集散控制系統(Distributing Control System,縮寫DCS)是以多個微處理機為基礎利用現代網絡技術、現代控制技術、圖形顯示技術等實現對分散控制系統的調節、監視的控制技術。DCS具有功能分散,故障分散的優點,適合于上位機對多個下位機的管理和監控。本文將DCS技術應用到中央空調上,設計了中央空調的溫度模糊集散控制系統。 本系統在整體結構上采用集散控制的方案。一臺控制計算機(上位機)對各個空調房間的風機和水泵進行集中管理,若干臺下位機下放分散到現場實現分布式控制,上位機和各個下位機之間用控制網絡互連以實現相互之間的信息傳遞。 在控制策略上,針對被控量溫度的大慣性、時變性的特點,本文設計了溫度的二維模糊控制策略,該策略是基于專家和有經驗的操作人員的經驗進行調控的智能控制系統。模糊控制是以查詢模糊控制規則表的形式實現,模糊控制表可以隨著人們的經驗和知識的增長日益完善。 根據總體方案,設計下位機即開關磁阻電機(SRM)控制節點和信號采集節點的軟、硬件。主要工作包括SRM的就地和遠程兩種控制方式的實現、模/數和數/模轉換器的控制、模擬電壓的采集、溫度傳感器的選型、CAN網絡通信的硬、軟件,以及下位機的主程序的設計和調試等。 完成上述工作后,采用溫度開環和閉環分別進行了試驗。通過實驗證明,所設計方案的可行性。最后對中央空調溫度控制系統的運行性能進行了總結,對下一步用于該系統的研究與開發具有一定的參考價值。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著社會的發展以及能源、環保等問題的日益突出,純電動汽車以其零排放,噪聲低等優點越來越受到世界各國的重視,被稱作綠色環保車。作為發展電動車的關鍵技術之一的電池管理系統(BMS),是電動車產業化的關鍵。本課題配合“基于開關磁阻電機的電動汽車的研制”,研制適用于純電動汽車的電池管理系統。 電池管理系統直接檢測及管理電動汽車的儲能電池運行的全過程,包括電池基本信息測量、電量估計、單體電池間的均衡、電池故障診斷幾個方面。 本論文主要工作是研制適用于純電動汽車的蓄電池管理系統。研究鉛酸蓄電池二階模型的建立與剩余容量的卡爾曼濾波估算方法。分析鉛酸蓄電池的基本工作原理和影響蓄電池組剩余容量SOC(state of charge)的主要因素。 介紹了基于DSP2407的蓄電池組控制器的硬件平臺,完成DSP小系統、電池數據采集電路、信號調理電路、CAN總線相關電路等硬件電路設計、調試、完善。獨立完成系統所有軟件設計,包括:主程序設計,電池基本信息檢測子程序設計,電池剩余電量卡爾曼濾波估算程序設計,電池狀態檢測子程序設計,CAN收發子程序設計,EEPROM讀寫子程序設計。 最后,在電動汽車上搭建實驗平臺,將鉛酸蓄電池組與設計的軟硬件系統聯合進行調試、試驗。測得了相關數據。試驗結果表明,本文介紹的電池管理系統硬件電路可靠、經濟、抗干擾能力強。可以實現:電池電壓、電流、溫度的模擬量采集;剩余電量的計算和電池狀態的判斷;實時顯示,故障時報警等BMS相關功能。
上傳時間: 2013-06-11
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社會發展對內燃機車柴油機安全、節能、低污染等方面提出了更高的要求,傳統的機械式控制已很難滿足這些新要求。對機車柴油機采用電子控制技術成為當前提高柴油機乃至整車性能的一種有效方法。柴油機電子控制技術包含的范圍很廣,其中標定技術決定了電控系統中最佳控制參數的獲取,從而影響著柴油機的工作性能,而噴油泵特性的標定是標定眾多內容中首先要解決的問題,因此本文將機車柴油機電控系統中的油量特性標定作為研究重點,首先對電控單體泵的組成和原理進行了分析,確定了其作為機車應用的合理性;其次完成了電子燃油噴射控制單元的設計,并對其實驗方法進行了研究。 噴油泵在匹配任何一種類型柴油機之前,其數學模型和控制特性應該基本確定,能不能使得被匹配的柴油機性能達到最佳水平,將取決于能否通過有效的標定方法來獲得準確的噴油控制參數。