近年來,隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展,環(huán)境污染、全球變暖、能源短缺的壓力使傳統(tǒng)的內(nèi)燃機汽車面臨前所未有的挑戰(zhàn),燃料電池電動汽車已成為汽車工業(yè)新的熱點。由于燃料電池輸出特性的特殊性,輸出端必須連接DC/DC變換器,使之與驅(qū)動器配合。因此,DC/DC變換器是燃料電池電動汽車的關(guān)鍵零部件之一。 本論文主要對燃料電池電動轎車FCEV(Fuel Cell Electric Vehicle)用DC/DC變換器的主電路拓撲結(jié)構(gòu)、參數(shù)設(shè)計及電磁兼容(EMC)問題進行了研究。重點針對升降壓和雙向DC/DC變換器進行分析研究。 首先介紹分析了幾種傳統(tǒng)升降壓直流變換器的工作原理和優(yōu)缺點。針對燃料電池的特性和電動汽車對升降壓DC/DC變換器的性能指標要求,分析比較了非隔離式直流變換器的一些優(yōu)點和缺點,提出了Buck-Boost級聯(lián)的升降壓主電路方案并提出相關(guān)的控制策略。然后運用模擬仿真軟件MATLAB仿真分析了控制策略的正確性。 其次分析研究了雙向DC/DC變換器的應(yīng)用與設(shè)計,綜合比較現(xiàn)有的各種隔離與非隔離方案,結(jié)合車用要求,選擇了非隔離式的Buck-Boost拓撲。針對其工作原理、特點進行了雙向DC/DC變換器主電路與控制電路的設(shè)計研究,重點研究其過渡過程的控制策略。在利用MATLAB進行各種過渡過程的仿真分析的基礎(chǔ)上,選取了最佳的過渡控制方案。并利用該控制策略編制DSP控制程序,制作了小功率1kW數(shù)字控制雙向DC/DC變換器。 最后深入討論了DC/DC變換器中的電磁兼容問題。分析了DC/DC變換器主電路中存在的主要干擾源、干擾產(chǎn)生的機理以及干擾傳播途徑,然后以此出發(fā),重點討論了各種抑制電磁騷擾(EMI)和電磁抗干擾(EMS)的方法及措施,給出具體方案。
上傳時間: 2013-05-24
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在伺服系統(tǒng)中,為了實現(xiàn)高精度的控制,往往需要實時地檢測出電動機轉(zhuǎn)子的位置。用來檢測電動機轉(zhuǎn)子位置的角度傳感器主要有光電編碼器和旋轉(zhuǎn)變壓器。光電編碼器雖然能夠達到很高的精度,但是它的抗干擾性差,不宜應(yīng)用在條件惡劣的場合中;相比較而言,旋轉(zhuǎn)變壓器(簡稱旋變)由于結(jié)構(gòu)簡單,堅固耐用,抗干擾性強,能夠應(yīng)用在各種條件惡劣的場合中,所以獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。 本文采用的旋變樣機是一種新型的磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器。分析了它的定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、定子繞組的連接方式以及轉(zhuǎn)子形狀的優(yōu)化;并在此基礎(chǔ)上,推導(dǎo)出了它的正余弦輸出反電勢的表達式;最后在電磁場分析軟件Ansoft中,以樣機為原型建立了仿真模型,分析了它內(nèi)部的電磁場分布以及正余弦輸出反電勢的波形。 其次,本文設(shè)計了一種以DSP為核心的R2D電路系統(tǒng)。它以振蕩電路產(chǎn)生的正弦波電壓信號作為旋變的激勵信號,加上相關(guān)的外圍電路,構(gòu)成了旋轉(zhuǎn)變壓器一數(shù)字轉(zhuǎn)換器,解算出了旋變的軸角θ;并在此基礎(chǔ)上,分析了產(chǎn)生角度解算誤差的各種因素,同時計算出了旋變的轉(zhuǎn)速n。 最后,在上述解算方案的基礎(chǔ)上,本文又給出了第二種解算方案,即:DSP產(chǎn)生的方波經(jīng)過濾波之后作為旋變的激勵信號,解算出了旋變的軸角θ;然后比較了這兩種解算方案的優(yōu)缺點,重點分析了激勵信號中的諧波分量對正余弦輸出反電勢以及角度解算的影響。
標簽: R2D 旋轉(zhuǎn)變壓器 電路
上傳時間: 2013-04-24
