隨著生活水平的提高,人們越來越關(guān)注自己的身體健康,血壓是反映人體生理狀況的最重要指標(biāo)之一,正常的血壓是保證身體健康的重要條件。 另外血壓也是重癥病人監(jiān)護的重要指標(biāo),準(zhǔn)確、及時地監(jiān)測血壓,對于了解病情、診斷疾病和保障危重病人安全都極為重要。因此,研制高性能的血壓監(jiān)控系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實意義。 針對以上所述,本文提出了一種采用遠程血壓監(jiān)控系統(tǒng)的解決方案,它融合計算機技術(shù)、測控技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)為一體,使電子血壓系統(tǒng)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化。本系統(tǒng)將采集到的血壓信息經(jīng)處理后顯示到液晶屏上,同時將此信息以TCP/IP的方式發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上,這就是本設(shè)計的目的所在。 本論文在開始介紹了人體生理信號的特點及其測量條件之后,詳細研究分析了血壓測量原理以及舒張壓和收縮壓的判別。論文的重點放在系統(tǒng)硬件和軟件兩個方面的設(shè)計。在硬件方面,以ARM Cortex-M3內(nèi)核的處理器LM3S8962作為控制器(內(nèi)部集成有A/D轉(zhuǎn)換器和以太網(wǎng)控制器等),使得硬件系統(tǒng)的設(shè)計簡單化。整個硬件系統(tǒng)電路由六部分構(gòu)成:處理器LM3S8962最小系統(tǒng)電路;電源模塊:JTAG接口電路:血壓檢測模塊;液晶顯示模塊;網(wǎng)絡(luò)接口。其中,血壓檢測模塊是整個系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵部分和難點部分,它主要是將袖壓的直流部分和交流部分分離出來送到A/D轉(zhuǎn)換器。軟件方面,這個部分是第四章的系統(tǒng)軟件的設(shè)計,首先把實時操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ移植到處理器LM3S8962上,然后講解了應(yīng)用程序的設(shè)計(由三個部分組成),分別是A/D轉(zhuǎn)換處理程序設(shè)計、液晶顯示程序設(shè)計和網(wǎng)絡(luò)通訊程序設(shè)計。論文的最后對系統(tǒng)的軟硬件調(diào)試做了簡單的介紹以及全文的總結(jié)。 關(guān)鍵詞:TCP/IP 示波法 舒張壓 收縮壓 μc/OS-Ⅱ
標(biāo)簽: 遠程 血壓監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時間: 2013-06-17
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本文設(shè)計的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)由上位機、PLC、變頻器、壓力變送器等組成。本系統(tǒng)包含三臺水泵電動機,采用通用變頻器來實現(xiàn)對三相水泵電動機組的軟啟動和變頻調(diào)速,運行切換采用“先開先停”的原則。壓力變送器檢測當(dāng)前水壓信號,送入PLC與設(shè)定值經(jīng)PID比較運算,從而控制變頻器的輸出電壓和頻率,進而改變水泵電動機組的轉(zhuǎn)速來改變供水量,最終保持管網(wǎng)壓力恒定在設(shè)定值附近。把模糊控制算法引入到控制系統(tǒng)中,從而改善了系統(tǒng)的靜動態(tài)特性。 模糊控制是一種不依賴于被控過程數(shù)學(xué)模型的仿人思維的控制技術(shù)。它可以利用領(lǐng)域?qū)<业牟僮鹘?jīng)驗或知識建立被控系統(tǒng)的模糊規(guī)則,有較好的知識表達能力。但傳統(tǒng)的模糊控制同PID算法一樣,均為“事后調(diào)節(jié)”,因而對大遲延對象的控制效果不是很理想。預(yù)測控制的核心是不僅注意過去及現(xiàn)在的目標(biāo)值,而且注意將來的目標(biāo)值,使受控量和目標(biāo)值的偏差盡可能地小,從而提高系統(tǒng)的控制性能。預(yù)測控制和模糊控制是各自獨立發(fā)展起來的兩類控制方法,在二者充分發(fā)展的基礎(chǔ)上,提出將預(yù)測的思想和模糊的思想結(jié)合起來,形成一種新的控制方法——模糊預(yù)測控制FPC。 本文將FPC技術(shù)應(yīng)用于供水系統(tǒng),設(shè)計出自調(diào)整修正因子模糊PID控制器,克服了傳統(tǒng)PID控制設(shè)計中的參數(shù)調(diào)整困難的問題。