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(shì),因而代表了高電壓等級(jí)電力系統(tǒng)中電流和電壓測(cè)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(chǎng)中競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制的形成,電子式互感器成為人們研究的熱點(diǎn);越來越多的新技術(shù)被引入到電子式互感器設(shè)計(jì)中,以提高其工作可靠性,降低運(yùn)行總成本,減小對(duì)生態(tài)環(huán)境的壓力。本文圍繞電子式互感器實(shí)用化中的關(guān)鍵技術(shù)而展開理論與實(shí)驗(yàn)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(cè)功能的實(shí)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(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)的精度和可靠性的要求都很高,嚴(yán)重制約了ECT整體性能的提高,影響其實(shí)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(jì)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(diǎn),結(jié)合了這兩種互感器的優(yōu)點(diǎn),采用數(shù)據(jù)融合算法來處理兩路信號(hào),實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)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(yàn)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(cè)量范圍,達(dá)到IEC 60044-8標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于測(cè)量(幅值誤差)、保護(hù)(復(fù)合誤差)和暫態(tài)響應(yīng)(峰值)的準(zhǔn)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(hào)等方面與傳統(tǒng)的電壓互感器有很大不同,本文設(shè)計(jì)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(yàn)研究與計(jì)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(cè)試結(jié)果表明,設(shè)計(jì)的10kV精密電阻分壓器的準(zhǔn)確度滿足IEC 60044-7標(biāo)準(zhǔn)要求,可達(dá)0.2級(jí)。 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(biāo)準(zhǔn)化接口,本文以10kV組合型電子式互感器為對(duì)象設(shè)計(jì)了一種實(shí)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(jìn)而依照IEC61850-9-1標(biāo)準(zhǔn),實(shí)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(jí)的應(yīng)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(gè)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(jì)一個(gè)串聯(lián)電感,大大降低了施加在整流橋上的的感應(yīng)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(hù)后續(xù)電路的作用。激光電源方案以先進(jìn)的光電轉(zhuǎn)換器、半導(dǎo)體激光二極管和光纖為基礎(chǔ),單獨(dú)一根上行光纖同時(shí)完成供能和控制信號(hào)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(hào)通過在能量變換電路中增加一個(gè)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(jì)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(yīng)用實(shí)例,設(shè)計(jì)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(bǔ)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(cè)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(hào)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(cè)功能,這種預(yù)防性維護(hù)和自檢測(cè)功能夠提示維護(hù)或提出警告,提高了可靠性。系統(tǒng)測(cè)試表明:具有低功耗光纖發(fā)射驅(qū)動(dòng)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(dá)到200kb/s,下行光纖中更是高達(dá)2Mb/s;系統(tǒng)準(zhǔn)確度同時(shí)滿足IEC6044-8標(biāo)準(zhǔn)對(duì)0.2S級(jí)測(cè)量和5TPE級(jí)保護(hù)電子式互感器的要求。
