在太陽(yáng)能路燈控制系統(tǒng)中,引入最大功率跟蹤技術(shù)(簡(jiǎn)稱(chēng)為MPPT),不僅降低了成本,還提高了太陽(yáng)能路燈的可靠性。太陽(yáng)能路燈的控制系統(tǒng)采用C8051F330D作為核心器件。其主電路為Buck電路,采用MPPT技術(shù),增強(qiáng)了太陽(yáng)能光伏電池的轉(zhuǎn)換效率。本論文著重對(duì)太陽(yáng)能路燈控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì),并設(shè)置MPPT技術(shù)電路的主要器件的參數(shù),對(duì)整個(gè)路燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程進(jìn)行了分析。 論文綜述了太陽(yáng)能光伏發(fā)電及控制技術(shù)以及我國(guó)在路燈照明應(yīng)用方面的發(fā)展情況。對(duì)太陽(yáng)能光伏電池的輸入-輸出特性,在不同外界環(huán)境的太陽(yáng)能電池板的輸出狀況進(jìn)行了分析對(duì)比,結(jié)合整個(gè)系統(tǒng)的工作能力,對(duì)負(fù)載選用依據(jù)及所選負(fù)載參數(shù)、蓄電池充放電控制原理進(jìn)行分析。對(duì)采用MPPT技術(shù)的小功率光伏發(fā)電路燈控制系統(tǒng)做了較為詳細(xì)的介紹,主要包括MPPT的硬件電路原理及電路中各元器件的參數(shù)的選定,以及控制系統(tǒng)中防反接保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、信號(hào)采集、CPU控制、功率管驅(qū)動(dòng)電路及電源電路等電路設(shè)計(jì),還有其它器件的選定和控制器的散熱等。也對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)予以闡述,從CPU的性能、開(kāi)發(fā)工具、主控制程序、MPPT技術(shù)控制程序、濾波、穩(wěn)壓、定時(shí)、蓄電池充放電控制等程序具體設(shè)計(jì)逐一分析。論文最后對(duì)全文的工作做了總結(jié),對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較分析,并對(duì)太陽(yáng)能路燈的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行概括。并對(duì)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)用性進(jìn)行了總結(jié),并指出本設(shè)計(jì)中優(yōu)點(diǎn)與不足,為后續(xù)研究提供了參考方向。
標(biāo)簽: MPPT 光伏 路燈控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-06-15
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直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)是繼矢量控制技術(shù)之后交流調(diào)速領(lǐng)域中新興的控制技術(shù),它采用空間矢量的分析方法,在定子坐標(biāo)系下計(jì)算并控制轉(zhuǎn)矩和磁鏈,以獲得轉(zhuǎn)矩的高動(dòng)態(tài)性能。比較于矢量控制,它省去了復(fù)雜的矢量變換,克服了對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子參數(shù)的依賴(lài)性,具有轉(zhuǎn)矩響應(yīng)快的優(yōu)點(diǎn)。然而,異步電動(dòng)機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)存在轉(zhuǎn)矩、電流和磁鏈脈動(dòng)較大,開(kāi)關(guān)頻率不恒定的問(wèn)題。本文在傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制的基礎(chǔ)上,針對(duì)其存在的缺點(diǎn)提出了基于空間矢量脈寬調(diào)制的直接轉(zhuǎn)矩控制策略。 這種新型的直接轉(zhuǎn)矩控制策略使空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)和直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)相結(jié)合。把電動(dòng)機(jī)和PWM逆變器看成一體,使電動(dòng)機(jī)獲得賦值恒定的近似理想的圓形磁場(chǎng),解決其轉(zhuǎn)矩、電流、磁鏈脈動(dòng)大,開(kāi)關(guān)頻率不恒定的問(wèn)題。在論文撰寫(xiě)的過(guò)程中做了如下工作: 根據(jù)電機(jī)原理和坐標(biāo)變換理論,建立定子正交α—β兩相靜止坐標(biāo)系下的異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型,包括電機(jī)的磁鏈模型、轉(zhuǎn)矩模型和運(yùn)動(dòng)方程。 設(shè)計(jì)PI控制器,該控制器把轉(zhuǎn)矩和磁鏈誤差信號(hào)轉(zhuǎn)換成參考電壓,然后通過(guò)坐標(biāo)變換把參考電壓變換成SVPWM模塊所需的指令電壓,對(duì)SVPWM模塊進(jìn)行控制。 設(shè)計(jì)SVPWM控制模塊,其中設(shè)計(jì)了期望電壓空間矢量的合成方法,矢量區(qū)段的判斷,計(jì)算了開(kāi)關(guān)器件的導(dǎo)通時(shí)間和時(shí)刻。 通過(guò)理論分析和設(shè)計(jì)各個(gè)模塊,組成了控制系統(tǒng)逆變器部分的仿真模型。在MATLAB/SIMULINK仿真工具箱中搭建仿真模型,通過(guò)設(shè)置合理的仿真參數(shù)、電機(jī)參數(shù)、給定量參數(shù)以及PI控制器的控制參數(shù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真研究,從而在理論上驗(yàn)證系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性。 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了這種基于空間矢量脈寬調(diào)制的直接轉(zhuǎn)矩控制方法可以有效改善直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的性能。減小傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制中的磁鏈和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng),并使逆變器工作在恒定的開(kāi)關(guān)頻率。最后總結(jié)論文所做的研究工作,并展望了今后的研究重點(diǎn)和方向。