模糊PID控制是在大誤差范圍內(nèi)采用模糊控制,以提高動態(tài)響應(yīng)速度;在小誤差范圍內(nèi)采用PID控制,引入積分控制作用以消除靜態(tài)誤差,提高控制精度。本設(shè)計通過變頻調(diào)速實現(xiàn)恒水壓控制,并針對系統(tǒng)的時滯特點采用Smith預(yù)估控制器進行補償。利用Matlab對其模型進行仿真,仿真結(jié)果與傳統(tǒng)控制算法相比較,該算法具有魯棒性好,實現(xiàn)簡單,易于在線調(diào)整等優(yōu)點,系統(tǒng)響應(yīng)曲線沒有超調(diào),系統(tǒng)的建立時間比較短,抗干擾能力強。 通過對上位機和PLC之間通信的分析和研究,完成了上、下位機的通信設(shè)置,給出了上位機監(jiān)控程序編寫方法,通過通信模塊實現(xiàn)了對供水系統(tǒng)的遠程監(jiān)控及故障報警。 所開發(fā)的系統(tǒng)將FPC與PLC相結(jié)合,克服了傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)器的缺點,充分發(fā)揮了PLC控制靈活、編程方便、適應(yīng)性強的優(yōu)點,提高了控制的精確度。實驗結(jié)果表明,該系統(tǒng)能對異步電動機轉(zhuǎn)速實現(xiàn)精確控制,實用性強,具有一定的推廣價值。
標(biāo)簽: PLC FPC 變頻調(diào)速系統(tǒng)
上傳時間: 2013-05-19
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隨著世界能源危機的到來,太陽能光伏發(fā)電在能源結(jié)構(gòu)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(wǎng)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(zhì)、高性能、智能化并網(wǎng)逆變器的需求,我們將ARM+DSP架構(gòu)作為并網(wǎng)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(wǎng)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(xué)魯能實習(xí)基地“光伏并網(wǎng)逆變器項目”,目前已經(jīng)試制出樣機。本人主要負責(zé)并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計工作。本文主要研究內(nèi)容有: @@ 1.本并網(wǎng)逆變器采用了內(nèi)高頻環(huán)逆變技術(shù)。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(wǎng)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(shè)計算法的可行性,對DSP程序開發(fā)提供了很好的指導(dǎo)意義。 @@ 3.本文將ARM+DSP架構(gòu)作為逆變器的控制系統(tǒng),并設(shè)計了相應(yīng)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(wǎng)總線、LCD顯示、實時時鐘、鍵盤等硬件電路。 @@ 4.本文設(shè)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(dǎo)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(jié)合的方式,主動式采用正反饋頻率偏移法;為了實現(xiàn)并網(wǎng)逆變器的輸出電流與電網(wǎng)電壓同頻同相,使用了軟件鎖相環(huán)控制技術(shù)。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(wǎng)、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(wǎng)逆變器樣機進行實驗結(jié)果分析。結(jié)果顯示:該樣機基本上實現(xiàn)了本文提出的設(shè)計方案所應(yīng)完成的各項功能,樣機的性能比較理想。 @@關(guān)鍵詞:太陽能光伏;并網(wǎng)逆變器;SPWM; DSP; ARM
標(biāo)簽: ARMDSP 架構(gòu) 太陽能光伏
上傳時間: 2013-07-02
