MATLAB 頻譜分析的經典仿真,詳細的源程序及仿真文件
上傳時間: 2013-08-03
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本文首先簡述了交流調速系統的發展和研究重點,介紹了異步電機調速系統的不同控制策略,詳細論述了異步電機矢量控制系統的基本原理:異步電機的數學模型和坐標變換、矢量控制的基本方程式、轉子磁鏈的觀測方法、矢量控制的系統結構等,并重點分析了空間矢量脈寬調制(SVPWM)技術的基本原理、控制算法以及在TMS320LF2407中的實現方法。 從工程實際應用出發,本文設計和開發了一套以DSP芯片TMS320LF2407為核心的有速度傳感器異步電機矢量控制系統,并給出了硬件和軟件的實現方法。該系統的功率電路采用電壓型的交-直-交變壓變頻結構,由整流電路、濾波電路及智能功率模塊IPM(PM15RSH120)逆變電路構成;控制電路以DSP芯片TMS320LF2407為核心,加上PWM信號發生電路、定子電流檢測電路、直流母線電壓檢測電路、智能功率模塊驅動電路、速度檢測電路、系統保護電路等,構成了功能齊全的異步電機全數字化矢量控制系統。 在此基礎上,本文對無速度傳感器異步電機矢量控制系統進行了有益的探索。提出了改進的電壓型轉子磁鏈估算模型,消除了電壓型轉子磁鏈估算模型中純積分環節所固有的漂移問題和積累誤差對實際系統性能的影響。在傳統型參考自適應系統基礎上,將系統中原有的自適應調節機構用一個具有在線學習能力的模糊神經網絡取代,提出一種基于模糊神經網絡的異步電機轉速估計方法,并給出了速度估計器的模糊神經網絡結構和學習算法。最后對基于模糊神經網絡轉速估計的異步電機矢量控制系統進行了仿真,結果表明該系統具有良好的性能。
上傳時間: 2013-07-02
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與傳統的徑向磁通圓柱式電機相比,軸向磁通的盤式無鐵心永磁同步電機有著許多明顯的優點:其結構較為簡單,加工及裝配費用低,電機運行可靠,不需勵磁電流,提高了電機的效率和功率密度。盤式電機永磁化是一種發展趨勢,而稀土材料是其首選的永磁材料。我國已研制出盤式永磁同步電機,但還處于試制階段,要實現產品化,還有許多研究課題亟待解決。 本文主要針對該電機的氣隙磁密進行分析,對影響氣隙磁密的各種因素展開了研究。具體內容如下: 1) 回顧了永磁電機的研究歷史、發展現狀和主要應用,對永磁材料的性能及選取、聚磁技術、電機磁場計算所需理論和有限元軟件進行了介紹。 2) 將電機內的電磁場、有限元軟件和盤式無鐵心永磁電機特殊結構相結合,設計出了近二十個有限元計算程序,組成一個針對盤式無鐵心永磁同步電機的計算軟件包,由這些計算程序出發,對盤式無鐵心永磁同步電機進行一系列仿真分析計算。 在繪制氣隙磁密三維分布圖時,由于有限元軟件在繪圖方面的限制,需要將氣隙磁密數據從有限元軟件中導出到文本文件,再由其它數學工具進行氣隙磁密的三維圖形繪制。在這一過程中由于導出數據格式與繪圖工具所需數據格式不能兼容,還需要對導出數據進行處理。由于有限元軟件導出的數據量很大,如果對這些數據進行人工整理將增加大量的工作量,所以作者在研究過程中,針對導出數據的特點編寫了一個Vb數據處理程序,使數據處理工作得到大大簡化。 3) 在上述建立的軟件包的基礎上,對基于Halbach陣列的盤式無鐵心永磁同步電機進行了一系列系統分析,其中包括三維開域磁場分析、永磁體厚度對電機氣隙磁密的影響及分析、永磁體寬度變化時氣隙磁場分析、采用不同角度Halbach陣列時的氣隙磁密分析、不同半徑處氣隙磁密分析,為在電機設計過程中永磁體的設計提供了依據。 4) 在對盤式無鐵心永磁同步電機磁場進行詳盡的分析的基礎之上,本文提出了對該電機的新設計方案,并就此方案進行了建模分析,結果表明,此新方案所得到的氣隙磁密比原結構的氣隙磁密更為理想。此外,還對新模型從定性的角度進行了渦流損耗分析,分析表明其結構有利于減小渦流損耗。
上傳時間: 2013-04-24