標(biāo)簽: SVPWM 異步電動(dòng)機(jī) 直接轉(zhuǎn)矩
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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隨著環(huán)境污染和能源短缺問(wèn)題的日趨嚴(yán)重,尋找一種儲(chǔ)備大、無(wú)污染的新能源已經(jīng)上升到世界各國(guó)的議事日程。太陽(yáng)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(lèi)越來(lái)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(duì)象,以最大限度利用太陽(yáng)能、無(wú)污染回饋電網(wǎng)為主要目標(biāo),開(kāi)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(shí)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(gè)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(gè)完整的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)為研究對(duì)象,重點(diǎn)對(duì)單相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行了全面的分析,并從并網(wǎng)系統(tǒng)的主電路拓?fù)洹⒖刂撇呗浴⒐聧u效應(yīng)以及系統(tǒng)的可靠性分析幾個(gè)方面做了詳細(xì)的分析和仿真實(shí)驗(yàn)。 首先,介紹了國(guó)內(nèi)外光伏并網(wǎng)發(fā)電產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀,并對(duì)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、優(yōu)缺點(diǎn)、發(fā)展趨勢(shì)及光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對(duì)逆變器的要求做了簡(jiǎn)單介紹,對(duì)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)建立了總體認(rèn)識(shí)。 其次,討論研究了逆變器主電路的拓?fù)湫问剑⒏鶕?jù)實(shí)際情況,選擇了無(wú)變壓器的兩級(jí)結(jié)構(gòu),即前級(jí)DC/DC變換器和后級(jí)DC/AC逆變器,兩部分通過(guò)DClink連接。前級(jí)的DC/DC模塊采用Boost拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),后級(jí)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(hào)處理器芯片(Digital Signal Processor—DSP)的出現(xiàn),使得一些先進(jìn)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(hào)處理器芯片TMS320F2812為核心,設(shè)計(jì)了控制電路并給出了驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路的設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計(jì)思想。應(yīng)用MATLAB/Simulink中的工具箱搭建了整個(gè)電路模型,進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)研究。 再次,我們已經(jīng)知道孤島效應(yīng)問(wèn)題關(guān)系到光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的安全問(wèn)題。本文分析了孤島效應(yīng)產(chǎn)生的原因、對(duì)電網(wǎng)的危害和目前各種常用的被動(dòng)和主動(dòng)及外部孤島效應(yīng)的檢測(cè)方法。根據(jù)本文涉及的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的特點(diǎn),采用了電壓前饋正反饋檢測(cè)孤島的方法,然后詳細(xì)介紹了該方法的原理和實(shí)現(xiàn)過(guò)程, 并給出了逆變器的反孤島效應(yīng)模型和仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果。仿真結(jié)果證明,該方法是可行的,并且達(dá)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(duì)整個(gè)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)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(duì)各部分進(jìn)行可靠性分析,對(duì)滿(mǎn)足一定可靠性水平的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行分析,從而對(duì)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
