低壓電器電弧運(yùn)動(dòng)過(guò)程三維成像理論及運(yùn)動(dòng)機(jī)理研究在國(guó)內(nèi)外取得了一定的進(jìn)展，但作為一種新型電弧研究方法，特別是對(duì)電弧運(yùn)動(dòng)可視化方面的研究尚處于起步階段，其技術(shù)涉及到電器學(xué)、數(shù)值計(jì)算、圖像處理、計(jì)算機(jī)科學(xué)等眾多學(xué)科領(lǐng)域，加之電弧復(fù)雜的非線(xiàn)性特性及其瞬時(shí)特性，導(dǎo)致測(cè)量研究的困難，在電弧機(jī)理、性能分析和模型設(shè)計(jì)等方面都還不夠成熟、完善。所以，在電弧模型理論研究、電器電磁機(jī)構(gòu)的三維有限元分析、電器的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、電弧動(dòng)態(tài)特性研究等方面，存在大量的工作要做。對(duì)這些問(wèn)題的深入研究，可以更好地認(rèn)識(shí)電器觸頭在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中極其復(fù)雜的電、熱、磁、機(jī)械等一系列現(xiàn)象。 為了從不同角度觀(guān)察分析電弧在滅弧室中的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)過(guò)程，本文在研究開(kāi)關(guān)電器電弧圖像增強(qiáng)及運(yùn)動(dòng)過(guò)程三維可視化的基礎(chǔ)上，分析電弧形成機(jī)理、電弧特性和運(yùn)動(dòng)形態(tài)的基本理論，進(jìn)一步考慮其模型特性和電弧等離子體磁壓縮效應(yīng)，建立其運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型。電弧圖像需要的處理主要有：圖像數(shù)字化、圖像平滑、圖像分割、圖像邊緣檢測(cè)、圖像增強(qiáng)。本文提出一種基于小波變換的圖像增強(qiáng)和直方圖的圖像增強(qiáng)算法，在保留電弧弧柱強(qiáng)特征的同時(shí)，突出顯示電器動(dòng)觸頭圖像特征使增強(qiáng)后的電弧圖像適合人類(lèi)的視覺(jué)特征，為電弧動(dòng)態(tài)過(guò)程分析和電弧可視化模型的構(gòu)建提供有效的分析基礎(chǔ)，并取得良好的電弧圖像增強(qiáng)效果。本文構(gòu)造了基于比色測(cè)溫原理的電弧輻射拾取、圖像采集、同步控制、數(shù)據(jù)處理等硬件裝置，對(duì)試驗(yàn)采集裝置進(jìn)行了標(biāo)定；將醫(yī)學(xué)上成功應(yīng)用的計(jì)算機(jī)層析成像理論，應(yīng)用于對(duì)電弧進(jìn)行三維溫度場(chǎng)重建的研究，構(gòu)造可單面陣CCD采集三組六路投影輻射強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)裝置，通過(guò)對(duì)觸頭邊緣檢測(cè)的手段精確定位于不同光路中電弧的位置，對(duì)輻射拾取光路進(jìn)行校準(zhǔn)，編制了系統(tǒng)軟件，實(shí)現(xiàn)電弧三維溫度場(chǎng)的重建。研究數(shù)學(xué)模擬計(jì)算方法，提出了適合低壓電器電弧數(shù)學(xué)模型計(jì)算的方法。用計(jì)算機(jī)求解獲得以前依靠實(shí)驗(yàn)才能獲得的開(kāi)斷波形及運(yùn)動(dòng)過(guò)程，將理論分析、試驗(yàn)研究和計(jì)算機(jī)仿真有機(jī)結(jié)合起來(lái)，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)更加科學(xué)和準(zhǔn)確，可以大大減少設(shè)計(jì)周期，減少試驗(yàn)的盲目性和費(fèi)用，有利于提高電器產(chǎn)品的技術(shù)性能，對(duì)于新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，優(yōu)化滅弧室設(shè)計(jì)及模擬實(shí)驗(yàn)，具有十分重要的意義。
標(biāo)簽： 低壓電器 仿真研究 開(kāi)關(guān)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)字圖像處理技術(shù)正在各個(gè)行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，而FPGA技術(shù)的不斷成熟改變了通常采用并行計(jì)算機(jī)或數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、專(zhuān)用集成電路(ASIC)等作為嵌入式處理器的慣例。可編程邏輯器件(FPGA)憑借其較低的開(kāi)發(fā)成本、較高的并行處理速度、較大的靈活性及其較短的開(kāi)發(fā)周期等特點(diǎn)，在圖像處理系統(tǒng)中有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。 本文提出了一種基于FPGA的圖像采集處理系統(tǒng)解決方案，并選用低成本高性能的Altera公司的CycloneIII系列FPGA EP3C40F324為核心，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了圖像采集處理的軟硬件綜合系統(tǒng)。