近年來,近距離無線傳輸技術是發(fā)展最快、最引入注目的技術,而ZigBee恰恰是填補了低速率無線通信技術的空缺,與其他標準在應用上相得益彰。它專注于近距離傳輸,成本低、同時入門檻也低,雖然其出現(xiàn)較晚,但目前已經(jīng)得到人們越來越多的關注,成為無線技術研究的一個新熱點。 本文在詳細分析了傳統(tǒng)的抄表方式和無線抄表系統(tǒng)的發(fā)展狀況以及相關的無線數(shù)據(jù)傳輸技術的基礎上,提出了基于ZigBee技術的無線抄表系統(tǒng)的方案。論文在研究ZigBee組網(wǎng)技術的基礎上,設計了基于ZigBee開發(fā)平臺的無線嵌入式抄表系統(tǒng),編寫了相應的軟件,完成了相應的調(diào)試和分析,并進行了系統(tǒng)的可靠性、實時性和安全性等問題分析。為了減少系統(tǒng)由于節(jié)點路由而造成的功耗損耗過大的問題,本文在組網(wǎng)應用過程中采用Tree+AODVjr的路由算法,從而保持系統(tǒng)能夠保持較小功耗的情況下進行數(shù)據(jù)的多跳路由,同時以ARM S3C2410為核心實現(xiàn)了基站設計,實現(xiàn)小區(qū)電表數(shù)據(jù)的集中采集,并通過GPRS/GSM模塊實現(xiàn)基站和抄表中心的數(shù)據(jù)傳輸和實時控制,在此基礎上,對抄表系統(tǒng)軟件也進行了相應的設計。 通過單點對單點、星形網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸實驗,取得了相應的實驗數(shù)據(jù),對于協(xié)議的特點、系統(tǒng)可靠性和功耗情況有了整體把握,為今后ZigBee技術的進一步研究和應用打下了堅實基礎。 實驗結果顯示,本文提出的方案切實可行,并且采用ZigBee技術具有節(jié)約資源、操作方便、可靠性高而且易于管理等特點,基站和系統(tǒng)利用較為成熟的GPRS/GSM網(wǎng)絡技術進行通訊,既滿足了實時性要求,又降低了成本。
標簽: ZIGBEE 嵌入式 自動抄表系統(tǒng)
上傳時間: 2013-06-27
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本文介紹了埋弧焊的特點、發(fā)展過程、國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀;分析了軟開關逆變式主回路的優(yōu)點、模擬電路控制系統(tǒng)和數(shù)字化控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點,指出數(shù)字化控制是逆變埋弧焊機控制的發(fā)展方向;對埋弧焊接工作原理和埋弧焊機控制系統(tǒng)進行分析,介紹了交流方波埋弧焊的優(yōu)點;論述了變動送絲電弧控制系統(tǒng)的原理及影響因素,并且分析了變動送絲情況下焊接電弧的穩(wěn)定性,為逆變式交流方波埋弧焊系統(tǒng)的設計提供了理論依據(jù)。 在分析傳統(tǒng)交流方波埋弧焊主回路的基礎上設計了主回路結構,對主回路中一次、二次逆變回路的軟開關工作方式進行分析并做了簡單仿真。IGBT是逆變電源的核心部件,文中論述了IGBT功率器件的選型和各種保護措施以保證系統(tǒng)的可靠工作。焊機工作發(fā)熱量很大,本文介紹了整機和關鍵器件的熱設計。 數(shù)字化控制方式是逆變埋弧焊機控制的發(fā)展方向,本文采用“MCU+DSP”的控制結構,對埋弧焊的整個焊接過程進行精確控制。文中詳細介紹了主控制板的設計思路和電源、電流與電壓反饋、控制芯片最小系統(tǒng)、通信與保護工作電路。焊機的工作中,各種干擾不可避免,對各種可能干擾分析的基礎上在硬件電路設計和PCB板的制作中采取了相應的抗干擾措施。軟件設計是焊接穩(wěn)定進行的關鍵因素,文中介紹了控制系統(tǒng)中關鍵步驟的軟件設計思路和流程并在軟件的實現(xiàn)中采用抗干擾措施。 最后,對采用本控制系統(tǒng)的埋弧焊機進行初步實驗,結果表明本文所設計的埋弧焊機控制系統(tǒng)能夠滿足逆變埋弧自動焊的要求,具有電路簡單,控制精度高,抗干擾能力強、操作方便、工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點,提高了焊機的綜合性能及自動化程度。 本課題所設計的逆變式交流方波埋弧焊電源具有良好的輸出特性和控制性能,可滿足埋弧自動焊和手工焊的要求。采用交流方波的焊接波形、對焊接整個過程進行實時軟件控制,電弧穩(wěn)定,焊接效果好。 關鍵詞:埋弧焊;交流方波;逆變;軟開關