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自制串口下載器,欺騙ICCAVR,取代STK500
上傳時間: 2013-04-24
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新型8 通道24 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADS1216 及其應(yīng)用
上傳時間: 2013-04-24
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永磁同步電動機交流伺服系統(tǒng)作為交流伺服系統(tǒng)的主流,在工業(yè)生產(chǎn)自動化領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛、前景廣闊。永磁同步伺服電動機作為伺服系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu),其性能的優(yōu)劣在很大程度上決定了整個伺服系統(tǒng)的性能。因此,精心設(shè)計性能優(yōu)異的永磁同步伺服電動機具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。本課題系統(tǒng)研究了永磁同步伺服電動機的本體設(shè)計,包括設(shè)計方法、性能計算、有限元分析、參數(shù)計算、控制仿真、實驗測試等。 首先,綜述和分析了永磁同步伺服電動機的研究現(xiàn)狀、存在問題和發(fā)展前景,研究了永磁同步伺服電動機的設(shè)計特點和方法。開發(fā)了永磁同步伺服電動機的電磁計算程序,結(jié)合有限元計算數(shù)值的校正,完成對樣機的性能計算,計算結(jié)果較為準確。 接著,深入分析永磁同步伺服電動機的氣隙磁場,得到充磁方式、極弧系數(shù)、不均勻氣隙、永磁體厚度等因素對氣隙磁場的影響,繪制了各因素對氣隙磁場基波和諧波總量影響的曲線,通過優(yōu)化設(shè)計,得到了明顯改善的正弦氣隙磁場。并拓展研究總結(jié)了不同永磁體形狀和尺寸對永磁直流電動機在換向和性能上的影響,取得有實用價值的研究成果。 然后,基于Ansoft、MagNet電磁分析軟件建立了永磁同步伺服電動機的有限元分析模型,深入研究了電機的反電勢波形、穩(wěn)態(tài)運行性能和齒槽轉(zhuǎn)矩,計算了直、交軸同步電抗等重要參數(shù)。建立了永磁同步伺服電動機Id=0控制的Matlab/simulink仿真模型,并進行了仿真研究。 最后,對永磁同步伺服電動機進行了實驗測試和分析,包括反電勢波形與磁場波形測試、性能曲線測試、直交軸同步電抗的測量。對測試結(jié)果與設(shè)計結(jié)果進行了比較分析,驗證了設(shè)計方法的正確性。
上傳時間: 2013-08-04
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近年來,由于能源危機和環(huán)境污染,世界各國均在投巨資發(fā)展燃料電池汽車。雙向DC/DC變換器作為燃料電池汽車的中重要部件,需要隨著行駛狀態(tài)的改變,頻繁地切換其工作狀態(tài),其動態(tài)性能好壞,直接決定汽車動力系統(tǒng)的響應(yīng)速度。本文主要致力于對DC/DC變換器在不同控制策略下的動態(tài)性能進行研究,并在保證其穩(wěn)態(tài)性能的前提下提高系統(tǒng)動態(tài)性能。 本文首先研究了線性控制策略下DC/DC變換器的動態(tài)性能。介紹了閉環(huán)控制系統(tǒng)在頻域和時域的動態(tài)性能指標以及二者之間的關(guān)系。當系統(tǒng)受到外部干擾較小時,采用頻域分析方法,對Buck和Boost變換器進行了小信號建模,并對其在不同線性補償網(wǎng)絡(luò)控制作用下的動態(tài)性能進行對比分析。當系統(tǒng)受到較大干擾時,采用時域分析方法,文中介紹了DC/DC變換器大信號建模方法,并對PID參數(shù)在工程上整定方法加以分析。 DC/DC變換器是一非線性系統(tǒng),應(yīng)用線性控制策略不可避免地存在一定局限性—動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能之間的矛盾。