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隨著全球汽車(chē)保有量的與日俱增,能源危機(jī)和環(huán)境污染正逐漸成為制約世界汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的瓶頸。而新興的混合動(dòng)力汽車(chē)(HEV)在節(jié)能和排放上的優(yōu)越性正逐步體現(xiàn)出來(lái)。由于采用“油、電”配合的方式來(lái)驅(qū)動(dòng)車(chē)體,其所搭載電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的研究則成為混合動(dòng)力汽車(chē)研發(fā)中的關(guān)鍵技術(shù)之一,它直接決定著整車(chē)的動(dòng)力性,燃油經(jīng)濟(jì)性和排放指標(biāo)。 論文首先比較了常見(jiàn)的幾種電動(dòng)汽車(chē)的性能,概括了混合動(dòng)力汽車(chē)的優(yōu)點(diǎn),介紹了混合動(dòng)力汽車(chē)電機(jī)及其控制系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀;其次探討了幾種常用交流電動(dòng)機(jī)的性能優(yōu)劣,由于永磁同步電機(jī)具有高效、高功率密度以及良好的調(diào)速性能,本文混合動(dòng)力汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)選用永磁同步電機(jī);根據(jù)混合動(dòng)力汽車(chē)所搭載電動(dòng)機(jī)在功率和扭矩上的要求以及永磁同步電機(jī)在結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn),選取了發(fā)動(dòng)機(jī)電機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布置形式;論文建立了永磁同步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型,分析了永磁同步電動(dòng)機(jī)矢量控制的原理;設(shè)計(jì)了基于TMS320F2812DSP的永磁同步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng),詳細(xì)闡述了功率驅(qū)動(dòng)電路,速度及位置檢測(cè)電路,電流反饋及過(guò)流保護(hù)電路,CAN通訊模塊等系統(tǒng)中重要的組成單元;軟件采用模塊化的結(jié)構(gòu),闡述了關(guān)鍵子程序如電流采集、位置檢測(cè)程序和SVPWM產(chǎn)生子程序。 最后,搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)硬件進(jìn)行了調(diào)試和修改,通過(guò)樣機(jī)及系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn),取得了大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),檢驗(yàn)了所設(shè)計(jì)樣機(jī)的特性,發(fā)現(xiàn)其制作過(guò)程中的不足,并實(shí)現(xiàn)了電機(jī)控制系統(tǒng)的閉環(huán)控制,從而達(dá)到了對(duì)混合動(dòng)力汽車(chē)用永磁同步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的探索與研究的目的。
標(biāo)簽: 2812 DSP 混合動(dòng)力
上傳時(shí)間: 2013-05-23
上傳用戶(hù):kkchan200
隨著人們生活水平的提高,肥胖逐漸成為一種社會(huì)疾病,肥胖容易使人患上阻塞性睡眠呼吸暫停綜合癥,嚴(yán)重影響生活質(zhì)量,嚴(yán)重時(shí)甚至危及生命。研制性能良好低成本的呼吸機(jī)有很好的實(shí)際意義。本論文論述了一種基于dsPIC30F3010控制器及無(wú)刷直流電機(jī)(BrushlessDirectCurrentMotor,簡(jiǎn)稱(chēng)BLDCM)的呼吸機(jī)控制器,實(shí)現(xiàn)了反電勢(shì)法無(wú)位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)的運(yùn)行控制。 論文從基本電磁定律出發(fā),分析了無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理,建立了無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型,在此基礎(chǔ)上詳細(xì)分析了“反電勢(shì)法”無(wú)刷直流電機(jī)控制原理,深入研究了三種反電勢(shì)過(guò)零檢測(cè)方法,并對(duì)檢測(cè)電路移相產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子位置誤差進(jìn)行了分析,給出了補(bǔ)償方法。 對(duì)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)無(wú)位置傳感器控制中的關(guān)鍵問(wèn)題——起動(dòng)方法進(jìn)行研究,介紹了“反電勢(shì)法”無(wú)刷直流電機(jī)控制常用的起動(dòng)方法,深入討論了“三段式”起動(dòng)技術(shù)。針對(duì)傳統(tǒng)“三段式”起動(dòng)的缺點(diǎn),論文提出了一種新的外同步到自同步的切換方式。 綜合上述,本系統(tǒng)以dsPIC30F3010單片機(jī)為控制器,設(shè)計(jì)了“反電勢(shì)法”無(wú)刷直流電機(jī)無(wú)位置傳感器控制系統(tǒng)的硬件電路,詳細(xì)介紹了電路各個(gè)組成部分的工作原理,同時(shí)介紹了控制系統(tǒng)中采用的硬件抗干擾措施。結(jié)合dsPIC30F3010的特點(diǎn),充分利用其片內(nèi)的資源,設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的軟件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明系統(tǒng)能夠控制電機(jī)順利起動(dòng),而且實(shí)現(xiàn)了電機(jī)正確的換相和穩(wěn)定的運(yùn)行。