上傳時間: 2013-06-08
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逆變器廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)的各個方面,數(shù)字控制具有方便實現(xiàn)復雜算法、抗干擾性強和產(chǎn)品容易升級等優(yōu)點,已成為未來逆變器的發(fā)展趨勢。使用數(shù)字技術控制設計逆變器,控制器的性能決定了逆變系統(tǒng)系統(tǒng)的性能。然而在很多高頻應用的場合,目前常用的控制器的速度往往不能完全達到要求。與傳統(tǒng)單片機和DSP芯片相比,F(xiàn)PGA器件具有更高的處理速度。同時FPGA應用在數(shù)字化逆變器設計中,還可以大大簡化控制系統(tǒng)結構,并可實現(xiàn)多種高速算法,具有較高的性價比。在逆變器的全數(shù)字化控制領域,F(xiàn)PGA具有很好的應用價值。 論文首先介紹了SPWM基本原理及其控制方式,SPWM的生成方法,并結合本課題給出了查表法生成SPWM波的一般方法,且以單相全橋逆變器為例進行了仿真。分析其的電路特點,建立PWM逆變器的統(tǒng)一電路模型、連續(xù)狀態(tài)空間以及離散狀態(tài)空間模型,在此數(shù)學模型基礎上,針對逆變器研究分析了目前用于逆變器設計的各種數(shù)字控制技術、控制方案,討論了其控制方法的優(yōu)缺點,相關控制器設計的一般問題,最后比較了其優(yōu)缺點,指出其存在的共性問題,總結了使用FPGA設計逆變器數(shù)字控制器的優(yōu)勢。然后以單相電壓型PWM逆變器為控制模型采用新型模數(shù)結合現(xiàn)場可編程門陣列FPGA實現(xiàn)數(shù)字化控制器的方案,給出了純正正弦波逆變器的設計方案。 論文詳細論述了采用模數(shù)混合型FPGA作為主控芯片的高頻逆變器設計方法與實現(xiàn)過程。系統(tǒng)主控芯片采用Fusion系列AFS600,世界上首個模數(shù)混合型FPGA。主要設計要點包括:逆變器硬件電路設計以及SPWM數(shù)字控制系統(tǒng)軟件設計。外圍強電電路的設計的難點在于用于前端升壓的高頻變壓器的設計以及輸出端LC濾波電感與電容的選取。另外,SPWM“H”字全橋逆變電路中的高懸浮電壓也是設計中需要值得注意的重要環(huán)節(jié)。在控制系統(tǒng)軟件設計方面,采用FPGA自上而下的設計方法,對其控制系統(tǒng)進行了功能劃分,完成了SPWM產(chǎn)生器以及加入死區(qū)補償?shù)腜WM發(fā)生器、和反饋等模塊的設計。 論文的結束部分給出了設計結果,并指出了進一步的工作的思路和方向。
上傳時間: 2013-05-19
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隨著電力電子技術的發(fā)展,各類電力電子裝置應運而生,這些產(chǎn)品在出廠前需要根據(jù)不同的需要進行相應的測試和校驗。傳統(tǒng)的負載測試存在著能耗大、靈活性差等諸多缺點,已經(jīng)越來越不能滿足各種測試場合的要求,特別是一些要求用動態(tài)變化的負載、非線性負載、具有負阻特性的負載以及有源負載等測試場合。因此針對這一問題,本文利用電力電子技術結合計算機技術、控制技術等設計了一種通用的交流電子負載模擬裝置,以滿足各種測試場合的要求。 @@ 交流電子負載是一種可以模擬真實負載的電力電子裝置,它不但可以模擬傳統(tǒng)的線性負載,也可以模擬各種非線性負載、有源負載等其他形式的負載。目前國內(nèi)外對電子負載的研究還不成熟,有些是使交流電源按照一定的功率放電,但是輸出電流卻與真實負載測試下的電流有較大的差別;而有些雖然能夠準確控制電源的放電電流取得和真實負載一樣的效果,但試驗電能完全被消耗掉,造成很大的浪費。本文研究的新型交流電子負載克服了以上電子負載方案的缺點,可以滿足各種試驗場合的測試需求,能夠在很大程度上減少能量浪費,豐富試驗樣式且節(jié)約試驗成本。 @@ 本文分析了能饋式交流電子負載的模擬原理,確定了采用中間直流環(huán)節(jié)的交-直-交主電路結構,其一端接待測交流電源,另一端接低壓交流電網(wǎng)。前級負載模擬環(huán)節(jié)和后級能量回饋環(huán)節(jié)均采用可四象限運行的電壓型PWM(Pulse Width Modulation)變換器。