標(biāo)簽: 電子式互感器 關(guān)鍵技術(shù)
上傳時(shí)間: 2013-06-09
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多電平逆變器中每個(gè)功率器件承受的電壓相對(duì)較低,因此可以用低耐壓功率器件實(shí)現(xiàn)高壓大容量逆變器,且采用多電平變換技術(shù)可以顯著提高逆變器輸出電壓的質(zhì)量指標(biāo)。因此,隨著功率器件的不斷發(fā)展,采用多電平變換技術(shù)將成為實(shí)現(xiàn)高壓大容量逆變器的重要途徑和方法。本文選取其中一種極具優(yōu)勢(shì)的多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一級(jí)聯(lián)多電平變頻器作為研究對(duì)象,完成了其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、控制策略及測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 @@ 首先,對(duì)多電平變頻器的研究意義,國內(nèi)外現(xiàn)狀進(jìn)行了分析,比較了三種成熟拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn),得出了級(jí)聯(lián)型多電平變頻器的優(yōu)點(diǎn),從而將其作為研究對(duì)象。對(duì)比分析了四種調(diào)制策略,確定載波移相二重化的調(diào)制方法和恒壓頻比的控制策略,進(jìn)行數(shù)學(xué)分析和理論仿真,得出了選擇的正確性及可行性。并指出了級(jí)聯(lián)單元個(gè)數(shù)與載波移相角的關(guān)系和調(diào)制比對(duì)輸出電壓的影響;完成了級(jí)聯(lián)變頻器數(shù)學(xué)模型的建立和死區(qū)效應(yīng)的分析。 @@ 其次,完成了相關(guān)硬件的設(shè)計(jì),包括DSP、CPLD、IPM的選型,系統(tǒng)電源的設(shè)計(jì)、檢測(cè)(轉(zhuǎn)速、電流、電壓、故障)電路的設(shè)計(jì)、通信電路的設(shè)計(jì)等。用Labwindows/CVI實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)界面的編寫,實(shí)現(xiàn)了開關(guān)機(jī)、設(shè)定轉(zhuǎn)速、通信配置、電壓電流轉(zhuǎn)速檢測(cè)、電流軟件濾波、諧波分析。編寫了下位機(jī)DSP的串口通信、AD轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)速檢測(cè)(QEP)以及部分控制程序。 @@ 最后,在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上完成硬件和軟件的調(diào)試,成功的實(shí)現(xiàn)了變頻器載波移相SPWM的多電平輸出,并驅(qū)動(dòng)異步電機(jī)進(jìn)行了空載變頻試驗(yàn),測(cè)控界面能準(zhǔn)確的與下位機(jī)進(jìn)行通信,快捷的給定各種控制命令,并能實(shí)時(shí)的顯示變頻器的輸出頻率、輸出電壓和輸出電流,為實(shí)驗(yàn)調(diào)試增加了方便性,提高了工作效率。 @@關(guān)鍵詞:級(jí)聯(lián)多電平逆變器;載波移相;IPM;DSP;Labwindows/CVI;測(cè)控界面
標(biāo)簽: 級(jí)聯(lián) 電平變頻器 測(cè)控系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是當(dāng)前自動(dòng)化技術(shù)中的一個(gè)熱點(diǎn),但目前國際上常用的多種現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議均由世界級(jí)廠商提出和壟斷。CAN總線是公認(rèn)的最具發(fā)展前景的現(xiàn)場(chǎng)總線之一,其應(yīng)用層協(xié)議有國外公司的CANopen和DeviceNet,由廣州致遠(yuǎn)電子推出的現(xiàn)場(chǎng)總線iCAN協(xié)議以其簡(jiǎn)潔方便的特點(diǎn)受到廣泛關(guān)注,尤其得到國內(nèi)用戶的積極相應(yīng)。為了在高校的現(xiàn)場(chǎng)總線教學(xué)中推廣具有我們國家自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用,需要為學(xué)生提供一套功能完善、綜合性強(qiáng)的基于iCAN協(xié)議現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室教學(xué)系統(tǒng)。