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世界能源危機和環(huán)境惡化促使開發(fā)利用可再生能源和各種綠色能源以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展成為人類當(dāng)前的首要任務(wù)。而隨著太陽能電池和電力電子技術(shù)的不斷進步,光伏發(fā)電技術(shù)和產(chǎn)業(yè)不僅是當(dāng)今能源的一個重要補充,更具備成為未來主要能源的潛力。當(dāng)前,光伏發(fā)電不斷向低成本、高效率和高功率密度方向發(fā)展,太陽能光伏利用的主要形式將是并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。 @@ 本文主要工作是研究一種光伏發(fā)電并網(wǎng)/獨立雙模式逆變器的控制策略,這種逆變器不僅可靠性好,而且能提高可再生能源利用率。文章對光伏發(fā)電應(yīng)用形式和并網(wǎng)逆變器的分類進行了闡述,綜合考慮可靠性、工作效率和成本,選擇兩級全橋結(jié)構(gòu)逆變器作為研究對象,該拓撲結(jié)構(gòu)多應(yīng)用于小型并網(wǎng)逆變器。 @@ 通過分析比較各種電流控制方式,選擇單極性SPWM控制方式來產(chǎn)生本文逆變器控制信號。根據(jù)系統(tǒng)具體情況,在不同的運行模式下應(yīng)用不同的控制策略。并網(wǎng)運行時,電網(wǎng)決定逆變器的輸出電壓,逆變器看作電流源,采用電流雙閉環(huán)控制輸出電流;獨立運行時,逆變器采用電流電壓閉環(huán)控制輸出電壓。并利用MATLAB Simulink對兩種模式下工作的單相和三相逆變器進行仿真。依據(jù)瞬時無功理論,提出一種應(yīng)用在三相電路的軟件鎖相環(huán),仿真結(jié)果顯示該鎖相環(huán)鎖相效果良好。 @@ 雙模式逆變器在兩種模式間切換的時候,容易對負載、電網(wǎng)和電源本身造成沖擊和干擾,需要采取有效的切換控制方法來減少這種影響。本文詳細分析了獨立模式和并網(wǎng)模式之間切換過程,并對不同的切換順序進行比較,并給出一種兩種模式間無縫切換的控制方法。利用MATLAB Simulink對單相和三相逆變器兩種模式間切換過程進行建模仿真,結(jié)果證明了這種模式切換方法的可行性。 @@ 介紹了以DSP(TMS320F2812)為核心的控制電路,并對部分硬件設(shè)計進行了分析,給出了部分軟件流程圖。 @@關(guān)鍵字:光伏發(fā)電系統(tǒng);逆變器;并網(wǎng)運行;獨立運行;無縫切換
標(biāo)簽: 太陽能光伏發(fā)電 雙模式 逆變器
上傳時間: 2013-04-24
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隨著環(huán)境污染和能源短缺問題的日趨嚴重,尋找一種儲備大、無污染的新能源已經(jīng)上升到世界各國的議事日程。太陽能作為當(dāng)今最理想環(huán)保的能源之一,已經(jīng)得到了人類越來越廣泛的應(yīng)用。本文以光伏(Photovoltaic—PV)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)為研究對象,以最大限度利用太陽能、無污染回饋電網(wǎng)為主要目標(biāo),開展了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的理論研究和仿真,具有重要的現(xiàn)實意義。光伏并網(wǎng)逆變器是光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中必不可少的設(shè)備之一,其效率的高低、可靠性的好壞將直接影響整個光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能和投資。本文主要研究適用于并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的逆變器。 本文以一個完整的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)為研究對象,重點對單相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)進行了全面的分析,并從并網(wǎng)系統(tǒng)的主電路拓撲、控制策略、孤島效應(yīng)以及系統(tǒng)的可靠性分析幾個方面做了詳細的分析和仿真實驗。 首先,介紹了國內(nèi)外光伏并網(wǎng)發(fā)電產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀,并對光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、優(yōu)缺點、發(fā)展趨勢及光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對逆變器的要求做了簡單介紹,對光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)建立了總體認識。 其次,討論研究了逆變器主電路的拓撲形式,并根據(jù)實際情況,選擇了無變壓器的兩級結(jié)構(gòu),即前級DC/DC變換器和后級DC/AC逆變器,兩部分通過DClink連接。