負載模擬環(huán)節(jié)直接與待測電源連接,采用電流滯環(huán)瞬時值比較方式,使電源輸出的實際電流信號準確、快速的跟蹤其指令電流信號值,使得電子負載對待測電源呈現(xiàn)設定的負載形式,完成電子負載的模擬功能;能量回饋環(huán)節(jié)與電網(wǎng)連接,通過控制輸出電流與電網(wǎng)電壓同頻、同相位,實現(xiàn)試驗電能的單位功率因數(shù)回饋電網(wǎng)的目的,變換器的控制采用常規(guī)的雙閉環(huán)控制方式,電流內(nèi)環(huán)控制實際電流跟蹤指令值的變化,電壓外環(huán)通過控制輸出電流的大小使直流側(cè)母線電壓穩(wěn)定為設定指令值。 @@ 電子負載系統(tǒng)在負載模擬部分通過人機接口設定具體負載形式和負載屬性,為了更加準確快速的得到電流指令信號值,文中采用更加直接的數(shù)值計算方 法,由數(shù)字信號處理器實時計算出該給定負載模式下的指令電流值。使用交流小信號分析法得到了系統(tǒng)的頻域方塊圖,并對主電路元件參數(shù)以及調(diào)節(jié)器進行了優(yōu)化設計。針對大功率開關管開關頻率存在的限制,本文提出了幾種提高電流跟蹤精度的改進方法,取得了良好的效果。整個系統(tǒng)在PSIM平臺上進行了不同工作模式下的仿真,仿真結果表明方案切實可行。最后依據(jù)仿真方案設計基于TMS320F2812的控制系統(tǒng)和功率電路,使用PROTEL軟件進行了原理圖的繪制。@@關鍵詞:電子負載;能量回饋;電壓型變換器;滯環(huán)PWM電流控制;雙閉環(huán);PWM整流器
上傳時間: 2013-05-26
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隨著電力電子技術的發(fā)展,交流電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量問題受到越來越多的關注。傳統(tǒng)的整流環(huán)節(jié)廣泛采用二極管不控整流和晶閘管相控整流電路,向電網(wǎng)注入了大量的諧波及無功,造成了嚴重的污染。提高電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)以及降低輸入電流諧波成為一個研究熱點。功率因數(shù)校正技術是減小用電設備對電網(wǎng)造成的諧波污染,提高功率因數(shù)的一項有力措施。本文所做的主要工作包括以下幾部分: 1.分析了單位功率因數(shù)三相橋式整流的工作原理,這種整流拓撲從工作原理上可以分成兩部分:功率因數(shù)補償網(wǎng)絡和常規(guī)整流網(wǎng)絡。在此基礎上,為整流電路建立了精確的數(shù)學模型。 2.這種單位功率因數(shù)三相橋式整流的輸入電感是在額定負載下計算出的,當負載發(fā)生變化時,其功率因數(shù)會降低。針對這種情況,提出了一種新的控制方法。常規(guī)整流網(wǎng)絡向電網(wǎng)注入的諧波可以由功率因數(shù)補償網(wǎng)絡進行補償,所以輸入功率因數(shù)相應提高。負載消耗的有功由電網(wǎng)提供,補償網(wǎng)絡既不消耗有功也不提供任何有功。根據(jù)功率平衡理論,可以確定參考補償電流。雙向開關的導通和關斷由滯環(huán)電流控制確定。在這一方法的控制下,雙向開關工作在高頻下,因此輸入電感值相應降低。仿真和實驗結果都表明:新的控制方法下,負載變化時,輸入電流仍接近于正弦,功率因數(shù)接近1。 3.根據(jù)IEEE-519標準對諧波電流畸變率的要求,為單位功率因數(shù)三相橋式整流提出了另一種控制方法。該方法綜合考慮單次諧波電流畸變率、總諧波畸變率、功率因數(shù)、有功消耗等性能指標,并進行優(yōu)化,推導出最優(yōu)電流補償增益和相移。將三相負載電流通過具有最優(yōu)電流補償增益和相移的電流補償濾波器,得到補償后期望的電網(wǎng)電流,驅(qū)動雙向開關導通和關斷。仿真和實驗都收到了滿意的效果,使這一整流橋可以工作在較寬的負載范圍內(nèi)。 4.單位功率因數(shù)三相橋式整流中直流側(cè)電容電壓隨負載的波動而波動,為提高其動、靜態(tài)性能,將簡單自適應控制應用到了直流側(cè)電容電壓的控制中,并提出利用改進的二次型性能指標修改自適應參數(shù)的方法,可以在實現(xiàn)對參考模型跟蹤的同時又不使控制增量過大,與常規(guī)的PI型簡單自適應控制相比在適應律的計算中引入了控制量的增量和狀態(tài)誤差在k及k+1時刻的采樣值。利用該方法為直流側(cè)電壓設計了控制器,并進行了仿真與實驗研究,結果表明與PI型適應律相比,新的控制器能提高系統(tǒng)的動態(tài)響應性能,負載變化時系統(tǒng)的魯棒性更強。