本課題正是針對(duì)這一問題而構(gòu)建基于現(xiàn)場(chǎng)總線iCAN協(xié)議的綜合測(cè)試系統(tǒng),力求使學(xué)生通過該系統(tǒng)的學(xué)習(xí)掌握現(xiàn)場(chǎng)總線iCAN協(xié)議相關(guān)知識(shí),為將來快速進(jìn)入相關(guān)工作崗位打下基礎(chǔ)。 本文首先介紹基于現(xiàn)場(chǎng)總線iCAN協(xié)議綜合測(cè)試系統(tǒng)的研究背景、目的及其意義,詳細(xì)介紹了現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)和CAN總線的相關(guān)知識(shí),對(duì)iCAN協(xié)議進(jìn)行了詳細(xì)的介紹和分析。所設(shè)計(jì)的基于現(xiàn)場(chǎng)總線iCAN協(xié)議的綜合測(cè)試系統(tǒng)由基本系統(tǒng)和擴(kuò)展系統(tǒng)兩部分構(gòu)成。基本測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)面向基本的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備,利用廣州致遠(yuǎn)的iCAN系列功能模塊構(gòu)成;擴(kuò)展系統(tǒng)設(shè)計(jì)面向測(cè)試系統(tǒng)的綜合性設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)iCAN網(wǎng)絡(luò)與其它控制網(wǎng)絡(luò)如PLC網(wǎng)絡(luò)的互連,并通過CANET-100轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)iCAN總線與上位PC機(jī)的通信。測(cè)試系統(tǒng)的上位監(jiān)控界面設(shè)計(jì)采用工業(yè)組態(tài)軟件MCGS完成,MCGS與總線的數(shù)據(jù)交互采用OPC方式實(shí)現(xiàn)。通過OPC實(shí)現(xiàn)iCAN網(wǎng)絡(luò)與MCGS間的數(shù)據(jù)傳輸。在完成基于現(xiàn)場(chǎng)總線iCAN協(xié)議綜合測(cè)試系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,本文還進(jìn)一步討論了如何采用基于DSPTMS320LF2407A主控芯片設(shè)計(jì)iCAN綜合數(shù)據(jù)采集卡,敘述了其整體設(shè)計(jì)思想, 給出了具體的硬件和軟件設(shè)計(jì)以及如何實(shí)現(xiàn)對(duì)iCAN協(xié)議的解析。本文的最后通過設(shè)計(jì)三個(gè)實(shí)際的實(shí)驗(yàn)例子,進(jìn)一步展示了系統(tǒng)的構(gòu)成和功能。 綜上所述,該測(cè)試系統(tǒng)由基本測(cè)試系統(tǒng)和綜合測(cè)試系統(tǒng)構(gòu)成,并提供iCAN綜合數(shù)據(jù)采集卡的設(shè)計(jì)方法和三個(gè)實(shí)驗(yàn)例程,可為學(xué)生提供分層學(xué)習(xí)、綜合學(xué)習(xí)以及設(shè)計(jì)開發(fā)平臺(tái),實(shí)踐證明該系統(tǒng)具有良好的新穎性和實(shí)用性。本課題研究的測(cè)試系統(tǒng)模式同樣適用于其它工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線測(cè)試系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞:CAN總線,iCAN協(xié)議,DSP,PLC,組態(tài)軟件
標(biāo)簽: iCAN 現(xiàn)場(chǎng)總線 協(xié)議
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混合動(dòng)力汽車采用內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)作為動(dòng)力源,成為解決排污和能源問題最具現(xiàn)實(shí)意義的途徑之一,集成一體化起動(dòng)/發(fā)電機(jī)(ISG)技術(shù)是當(dāng)前國際公認(rèn)的未來汽車的先進(jìn)技術(shù)之一,也是當(dāng)代汽車發(fā)展的重要方向。論文以ISG型混合動(dòng)力汽車為研究對(duì)象,進(jìn)行了混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和動(dòng)力總成控制系統(tǒng)等方面的研究。 