前級的DC/DC模塊采用Boost拓撲結(jié)構(gòu),后級的DC/AC逆變器采用逆變?nèi)珮驅(qū)崿F(xiàn)逆變,向電網(wǎng)輸送功率。討論確定了逆變器輸出電流的控制方式,并最終確定了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的總體方案。高性能的數(shù)字信號處理器芯片(Digital Signal Processor—DSP)的出現(xiàn),使得一些先進的控制策略應(yīng)用于光伏并網(wǎng)的控制成為可能。本文以TI公司的數(shù)字信號處理器芯片TMS320F2812為核心,設(shè)計了控制電路并給出了驅(qū)動電路、保護電路的設(shè)計以及系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計思想。應(yīng)用MATLAB/Simulink中的工具箱搭建了整個電路模型,進行了仿真實驗研究。 再次,我們已經(jīng)知道孤島效應(yīng)問題關(guān)系到光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的安全問題。本文分析了孤島效應(yīng)產(chǎn)生的原因、對電網(wǎng)的危害和目前各種常用的被動和主動及外部孤島效應(yīng)的檢測方法。根據(jù)本文涉及的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的特點,采用了電壓前饋正反饋檢測孤島的方法,然后詳細介紹了該方法的原理和實現(xiàn)過程, 并給出了逆變器的反孤島效應(yīng)模型和仿真實驗結(jié)果。仿真結(jié)果證明,該方法是可行的,并且達到了IEEE Std.2000—929標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 光伏系統(tǒng)的可靠性研究對整個系統(tǒng)的經(jīng)濟運行乃至投資決策產(chǎn)生了重要影響。本論文以光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的基本組成為線索,對各部分進行可靠性分析,對滿足一定可靠性水平的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)進行分析,從而對其的推廣使用起到了理論指導(dǎo)作用。 關(guān)鍵詞:光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng);逆變器;孤島效應(yīng);DSP;可靠性分析
標(biāo)簽: 光伏并網(wǎng) 逆變器 可靠性分析
上傳時間: 2013-04-24
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隨著“節(jié)能環(huán)保”概念的提出,以解決電力緊張,環(huán)境污染等問題為目的的新能源利用方案得到迅速的推廣,使得分布式發(fā)電備受關(guān)注,即將成為世界各國重要的發(fā)電形式。帶有分布式電源的配電網(wǎng)及電力電子裝置的大量應(yīng)用致使電能質(zhì)量下降,如何將分布式發(fā)電系統(tǒng)的能量回饋至電網(wǎng)的同時有效改善電能質(zhì)量是一個重要的問題,因此在分布式發(fā)電系統(tǒng)中起電能變換作用的逆變器成為研究的一個熱點。本篇主要以電壓型并網(wǎng)逆變器為研究對象,對并網(wǎng)逆變器的拓撲結(jié)構(gòu)、控制策略、參數(shù)的選擇、并網(wǎng)實驗等方面作出了詳細的分析和研究。 首先根據(jù)帶有分布式發(fā)電的配電網(wǎng)的特點提出一種新的諧波治理思路,即將改善電能質(zhì)量的有源濾波技術(shù)結(jié)合到分布式逆變電源中,設(shè)計一種新型的多功能并網(wǎng)逆變器。用開關(guān)函數(shù)法建立了并網(wǎng)逆變器小信號數(shù)學(xué)模型,確定了以PI閉環(huán)調(diào)節(jié)為核心的復(fù)合控制策略,同時為了使輸出電流控制達到更好的效果,采用電網(wǎng)電壓前饋補償方法抵消電網(wǎng)電壓擾動對并網(wǎng)電流的影響;基于瞬時無功功率的id-iq諧波電流檢測算法能精確檢測和分離所需要的有功和諧波分量;基于DSP的軟件鎖相控制算法能實現(xiàn)并網(wǎng)電流與電網(wǎng)電壓同頻同相。 其次對并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)的軟硬件進行了分塊設(shè)計:對逆變系統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換電路、逆變驅(qū)動電路、PWM信號發(fā)生電路等電路進行了詳細地分析和說明。利用DSP主控芯片TMS320LF2407A內(nèi)部的SCI異步串行通信接口實現(xiàn)了逆變器的人機交互功能,利用其內(nèi)嵌的CAN控制模塊實現(xiàn)了逆變器的并機通信功能;同時在TI DSP2000的運行環(huán)境下給出控制系統(tǒng)的主程序和周期中斷子程序流程。 最后開發(fā)了以功率器件IPM構(gòu)成的三相PWM變流橋主電路的多功能逆變電源實驗平臺和相關(guān)配套輔助電路,完成了逆變電源的輸出有功功率及消除諧波的實驗并給出了裝置樣機的實物圖以及實驗波形圖。驗證了逆變器工作原理分析的正確性和系統(tǒng)設(shè)計思路的可行性。 本文所做工作拓寬了帶有分布式發(fā)電的配電網(wǎng)諧波治理的思路,對推動我國節(jié)能供電、新能源的利用以及改善電網(wǎng)電能質(zhì)量等方面具有一定的理論意義和較強的實用價值。
