選相控制開關又稱同步開關或相控開關,其實質就是控制開關在電壓或電流的期望相位完成合閘或分閘,以主動消除開關過程所產生的涌流和過電壓等電磁暫態效應,提高開關的開斷能力。本論文首先分析了提高斷路器可靠性的途徑,介紹了相控開關的研究意義及其優點;相控開關的基本原理和分合閘操作過程,為同步開關選相控制器的設計提供了理論依據。 永磁操動機構是近幾年正在發展的一種新型操動機構,它利用永久磁鐵產生的磁力將真空斷路器保持在分合閘位置,而無需任何傳統機械脫扣鎖扣裝置。它機構零部件少,結構簡單,使斷路器動作的可靠性大大提高。二次控制回路采用電子控制模塊,動作迅速并可以實現精確時間控制,采用開關電源輸入范圍寬,輸入輸出用光耦隔離,功耗低,極大地提高了可靠性,使永磁機構真空斷路器成為真正意義的免維護智能化斷路器。單線圈永磁機構結構簡單、體積小,在中壓領域得到越來越廣泛的應用。相控真空開關采用三相獨立操動的單線圈永磁機構,其操作電源為由大功率電力電子器件控制的儲能大容量電容器,通過多次的測試結果表明單線圈永磁機構能很好地滿足相控開關的要求,是相控開關的理想選擇。 本文詳細介紹了以Mega16為控制核心的單線圈永磁機構智能控制器,這種控制系統集保護、控制、開關量監測等功能于一體。可實現對電容電壓實時顯示,具有過電流速斷保護、過電壓和欠電壓保護、閉鎖以及報警等功能。 通過相關試驗測試,表明本系統已經初步達到了設計所要達到的預期效果,為以后的研究以及同步控制系統的完善和優化提供了有益的經驗和參考。
上傳時間: 2013-07-02
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統一潮流控制器(UPFC)作為一種典型的FACTS裝置,綜合了FACTS元件的多種靈活控制手段,能同時或選擇地控制線路的基本參數(電壓、阻抗、相角),也可交替地控制線路上的有功和無功潮流,還可獨立地提供可控的并聯無功補償。因此UPFC被認為是最有創造性,功能最強大的FACTS元件。 首先,本文詳細分析了統一潮流控制器的基本結構和工作原理。采用開關函數法建立了電壓源型變流器的數學模型,并推導了統一潮流控制器在abc三相坐標系和dq旋轉坐標系下的數學模型,該模型考慮到直流環節電容儲能的動態變化過程,從而使其更適合于系統的動態特性分析。本文討論的UPFC控制采用基于兩相旋轉坐標系下的非線性解耦控制方案,在UPFC的精確模型下具有可快速跟蹤給定值的優點,且在dq坐標系下可以實現有功和無功功率的獨立控制;在電容電壓PI調節中加入電流反饋,使其更接近真實值。 其次,本論文在分析UPFC數學模型的基礎上建立了UPFC在MATLAB平臺上的仿真模型;然后利用MATLAB建立了三相環形電力系統,將UPFC模型應用到該系統中,著重研究了UPFC對電網電能質量的影響。首先研究了UPFC對故障系統中電網功率的影響以及UPFC對提高故障系統功率穩定性的作用;同時,對UPFC能夠抑制無故障系統中系統接入電網時的功率沖擊進行了研究。最后,通過仿真波形研究了UPFC對電網故障中電壓跌落的補償作用以及UPFC對正常系統電壓的影響,結果發現,UPFC可以保持故障中的系統電壓為正弦波。
上傳時間: 2013-04-24
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電力電子裝置的控制技術隨著電力電子技術的發展而愈來愈復雜。開關電源是現代電力電子設備中不可或缺的組成部分,其質量的優劣以及體積的大小直接影響電子設備整體性能。高頻化、小型化、數字化是開關電源的發展方向。 在應用數字技術進行控制系統設計時,數字控制器的性能決定了控制系統的整體性能。數字化電力電子設備中的控制部分多以MCU/DSP為核心,以軟件實現離散域的運算及控制。在很多高頻應用的場合,目前常用的控制器(高性能單片機或DSP)的速度往往不能完全滿足要求。FPGA具有設計靈活、集成度高、速度快、設計周期短等優點,與單片機和DSP相比,FPGA具有更高的處理速度。同時FPGA應用在數字化電力電子設備中,還可以大大簡化控制系統結構,并可實現多種高速算法,具有較高的性價比。 依據FPGA的這些突出優點,本文將FPGA應用于直流開關電源控制器設計中,以實現開關電源數字化和高頻化的要求。主要研究工作如下: 介紹了基于FPGA的DC/DC數字控制器中A/D采樣控制、數字PI算法的實現;重點描述了采用混合PWM方法實現高分辨率、高精度數字PWM的設計方案,并對各模塊進行了仿真測試;用FPGA開發板進行了一部分系統的仿真和實際結果的檢測,驗證了文中的分析結論,證實了可編程邏輯器件在直流開關電源控制器設計中的應用優勢。