本文系統(tǒng)地分析了串聯(lián)式、并聯(lián)式以及混聯(lián)式混和動(dòng)力汽車動(dòng)力總成構(gòu)型的優(yōu)缺點(diǎn),介紹了ISG型混合動(dòng)力汽車結(jié)構(gòu)及主要特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,首先通過對(duì)各總成選型分析,選擇了發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)、電池等部件,接著根據(jù)性能指標(biāo),確定了發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)、電池等部件參數(shù)匹配。 動(dòng)力總成控制系統(tǒng)作為HEV控制系統(tǒng)的關(guān)鍵,主要負(fù)責(zé)對(duì)行駛需求功率的合理分配,保證HEV高效運(yùn)行,使發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗和排放達(dá)到最優(yōu)。動(dòng)力總成控制系統(tǒng)的硬件采用了TMS320F2812芯片,由于它功能強(qiáng)大,I/O資源豐富,并且支持廣泛用于汽車電控的CAN通訊,因此,非常適合于混合動(dòng)力汽車的實(shí)時(shí)控制。本文研究了動(dòng)力總成控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu),以TMS320F2812型DSP為核心,組建了混合動(dòng)力總成控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)。在充分利用DSP內(nèi)部模塊的基礎(chǔ)上對(duì)它的外部總線進(jìn)行擴(kuò)展。并設(shè)計(jì)了電源模塊、A/O模塊、IO模塊、CAN總線模塊和串口通訊模塊。在模塊化設(shè)計(jì)方式基礎(chǔ)上建立了混合動(dòng)力控制策略的軟件設(shè)計(jì)。 為了證明設(shè)計(jì)方案的可行性和DSP總成控制系統(tǒng)的控制性能,在MATIAB/Simulink環(huán)境下,以hdvisor為仿真平臺(tái),依據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、控制策略,對(duì)相關(guān)模塊進(jìn)行修改,建立了ISG型混合動(dòng)力汽車整車的仿真模型。利用建立的模型,在Advisor仿真軟件中輸人仿真參數(shù),設(shè)置仿真性能,汽車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性以及一些重要性能曲線的仿真結(jié)果。與同樣參數(shù)設(shè)置的傳統(tǒng)燃油汽車仿真結(jié)果進(jìn)行比較表明,油耗和排放都得到了很好的降低。
標(biāo)簽: 混合動(dòng)力 汽車驅(qū)動(dòng) 控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-07-08
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太陽能資源具有可持續(xù)發(fā)展和綠色能源兩大優(yōu)勢(shì),太陽能發(fā)電作為一種太陽能資源的利用方式正逐漸受到各國重視,其中,光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)最具理論意義和實(shí)用價(jià)值。并網(wǎng)逆變器是光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),其硬件研制和控制算法研究是光伏并網(wǎng)領(lǐng)域的熱點(diǎn)課題。本論文在充分研究近年來光伏發(fā)電領(lǐng)域重要研究成果的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一個(gè)5kW的三相光伏并網(wǎng)逆變器,并在硬件設(shè)計(jì)、控制算法研究和仿真方面進(jìn)行了深入探討。 該三相光伏并網(wǎng)逆變器由前級(jí)的DC-DC直流變換電路和后級(jí)的DC-AC三相并網(wǎng)逆變電路組成。其中,DC-DC電路采用多支路并聯(lián)結(jié)構(gòu),各支路均采用獨(dú)立的最大功率點(diǎn)跟蹤控制,解決了各支路間功率不匹配問題,可應(yīng)用于光伏與建筑一體化系統(tǒng)中;DC-AC電路采用三相PWM整流器電路結(jié)構(gòu)和空間電壓矢量控制方法,提高了直流電壓利用率,減小了注入電網(wǎng)的諧波。本文在分析三相光伏并網(wǎng)逆變器電路工作原理和控制算法的基礎(chǔ)上,采用計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證了控制算法的可行性,并討論了在不同電壓范圍內(nèi),三相光伏并網(wǎng)逆變器的工作特點(diǎn)及相應(yīng)控制算法。 本文從檢測(cè)與保護(hù)電路設(shè)計(jì),電源電路設(shè)計(jì),主電路參數(shù)選擇等方面討論了該逆變器的硬件設(shè)計(jì)方法,并進(jìn)行仿真、調(diào)試,驗(yàn)證了模擬電路設(shè)計(jì)的正確性,為類似結(jié)構(gòu)的光伏并網(wǎng)逆變器提供了硬件設(shè)計(jì)參考。
標(biāo)簽: 5kW 光伏并網(wǎng) 逆變器