標(biāo)簽: 諧波抑制 分布式發(fā)電 并網(wǎng)逆變器
上傳時間: 2013-06-06
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輕型高壓直流輸電系統(tǒng)在解決交流系統(tǒng)非同步互聯(lián)、向偏遠地區(qū)的無源負荷供電、滿足保護環(huán)境要求等方面具有很大的優(yōu)勢。在傳統(tǒng)的基于兩電平或三電平電壓源型換流器的輕型高壓直流輸電系統(tǒng)中,換流器交流側(cè)需要使用體積龐大和笨重的濾波裝置,橋臂的高電壓需要功率開關(guān)器件直接串聯(lián)來實現(xiàn)等,增大了換流站的占地空間,降低了換流器的工作效率。 本文針對傳統(tǒng)輕型高壓直流輸電系統(tǒng)所存在的缺點,采用一種新的模塊化多電平換流器作為輕型高壓直流輸電系統(tǒng)的換流器。分析了模塊化多電平換流器的工作原理,并提出將其應(yīng)用于輕型高壓直流輸電系統(tǒng)的調(diào)制算法和控制策略。最后對控制系統(tǒng)的具體實現(xiàn)方案進行一定的探討。通過仿真驗證所提出的調(diào)制算法和控制策略的正確性。具體說來,全文的主要工作體現(xiàn)在以下幾個方面: 1、詳細講述模塊化多電平換流器的拓撲結(jié)構(gòu)、子模塊的具體實現(xiàn)形式及工作原理,并提出適合該換流器的調(diào)制算法。 2、詳細介紹組成輕型高壓直流輸電系統(tǒng)的電壓源型換流器的工作原理,分析電壓源型換流器的間接電流和直接電流控制策略。 3、對基于模塊化多電平換流器的輕型高壓直流輸電系統(tǒng)進行仿真,驗證所提出控制策略的正確性。 4、探討解決模塊化多電平換流器子模塊直流側(cè)電容電壓的均衡問題,提出一種較為簡單有效的控制方法。 5、提出基于模塊化多電平換流器結(jié)構(gòu)的輕型高壓直流輸電控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法,并重點講述子模塊的數(shù)字邏輯電路的實現(xiàn)方法。
上傳時間: 2013-04-24
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在能源枯竭與環(huán)境污染問題日益嚴重的今天,新能源的開發(fā)與利用愈來愈受到重視。太陽能是當(dāng)前世界上最清潔、最現(xiàn)實、最有大規(guī)模開發(fā)利用前景的可再生能源之一。其中太陽能光伏利用受到世界各國的普遍關(guān)注。而太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電是太陽能光伏利用的主要發(fā)展趨勢,必將得到快速的發(fā)展。在并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)中,逆變器是系統(tǒng)中最末一級或唯一一級能量變換裝置,其效率的高低、可靠性的好壞將直接影響整個并網(wǎng)型系統(tǒng)的性能和投資。按照不同的標(biāo)準(zhǔn)光伏并網(wǎng)逆變器的拓撲結(jié)構(gòu)分為很多種,本文主要研究單相非隔離型光伏并網(wǎng)逆變器。 文章首先概述了光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展情況并分析了當(dāng)前國際金融危機對光伏產(chǎn)業(yè)的影響。其次,分析了當(dāng)前國際市場上主要的光伏逆變器產(chǎn)品的特點,概括了光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中光伏陣列的配置。隨后,本文以單相全橋拓撲為模型分析了非隔離型并網(wǎng)系統(tǒng)在采用不同的PWM調(diào)制策略下的共模電流,指出了抑制共模電流需滿足的條件。對于全橋和半橋拓撲,分析了不同的濾波方式對共模電流抑制的影響。總結(jié)了能夠抑制共模電流的實用電路拓撲并提出了一種能夠抑制共模電流的新拓撲。對不同拓撲的損耗情況在文章中進行了比較。 對于非隔離型并網(wǎng)系統(tǒng)中的逆變器易向電網(wǎng)注入直流分量的問題,首先分析了直流分量產(chǎn)生的原因及其導(dǎo)致變壓器產(chǎn)生的直流偏磁飽和現(xiàn)象。在此基礎(chǔ)上,總結(jié)了抑制直流分量的方法,指出了半橋拓撲能夠抑制直流分量。對于并網(wǎng)電流的控制,工程上通常采用比例積分控制器,而比例積分控制器在理論上無法實現(xiàn)無靜差控制,因此,本文對能夠?qū)崿F(xiàn)無靜差控制的比例諧振控制器進行了簡要分析。最后,在非隔離型1.5kW實驗平臺上對共模電流和直流分量的抑制方法進行了驗證。