針對這一問題,引入了模糊—PI控制,將其應(yīng)用于DC/DC變換器,以在保持系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能不變的前提下,提高其動態(tài)性能。以Buck DC/DC變換器為例,詳細介紹了模糊-PI控制器的設(shè)計過程,并對設(shè)計的閉環(huán)控制系統(tǒng)用MATLAB進行建模與仿真。最后,通過實驗對比驗證了模糊—PI控制的有效性。 和線性控制策略相比,模糊—PI控制在一定程度上提高了系統(tǒng)的動態(tài)性能,但效果有限。本文引入了另一種非線性控制策略——滑??刂撇呗??;?刂撇呗允悄壳皠討B(tài)性能最好的控制策略之一,可以極佳地發(fā)揮系統(tǒng)的硬件潛能。 本文首先介紹了滑??刂葡嚓P(guān)知識,推導(dǎo)了其應(yīng)用于Buck和Boost變換器的理論基礎(chǔ)。設(shè)計出針對不同被控對象和工作狀態(tài)的控制策略,對每種控制策略通過仿真分析驗證其有效性。就滑模控制存在的靜差問題、抖振問題和變頻問題均提出了行之有效的解決方案??焖夙憫?yīng)特性
上傳時間: 2013-08-01
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對供電系統(tǒng)進行適當?shù)臒o功補償,可以穩(wěn)定電網(wǎng)電壓,提高功率因數(shù),提高設(shè)備利用率,減小網(wǎng)絡(luò)有功功率損耗,提高輸電能力,平衡三相功率,為系統(tǒng)提供電壓支撐,提高系統(tǒng)運行安全性。鋼鐵企業(yè)一直就是用電大戶,具有容量大、負荷沖擊大、起制動頻繁、快速性、工作連續(xù)性和自動化程度高等特點,存在功率因數(shù)低、電壓波動等問題。研究鋼鐵企業(yè)的無功補償,對企業(yè)提高供電可靠性,節(jié)能減排,降低損耗,提高用電設(shè)備效率,保證產(chǎn)品質(zhì)量有著非常重要的意義。 本文選用目前工程上應(yīng)用最為廣泛的動態(tài)補償裝置靜止無功功率補償器,即SVC對鋼鐵企業(yè)負荷進行無功補償。考察了軋鋼企業(yè)的負荷特點,對比了各種補償裝置的優(yōu)缺點,在此基礎(chǔ)上提出了FC—TCR型SVC做為鋼鐵企業(yè)的無功補償裝置。 本文根據(jù)特定的現(xiàn)場參數(shù),提出了FC—TCR型SVC裝置的設(shè)計框架,建立了潮流計算和SVC裝置的數(shù)學(xué)模型,給出了含有SVC補償裝置的電力系統(tǒng)潮流計算的計算方法,計算了SVC裝置的FC和TCR各支路參數(shù),對一次設(shè)備進行選型,最后提出了一套完整的SVC系統(tǒng)設(shè)計方案。仿真結(jié)果表明,采用本方案的SVC系統(tǒng)有效提高了供電系統(tǒng)的功率因數(shù),抑制了電壓波動,表明方案設(shè)計中的支路配置,參數(shù)設(shè)置和設(shè)備選型是合理的。 從基于瞬時無功功率理論的補償裝置觸發(fā)角度的算法出發(fā),研究了SVC裝置動態(tài)補償?shù)膶崿F(xiàn)方法。本文還提出了動態(tài)補償SVC監(jiān)控系統(tǒng)和晶閘管觸發(fā)系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)。 為了驗證SVC系統(tǒng)設(shè)計的合理性,搭建了SVC的模擬試驗平臺,對一次系統(tǒng),監(jiān)控系統(tǒng),光電觸發(fā)系統(tǒng)進行了聯(lián)合調(diào)試,調(diào)試結(jié)果達到了設(shè)計預(yù)期目標。
上傳時間: 2013-06-23
