MSP430寄存器(精)
上傳時間: 2013-06-14
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本論文主要針對燃料電池電動轎車FCEV(Fuel Cell Electrical Vehicle)用DC/DC變換器主電路拓撲結(jié)構(gòu)及電磁干擾產(chǎn)生與抑制問題進行研究.針對燃料電池偏軟的輸出特性和電動汽車對DC/DC變換器的體積小、重量輕和效率高的要求,本論文分析比較了帶變壓器的隔離式直流變換器和非隔離式直流變換器的主要優(yōu)點和缺點,指出隔離式變換電路不適合于FCEV用DC/DC變換器主電路,非隔離式降壓(Buck)電路是最佳的主電路方案.在此基礎(chǔ)上,分析了非隔離式降壓(Buck)電路的工作原理和特點,運用模擬仿真軟件PSPICE仿真分析了Buck主電路參數(shù),并在分析比較了各種磁性材料特性的基礎(chǔ)上對電感器進行了優(yōu)化設(shè)計.本論文深入討論了DC/DC變換器中構(gòu)成電磁干擾的三個主要因素:電磁干擾源、傳播途徑和敏感設(shè)備.分析了DC/DC變換器主電路中存在的主要干擾源及干擾產(chǎn)生的機理以及干擾傳播途徑,在此基礎(chǔ)上,重點討論了抑制各種干擾的方法及措施(包括傳導干擾抑制與輻射干擾抑制等),并給出了具體方案.本論文還從電磁兼容(EMC)測試的目的、組成等方面出發(fā),對整個EMC測試進行了詳細的分析,提出了基于汽車電子EMC測試標準的DC/DC變換器EMC測試大綱,并對其中的試驗項目、試驗儀器、試驗場地、試驗設(shè)置、所應達到的等級進行了詳細的分析和介紹.
上傳時間: 2013-08-03
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隔離升壓DC-DC變換器在電動汽車、儲能系統(tǒng)、可再生能源發(fā)電以及超導儲能系統(tǒng)等領(lǐng)域有廣闊的應用前景。本文以隔離升壓全橋變換器(Isolated Boost Full Bridge Converter,簡稱IBFBC)為研究對象,針對隔離升壓型變換器的拓撲結(jié)構(gòu)、起動問題、隔離變壓器漏感問題、軟開關(guān)問題和輸入電感磁復位問題等進行了系統(tǒng)深入的研究,解決了這一類拓撲所共有技術(shù)問題。 提出了隔離升壓DC-DC變換器拓撲族,分析比較了各種拓撲的特點,確定了以IBFBC為研究對象。對IBFBC進行了詳細的穩(wěn)態(tài)分析和小信號建模分析,為其分析、設(shè)計和搭建實驗平臺提供了電路理論基礎(chǔ)。 理論上分析了IBFBC起動時存在電流沖擊的原因。提出了二種數(shù)字化軟起動方案,該方案對主電路進行了改造,利用DSP能靈活產(chǎn)生PWM波的特點采用了新的控制策略,成功實現(xiàn)了該系統(tǒng)的軟起動。 理論上分析了IBFBC隔離變壓器漏感引起功率開關(guān)管關(guān)斷電壓尖峰的原因,采用了有源箝位的方法,有效的解決電壓尖峰問題。提出了帶有源箝位IBFBC的九種PWM控制策略,提出了一種控制型軟PWM方法,在不增加主電路元器件的基礎(chǔ)上,通過控制PWM的發(fā)生方法,實現(xiàn)了有源箝位功率開關(guān)管和橋臂功率開關(guān)管的零電壓開通。 從理論上分析了IBFBC輸入電感磁復位問題。在正常停機時提出了一種數(shù)字化軟停止的方法,控制變換器由Boost工作狀態(tài)逐漸過渡到Buck工作狀態(tài),讓輸入電感存儲的能量逐漸釋放掉,最后停止工作。對于故障保護停機,采用了繞組磁復位的方法,把輸入電感設(shè)計成反激式變換器形式,突然停機時,電感中存儲的能量通過反激式繞組釋放到輸出端,這樣保護了變換器不會損壞。 給出了主電路關(guān)鍵器件參數(shù)的設(shè)計方法,設(shè)計了以DSP-TMS320F2407為核心的數(shù)字控制單元,編寫了DSP控制程序和CPLD邏輯處理程序。研制了一臺輸出功率5KW,輸入電壓直流24V,輸出電壓直流300V的IBFBC,通過全面的性能實驗驗證了理論分析和仿真結(jié)果。 本文立足于IBFBC的關(guān)鍵技術(shù)要求,并充分考慮工程應用中的實際因素,進行了理論分析和實驗研究,為實際系統(tǒng)方案設(shè)計提供理論依據(jù),并已經(jīng)在實際應用中得到驗證。
上傳時間: 2013-04-24