文章闡述了如何在FPGA中嵌入NiosII軟核處理器并完成圖像采集處理系統(tǒng)功能的設(shè)計(jì)方案。硬件電路上，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了三塊電路板：FPGA核心處理板、圖像采集卡、圖像顯示卡，其中通過(guò)I2C總線(xiàn)對(duì)采集卡的工作模式進(jìn)行配置，在采集模塊控制下，將采集到的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到SDRAM；根據(jù)VGA顯示原理及其時(shí)序關(guān)系，設(shè)計(jì)了VGA顯示輸出控制模塊，合成了VGA工作的控制信號(hào)，又根據(jù)VGA顯示器的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，合成VGA接口的水平和幀同步信號(hào)。邏輯硬件上，應(yīng)用SOPCBuilder工具生成了FPGA內(nèi)部的邏輯硬件功能模塊，定制了NiosII IP core、CMOS圖像采集模塊、VGA Controller及其I2C總線(xiàn)接口，系統(tǒng)各模塊間通過(guò)Avalon總線(xiàn)連接起來(lái)。軟件部分，在NiosII內(nèi)核處理器上實(shí)現(xiàn)了彩色圖像顏色空間轉(zhuǎn)換、二值化、形態(tài)學(xué)腐蝕處理及其目標(biāo)定位等算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了本文提出的方案及算法的正確性，可行性。
標(biāo)簽： FPGA 圖像采集 處理系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-08-05
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函數(shù)發(fā)生器又名任意波形發(fā)生器，是一種常用的信號(hào)源，廣泛應(yīng)用于通信、雷達(dá)、導(dǎo)航等現(xiàn)代電子技術(shù)領(lǐng)域。信號(hào)發(fā)生器的核心技術(shù)是頻率合成技術(shù)，主要方法有：直接模擬頻率合成、鎖相環(huán)頻率合成（PLL）、直接數(shù)字合成技術(shù)（DDS）。DDS是開(kāi)環(huán)系統(tǒng)，無(wú)反饋環(huán)節(jié)，輸出響應(yīng)速度快，頻率穩(wěn)定度高。因此直接數(shù)字頻率合成技術(shù)是目前頻率合成的主要技術(shù)之一，其輸出信號(hào)具有相對(duì)較大的帶寬、快速的相位捷變、極高的相位分辨率和相位連續(xù)等優(yōu)點(diǎn)。本文的主要工作是采用SOPC結(jié)合虛擬儀器技術(shù)，進(jìn)行DDS智能函數(shù)發(fā)生器的研制。 本文介紹了虛擬儀器技術(shù)的基本理論，簡(jiǎn)要闡述了儀器驅(qū)動(dòng)程序、VISA等相關(guān)技術(shù)。對(duì)SOPC技術(shù)進(jìn)行了深入的研究：SOPC技術(shù)是基于可編程邏輯器件的可重構(gòu)片上系統(tǒng)，它作為SOC和CPLD/FPGA相結(jié)合的一項(xiàng)綜合技術(shù)，結(jié)合了兩者的優(yōu)點(diǎn)，集成了硬核或軟核CPU、DSP、鎖相環(huán)、存儲(chǔ)器、I/O接口及可編程邏輯，可以靈活高效地解決SOC方案，而且設(shè)計(jì)周期短，設(shè)計(jì)成本低，非常適合本設(shè)計(jì)的應(yīng)用。本文還對(duì)基于DDS原理的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了分析，介紹了DDS的基本理論以及數(shù)學(xué)綜合，在研究DDS原理的基礎(chǔ)上，利用SOPC技術(shù)，在一片F(xiàn)PGA芯片上實(shí)現(xiàn)了整個(gè)函數(shù)發(fā)生器的硬件集成。 本文就函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計(jì)制定了整體方案，對(duì)軟硬件設(shè)計(jì)原理及實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了具體的介紹，包括整個(gè)系統(tǒng)的硬件電路，SOPC片上系統(tǒng)和PC端軟件的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中，LabVIEW波形編輯軟件和函數(shù)發(fā)生器二者采用異步串口進(jìn)行通信。利用LabVIEW的強(qiáng)大功能，把波形的編輯，系統(tǒng)的設(shè)置放到計(jì)算機(jī)上完 成，具有人機(jī)界面友好、系統(tǒng)升級(jí)方便、節(jié)約硬件成本等諸多優(yōu)勢(shì)。同時(shí)充分利用了FPGA內(nèi)部大量的邏輯資源，將DDS模塊和微處理器模塊集成到一個(gè)單片F(xiàn)PGA上，改變了傳統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)仿真和實(shí)際測(cè)試，結(jié)果表明該智能型函數(shù)發(fā)生器不僅能產(chǎn)生理想的輸出信號(hào)，還具有集成度高、穩(wěn)定性好和擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞：智能型函數(shù)發(fā)生器，虛擬儀器，可編程片上系統(tǒng)，直接數(shù)字合成技術(shù)，NiosⅡ處理器。