標(biāo)簽: 便攜式 呼吸機(jī) 無(wú)位置傳感器
上傳時(shí)間: 2013-07-26
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果園收獲作業(yè)機(jī)械化、自動(dòng)化是廣大果農(nóng)們關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題,開(kāi)展果樹(shù)采摘機(jī)器人研究,不僅對(duì)于適應(yīng)市場(chǎng)需求、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高經(jīng)濟(jì)效率有著一定的現(xiàn)實(shí)意義,而且對(duì)于跟蹤世界農(nóng)業(yè)新技術(shù)、促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步,加速農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程有著重大的歷史意義。 果樹(shù)采摘機(jī)器人是一個(gè)集環(huán)境感知、動(dòng)態(tài)決策與規(guī)劃、行為控制與執(zhí)行等多種功能于一體的綜合系統(tǒng),它是由機(jī)械手固定在履帶式移動(dòng)平臺(tái)上構(gòu)成的一類(lèi)特殊的移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)。本文在國(guó)家“863”高技術(shù)項(xiàng)目“果樹(shù)采摘機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)研究”支持下,以自行設(shè)計(jì)的機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,對(duì)果樹(shù)采摘機(jī)器人的控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析、研究和設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)了視覺(jué)伺服控制器,并對(duì)采摘機(jī)器人避障技術(shù)進(jìn)行了探討。主要工作如下: 首先,分析了果樹(shù)采摘機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu),介紹了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)理論,根據(jù)自行設(shè)計(jì)的5自由度機(jī)械臂機(jī)械特性,采用幾何結(jié)構(gòu)算法,建立了果樹(shù)采摘機(jī)器人機(jī)械臂的正、逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。 其次,基于開(kāi)放、先進(jìn)和可靠的考慮,采用開(kāi)放式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)器人的控制系統(tǒng)。在開(kāi)放式控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,主要對(duì)果樹(shù)采摘機(jī)器人硬件組成部分主控計(jì)算機(jī)、運(yùn)動(dòng)控制器、數(shù)據(jù)采集卡等進(jìn)行了選型設(shè)計(jì)。在分析果樹(shù)采摘機(jī)器人工作環(huán)境和工作特性的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了果樹(shù)采摘機(jī)器人的外圍傳感器。 再次,根據(jù)果樹(shù)采摘機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成,設(shè)計(jì)了PID控制器,應(yīng)用于機(jī)器人視覺(jué)伺服控制,實(shí)現(xiàn)果樹(shù)采摘機(jī)器人的實(shí)時(shí)控制。在詳細(xì)論述關(guān)節(jié)式機(jī)器人避障方法的基礎(chǔ)上,對(duì)果樹(shù)采摘機(jī)器人避障方法進(jìn)行了初步的探討,提出了采用C—空間法實(shí)現(xiàn)采摘機(jī)器人實(shí)時(shí)避障。 最后,建立了傳感器實(shí)驗(yàn)平臺(tái),通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)傳感器的正確性。利用固高PAN&TILT兩維數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)和實(shí)地拍攝的蘋(píng)果圖像,對(duì)所提出的控制方法通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)控制實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。
標(biāo)簽: 樹(shù) 控制 技術(shù)研究
上傳時(shí)間: 2013-08-05
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隨著能源的緊張和環(huán)境污染日益嚴(yán)重,開(kāi)發(fā)和利用太陽(yáng)能已受到越來(lái)越多的重視。通過(guò)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能,并將電能輸送到電網(wǎng)上,是太陽(yáng)能利用的主要形式。 本文對(duì)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行了深入的研究。首先,分析了太陽(yáng)能電池發(fā)電的基本原理,得出了太陽(yáng)能電池的等效模型,通過(guò)分析太陽(yáng)能電池的I-V特性,可以看出太陽(yáng)能電池是一非線性電源,而且輸出電能受環(huán)境溫度和光照強(qiáng)度的影響,為了使太陽(yáng)能電池能夠最大效率地將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能,需要對(duì)其進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤。通過(guò)分析和對(duì)比各種最大功率點(diǎn)跟蹤方法的優(yōu)缺點(diǎn),采用了改進(jìn)擾動(dòng)觀察法結(jié)合BOOST升壓電路來(lái)對(duì)電池板進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤的方案。其次,分析對(duì)比并網(wǎng)電流的各種控制方式,確定采用滯環(huán)比較方式對(duì)并網(wǎng)電流進(jìn)行控制,為了使并網(wǎng)電流穩(wěn)定可靠地向電網(wǎng)送電,采用雙閉環(huán)控制策略對(duì)并網(wǎng)逆變器進(jìn)行控制,使逆變器輸出電流能與電網(wǎng)電壓同頻同相,以單位功率因數(shù)向電網(wǎng)輸電。最后,對(duì)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的孤島效應(yīng)進(jìn)行了研究,介紹了各種孤島檢測(cè)方法,分析了基于正反饋的主動(dòng)移頻式孤島檢測(cè)方法(AFDPF)的參數(shù)優(yōu)化方案,為AFDPF檢測(cè)盲區(qū)的分析提供理論依據(jù)。 本文在MATLAB/Simulink仿真環(huán)境下,利用SimPowerSystems功能模塊建立了仿真模型,對(duì)太陽(yáng)能電池板的數(shù)學(xué)模型,最大功率點(diǎn)跟蹤控制策略,并網(wǎng)控制策略進(jìn)行驗(yàn)證仿真。仿真結(jié)果證明了本文的方案和控制策略的正確性。
標(biāo)簽: 光伏并網(wǎng) 發(fā)電系統(tǒng) 控制策略
上傳時(shí)間: 2013-07-14
上傳用戶(hù):prczsf
無(wú)刷直流電機(jī)具有體積小、重量輕、效率高和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小等優(yōu)點(diǎn),另外它還具有和直流電機(jī)一樣的調(diào)速特性,而沒(méi)有直流電機(jī)復(fù)雜的機(jī)械換相設(shè)備,所以被廣泛應(yīng)用于伺服控制、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等工業(yè)領(lǐng)域,現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的性能提出了更高的要求。因此,研究具有響應(yīng)速度快、調(diào)節(jié)能力強(qiáng)、控制精度高的無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)具有十分重要的意義。 直接轉(zhuǎn)矩控制是一種高性能的電機(jī)控制方法,它已經(jīng)成熟的應(yīng)用在感應(yīng)電機(jī)和永磁同步電機(jī)上,實(shí)現(xiàn)了優(yōu)良的穩(wěn)態(tài)性能和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。本文通過(guò)大量的文獻(xiàn)資料閱讀,對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)及其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展、現(xiàn)狀和趨勢(shì)有了一個(gè)比較全面的理解,在此基礎(chǔ)上,詳細(xì)分析了無(wú)刷直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,并提出了一套相應(yīng)的直接轉(zhuǎn)矩控制方案,建立了仿真和試驗(yàn)平臺(tái),進(jìn)行了仿真分析和實(shí)驗(yàn)研究,獲得了有價(jià)值的研究成果。 本文的主要研究?jī)?nèi)容包括: (1)詳細(xì)分析了無(wú)刷直流電機(jī)的運(yùn)行機(jī)理和數(shù)學(xué)模型,在此基礎(chǔ)上闡述無(wú)刷直流電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的基本控制機(jī)理,包括基于逆變器二二導(dǎo)通模式的空間電壓矢量的定義和針對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)具有非正弦波反電動(dòng)勢(shì)這一特點(diǎn)而推導(dǎo)的轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式等。 (2)提出了一套無(wú)刷直流電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的具體實(shí)施方案,并根據(jù)這套方案建立了基于Simulink(Matlab)的無(wú)刷直流電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的仿真模型,對(duì)所提出的控制方案進(jìn)行了仿真分析。仿真結(jié)果驗(yàn)證了該方案在理論上的可行性。 (3)在理論研究的基礎(chǔ)之上,設(shè)計(jì)研制了一套基于DSP+IPM的無(wú)刷直流電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),編寫(xiě)了控制程序軟件,進(jìn)行了無(wú)刷直流電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果達(dá)到了預(yù)期的要求,證實(shí)了直接轉(zhuǎn)矩控制在改善無(wú)刷直流電機(jī)動(dòng)態(tài)調(diào)速性能上的優(yōu)勢(shì)。 本論文開(kāi)展了繼異步電機(jī)和永磁同步電機(jī)之后對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)直接轉(zhuǎn)矩控制的探索性研究工作。通過(guò)理論分析、計(jì)算機(jī)仿真和實(shí)驗(yàn)得出了一些有意義的經(jīng)驗(yàn)和結(jié)論,為課題的進(jìn)一步深入開(kāi)展奠定了基礎(chǔ)。
標(biāo)簽: 無(wú)刷直流電機(jī) 直接轉(zhuǎn)矩控制
上傳時(shí)間: 2013-07-11
上傳用戶(hù):再見(jiàn)大盤(pán)雞