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電子式互感器與傳統電磁式互感器相比,在帶寬、絕緣和成本等方面具有優勢,因而代表了高電壓等級電力系統中電流和電壓測量的一種極具吸引力的發展方向。隨著信息技術的發展和電力市場中競爭機制的形成,電子式互感器成為人們研究的熱點;越來越多的新技術被引入到電子式互感器設計中,以提高其工作可靠性,降低運行總成本,減小對生態環境的壓力。本文圍繞電子式互感器實用化中的關鍵技術而展開理論與實驗研究,具體包括新型傳感器、雙傳感器的數據融合算法、數字接口、組合式電源、低功耗技術和自監測功能的實現等。 目前電子式電流互感器(ECT)大多數采用單傳感器開環結構,對每個環節的精度和可靠性的要求都很高,嚴重制約了ECT整體性能的提高,影響其實用化。本文介紹了新型傳感器~鐵心線圈式低功率電流傳感器(LPET)和印刷電路板(PCB)空心線圈及其數字積分器,在此基礎上設計了一種基于LPCT和PCB空心線圈的組合結構的新型電流傳感器。該結構具有并聯的特點,結合了這兩種互感器的優點,采用數據融合算法來處理兩路信號,實現高精度測量和提高系統可靠性,并探索出辨別LPET飽和的新方法。試驗和仿真結果表明,這種新型電流傳感器可以覆蓋較大的電流測量范圍,達到IEC 60044-8標準中關于測量(幅值誤差)、保護(復合誤差)和暫態響應(峰值)的準確度要求,能夠作為多用途電流傳感器使用。 在電子式電壓互感器方面,基于精密電阻分壓器的新型傳感器在原理、結構和輸出信號等方面與傳統的電壓互感器有很大不同,本文設計了一種可替代10kV電磁式電壓互感器的精密電阻分壓器。通過試驗研究與計算分析,得出其性能主要受電阻特性和雜散電容的影響,并給出了減小其誤差的方法。測試結果表明,設計的10kV精密電阻分壓器的準確度滿足IEC 60044-7標準要求,可達0.2級。 電子式互感器的關鍵技術之一是內部的數字化以及其標準化接口,本文以10kV組合型電子式互感器為對象設計了一種實用化的數字系統。以精密電阻分壓器作為電壓傳感器,電流傳感器則采用基于數據融合算法的LPCT和PCB空心線圈的組合結構。本文首先解決了互感器間的同步與傳感器間的內部同步問題,進而依照IEC61850-9-1標準,實現了組合型電子式互感器的100M以太網接口。 電子式電流互感器在高電壓等級的應用研究中,ECT高壓側的電源問題是關鍵技術之一。論文首先分析了兩種電源方案:取電CT電源和激光電源。取電CT電源通過一個特制的電流互感器(取電CT),直接從高壓側母線電流中獲取電能。在取電CT和整流橋之間設計一個串聯電感,大大降低了施加在整流橋上的的感應電壓并限制了取電CT的輸出電流,起到了穩定電壓和保護后續電路的作用。激光電源方案以先進的光電轉換器、半導體激光二極管和光纖為基礎,單獨一根上行光纖同時完成供能和控制信號的傳輸,在不影響光供能穩定性的情況下,數據通信完成在短暫的供能間隔中。在高電位端控制信號通過在能量變換電路中增加一個比較器電路被提取出來。本文還提出了一種將兩種供能方式結合使用的組合電源,并設計了這兩種電源之間的切換方法,解決了取電CT電源的死區問題,延長了激光器的使用壽命。作為綜合應用實例,設計并完成了以LPCT為傳感器、由組合電源供能、采用低功耗技術的高壓電子式電流互感器。互感器高壓側的一次轉換器能夠提供兩路傳感器數據通道,并且具有溫度補償和采集通道的自校正功能,在更寬溫度、更大電流范圍內保證了極高的測量精度:互感器低電位端的二次轉換器具有數字和模擬接口,可以接收數據并發送命令來控制一次轉換器,包括同步和校正命令在內的數據信號可以通過同一根供能光纖傳送到一次轉換器。該互感器具有在線監測功能,這種預防性維護和自檢測功能夠提示維護或提出警告,提高了可靠性。系統測試表明:具有低功耗光纖發射驅動電路的一次轉換器平均功耗在40mw以下:上行光纖中通信波特率可以達到200kb/s,下行光纖中更是高達2Mb/s;系統準確度同時滿足IEC6044-8標準對0.2S級測量和5TPE級保護電子式互感器的要求。
上傳時間: 2013-06-09