上傳時(shí)間： 2013-07-09
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心音信號(hào)是人體最重要的生理信號(hào)之一，包含心臟各個(gè)部分如心房、心室、大血管、心血管及各個(gè)瓣膜功能狀態(tài)的大量生理病理信息。心音信號(hào)分析與識(shí)別是了解心臟和血管狀態(tài)的一種不可缺少的手段。本文針對(duì)目前該研究領(lǐng)域中存在的分析方法問(wèn)題和分類(lèi)識(shí)別技術(shù)難點(diǎn)展開(kāi)了深入的研究，內(nèi)容涉及心音構(gòu)成的分析、心音信號(hào)特征向量的提取、正常心音信號(hào)（NM）和房顫（AF）、主動(dòng)脈回流（AR）、主動(dòng)脈狹窄（AS）、二尖瓣回流（MR）4種心臟雜音信號(hào)的分類(lèi)識(shí)別。本文的工作內(nèi)容包括以下5個(gè)方面： a）心音信號(hào)采集與預(yù)處理。本文采用自行研制的帶有錄音機(jī)功能的聽(tīng)診器實(shí)現(xiàn)對(duì)心音信號(hào)的采集。通過(guò)對(duì)心音信號(hào)噪聲分析，選用小波降噪作為心音信號(hào)的濾波方法。根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析，選擇Donoho閾值函數(shù)結(jié)合多級(jí)閾值的方法作為心音信號(hào)預(yù)處理方案。 b）心音信號(hào)時(shí)頻分析方法。文中采用5種時(shí)頻分析方法分別對(duì)心音信號(hào)進(jìn)行了時(shí)頻譜特性分析，結(jié)果表明：不同的時(shí)頻分析方法與待分析心音信號(hào)的特性有密切關(guān)系，即需要在小的交叉項(xiàng)干擾與高的時(shí)頻分辨率之間作綜合的考慮。鑒于此，本文提出了一種自適應(yīng)錐形核時(shí)頻（ATF）分析方法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該分布能較好地反映心音信號(hào)的時(shí)頻結(jié)構(gòu)，其性能優(yōu)于一般錐形核分布（CKD）以及Choi-Williams分布（CWD）、譜圖（SPEC）等固定核時(shí)頻分析方法，從而選擇自應(yīng)錐形核時(shí)頻分析方法進(jìn)行心音信號(hào)分析。 c）心音信號(hào)特征向量提取。根據(jù)對(duì)3M Littmann（） Stethoscopes[31]數(shù)據(jù)庫(kù)中標(biāo)準(zhǔn)心音信號(hào)的時(shí)頻分析結(jié)果，提取8組特征數(shù)據(jù)，通過(guò)Fihser降維處理方法提取出了實(shí)現(xiàn)分類(lèi)可視化，且最易于分類(lèi)的心音信號(hào)的2維特征向量，作為心音信號(hào)分類(lèi)的特征向量。 d）心音信號(hào)分類(lèi)方法。根據(jù)心音信號(hào)特征向量組成的散點(diǎn)圖，研究了支持向量機(jī)核函數(shù)、多分類(lèi)支持向量機(jī)的選取方法，同時(shí)，基于分類(lèi)的目的 性和可信性，本文提出以分類(lèi)精度最大為判斷準(zhǔn)則的核函數(shù)參數(shù)與松弛變量的優(yōu)化方法，建立了心音信號(hào)分類(lèi)的支持向量機(jī)模型，選取標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)中NM、AF、AR、AS、MR每類(lèi)心音信號(hào)的80組2維特征向量中每類(lèi)60組數(shù)據(jù)作為支持向量機(jī)的學(xué)習(xí)樣本，對(duì)余下的每類(lèi)20組數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試，得到每類(lèi)的分類(lèi)精度（Ar）均為100％，同時(shí)對(duì)臨床上采集的與上述4種同類(lèi)心臟雜音信號(hào)和正常心音信號(hào)中每類(lèi)24個(gè)心動(dòng)周期進(jìn)行分類(lèi)實(shí)測(cè)，分類(lèi)精度分別為：NM、AF、MR的分類(lèi)精度均為100％，而AR、AS均為95．83％，驗(yàn)證了該方法的分類(lèi)有效性。 e）心音信號(hào)分析與識(shí)別的軟件系統(tǒng)。本文以MATLAB語(yǔ)言的可視化功能實(shí)現(xiàn)了心音信號(hào)分析與識(shí)別的軟件運(yùn)行平臺(tái)構(gòu)建，可完成對(duì)心音信號(hào)的讀取、預(yù)處理，繪制時(shí)-頻、能量特性的三維圖及兩維等高線(xiàn)圖；同時(shí)，利用MATLAB與EXCEL的動(dòng)態(tài)鏈接，實(shí)現(xiàn)對(duì)心音信號(hào)分析數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)以及統(tǒng)計(jì)功能；最后，通過(guò)對(duì)心音信號(hào)2維特征向量的分析，實(shí)現(xiàn)心音信號(hào)的自動(dòng)識(shí)別功能。 本文的研究特色主要體現(xiàn)在心音信號(hào)特征向量提取的方法以及多分類(lèi)支持向量機(jī)模型的建立兩方面。 