本文在電子控制單元基本功能完成的基礎上,充分利用現場總線技術的優勢,在實現物理層和數據鏈路層接口的同時,針對標定應用進行了擴展,制訂出一套完整的通信協議,并開發出上位機標定軟件,使得電子控制單元與上位機之間建立起了良好的通信平臺。標定系統的建立同時為機車故障診斷技術帶來了新思路,本文提出了一種基于分布式機車控制網絡的故障診斷策略,多個智能化節點可以共同來完成復雜的故障診斷操作,性能完備的網絡構成和通訊協議使得大量故障信息的交互顯得有條不紊。這種思路,對電控系統乃至整車的故障診斷技術的發展產生著深遠的影響。 方案的確定,軟硬件的設計,實驗方法的分析,都必須結合真正的臺架實驗,在實驗過程中不斷的改進。本文最后,介紹了在機車廠單體泵試驗臺上進行的電磁閥驅動和油泵特性標定實驗,從中獲得了機車柴油機電控系統研究的寶貴經驗,為后期的柴油機匹配實驗打下了堅實的基礎。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著城市照明范圍的日益擴大,城市照明設施的管理問題就變得越來越突出,更為嚴重的是照明設備及照明電纜的頻繁被盜或損壞造成路燈亮不起來。這不但影響城市的景觀及交通,還可能給社會造成經濟損失和危害。尤其是近年來。傳統的防盜設備由于各自的缺陷,如不適合公用變壓器的路燈電纜、不適合超長線路、不適合關燈期間斷線報警等,使得路燈電纜偷盜的趨勢不斷惡化,解決該問題刻不容緩。針對這一情況,本文設計了一種能24小時工作的基于無線通信網絡GSM/GPRS的遠程監控防盜系統。 本文利用無線網絡通信技術,采用GSM/GPRS網絡中的SMS和GPRS TCP數據傳輸技術,綜合單片機、數據庫、VB編程等技術,從硬件到軟件設計并實現了路燈電纜的遠程防盜監控系統功能。 本文實現了一個基于GSM/GPRS的無線網絡的路燈電纜防盜系統,該系統使用單片機集成的遠程控制器、無線通信網絡和控制中心服務器,來完成路燈電纜運行信號的監測、采集、傳輸、存儲。在故障發生時,可以迅速的發出報警信號,并可以在控制中心監控界面精確顯示出故障地點,并使用短消息通知相關人員采取相應措施,把損失降低到最小,對犯罪分子形成震懾。 經試驗驗證,該系統可以完成預期的大部分功能。能對路燈電纜實現24小時隨時監控,在電纜停電或遭盜割可以區別報警。
上傳時間: 2013-04-24
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當前社會的發展與能源、環保等問題的日益突出。混合動力電動汽車以其低排放,噪聲小,節能等優點越來越受到世界各國的重視。為了改善電動汽車的動力性和能量利用率,動力蓄電池的電壓越來越高,需要配備專門的系統來管理高壓系統的安全。 根據混合動力結構特點和高壓電路特性,在分析及其常用蓄電池工作原理及運行原理使用條件的基礎上,本課題以MH-Ni電池作為研究對象,分析了MH-Ni電池的工作原理、電池的電壓、電流和溫度特性,提出電動車電池組高壓控制的方法,能夠實現監測電動汽車高壓電系統的絕緣狀態及檢測高壓的工作情況。 本課題主要完成以下幾點工作內容:對電池進行預充電,檢測其外部是否漏電;檢測電池內部是否絕緣;對電池進行故障檢測。通過對外部負載進行預充電,防止電池外部電路漏電或短路,減少電池箱故障,延長電池模塊的使用壽命;通過對電池箱內部絕緣狀態檢測,防止電池因絕緣電阻低下而影響系統工作,發生不安全事故;通過診斷系統能實現電池故障和隱患的早期預報,從而能有效地增加電動車電池組的續駛里程及無故障工作時間、饅維護工作量降到最低。 基于選定的電動車電池管理系統(BMS),針對外部負載進行預充電和電池箱內部絕緣狀態檢測,本文研究和提出安全條件的判定規則,實現電動車電池管理系統(BMS)中安全保障功能。仿真實驗表明,本文設計的高壓電安全測試系統,可以實現對電動汽車電池高壓系統的安全實施管理。
上傳時間: 2013-06-22