上傳時間: 2013-06-15
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由于下一代微處理器的工作電壓越來越低,所需電流越來越大,現(xiàn)有的5V、12V輸入的電壓調(diào)節(jié)模塊(VRM)已經(jīng)不能滿足它的要求了,因此把VRM的輸入母線電壓提高到48V是必然的趨勢。這樣做能夠減小輸入電流從而使得母線損耗減小,有利于效率提高,同時可以大大減小輸入濾波器體積。 本課題首先分析了VRM的發(fā)展現(xiàn)狀和常用拓撲,以及未來的發(fā)展趨勢,并在此基礎上介紹了級聯(lián)式流饋推挽DC/DC變換器的概念。接著,具體分析了Buck與推挽級聯(lián)式流饋DC/DC變換器、雙通道交錯并聯(lián)型Buck與推挽級聯(lián)式流饋DC/DC變換器的原理和工作過程。再接著,分別介紹了Buck與推挽級聯(lián)式流饋DC/DC變換器、雙通道交錯并聯(lián)型Buck與推挽級聯(lián)式流饋DC/DC變換器及其控制同路的建模和設計方法,并給出設計實例。最后,分別用這兩種拓撲結構制作了兩臺48V輸入、3.3V/10A輸出的樣機,并對兩者進行了一定的實驗比較研究,以驗證設計的有效性。
上傳時間: 2013-07-29
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不間斷電源(UPS)是一種能提供優(yōu)質(zhì)電源并保證電源供應連續(xù)的電力電子裝置。它的應用范圍廣泛,在很多領域,UPS已經(jīng)成了標準配置。采用數(shù)字信號處理器(DSP)實現(xiàn)UPS的數(shù)字化控制是當前許多UPS設計者關注的問題。DSP在UPS中的應用主要集中在兩個方面:一是將各種先進的控制方法用于逆變實時數(shù)字控制;二是利用DSP實現(xiàn)更準確更迅速的鎖相環(huán)控制。 本文分析了當前逆變控制的各種方案,針對逆變的擾動及諧波周期出現(xiàn)的特點,采用了重復控制來提高逆變輸出的穩(wěn)態(tài)特性。因為重復控制具有一個周期延遲控制的特點,本文也采用了PID控制來改善逆變控制的動態(tài)性能。本文分析了目前重復控制的常用方案,在建立UPS逆變?yōu)V波電路數(shù)學模型的基礎上設計了新的重復控制和PID控制結合的方案。對重復控制與PID復合控制方案在MATLAB中作了仿真。仿真試驗證明了控制方案的有效性。 在硬件方面,設計了在線式UPS系統(tǒng)中DSP的接口電路,其中包括DSP供電電路,蓄電池電壓過低檢測電路,市電及輸出電壓過零檢測等電路。對DSP的資源進行了分配,充分利用了DSP的外設多和速度快的特點。 在軟件方面,設計了各部分的程序,其中包括主程序,軟件鎖相及正弦參考信號生成程序,輸出有效值控制程序以及各種相關的中斷及保護程序。 本文結合實際,搭建了實驗線路,給出了實驗線路的原理及各部分的實驗電路。該實驗電路可對逆變控制過程和鎖相環(huán)節(jié)進行控制實驗。 本文將PID控制與重復控制相結合,對逆變器輸出進行控制,驗證了重復控制與PID復合控制的有效性。本文還對UPS的DSP數(shù)字化控制作了研究,這些都對UPS技術的進步有積極的作用。
上傳時間: 2013-05-17
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基于M S P 430單片機的數(shù)字電壓表的設計設計電路圖
上傳時間: 2013-06-02
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基于AT89C51單片機的數(shù)字電壓表的設計
上傳時間: 2013-07-10
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單片機課程設計:采用51系列單片機和ADC設計一個數(shù)字電壓表,輸入為0~5V線性模擬信號,輸出通過LED顯示,要求顯示兩位小數(shù)。
標簽: 數(shù)字電壓表
上傳時間: 2013-04-24
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