綜上所述，本文從理論與實(shí)踐兩方面對(duì)心音信號(hào)進(jìn)行了深入的研究，主要是采用自適應(yīng)錐形核時(shí)頻分析方法提取心音信號(hào)特征向量，根據(jù)心音信號(hào)特征向量組成的散點(diǎn)圖，建立心音信號(hào)分類(lèi)的支持向量機(jī)模型，并對(duì)正常心音信號(hào)和4種心臟雜音信號(hào)進(jìn)行了分類(lèi)研究，取得了較為滿(mǎn)意的分類(lèi)結(jié)果，但由于用于分類(lèi)的心臟雜音信號(hào)種類(lèi)及數(shù)據(jù)量尚不足，因此，今后的工作重點(diǎn)是采集更多種類(lèi)的心臟雜音信號(hào)，進(jìn)一步提高心音信號(hào)分類(lèi)精度，使本文研究成果能最終應(yīng)用于臨床心臟量化聽(tīng)診。 關(guān)鍵詞：心音信號(hào)，小波降噪，非平穩(wěn)信號(hào)，心臟雜音，信號(hào)處理，時(shí)頻分析，自適應(yīng)，支持向量機(jī)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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21世紀(jì)，人類(lèi)面臨著實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重大挑戰(zhàn)，能源問(wèn)題越來(lái)越突出，太陽(yáng)能等可再生能源逐漸成為人類(lèi)關(guān)注的焦點(diǎn)。時(shí)至今日，人類(lèi)對(duì)光伏系統(tǒng)的研究越來(lái)越深入廣泛，但在光伏系統(tǒng)的研發(fā)過(guò)程中，太陽(yáng)能電池由于受日照強(qiáng)度、環(huán)境溫度影響較大，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)成本過(guò)高，研發(fā)周期變長(zhǎng)。太陽(yáng)能電池陣列模擬器便能較好地解決這一問(wèn)題。 @@ 本文首先對(duì)比了模擬式太陽(yáng)能電池模擬器和數(shù)字式太陽(yáng)能電池模擬器的優(yōu)缺點(diǎn)，選取了數(shù)字式太陽(yáng)能電池陣列模擬器作為研究對(duì)象，并對(duì)研究太陽(yáng)能電池陣列模擬器的實(shí)際意義作了闡述。隨后描述了太陽(yáng)能電池的輸出特性，討論了適合工程計(jì)算的太陽(yáng)能電池陣列數(shù)學(xué)物理模型。 @@ 本文研究的太陽(yáng)能電池陣列模擬器由功率電路和控制電路兩部分組成。功率電路選取了半橋型DC/DC電路作為主電路拓?fù)洌瑢?duì)其工作過(guò)程進(jìn)行了分析，并對(duì)各部分電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)。然后設(shè)計(jì)了電壓電流雙閉環(huán)調(diào)節(jié)器，在此基礎(chǔ)之上用PSIM仿真軟件對(duì)所設(shè)計(jì)的太陽(yáng)能電池陣列模擬器進(jìn)行了仿真，包括靜態(tài)工作點(diǎn)的仿真以及動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度的仿真，通過(guò)仿真驗(yàn)證了模擬器能夠達(dá)到所要求指標(biāo)。 @@ 控制電路板是整個(gè)模擬器的核心控制部分，通過(guò)控制運(yùn)算提供輸出電壓的參考值，進(jìn)而提供控制功率管開(kāi)通關(guān)斷的PWM信號(hào)。本文選取了microchip公司的dsPIC30F2023作為主控制芯片，分析了該型號(hào)微處理芯片的性能特點(diǎn)，介紹了模擬信號(hào)采樣電路、232通訊電路、人機(jī)交互界面電路等外圍電路的硬件設(shè)計(jì)，調(diào)節(jié)器采用了數(shù)字PID控制。 @@ 在MPLAB集成開(kāi)發(fā)環(huán)境中進(jìn)行了軟件方案的設(shè)計(jì)，主要包括主程序、生成PWM程序、AD采樣、故障處理、人機(jī)交互程序等，介紹了各個(gè)模塊的程序流程。 @@ 軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，最終實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能電池陣列模擬器，可以為光伏系統(tǒng)的研究提供一個(gè)良好的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。 @@關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能電池陣列模擬器；半橋型DC/DC變換器；dsPIC30F2023
標(biāo)簽： 太陽(yáng)能電池 陣列 模擬
上傳時(shí)間： 2013-07-28