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隨著電力電子技術(shù)、微處理器技術(shù)以及控制技術(shù)的發(fā)展,基于轉(zhuǎn)子磁鏈定向的交流電機矢量控制系統(tǒng)以其優(yōu)良的性能受到了廣泛應(yīng)用。采用SVPWM逆變器的異步電動機矢量控制系統(tǒng)在轉(zhuǎn)速參考值變化或者負載轉(zhuǎn)矩參考值變化的動態(tài)情況下,參考電壓矢量可能會超出基本空間矢量構(gòu)成的正六邊形,此時便出現(xiàn)動態(tài)過調(diào)制,需要用過調(diào)制策略將超出的電壓矢量重新限定在正六邊形邊界內(nèi)。不同的過調(diào)制策略會給整個系統(tǒng)帶來不同的動態(tài)性能,本文在對過調(diào)制策略進行完善的基礎(chǔ)上,針對三種過調(diào)制策略對交流電動機動態(tài)性能的影響進行了研究,并對其機理進行了理論分析與探討。 @@ 本文首先以三相異步電動機在兩相靜止坐標系下的動態(tài)方程為基礎(chǔ),按照轉(zhuǎn)子磁鏈定向,設(shè)計了轉(zhuǎn)子磁鏈觀測器,完成了勵磁電流分量和轉(zhuǎn)矩電流分量的解耦,并構(gòu)建了基于SVPWM的異步電動機矢量控制系統(tǒng)的MATLAB仿真模型。在矢量控制中,電流控制對系統(tǒng)性能具有重要影響。為了改善系統(tǒng)性能,所設(shè)計的矢量控制系統(tǒng)采用了同步電流控制,并對反電勢進行了前饋補償。 @@ 在分析了現(xiàn)有的三種過調(diào)制策略之后,對過調(diào)制策略進行了完善,并構(gòu)建了異步電動機矢量控制系統(tǒng)的過調(diào)制仿真模型。過調(diào)制中,當原參考電壓矢量位于正六邊形中任意兩個扇區(qū)交界附近時,過調(diào)制策略2和3所得到的新電壓矢量仍會超出正六邊形邊界,過調(diào)制算法不再適用于此區(qū)域。針對以上不足,本文對過調(diào)制策略2和3進行了完善,使過調(diào)制算法適用于所有區(qū)域。采用完善后的過調(diào)制策略對轉(zhuǎn)速參考值變化和負載轉(zhuǎn)矩參考值變化的異步電動機矢量控制系統(tǒng)進行仿真,發(fā)現(xiàn)在加速與加載的條件下,過調(diào)制策略2的動態(tài)性能好于過調(diào)制策略1,而過調(diào)制策略3的動態(tài)性能最佳,具有最小的動態(tài)響應(yīng)時間,暫態(tài)性能優(yōu)良;在減載的條件下,過調(diào)制策略1和2能夠很快的進入穩(wěn)定狀態(tài),但是過調(diào)制策略3卻出現(xiàn)問題,動態(tài)響應(yīng)時間很長,說明此策略具有一定的局限性。 @@ 本文深入探討了三種過調(diào)制策略導(dǎo)致不同動態(tài)性能的內(nèi)在機理,通過對三種過調(diào)制策略中電壓矢量的幅值和相位進行分析,理論上解釋了出現(xiàn)不同動態(tài)響應(yīng)時間的原因。出現(xiàn)過調(diào)制時,過調(diào)制策略2中新電壓矢量的幅值總是大于過調(diào)制策略1中新電壓矢量的幅值,所以動態(tài)性能更好。在加速和加 載條件下,過調(diào)制策略3中新電壓矢量的相位總是超前于過調(diào)制策略1和2中新電壓矢量的相位,因此可以獲得更快的動態(tài)響應(yīng),暫態(tài)性能更佳。但是在減載條件下,過調(diào)制策略3中新電壓矢量與原電壓矢量間的相位關(guān)系處于無規(guī)律的超前滯后狀態(tài),導(dǎo)致過調(diào)制策略3出現(xiàn)問題,動態(tài)響應(yīng)時間很長,說明此過調(diào)制策略有其不足之處,有待于改進。@@關(guān)鍵詞:SVPWM;矢量控制;過調(diào)制;動態(tài)性能
上傳時間: 2013-06-27
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伺服系統(tǒng)是一種輸出能夠快速而精確地響應(yīng)外部的輸入指令信號的控制系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)在工業(yè)控制和家用電氣、航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)對伺服設(shè)備的性能也提出了越來越高的要求。因此,研制高性能、高可靠性的交流伺服系統(tǒng)有著十分重要的現(xiàn)實意義。 在伺服領(lǐng)域,永磁同步電機在結(jié)構(gòu)特點和運行方式上具有比其它類型的傳統(tǒng)伺服電機更為優(yōu)秀的運行性能和更廣泛的適用范圍,被越來越多的應(yīng)用到交流伺服系統(tǒng)。