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電壓源型PWM逆變器在當前的工業(yè)控制中應用越來越廣泛,在其應用領(lǐng)域中,交流電動機的運動控制是其很重要的組成部分。在PWM逆變器的控制過程中,設(shè)置死區(qū)是為了避免逆變器的同一橋臂的兩個功率開關(guān)器件發(fā)生直通短路。盡管死區(qū)時間很短,然而當開關(guān)頻率很高或輸出電壓很低時,死區(qū)將使逆變器輸出電壓波形發(fā)生很大畸變,進而導致電動機的電流發(fā)生畸變,電機附加損耗增加,轉(zhuǎn)矩脈動加大,最終導致系統(tǒng)的控制性能降低,甚至可能導致系統(tǒng)不穩(wěn)定。為此,需要對逆變器的死區(qū)進行補償。本文針對連續(xù)空間矢量調(diào)制提出了一種改進的減小零電流鉗位和寄生電容影響的死區(qū)效應補償方法;針對斷續(xù)空間矢量調(diào)制提出了通過改變空間矢量作用時間,來改變驅(qū)動信號脈沖寬度的補償方法,并對這兩種方法進行了理論分析和仿真研究。 本文首先詳細分析了死區(qū)時間對逆變器輸出電壓和電流的影響,以及功率開關(guān)器件寄生電容對輸出電壓的影響。其次對已提出的減小零電流鉗位和寄生電容影響的死區(qū)效應補償方法進行了理論分析,該方法先計算出補償電壓,再對由零電流鉗位現(xiàn)象引起的補償電壓極性錯誤進行校正,極性校正的參考量為d軸補償電壓的幅值,然而補償電壓的大小隨電流的變化而變化,因此該方法存在電壓極性校正時參考量為變化量的缺點,而且該方法只適用于id=0的控制方式,適用性較差。針對這些問題,本文提出了改進的減小零電流鉗位和寄生電容影響的補償方法,改進后的方法是先對由零電流鉗位現(xiàn)象引起的電流極性錯誤進行校正,然后再計算補償電壓的大小,電流極性校正時的參考量為三相電流極性函數(shù)轉(zhuǎn)化到γ-坐標系的函數(shù)sγ的幅值,sγ的幅值與補償電壓大小無關(guān)為恒定值,而且適用于任何控制方式,適應性強。再次把改進的減小零電流鉗位和寄生電容影響的死區(qū)效應補償方法應用到PMSM矢量控制系統(tǒng)中,采用MATLAB和Pspice兩種方法進行了仿真研究,仿真結(jié)果驗證了補償方法的有效性。對兩種仿真結(jié)果的對比分析,表明PSpice模型能更好的模擬逆變器的非線性特性。 最后,文章分析了連續(xù)空間矢量調(diào)制和斷續(xù)空間矢量調(diào)制的輸出波形的區(qū)別和死區(qū)對兩種波形影響的不同。針對DSP芯片TMS320LF2407A硬件產(chǎn)生的斷續(xù)SVPWM波,提出了根據(jù)電壓矢量和電流矢量的相位關(guān)系,通過改變空間矢量作用時間,來改變驅(qū)動信號脈沖寬度,對其進行死區(qū)補償?shù)姆椒ā=o出了基本空間矢量作用時間調(diào)整的實現(xiàn)方法,并建立了MATLAB仿真模型,進行仿真研究,仿真結(jié)果驗證了補償方法的正確性和有效性。
上傳時間: 2013-06-04
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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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電子式互感器與傳統(tǒng)電磁式互感器相比,在帶寬、絕緣和成本等方面具有優(yōu)勢,因而代表了高電壓等級電力系統(tǒng)中電流和電壓測量的一種極具吸引力的發(fā)展方向。隨著信息技術(shù)的發(fā)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(shù)被引入到電子式互感器設(shè)計中,以提高其工作可靠性,降低運行總成本,減小對生態(tài)環(huán)境的壓力。本文圍繞電子式互感器實用化中的關(guān)鍵技術(shù)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(shù)據(jù)融合算法、數(shù)字接口、組合式電源、低功耗技術(shù)和自監(jiān)測功能的實現(xiàn)等。 目前電子式電流互感器(ECT)大多數(shù)采用單傳感器開環(huán)結(jié)構(gòu),對每個環(huán)節(jié)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(shù)字積分器,在此基礎(chǔ)上設(shè)計了一種基于LPCT和PCB空心線圈的組合結(jié)構(gòu)的新型電流傳感器。該結(jié)構(gòu)具有并聯(lián)的特點,結(jié)合了這兩種互感器的優(yōu)點,采用數(shù)據(jù)融合算法來處理兩路信號,實現(xiàn)高精度測量和提高系統(tǒng)可靠性,并探索出辨別LPET飽和的新方法。