標(biāo)簽: 單相 光伏并網(wǎng) 非隔離型
上傳時間: 2013-07-30
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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特的技術(shù)優(yōu)點取得了飛速的發(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、無功補償?shù)葓龊系玫綄嶋H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)計方法。 2.設(shè)計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)點以及換流電抗與損耗電阻上的瞬時功率方程,在此基礎(chǔ)上提出了一種換流站網(wǎng)側(cè)功率節(jié)點控制并補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)計了該控制策略下的雙序矢量控制器模型。同時針對傳統(tǒng)dq軟件鎖相環(huán)在電壓不平衡時鎖相速度慢的缺點,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)象進行分析并提出了一種考慮正負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)低電壓故障時系統(tǒng)穩(wěn)定與VSC過流問題。 5.在分析現(xiàn)有VSC-HVDC拓撲的基礎(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撲結(jié)構(gòu)三個方面出發(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),并針對該模塊級聯(lián)式拓撲提出一種系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制與模塊獨立運行相結(jié)合的新型控制策略。針對該拓撲下送端站存在的各模塊直流側(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。
上傳時間: 2013-06-03
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交流伺服技術(shù)是研制開發(fā)各種先進的機電一體化設(shè)備,如工業(yè)機器人、數(shù)控機床、加工中心等的關(guān)鍵性技術(shù),但是要提高交流伺服系統(tǒng)的控制性能關(guān)鍵在于伺服控制器對電機動態(tài)和靜態(tài)響應(yīng)的控制,要獲得良好的電機動、靜態(tài)性能關(guān)鍵在于伺服控制器的控制算法。為此,本文開展了主要針對電機控制算法中的PID控制器參數(shù)整定算法研究。研究工作是基于黑龍江省科技攻關(guān)項目為支撐。 本論文在查閱大量文獻資料的基礎(chǔ)上,掌握了系統(tǒng)構(gòu)成和基本控制原理,并分析了國內(nèi)交流伺服存在的問題,設(shè)計了基于TI公司電機數(shù)字化控制芯片TMS320F2812的交流伺服控制器的控制單元;基于三菱公司智能化功率器件IPM設(shè)計了控制器的功率單元;以及電源單元和相關(guān)電路的保護單元。 基于電機矢量控制原理,構(gòu)建了永磁同步電機的矢量控制模型,在原有研究的基本PID控制基礎(chǔ)上,根據(jù)模糊控制的基本原理,研究了應(yīng)用于電機控制的模糊參數(shù)自整定PID控制器設(shè)計原理,構(gòu)建模糊參數(shù)自整定PID控制器的數(shù)學(xué)模型,并進行該系統(tǒng)的仿真研究和實際應(yīng)用程序設(shè)計。 本文的重點是闡述模糊參數(shù)自整定PID控制器的設(shè)計原理和方法,利用基于模糊參數(shù)自整定PID控制器的交流伺服系統(tǒng)仿真模型,應(yīng)用Matlab/Simulink仿真軟件平臺驗證模型和算法的正確性,并與常規(guī)PID控制性能進行對比分析。在實際硬件平臺驗證了本文提出算法的可行性和正確性。 通過仿真和實際結(jié)果對比得出結(jié)論,模糊參數(shù)自整定PID控制器可以提高交流伺服系統(tǒng)的動態(tài)和靜態(tài)性能。
上傳時間: 2013-04-24
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