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隨著“節(jié)能環(huán)保”概念的提出，以解決電力緊張，環(huán)境污染等問(wèn)題為目的的新能源利用方案得到迅速的推廣，使得分布式發(fā)電備受關(guān)注，即將成為世界各國(guó)重要的發(fā)電形式。帶有分布式電源的配電網(wǎng)及電力電子裝置的大量應(yīng)用致使電能質(zhì)量下降，如何將分布式發(fā)電系統(tǒng)的能量回饋至電網(wǎng)的同時(shí)有效改善電能質(zhì)量是一個(gè)重要的問(wèn)題，因此在分布式發(fā)電系統(tǒng)中起電能變換作用的逆變器成為研究的一個(gè)熱點(diǎn)。本篇主要以電壓型并網(wǎng)逆變器為研究對(duì)象，對(duì)并網(wǎng)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、控制策略、參數(shù)的選擇、并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)等方面作出了詳細(xì)的分析和研究。 首先根據(jù)帶有分布式發(fā)電的配電網(wǎng)的特點(diǎn)提出一種新的諧波治理思路，即將改善電能質(zhì)量的有源濾波技術(shù)結(jié)合到分布式逆變電源中，設(shè)計(jì)一種新型的多功能并網(wǎng)逆變器。用開(kāi)關(guān)函數(shù)法建立了并網(wǎng)逆變器小信號(hào)數(shù)學(xué)模型，確定了以PI閉環(huán)調(diào)節(jié)為核心的復(fù)合控制策略，同時(shí)為了使輸出電流控制達(dá)到更好的效果，采用電網(wǎng)電壓前饋補(bǔ)償方法抵消電網(wǎng)電壓擾動(dòng)對(duì)并網(wǎng)電流的影響；基于瞬時(shí)無(wú)功功率的id-iq諧波電流檢測(cè)算法能精確檢測(cè)和分離所需要的有功和諧波分量；基于DSP的軟件鎖相控制算法能實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)電流與電網(wǎng)電壓同頻同相。 其次對(duì)并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)的軟硬件進(jìn)行了分塊設(shè)計(jì)：對(duì)逆變系統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換電路、逆變驅(qū)動(dòng)電路、PWM信號(hào)發(fā)生電路等電路進(jìn)行了詳細(xì)地分析和說(shuō)明。利用DSP主控芯片TMS320LF2407A內(nèi)部的SCI異步串行通信接口實(shí)現(xiàn)了逆變器的人機(jī)交互功能，利用其內(nèi)嵌的CAN控制模塊實(shí)現(xiàn)了逆變器的并機(jī)通信功能；同時(shí)在TI DSP2000的運(yùn)行環(huán)境下給出控制系統(tǒng)的主程序和周期中斷子程序流程。 最后開(kāi)發(fā)了以功率器件IPM構(gòu)成的三相PWM變流橋主電路的多功能逆變電源實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和相關(guān)配套輔助電路，完成了逆變電源的輸出有功功率及消除諧波的實(shí)驗(yàn)并給出了裝置樣機(jī)的實(shí)物圖以及實(shí)驗(yàn)波形圖。驗(yàn)證了逆變器工作原理分析的正確性和系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路的可行性。 本文所做工作拓寬了帶有分布式發(fā)電的配電網(wǎng)諧波治理的思路，對(duì)推動(dòng)我國(guó)節(jié)能供電、新能源的利用以及改善電網(wǎng)電能質(zhì)量等方面具有一定的理論意義和較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
標(biāo)簽： 諧波抑制 分布式發(fā)電 并網(wǎng)逆變器
上傳時(shí)間： 2013-06-06
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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
上傳用戶(hù)：pkkkkp
有源電力濾波器（Active Power Filter，簡(jiǎn)稱(chēng) APF）是近年來(lái)治理電力系統(tǒng)諧波污染的非常有效的裝置。眾所周知，電力電子裝置和非線(xiàn)性負(fù)載的廣泛使用，使諧波電流和無(wú)功電流大量注入電網(wǎng)，嚴(yán)重威脅電網(wǎng)和電氣設(shè)備的安全運(yùn)行與正常使用，并且產(chǎn)生大量的能源浪費(fèi)。隨著我國(guó)“十一五”規(guī)劃中關(guān)于建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的戰(zhàn)略方針的提出，應(yīng)用APF進(jìn)行諧波和無(wú)功治理的研究工作將會(huì)有很廣闊的應(yīng)用前景。 本文闡述了有源電力濾波器的基本原理，介紹了當(dāng)前主要的幾種APF的分類(lèi)以及電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，分別對(duì)三相三線(xiàn)和三相四線(xiàn)制APF的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，建立了兩種數(shù)學(xué)模型，指出三相三線(xiàn)制APF在實(shí)際供電系統(tǒng)中應(yīng)用的局限性。本文介紹了三種當(dāng)前廣泛采用的電流控制方法和一種比較先進(jìn)的空間矢量控制方法。