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由于絕緣柵雙極晶體管IGBT具有工作頻率高、處理功率大和驅動簡單等諸多優點,在電力電子設備、尤其是中大型功率的電力電子設備中的應用越來越廣泛。但是,IGBT失效引發的設備故障往往會對生產帶來巨大影響和損失,因此,對IGBT的失效研究具有十分重要的應用意義。 本文在深入分析IGBT器件工作原理和工作特性的基礎上,采用雙極傳輸理論聯立求解電子和空穴的傳輸方程,得到了穩態時電子和空穴電流的表達式,對造成IGBT失效的各種因素進行了詳細分析。應用MATLAB軟件,對硅參數的熱導率、載流子濃度、載流子壽命、電子遷移率、空穴遷移率和雙極擴散系數等進行了仿真,深入研究了IGBT的失效因素,得到了IGBT失效的主要原因是發生擎住效應以及泄漏電流導致IGBT延緩失效的有用結論。并且,進行了IGBT動態模型的設計和仿真,對IGBT在短路情況下的失效機理進行了深入研究。 考慮到實際設備中的IGBT在使用中經常會發生反復過流這一問題,通過搭建試驗電路,著重對反復過流對IGBT可能帶來的影響進行了試驗研究,探討了IGBT因反復過流導致的累積失效的變化規律。本文研究結果對于正確判斷IGBT失效以及失效程度、進而正確判斷和預測設備的可能故障,具有一定的應用參考價值。
上傳時間: 2013-08-04
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在電力系統中,無功功率是影響電網穩定的一個重要因素,它關系到整個電力系統能否安全穩定的運行,無功補償是保證電力系統高效可靠運行的有效措施之一。基于國內電力市場的需求現狀,考慮到無功補償的實現條件和經濟適應性,研制出了一種基于DSP TMS320LF2407A控制的TSC型低壓動態無功補償裝置。該裝置以實時的電網監測數據為依據,以低壓網的最佳無功補償為對象。 本文主要研究了TSC無功補償的基本原理,無功補償的控制方式和原理,以及控制器的軟、硬件的設計。在硬件設計方面,由DSP TMS320LF2407A作為主控制器,能夠實現自動采樣計算、無功自動調節、故障保護、數據存儲等功能,具有比傳統的單片機控制運算速度高,實時性好的特點。采用晶閘管控制投切電容器,完全實現了電容器的快速,無弧,無沖擊投切,具有優良的性能。在軟件上,采用C語言和匯編語言混合編程,遵循模塊化設計原則,提高了系統的通用性和維護的簡易程度。在投切原則上,與常見的功率因數控制方案相比較,采用電壓無功復合控制,避免了輕載投切振蕩,使無功調節更為合理。為了實現裝置應具有的功能,本文設計并制作了較為完整的控制電路及其外圍設備的硬件電路。它們包括觸發電路、采樣電路及通訊電路等。文中設計編寫了整個控制系統的控制程序,給出了控制軟件的結構框圖。在本文中,還設計了電容器保護電路,以及裝置在電網諧波含量超標時采取的保護措施。實驗結果表明,本裝置軟硬件設計合理,控制方法可行,系統運行可靠,達到了預期的目的。
上傳時間: 2013-04-24
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應用于煤礦、石化等易燃易爆環境的電子設備必須滿足防爆的要求,本質安全型是最佳的防爆形式。本質安全型開關電源具有重量輕、體積小、制造工藝簡單、成本低、安全性能高等優點,因而具有廣闊的發展前景。單端反激變換器是開關變換器的一種基本的拓撲結構,在實際中應用比較廣泛,因此對單端反激變換器進行本質安全特性分析是本質安全開關電源設計的重要基礎。本質安全型開關變換器的設計,主要是對變換器中的儲能元件進行設計,即變換器中的電感和輸出濾波電容進行設計。 本文對變換器的靜態特性進行了深入分析,指出反激變換器存在三種工作模式:CISM-CCM、IISM-CCM和DCM:得出了變換器工作在整個動態范圍內的最大輸出紋波電壓、最大電感電流和最大輸出短路釋放能量。對單端反激變換器的本質安全特性進行了分析,得出輸出本質安全型單端反激變換器的非爆炸判斷方法,并通過安全火花試驗裝置對變換器進行爆炸性試驗,驗證了輸出本安判據的正確性。得出輸出本質安全型單端反激變換器的設計方法,以同時滿足輸出紋波電壓和輸出本安要求作為約束條件,得到了本質安全型單端反激變換器電感、電容參數的設計范圍。給出了具體實例,并進行仿真和試驗研究,仿真和實驗結果驗證了理論分析的正確性和設計方法的可行性。