上傳時(shí)間: 2013-05-18
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斷路器是電力系統(tǒng)中重要的控制和保護(hù)設(shè)備,對(duì)維護(hù)電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定和可靠運(yùn)行起著重要的作用。如何使斷路器高度智能化,并且更安全和可靠,是電力系統(tǒng)保護(hù)的發(fā)展要求,也是本論文研究的目的。 本文在深入研究了智能斷路器國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r的基礎(chǔ)上,精心設(shè)計(jì)了以數(shù)字信號(hào)處理器DSP和復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD為核心的系統(tǒng)硬件。DSP是智能斷路器測(cè)控單元的核心器件,它實(shí)現(xiàn)斷路器的各種保護(hù)、報(bào)警、顯示與控制功能。CPLD完成狀態(tài)量的監(jiān)測(cè),以及各種邏輯信號(hào)的輸出。兩種器件相互配合使得斷路器系統(tǒng)更加智能化。研究了斷路器測(cè)控單元的測(cè)量原理及保護(hù)算法,并進(jìn)行了具體的硬件和軟件模塊的設(shè)計(jì),旨在實(shí)現(xiàn)斷路器的智能保護(hù)、遠(yuǎn)程控制和集中管理。本設(shè)計(jì)以TI公司的DSP芯片TMS320LF2407為核心。硬件設(shè)計(jì)主要包括信號(hào)調(diào)理模塊設(shè)計(jì)、信號(hào)采樣模塊設(shè)計(jì)、保護(hù)執(zhí)行模塊設(shè)計(jì)、CPLD模塊設(shè)計(jì)和輸入輸出模塊設(shè)計(jì)。并且利用TMS320LF2407本身具有的CAN2.0模塊,通過CAN總線實(shí)現(xiàn)斷路器和上位機(jī)的通信,實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙調(diào)、遙控、遙信等“四遙”功能。軟件采用模塊化設(shè)計(jì),每一個(gè)模塊相對(duì)獨(dú)立,完成某個(gè)特定功能,便于維護(hù)和添加新功能,并且調(diào)試靈活方便。文中給出了主程序及各個(gè)子程序的流程圖,其中子程序有數(shù)據(jù)采集子程序、FFT計(jì)算子程序、液晶顯示子程序、短路瞬時(shí)保護(hù)子程序、過載長延時(shí)保護(hù)子程序、接地故障保護(hù)子程序和短路短延時(shí)保護(hù)子程序等。并且設(shè)計(jì)中充分考慮了斷路器工作環(huán)境的惡劣性,分析了各種干擾的來源,并針對(duì)各種干擾采取了對(duì)應(yīng)的軟件和硬件的抗干擾措施。最后,為了驗(yàn)證全波傅氏算法能否滿足電網(wǎng)數(shù)據(jù)處理精度的要求,利用MATLAB搭建仿真平臺(tái),對(duì)其進(jìn)行了仿真。結(jié)果表明全波傅氏算法能達(dá)到系統(tǒng)的要求。
標(biāo)簽: 智能斷路器 關(guān)鍵技術(shù)
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隨著煤炭、石油和天然氣等化石燃料迅速消耗,以及由此帶來的能源危機(jī)與環(huán)境污染日益加劇,近年來世界各國都在積極尋找和開發(fā)新的、清潔、安全可靠的可再生能源。太陽能具有取之不盡、用之不竭和清潔安全等特點(diǎn),是理想的可再生能源。20世紀(jì)70年代后,太陽能光伏發(fā)電在世界范圍內(nèi)受到高度重視并取得了長足進(jìn)展。太陽能光伏發(fā)電技術(shù)作為太陽能利用的一個(gè)重要組成部分,并被認(rèn)為是二十一世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ囊环N發(fā)電方式。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究對(duì)于緩解能源危機(jī)、減少環(huán)境污染以及減小溫室效應(yīng)具有重要的意義。 由于太陽能電池陣列是光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件和能源供給部分,因此在光伏發(fā)電系統(tǒng)仿真模型的研究中,太陽電池陣列仿真模型的研究至關(guān)重要。本文根據(jù)硅太陽電池的工程用數(shù)學(xué)模型建立了太陽能電池陣列的MATLAB仿真模型,分析了太陽輻射強(qiáng)度和溫度對(duì)太陽電池陣列仿真模型精度的影響,提出了在不同太陽輻射強(qiáng)度時(shí)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算公式,并將仿真結(jié)果與實(shí)際太陽電池陣列的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了比較。 基于太陽能電池陣列的仿真模型,本文建立了太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤MATLAB仿真模型,并對(duì)兩種常用最大功率點(diǎn)跟蹤方法進(jìn)行了仿真比較研究,驗(yàn)證了理論分析的正確性。 