對(duì)于A(yíng)PF系統(tǒng)的核心--諧波檢測(cè)，本文介紹了三種諧波檢測(cè)理論，著重對(duì)本文設(shè)計(jì)的APF所采用的瞬時(shí)無(wú)功功率理論進(jìn)行詳細(xì)的理論分析，在MATLAB軟件中建立一個(gè)三相四線(xiàn)制基于瞬時(shí)無(wú)功功率理論的APF系統(tǒng)仿真模型，驗(yàn)證瞬時(shí)無(wú)功功率理論的可行性。 在進(jìn)行大量理論分析和驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一臺(tái)采用單片機(jī)和DSP雙CPU的有源電力濾波器。硬件上設(shè)計(jì)單片機(jī)的時(shí)鐘電路、仿真器接口電路；設(shè)計(jì)DSP的時(shí)鐘電路，外接存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路；設(shè)計(jì)APF系統(tǒng)的電壓周期檢測(cè)電路，電流絕對(duì)值轉(zhuǎn)換電路等等。軟件上編寫(xiě)單片機(jī)的主程序和中斷程序、DSP的主程序和啟動(dòng)搬運(yùn)程序，調(diào)試并給電進(jìn)行實(shí)際測(cè)試和實(shí)驗(yàn)分析。
標(biāo)簽： 并聯(lián)型 仿真 有源電力濾波器
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶(hù)：zuozuo1215
本文致力于可并聯(lián)運(yùn)行的斬控式單相交流斬波變換器的研究。交交變換技術(shù)作為電力電子技術(shù)一個(gè)重要的領(lǐng)域一直得到人們的關(guān)注，但大都將目光投向AC-DC-AC兩級(jí)變換上面。AC/AC直接變換具有單級(jí)變換、功率密度高、拓?fù)渚o湊簡(jiǎn)單、并聯(lián)容易等優(yōu)勢(shì)，并且具有較強(qiáng)擴(kuò)展性，故而在工業(yè)加熱、調(diào)光電源、異步電機(jī)啟動(dòng)、調(diào)速等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。斬控式AC/AC 電壓變換是一種基于自關(guān)斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件及脈寬調(diào)制控制方式的新型交流調(diào)壓技術(shù)。 本文對(duì)全數(shù)字化的斬控式AC/AC 變換做了系統(tǒng)研究，工作內(nèi)容主要有：對(duì)交流斬波電路的拓?fù)浼捌銹WM方式做了詳細(xì)的推導(dǎo)，著重對(duì)不同拓?fù)涞乃绤^(qū)效應(yīng)進(jìn)行了分析，并且推導(dǎo)了不同負(fù)載情況對(duì)電壓控制的影響。重點(diǎn)推導(dǎo)了單相Buck型變換器和Buck-Boost 變換器的拓?fù)淠Ｐ停蜗嘞到y(tǒng)的拓?fù)溟_(kāi)關(guān)模式推導(dǎo)到三相的情況，然后分別對(duì)單相、三相的情況進(jìn)行了Matlab仿真。建立了單相Buck 型拓?fù)涞拈_(kāi)關(guān)周期平均意義下的大信號(hào)模型和小信號(hào)模型，指導(dǎo)控制器的設(shè)計(jì)。建立了適合電路工作的基于占空比前饋的電壓瞬時(shí)值環(huán)、電壓平均值環(huán)控制策略。在理論分析和仿真驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，建立了一臺(tái)基于TMS320F2808數(shù)字信號(hào)處理器的實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，完成樣機(jī)調(diào)試，并完成各項(xiàng)性能指標(biāo)的測(cè)試工作。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶(hù)：visit8888
電力電子系統(tǒng)的集成化是現(xiàn)今電力電子技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，系統(tǒng)的模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)是目前電力電子領(lǐng)域的重要研究方向。研究基于電力電子網(wǎng)絡(luò)的變流系統(tǒng)，對(duì)復(fù)雜電力電子裝置的系統(tǒng)級(jí)集成具有重要意義，是電力電子系統(tǒng)集成技術(shù)的基本組成部分。本文從變流系統(tǒng)的功率流和信息流雙重分布性的角度出發(fā)。對(duì)電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（Power Electronics System Network，PES—Net）的模型和變流系統(tǒng)的通信需求進(jìn)行分析，提出實(shí)時(shí)電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（Real—time power electronics system network，RT—PES—Net）；并對(duì)基于新網(wǎng)絡(luò)的分布式控制及管理方案和模塊化軟件方案等內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)的研究，提出基于棧操作的實(shí)時(shí)軟件構(gòu)建方案。