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電流互感器是電力系統中最重要的高壓設備之一。它被廣泛應用于繼電保護、系統監測、電力系統分析之中,關系到電力系統的安全性與可靠性。隨著電力系統向高電壓、大容量和數字化方向的發展,傳統的電磁式電流互感器很難滿足電力系統發展的進一步要求。因此,研究基于計算機技術、現代通信技術及數字處理技術的以電子式電流互感器(ECT)為代表的、新型的高精度電流互感器成了大勢所趨。在電子式電流互感器的應用研究中,ECT高壓側的電源問題是關鍵技術之一。 本文對國內外電子式電流互感器發展的現狀進行了描述,并對已有的電子式電流互感器的高壓側供能方式進行了總結。論文根據本課題組所研究的電子式電流互感器的特點,對電子式電流互感器的高壓側供能系統的設計進行了研究,提出一種將兩種供能方式結合使用的組合電源,并設計了這兩種電源之間的切換方法。 本文首先設計了一種應用于高壓電子式電流互感器的數字化激光電源,包括大功率激光器的驅動電路、基于16位低功耗單片機MSP430的過流保護電路和恒溫控制電路、輸入電路、顯示電路、以及高壓側變換電路。其供能部分由低電位側的大功率激光光源產生激光輸出,經光纖將激光能量傳輸到達高電位側的光電池,再由光電池進行光功率到電功率的光電變換后,形成滿足光電電流互感器傳感頭部分所需的電壓輸出。實驗結果表明,該電源可以提供穩定的6V電壓,其功率不少于300mW。 本文又設計了了一種應用于高壓側電子裝置中的CT電源方案:通過一個特制的電流互感器(CT),直接從高壓側一次母線電流獲取電能,憑借在CT和整流橋之間串聯的一個電感,大大降低了施加在整流橋上的的感應電壓并限制了CT的輸出電流,起到了穩定電壓和保護后續電路的作用。實驗結果表明,該電源能輸出穩定的5V直流電壓,紋波不超過25mV。 最后,本文提出了一種將兩種供能方式結合使用的組合電源,并設計了這兩種電源之間的切換方法,解決了取電CT電源的死區問題,延長了激光器的使用壽命。
上傳時間: 2013-06-05
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模擬ic設計經典的入門教程,分析很透徹,適合初學者進行系統的認識模擬電路的設計方法,對于有經驗的工作者,也可當作設計參考
上傳時間: 2013-05-24
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微機電系統(MEMS)器件的構成涉及微電子、微機械、微動力、微熱力、微流體學、材料、物理、化學、生物等多個領域,形成了多能量域并交叉耦合。為其產品的建模、仿真以及優化設計帶來了較大的難度。由于靜電驅動的原理簡單使其成為MEMS器件中機械動作的主要來源。而梳齒結構在MEMS器件中有廣泛的應用:微諧振器、微機械加速度計、微機械陀螺儀、微鏡、微鑷、微泵等。所以做為MEMS的重要驅動方式和結構形式,靜電驅動梳齒結構MEMS器件的耦合場仿真分析以及優化設計對MEMS的開發具有很重要的意義。本課題的研究對靜電驅動梳齒結構MEMS器件的設計具有較大的理論研究意義。 本文的研究工作主要包括以下幾個方面: 1、采用降階宏建模技術快速求解靜電梳齒驅動器靜電-結構耦合問題,降階建模被用于表示微諧振器的靜態動態特性。論文采用降階建模方法詳細分析了靜電梳齒驅動器的各參數對所產生靜電力以及驅動位移的關系;并對靜電梳齒驅動器梳齒電容結構的靜電場進行分析和模擬,深入討論了邊緣效應的影響;還對微諧振器動態特性的各個模態進行仿真分析,并計算分析了前六階模態的頻率和諧振幅值。仿真結果表明降階建模方法能夠快速、準確地實現多耦合域的求解。 2、從系統角度出發考慮了各個子系統對叉指式微機械陀螺儀特性的影響,系統詳細地分析了與叉指狀微機械陀螺儀性能指標-靈敏度密切相關的結構特性、電子電路、加工工藝和空氣阻尼,并在此分析的基礎上建立了陀螺的統一多學科優化模型并對其進行多學科優化設計。將遺傳算法和差分進化算法的全局尋優與陀螺儀系統級優化相結合,證實了遺傳算法和差分進化算法在MEMS系統級優化中的可行性,并比較遺傳算法和差分進化算法的優化結果,差分進化算法的優化結果較大地改善了器件的性能。 3、從系統角度出發考慮了各個子系統對梳齒式微加速度計特性的影響,在對梳齒式微加速度計各個學科的設計要素進行分析的基礎上,對各個子系統分別建立相對獨立的優化模型,采用差分進化算法和多目標遺傳算法對其進行優化設計。證實了差分進化算法和多目標遺傳算法對多個子系統耦合的系統級優化的可行性,并比較了將多目標轉換為單目標進行優化和采用多目標進行優化的區別和結果,優化結果使器件的性能得到了改善。