本文針對(duì)目前應(yīng)用廣泛的太陽能獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了研究,對(duì)系統(tǒng)中常用的DC/DC變換器拓?fù)浼捌鋬?yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié),并研究了一種新的帶有雙向變換器的太陽能獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng),對(duì)其主電路參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì),完成了基于TMS320F2812 DSP控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。
標(biāo)簽: DSP 太陽能 光伏發(fā)電系統(tǒng)
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隨著通信技術(shù)的發(fā)展,視頻傳輸系統(tǒng)因具有方便、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確等特點(diǎn)已成為現(xiàn)代工業(yè)管理、安全防范、城市交通中必不可少的重要部分。而光纖傳輸以大容量、保密性能好、抗干擾能力強(qiáng)、傳輸距離等優(yōu)點(diǎn)越來越受人們的關(guān)注。本論文以FPGA為核心芯片,結(jié)合數(shù)字化技術(shù)和時(shí)分復(fù)用技術(shù),提出了一種無壓縮多路數(shù)字視頻光纖傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,并詳細(xì)分析方案的設(shè)計(jì)過程。 系統(tǒng)分A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換和FPGA數(shù)據(jù)處理三大模塊化進(jìn)行設(shè)計(jì),F(xiàn)PGA數(shù)據(jù)處理模塊實(shí)現(xiàn)了程序的配置下載、IO口的控制功能、各時(shí)鐘分頻、鎖相功能和多路數(shù)字信號(hào)的復(fù)接解復(fù)接仿真,同時(shí)完成了視頻信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)字視頻信號(hào)的D/A轉(zhuǎn)換功能,最終實(shí)現(xiàn)了八路視頻信號(hào)在一根光纖上實(shí)時(shí)傳輸?shù)墓δ堋=邮找曨l圖像輪廓清晰、沒有不規(guī)則的閃爍、沒有波浪狀等條紋或橫條出現(xiàn),基本滿足視頻監(jiān)控系統(tǒng)的圖像質(zhì)量指標(biāo)要求。各路視頻信號(hào)的輸入輸出電接口、阻抗和收發(fā)光接口均符合國家標(biāo)準(zhǔn),系統(tǒng)具高集成度、靈活性等特點(diǎn),能廣泛應(yīng)用于各場(chǎng)合的視頻監(jiān)控系統(tǒng)和安全防范系統(tǒng)中。 關(guān)鍵詞:FPGA,光纖傳輸,視頻信號(hào)
標(biāo)簽: FPGA 多路 光纖傳輸系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-06-05
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可重構(gòu)計(jì)算技術(shù)兼具通用處理器(General-Purpose Processor,GPP)和專用集成電路(Application Specific Integr—ated Circuits,ASIC)的特點(diǎn),既可以提供硬件高速的特性,又具有軟件可以重新配置的特性。而動(dòng)態(tài)部分可重構(gòu)技術(shù)是可重構(gòu)計(jì)算技術(shù)的最新進(jìn)展之一。該技術(shù)的要點(diǎn)就是在系統(tǒng)正常工作的情況下,修改部分模塊的功能,而系統(tǒng)其它模塊能夠照常運(yùn)行,這樣既節(jié)約硬件資源,又增強(qiáng)了系統(tǒng)靈活性。 可重構(gòu)SoC既可以在處理器上進(jìn)行編程又可以改變FPGA內(nèi)部的硬件結(jié)構(gòu),這使得SoC系統(tǒng)既具有處理器善于控制和運(yùn)算的特點(diǎn),又具FPGA靈活的重構(gòu)特點(diǎn);由于處理器和FPGA硬件是在同一塊硅片上,使得它們之間的通信寬帶大大提高,這種平臺(tái)很適合于容錯(cuò)算法的實(shí)現(xiàn)。 本文基于863計(jì)劃項(xiàng)目;動(dòng)態(tài)重構(gòu)計(jì)算機(jī)的可信實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù),重點(diǎn)研究應(yīng)用于惡劣環(huán)境中FPGA自我容錯(cuò)的體系結(jié)構(gòu),提出了一套完整的SoC系統(tǒng)的容錯(cuò)設(shè)計(jì)方案,并研究其實(shí)現(xiàn)技術(shù),設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的硬件平臺(tái)和軟件算法,并驗(yàn)證成功。 