本文的研究將為變流系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)和軟件方案標(biāo)準(zhǔn)化提供參考和理論依據(jù)，為應(yīng)用系統(tǒng)的集成提供解決方案。 復(fù)雜中大功率變流系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)化分布式控制系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)象。首先，論文以復(fù)雜系統(tǒng)為研究對(duì)象，分析了應(yīng)用系統(tǒng)的功率流和信息流在空間結(jié)構(gòu)上的對(duì)偶關(guān)系和雙重分布的特性；在電力電子集成模塊（Power Electronics Building Blocks，PEBB）的基礎(chǔ)上，研究了變流系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化分布式控制方案，并得出系統(tǒng)組構(gòu)的初步構(gòu)想，總結(jié)出適合復(fù)雜電力電子系統(tǒng)集成的標(biāo)準(zhǔn)化理論。 接著，論文對(duì)電力電子網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行了研究。分析了現(xiàn)有各類(lèi)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和目前用于電力電子應(yīng)用系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)，從結(jié)構(gòu)、速率和協(xié)議等各個(gè)方面將兩類(lèi)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了系統(tǒng)的對(duì)比。明確了電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（PES—Net）的定義，分析并總結(jié)復(fù)雜電力電子實(shí)時(shí)系統(tǒng)所需網(wǎng)絡(luò)必需具備的條件。根據(jù)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)背景，綜合控制結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)需求，提出了電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（PES—Net）的模型。 為滿(mǎn)足變流系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制，論文對(duì)分布式控制結(jié)構(gòu)的通信需求進(jìn)行了研究。以網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（Networked Control System，NCS）為背景，對(duì)變流器系統(tǒng)控制信息延時(shí)因素進(jìn)行了分析；通過(guò)對(duì)典型電力電予系統(tǒng)的分析，歸納和總結(jié)了系統(tǒng)的控制功能和控制內(nèi)容，對(duì)系統(tǒng)不同層次的控制任務(wù)進(jìn)行了響應(yīng)時(shí)間需求分析和網(wǎng)絡(luò)的分層配置；通過(guò)對(duì)仿真結(jié)果的分析，研究了應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)模塊控制信息延時(shí)對(duì)不同應(yīng)用系統(tǒng)的性能影響和對(duì)開(kāi)關(guān)頻率的限制。根據(jù)變流系統(tǒng)對(duì)控制延時(shí)的接受程度，將電力電子復(fù)雜系統(tǒng)歸為兩大類(lèi)：1）零延時(shí)系統(tǒng)；2）定延時(shí)系統(tǒng)。針對(duì)上述兩類(lèi)系統(tǒng)，論文給出了電力電子網(wǎng)絡(luò)（PES—Net）的通道容量和應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)關(guān)周期的計(jì)算方法。 論文對(duì)開(kāi)放式、分布式的電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（PES—Net）的硬件組成和同步方案進(jìn)行了研究，提出新的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)級(jí)集成方案。根據(jù)主節(jié)點(diǎn)和從節(jié)點(diǎn)的控制任務(wù)需求，分別從功能和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的角度對(duì)開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)的硬件構(gòu)成進(jìn)行研究；根據(jù)控制系統(tǒng)的接口需求分析，對(duì)節(jié)點(diǎn)的通用性設(shè)計(jì)進(jìn)行重點(diǎn)討論。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)的同步問(wèn)題，本文分析了簡(jiǎn)單有效的解決方法，即基于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的同步補(bǔ)償方案；此外，論文提出基于實(shí)時(shí)高速電力電子系統(tǒng)同絡(luò)（RT-PES-Net）的同步方案，研究適合變流器實(shí)時(shí)控制的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的硬件配置。