用在線估計出的轉速和電流實現(xiàn)轉速電流雙閉環(huán)的永磁同步電機矢量控制。同時還提出了基于磁飽和原理的永磁轉子初始位置的檢測方法。針對轉子磁場定向方式及矢量控制方案，采用了空間矢量脈寬調制方法對系統(tǒng)進行控制，此方法可以輸出任意給定位置的電壓矢量，在不增加功率管開關頻率和不增加系統(tǒng)復雜性的前提下，明顯提高電機的調速性能。 在Matlab6.5環(huán)境下進行的系統(tǒng)仿真實驗表明，所提出的位置估計算法和控制方法具有優(yōu)良的轉角跟蹤特性和速度控制性能，同時系統(tǒng)具有較強的抗負載擾動性能和較好的魯棒性。實驗結果表明本文的方法達到了預期的效果。
上傳時間： 2013-04-24
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DC/DC變換器的并聯(lián)技術是提高DC/DC變換器功率等級的有效途徑，而如何實現(xiàn)并聯(lián)模塊間輸出電流的平均分配是實現(xiàn)并聯(lián)的核心技術.目前的并聯(lián)均流技術多是在并聯(lián)模塊參數(shù)差異不大的情況下實現(xiàn)的，對于并聯(lián)系統(tǒng)在并聯(lián)模塊參數(shù)差異較大的極限情況下的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)性能則很少涉及.該文著重對并聯(lián)系統(tǒng)在參數(shù)差異很大的條件下的工作情況進行了研究.首先利用基于狀態(tài)空間平均法的小信號分析對最大均流法的均流原理進行了分析，并對并聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行了討論.之后針對已有的均流方案的局限性提出了一種新的具有限流功能的三環(huán)控制均流策略.為了驗證所提出的方案的可行性，建立了MATLAB仿真平臺，利用模塊化仿真的思想進行了系統(tǒng)仿真，初步驗證了方案的合理性.最后搭建了實際的DC/DC并聯(lián)系統(tǒng)試驗平臺，對采用該方案的并聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)性能進行了全面的考察，得到了令人滿意的結果，證明了具有限流功能的三環(huán)控制均流策略是切實可行的.
上傳時間： 2013-04-24
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本文通過分析自來水廠對控制系統(tǒng)的功能要求，主要介紹了三菱自動化的PLC及變頻器在自來水廠的應用，以及與FIX組態(tài)軟件構成的自控系統(tǒng)。關鍵詞：PLC，變頻器，組態(tài)軟件Abstract:
上傳時間： 2013-04-24
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隨著電力電子技術的發(fā)展，模塊化程度低、缺乏靈活性、設計復雜、標準化程度低等因素日益成為制約其發(fā)展的瓶頸。而電力電子結構塊（PEBB）正是為解決以上問題而提出的方法。因此研究利用PEBB來組建功率變換器具有一定的優(yōu)勢和重要的意義。 本文將電子技術和計算機技術等領域先進的、成熟的集成相關的技術應用于電力電子系統(tǒng)集成中，對電力電子系統(tǒng)集成中的操作系統(tǒng)、分布式控制技術和通信技術進行了研究。 將電力電子系統(tǒng)進行結構劃分，分為PEBB功率部分和通用控制部分。對于功率部分，采用分立元件設計了一個半橋PEBB，包括主電路、保護電路、驅動電路、吸收電路和濾波電路等。在分析和對比了各種通信接口后選擇具有“即插即用”功能的通用串行接口（USB）做為PEBB的數(shù)字通信接口。對于通用控制部分，選用具有高性價比的ARM7芯片S3C44B0X做為核心處理單元，輔以相應的外圍電路。采用USB主機控制芯片使其具有類似USB主機的功能，實現(xiàn)與PEBB的通信和方便“即插即用”的管理。在軟件設計上引入實時操作系統(tǒng)UC/OS-Ⅱ，采用多任務系統(tǒng)的形式，滿足電力電子操作系統(tǒng)實時性的要求。然后，用兩個半橋PEBB和一個通用控制器組成了一個單相全橋電壓逆變器，分析和解決PEBB之間的同步等問題。最后給出并分析了實驗結果。 通過上述工作，驗證了PEBB對解決當前電力電子技術系統(tǒng)集成問題的可行性，為后續(xù)研究打下基礎。
上傳時間： 2013-07-12
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紅外微電腦自動泵液器是21世紀一個實用的全新的小家電產品。它采用紅外技術感應人手，由單片機控制出液量， 具有抗干擾能力強、無誤操作、省電節(jié)能等特點。
上傳時間： 2013-04-24
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自1887年美國奧梯斯公司制造出世界上第一臺電梯以來，電梯作為一種垂直運動的升降設備，已日益成為人們生活中一項不可缺少的生活工具。隨著經濟的發(fā)展，高層建筑的不斷涌現(xiàn)，電梯的功能與種類也隨之而多樣化，同時也對電梯的穩(wěn)定性、安全性、舒適性、運行效率提出了更高的要求。 電梯控制系統(tǒng)是電梯技術的核心，它將電梯的各機械部件有機的組合起來，實現(xiàn)了電梯復雜的功能與穩(wěn)定有效的運行。隨著電子技術日新月異的發(fā)展，電梯控制系統(tǒng)經歷了繼電器控制、可編程邏輯控制(PLC)、智能微機控制的發(fā)展歷程。本文在總結了當前電梯控制系統(tǒng)的基礎上，設計了一套基于ARM技術與工業(yè)現(xiàn)場總線CAN(控制器局域網)的嵌入式集選型電梯控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)采用變頻變壓調速方式，可與多款變頻器相結合，并可匹配有齒輪曳引機和無齒輪永磁同步曳引機，適用于最高樓層為64層、4m/s以下電梯控制。該控制系統(tǒng)目前已成功應用在某電梯生廠家的國內、南非等電梯項目中。 論文闡述了本電梯控制系統(tǒng)的控制策略，詳細介紹了以ARM7芯片LPC2378為核心的電梯主控制器的硬件結構及其軟件設計。曳引機的速度控制是電梯控制技術的關鍵，因此為提高電梯運行時的舒適感與運行效率，文中建立了電梯運行速度曲線的數(shù)學模型，提出了根據(jù)設定時間參數(shù)與樓層間距自動生成速度曲線的計算方法。為優(yōu)化電梯起動時的舒適感，論文還討論了模糊控制技術在負載補償中的應用。此外，本文在深入闡述CANOPEN協(xié)議原理的基礎上，完成了基于CANOPEN的應用層協(xié)議設計，實現(xiàn)了電梯控制系統(tǒng)各控制器(主控制器、樓層控制器、轎廂控制器)之間實時、可靠的通信。
標簽： ARM 技術的嵌入式 電梯控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-20
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