論文取得了如下的創(chuàng)新性研究成果: 1、設(shè)計(jì)了實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)重構(gòu)技術(shù)的硬件平臺(tái),包括高性能的FPGA(內(nèi)含入式處理器PowcrPC)、PROM、SRAM、FLASH、串口通信等硬件模塊。 2、說明了動(dòng)態(tài)重構(gòu)技術(shù)的設(shè)計(jì)規(guī)范和設(shè)計(jì)流程,實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)重構(gòu)技術(shù)。 3、提出了一種基于動(dòng)態(tài)重構(gòu)實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)的方法,不需要外部處理器干預(yù),由嵌入式處理器負(fù)責(zé)管理整個(gè)過程。 4、設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了嵌入式處理器運(yùn)行時(shí)需要的軟件,主要有兩個(gè)功能,首先是從CF卡中讀入重構(gòu)所需的配置文件,并將配置文件寫進(jìn)FPGA內(nèi)部的配置存儲(chǔ)器中,改變FPGA內(nèi)部的功能。其次,是實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)技術(shù)的算法。
標(biāo)簽: FPGA 動(dòng)態(tài) 容錯(cuò)技術(shù)
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隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)的進(jìn)一步結(jié)合和發(fā)展,可編程邏輯技術(shù)已成為當(dāng)前電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域中最具活力和發(fā)展前途的技術(shù)。通過采用FPGA/EDA技術(shù),對(duì)通信卡的PCI接口、E1接口、外部邏輯電路進(jìn)行集成,并利用目前通用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)字信息處理能力,可大大簡(jiǎn)化CTI硬件的設(shè)計(jì),降低制造成本,提高系統(tǒng)可靠性。 據(jù)此,本論文提出了基于FPGA/EDA技術(shù)的PCI-E1接口設(shè)計(jì)方法,文中對(duì)PCI總線接口、E1接口及兩接口的互連等相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了深入分析,對(duì)各功能模塊和系統(tǒng)進(jìn)行了VHDL建模與仿真。 同時(shí),論文還介紹了基于ALTERACyclone系列FPGA芯片的PCI-E1接口硬件平臺(tái)的設(shè)計(jì)原理和基于DriverWorks的WDM驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)方法。 本論文涉及的軟件、硬件系統(tǒng)已經(jīng)開發(fā)、調(diào)試完成。測(cè)試結(jié)果表明:1、論文所研究的PCI接口(主/從設(shè)備)在進(jìn)行配置讀/寫、I/O讀寫、存儲(chǔ)器讀寫及總線的猝發(fā)數(shù)據(jù)傳送等操作中,各項(xiàng)性能符合PCI2.3規(guī)范的要求。 2、論文所研究的E1接口支持成幀和不成幀兩種傳輸方式:在成幀模式下,信息的有效傳送速率為31×64Kbit/s;在不成幀的模式下,信息的有效傳送速率為2.048Mbit/s。E1輸出口各項(xiàng)參數(shù)符合CCITT相關(guān)規(guī)范要求。 3、論文所研究的PCI-E1接口在與現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備、模塊的對(duì)接測(cè)試中,性能穩(wěn)定。基于本論文的產(chǎn)品已經(jīng)正式發(fā)布。國內(nèi)部分廠家已對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行了多方面的綜合測(cè)試,并計(jì)劃將其應(yīng)用到實(shí)際的生產(chǎn)和研究中。 本論文對(duì)于CTI硬件的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)嘗試和革新。測(cè)試和應(yīng)用證明該方法行之有效,符合設(shè)計(jì)目標(biāo),具有較廣闊的應(yīng)用前景。
標(biāo)簽: PCIE1 FPGA 接口設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間: 2013-06-02
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