根據(jù)應(yīng)用控制和通信系統(tǒng)所需的各種操作，論文對(duì)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)的管理進(jìn)行了討論，研究了信息幀管理和相應(yīng)的硬件設(shè)置，并對(duì)各種工作模式下所需的通信時(shí)間進(jìn)行了計(jì)算和比較。基于實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其管理方案，論文給出了組構(gòu)以PEBB為基礎(chǔ)的變流系統(tǒng)的方案。 論文對(duì)基于RT-PES-Net的模塊化軟件方案進(jìn)行了研究。首先，將控制軟件與功率硬件進(jìn)行解耦，使得軟件設(shè)計(jì)與硬件部分分離。在分析電力電子軟件特性的前提下，論文提出基于棧操作的模塊化軟件方案，增加子程序?qū)崟r(shí)構(gòu)件的內(nèi)聚性；對(duì)軟件模塊化的通用性進(jìn)行研究，分析模塊接口參數(shù)和變量的申明和配置，并研究參數(shù)的定標(biāo)，對(duì)構(gòu)件進(jìn)行分類(lèi)；分析子程序?qū)崟r(shí)構(gòu)件在執(zhí)行速度上的優(yōu)點(diǎn)。論文對(duì)電力電子系統(tǒng)控制軟件（Powerr Electronics System Control Software，PES-CS）的組構(gòu)和集成進(jìn)行研究，簡(jiǎn)化軟件主框架。 最后，論文分別對(duì)RT-PES-Net和模塊化軟件方案進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究和分析。論文對(duì)提出的實(shí)時(shí)電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（RT-PES-Net）進(jìn)行了通信實(shí)驗(yàn)，將新網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵?duì)變流系統(tǒng)的延時(shí)影響與舊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的延時(shí)影響進(jìn)行比較，總結(jié)新網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在控制實(shí)時(shí)性、提高開(kāi)關(guān)頻率、網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性和管理靈活度等方面的優(yōu)勢(shì)。論文針對(duì)RT-PES-Net進(jìn)行應(yīng)用研究，驗(yàn)證該網(wǎng)絡(luò)可解決網(wǎng)絡(luò)通信失步所造成的問(wèn)題。論文對(duì)基于通用型實(shí)時(shí)構(gòu)件和棧操作的模塊化軟件方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，為標(biāo)準(zhǔn)化軟件庫(kù)的建立和系統(tǒng)級(jí)集成提供參考方案。 網(wǎng)絡(luò)化的控制結(jié)構(gòu)研究是復(fù)雜電力電子系統(tǒng)級(jí)集成研究的關(guān)鍵。本課題針對(duì)復(fù)雜變流系統(tǒng)提出了實(shí)時(shí)電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（RT-PES-Net），并以該網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)對(duì)分布式控制結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)化管理方案和模塊化軟件方案展開(kāi)一系列研究，為電力電子控制系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)化、開(kāi)放式的網(wǎng)絡(luò)參考體系，并以此結(jié)構(gòu)來(lái)快速構(gòu)建終端復(fù)雜變流系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用系統(tǒng)組構(gòu)提供參考方案，有助于解決電力電子標(biāo)準(zhǔn)化推廣所面臨的難題。論文為應(yīng)用系統(tǒng)的即插即用和動(dòng)態(tài)重構(gòu)提供了研究基礎(chǔ)，從而為最終實(shí)現(xiàn)復(fù)雜變流器的應(yīng)用系統(tǒng)級(jí)集成提供系統(tǒng)化的理論和方法依據(jù)。同時(shí)，論文的研究開(kāi)拓了電力電子系統(tǒng)集成和標(biāo)準(zhǔn)化研究的一個(gè)新方向。
標(biāo)簽： 電力電子 網(wǎng)絡(luò) 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間： 2013-06-15
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