各類(lèi)交流電源在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中都需要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的帶載測(cè)試,以檢驗(yàn)其電氣性能。傳統(tǒng)使用電阻、電感和電容這類(lèi)無(wú)源元件作為負(fù)載的測(cè)試方法存在參數(shù)調(diào)節(jié)不方便、發(fā)熱量大、耗能等諸多缺點(diǎn)。為克服傳統(tǒng)測(cè)試方法的不足,本文研究了一種帶能量回饋功能的交流電子負(fù)載裝置,采用交直交變換結(jié)構(gòu),由具有公共直流母線的兩級(jí)電壓型PWM整流器組成。通過(guò)控制前級(jí)PWM整流器的輸入功率因數(shù),在其輸入端模擬不同阻抗特性的負(fù)載;后級(jí)PWM整流器工作在并網(wǎng)逆變狀態(tài),將被測(cè)試電源發(fā)出的電能回饋至電網(wǎng)進(jìn)行循環(huán)利用。 交流電子負(fù)載屬于一種測(cè)試設(shè)備,需要實(shí)現(xiàn)用戶(hù)交互、通訊、監(jiān)控等功能,因此采用了以DSP芯片為核心的數(shù)字控制方案。本文首先探討了數(shù)字控制技術(shù)對(duì)變換器性能的影響,重點(diǎn)討論了當(dāng)數(shù)字脈寬調(diào)制器精度不足時(shí)會(huì)引起輸出產(chǎn)生極限環(huán)振蕩的問(wèn)題。分析了極限環(huán)振蕩產(chǎn)生的原因,并以BUCK、BOOST和BUCK-BOOST三種基本變換器的數(shù)字控制器設(shè)計(jì)為例,推導(dǎo)出了為避免極限環(huán)振蕩,數(shù)字脈寬調(diào)制器應(yīng)滿(mǎn)足的最小精度要求。在MATLAB中建立了數(shù)字控制器的仿真模型,設(shè)計(jì)了一臺(tái)數(shù)字控制BUCK變換器實(shí)驗(yàn)樣機(jī),仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了理論分析的正確性。 根據(jù)處理電能方式的不同,交流電子負(fù)載可分為能量消耗型和能量回饋型兩大類(lèi)。本文首先針對(duì)交流電源產(chǎn)品的功能性測(cè)試應(yīng)用場(chǎng)合,提出了一種新的能量消耗型交流電子負(fù)載結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的控制方法。然后重點(diǎn)介紹了能量回饋型交流電子負(fù)載的工作原理及其控制策略。分析了功率電路中主要元件參數(shù)的選取方法。其中,對(duì)工作在任意功率因數(shù)情況下的單相PWM整流器中交流濾波電感的取值作了重點(diǎn)討論。在Saber軟件中建立了系統(tǒng)的仿真模型,設(shè)計(jì)了一臺(tái)以TMS320F2812 DSP芯片為控制核心的能量回饋型交流電子負(fù)載原理樣機(jī),仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了系統(tǒng)方案的可行性和正確性。最后針對(duì)交流電子負(fù)載的并網(wǎng)能量回饋功能,初步分析了一種基于正反饋思想的并網(wǎng)系統(tǒng)孤島檢測(cè)方法,并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。
標(biāo)簽: DSP 控制 交流電子
上傳時(shí)間: 2013-07-29
上傳用戶(hù):zlf19911217
論文于單片機(jī)控制的基步進(jìn)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 摘要: 步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開(kāi)環(huán)控制元件。在非超載的情況下,電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù),而不受負(fù)載變化的影響,即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào),電機(jī)則轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角。這一線性關(guān)系的存在,加上步進(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而無(wú)累積誤差等特點(diǎn)。使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來(lái)控制變的非常的簡(jiǎn)單。步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速一般是改變輸入步進(jìn)電機(jī)的脈沖的頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速,因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)每給一個(gè)脈沖就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度,這樣就可以通過(guò)控制步進(jìn)電機(jī)的一個(gè)脈沖到下一個(gè)脈沖的時(shí)間間隔來(lái)改變脈沖的頻率,延時(shí)的長(zhǎng)短來(lái)具體控制步進(jìn)角來(lái)改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速,從而實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速。在本設(shè)計(jì)方案中采用AT89C51型單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器改變CP脈沖的頻率從而實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速與正反轉(zhuǎn)的功能。
標(biāo)簽: zip 單片機(jī)控制 步進(jìn)電機(jī) 調(diào)速系統(tǒng)
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