上傳時間: 2013-06-25
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斷路器是電力系統中重要的控制和保護設備,對維護電力系統的安全、穩定和可靠運行起著重要的作用。如何使斷路器高度智能化,并且更安全和可靠,是電力系統保護的發展要求,也是本論文研究的目的。 本文在深入研究了智能斷路器國內外發展狀況的基礎上,精心設計了以數字信號處理器DSP和復雜可編程邏輯器件CPLD為核心的系統硬件。DSP是智能斷路器測控單元的核心器件,它實現斷路器的各種保護、報警、顯示與控制功能。CPLD完成狀態量的監測,以及各種邏輯信號的輸出。兩種器件相互配合使得斷路器系統更加智能化。研究了斷路器測控單元的測量原理及保護算法,并進行了具體的硬件和軟件模塊的設計,旨在實現斷路器的智能保護、遠程控制和集中管理。本設計以TI公司的DSP芯片TMS320LF2407為核心。硬件設計主要包括信號調理模塊設計、信號采樣模塊設計、保護執行模塊設計、CPLD模塊設計和輸入輸出模塊設計。并且利用TMS320LF2407本身具有的CAN2.0模塊,通過CAN總線實現斷路器和上位機的通信,實現遙測、遙調、遙控、遙信等“四遙”功能。軟件采用模塊化設計,每一個模塊相對獨立,完成某個特定功能,便于維護和添加新功能,并且調試靈活方便。文中給出了主程序及各個子程序的流程圖,其中子程序有數據采集子程序、FFT計算子程序、液晶顯示子程序、短路瞬時保護子程序、過載長延時保護子程序、接地故障保護子程序和短路短延時保護子程序等。并且設計中充分考慮了斷路器工作環境的惡劣性,分析了各種干擾的來源,并針對各種干擾采取了對應的軟件和硬件的抗干擾措施。最后,為了驗證全波傅氏算法能否滿足電網數據處理精度的要求,利用MATLAB搭建仿真平臺,對其進行了仿真。結果表明全波傅氏算法能達到系統的要求。
上傳時間: 2013-04-24
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電子功能模件是機電產品的基本組成部分,其水平高低直接決定整個機電產品的工作質量。當前PCB自動測試系統大多為歐美產品,價格相當昂貴,遠遠超出我國中小電子企業的承受能力。為了提高我國中小企業電子設備的競爭力,本課題研發了適合于我國中小企業、價格低廉、使用方便的PCB路內測試系統。 本文首先詳細介紹了PCB各種檢測技術的原理和特點,然后根據本課題面向的用戶群和他們對PCB測試的需求,組建PCB內測試系統。本系統基于虛擬儀器設計思想,以PCB上模擬電子器件、組合邏輯電路及由其構成的功能模塊等為被測對象,包括路內測試儀、邏輯分析單元、信號發生器、高速數據采集器、多路通道掃描器及針床。其中:路內測試儀對不同被測對象選擇不同測試方法,采用電位隔離法實現了被測對象與PCB上其他元器件的隔離,并采用自適應測試方法提高測試結果的準確度。邏輯分析單元主要采用反向驅動技術測試常見的組合邏輯電路。信號發生器能同時產生兩路正弦波、方波、斜波、三角波等常用波形。數據采集器能同時采集四路信號,以USB接口與主機通訊。多路通道掃描器采用小型繼電器陣列來實現,可擴展性好。針床采用新型夾具,既保證接觸性能,又不至破壞觸點。 實踐表明,本系統能對常用電子功能模件進行自動測試,基本達到了預期目標。
上傳時間: 2013-06-06
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