上傳時間: 2013-05-15
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永磁同步發電機由于一系列高效節能的優點,在工農業生產、航空航天、國防和日常生活中得到廣泛應用,并且受到許多學者的關注,其研究領域主要涉及永磁同步發電機的設計、精確性能分析、控制等方面。 本課題作為國家自然科學基金項目《無刷無勵磁機諧波勵磁的混合勵磁永磁電機的研究》的課題,主要研究永磁電機的電磁場空載和負載計算,求出永磁電機的電壓波形和電壓調整率,為分段式轉子的混合勵磁永磁電機的研究奠定基礎,主要做了以下工作: 首先介紹了永磁同步發電機的基本原理,包括永磁同步發電機的結構形式和永磁同步發電機的運行性能,采用傳統解析理論給出了電壓調整率的計算方法及外特性的計算模型;然后用有限元ANSYS對永磁同步發電機樣機進行實體建模,經過定義分配材料、劃分網格、加邊界條件和載荷、求解計算等,得到矢量磁位Az、磁場強度H、磁感應強度B等結果,直觀地看出電機內部的磁場分布情況。 其次根據電磁場計算結果,應用齒磁通法對其進行后處理。該方法求解轉子在一個齒距內不同位置處的磁場,以定子齒的磁通為計算單位,根據繞組與齒的匝鏈關系,計算出磁鏈隨時間的變化,進而得到永磁同步發電機空、負載時電壓大小及波形。通過計算結果寫實驗結果對比,驗證了齒磁通法的正確性,為計算永磁同步發電機各種性能特性提供有力工具。 最后,基于齒磁通法對永磁同步發電機的外特性進行了深入研究,定量分析了結構參數對外特性的影響規律,提出了有效降低電壓調整率的方法的是:增加氣隙長度g的同時,適當增加永磁體的磁化方向的長度hm;此外,要盡量的減少每相串聯匝數N和增大導線面積以減小阻抗參數。通過改變電機的結構參數,對其電磁場進行計算,找到永磁電機電壓調整率的變化規律,為加電勵磁的混合勵磁永磁電機做準備,達到穩定輸出電壓的目的。
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,隨著工農業的迅速發展,世界能源消耗速度急劇增加。因此,新能源和節能技術的開發已經成為世界各國科技工作者的當務之急。而機車制動能量回收系統是目前國內外節能技術方面研究的熱點之一。 超級電容作為一種新型電荷儲能元件,具有大容量、大電流快速充放電、壽命長和無污染等特性。這些獨特的優點使其在儲能和能量回收方面有著廣闊的應用前景。但是由于超級電容單體電壓的差異,如不對其進行實時檢測,在使用過程中將對整個組件的性能造成極大的影響。另外對超級電容內部特性的不了解也會對其使用造成障礙。 對超級電容電壓檢測方案的研究和對超級電容時域模型的研究,將為超級電容的電壓均衡方案和超級電容的電參數分析提供支持,從而為整個能量回收系統的控制策略提供理論依據。因此以上兩方面的研究將是整篇論文的核心內容。 本文采用模塊化的設計理念,提出了一種兼顧均壓的新型電壓檢測方案。在軟件設計方面,對電壓檢測系統的軟件架構進行分析,利用LabVIEW和ZLGCAN驅動函數包設計了友好的上位機軟件監控界面。本文利用誤差理論相關知識,對超級電容電壓檢測電路的誤差精度進行了詳細分析。 本文對兩種超級電容時域模型進行建模和參數推導,并通過試驗驗證了所建模型的正確性。
上傳時間: 2013-05-16
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本書從基本的直流電源知識開始,詳盡介紹了電源電路中各部分單元電路工作原理、識圖方法、電路故障分析思路,最后介紹了動手裝配直流電源的全過程。
上傳時間: 2013-07-08
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