試驗和仿真結(jié)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(guān)于測量(幅值誤差)、保護(復合誤差)和暫態(tài)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(jié)構(gòu)和輸出信號等方面與傳統(tǒng)的電壓互感器有很大不同,本文設(shè)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(jié)果表明,設(shè)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(guān)鍵技術(shù)之一是內(nèi)部的數(shù)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(shè)計了一種實用化的數(shù)字系統(tǒng)。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(shù)據(jù)融合算法的LPCT和PCB空心線圈的組合結(jié)構(gòu)。本文首先解決了互感器間的同步與傳感器間的內(nèi)部同步問題,進而依照IEC61850-9-1標準,實現(xiàn)了組合型電子式互感器的100M以太網(wǎng)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(cè)的電源問題是關(guān)鍵技術(shù)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(cè)母線電流中獲取電能。在取電CT和整流橋之間設(shè)計一個串聯(lián)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(wěn)定電壓和保護后續(xù)電路的作用。激光電源方案以先進的光電轉(zhuǎn)換器、半導體激光二極管和光纖為基礎(chǔ),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(wěn)定性的情況下,數(shù)據(jù)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(jié)合使用的組合電源,并設(shè)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(qū)問題,延長了激光器的使用壽命。作為綜合應用實例,設(shè)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(shù)的高壓電子式電流互感器。互感器高壓側(cè)的一次轉(zhuǎn)換器能夠提供兩路傳感器數(shù)據(jù)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(nèi)保證了極高的測量精度:互感器低電位端的二次轉(zhuǎn)換器具有數(shù)字和模擬接口,可以接收數(shù)據(jù)并發(fā)送命令來控制一次轉(zhuǎn)換器,包括同步和校正命令在內(nèi)的數(shù)據(jù)信號可以通過同一根供能光纖傳送到一次轉(zhuǎn)換器。該互感器具有在線監(jiān)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(tǒng)測試表明:具有低功耗光纖發(fā)射驅(qū)動電路的一次轉(zhuǎn)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(tǒng)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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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 及其應用
上傳時間: 2013-04-24
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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——滑模控制策略。滑模控制策略是目前動態(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。 本文首先介紹了滑模控制相關(guān)知識,推導了其應用于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。快速響應特性
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)計預期目標。
上傳時間: 2013-06-23
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