以數(shù)字信號處理技術(shù)為基礎(chǔ)、以永磁同步電機為執(zhí)行電機,采用高性能控制策略的全數(shù)字化永磁同步交流伺服控制系統(tǒng)必將成為伺服控制系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。 本論文在研究永磁同步電動機運行原理的基礎(chǔ)上,詳細討論了磁場定向矢量控制理論,確定了id=0的控制策略和空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)的電壓調(diào)制方法。本文采用TI公司生產(chǎn)的專門用于電機控制的數(shù)字信號控制芯片DSP(TMS320LF2407A)作為控制系統(tǒng)核心處理芯片,設(shè)計了一套基于DSP的全數(shù)字永磁同步電動機伺服控制系統(tǒng)。論文詳細論述了控制電路各部分及外圍輔助電路的設(shè)計和調(diào)試,包括功率驅(qū)動電路,供電電路與電源電路以及傳感器電路等等。軟件開發(fā)均在TI的CCStudl02.2集成開發(fā)環(huán)境下完成,軟件采用匯編語言編寫,完成了主程序模塊和子程序模塊設(shè)計,實現(xiàn)了電流A/D采樣、模型切換、轉(zhuǎn)速PI調(diào)節(jié)等功能,實現(xiàn)了位置、速度和電流雙閉環(huán)矢量控制,同時給出了主程序和各個子程序模塊的流程圖。 實驗結(jié)果表明,基于DSP實現(xiàn)的全數(shù)字化交流伺服系統(tǒng)具有響應(yīng)速度快、速度超調(diào)小、轉(zhuǎn)矩脈動小等特點,具有良好的動靜態(tài)特性以及較高的精度?;具_到了課題預(yù)期的效果,從而證明了系統(tǒng)設(shè)計的可行性。
標簽: DSP 永磁同步電機 伺服系統(tǒng)
上傳時間: 2013-05-18
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該系統(tǒng)是一款磁卡閱讀存儲器,根據(jù)用戶要求解決了普通閱讀器只能實時連接計算機,不能單獨使用的問題。而且針對作為特殊用途的磁卡,要求三道磁道都記錄數(shù)據(jù),并且第三磁道記錄格式與標準規(guī)定的記錄格式不同時,系統(tǒng)配套的應(yīng)用程序?qū)ζ渥隽苏_譯碼、顯示。 @@ 整個系統(tǒng)包括單片機控制的閱讀存儲器硬件部分,和配套使用的計算機界面應(yīng)用程序軟件部分。其中硬件電路包括磁條譯碼芯片、外部存儲器芯片、串口電平轉(zhuǎn)換芯片等等,所有的工作過程都是由單片機控制。我們這里選用紫外線擦除的87C52單片機,電路使用的集成電路芯片都是采用SMT封裝器件,極大縮小了讀存器的體積,使用簡單,攜帶方便。 @@ 磁條譯碼芯片采用的是中青科技有限公司出品的M3-230.LQ F/2F解碼器集成電路。該IC實現(xiàn)了磁信號到電信號的轉(zhuǎn)換。外部存儲器則是使用的8K Bytes的24LC65集成芯片,擴展8片,總?cè)萘窟_到8×8K。 @@ MAXIM公司出品的MAX232實現(xiàn)了單片機TTL電平到RS232接口電平的轉(zhuǎn)換,從而與計算機串口實現(xiàn)硬件連接。 @@ 計算機界面顯示程序采用當今使用最廣的面向?qū)ο缶幊陶Z言Visual Basic 6.0版本(以后簡稱VB),并且使用VB帶有的串口通信控件MScomm,通過設(shè)置其屬性,使其和下位機單片機協(xié)議保持一致,進而進行正確的串口通信。關(guān)于磁道上數(shù)據(jù)記錄的譯碼,則是通過對每條磁道上數(shù)據(jù)記錄進行多次實驗,認真分析,進而得到了各條磁道各自的編碼規(guī)則,按照其規(guī)則對其譯碼顯示。這部分程序也是通過VB編程語言實現(xiàn)的。另外,計算機應(yīng)用程序部分還實現(xiàn)了對下位機讀存器的擦除控制。 @@關(guān)鍵詞:磁卡,閱讀存儲器,單片機,串口通信,track3數(shù)據(jù)譯碼
上傳時間: 2013-08-05
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