上傳時間: 2013-07-23
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隨著電力電子技術、微處理器技術、控制理論及永磁材料等技術的快速發展,以永磁同步電機作為控制對象的傳動領域得到了越來越廣泛的關注,隨著FPGA的技術的普及和廣泛應用,使得各種先進的控制算法得以實現,于是數字化、智能化的永磁交流控制器成為必然的發展趨勢和當前的研究熱點。本文的主要工作就是圍繞數字化的永磁同步電機控制器研究來展開。首先深入研究了永磁同步電機的數學建模方法及電機控制策略問題。在對永磁同步電機的數學模型進行了推導的基礎上,在PSIM仿真軟件中建立了永磁同步電機的電機模型,提出了一種永磁同步電機傳統控制系統仿真建模的新方法。其次對常用的數字脈寬調制方法進行了數學推導,并對滑模控制理論和矢量控制進行了深入的研究分析,將滑模變結構控制應用于永磁同步電機的調速系統中,改善了傳統PI控制器參數整定繁瑣、系統魯棒性差的缺點,仿真結果驗證了該系統設計方案的優越性。最后在永磁同步電機建模仿真的基礎上,根據永磁同步電機控制器的設計要求及FPGA的特點,提出永磁同步電機控制器的的設計方案。按照FPGA模塊化設計思想,將整個系統進行了合理的劃分,分別對SVPWM、Park變換、SMC、反饋速度測量等重要模塊的FPGA硬件實現算法進行了深入的研究。各模塊在Modelsim平臺上完成功能仿真后并下載到Spartan-3E開發板上完成硬件驗證,驗證結果表明:永磁同步電機在低速和高速時都能穩定運行,從而證實了本設計方案的可行性。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著國民經濟的飛速發展,傳統的電機已無法滿足當前工程的要求,其作用也由過去簡單的起停控制、提供動力上升到要求對其速度、位置、轉矩等進行精確的控制,并能實現快速加速、減速、反轉以及準確停止等,使被驅動的機械運動符合于集的要求。在集成電路、現代電子技術及控制理論飛速發展的今天,電機控制技術也得到了飛快的發展,電機控制器也由模擬分立元件構成的電路向數模混合、全數字方向發展。本論文主要研究了FPGA芯片在電機控制器中的應用。 論文首先對無刷直流電機系統進行了綜合性論述。對系統的組成、及系統中主要部分:如位置傳感器、逆變器和功率器件、供電直流電源進行了較詳細的說明;并且提出了與本研究相關的控制機理和實施方案。 其次,論文對FPGA芯片的特點及配置電路、以及以FPGA-FLEX10K10為核心的控制器電路的組成進行了較詳細的論述;同時對超高速集成電路硬件描述語言(VHDL)的特點和應用進行了研究;并提出了應用FPGA芯片對電機速度進行控制的系統構成及工作原理。 論文還對FPGA芯片與DSP芯片共同完成電機控制的方案進行了論述,利用ALTERA公司的FPGA芯片完成了電機控制器的設計、制造和調試,并在此基礎上分析研究了利用此控制器對無刷直流電機進行調速控制的方法;兩種控制器共同工作,組合方便、功能強大,適合在高精度、高效、寬變速控制的應用場合下,可對電機實現精度更高、策略更復雜的控制。 論文最后還對在具體產品中的應用效果及行了簡單分析。
上傳時間: 2013-08-04
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模糊控制是智能控制的重要組成部分,它能對那些不能建立精確數學模型的場合進行有效的控制;近年來,FPGA及EDA技術發展迅速。本論文就是要結合這兩種先進技術,在一塊FPGA芯片上實現一個雙輸入單輸出的模糊控制器,并嘗試將ADC和DAC集成在該芯片中,以簡化系統設計。 首先闡述了模糊控制的理論基礎,重點介紹了雙輸入單輸出的模糊控制算法;然后在簡單介紹FPGA結構和VHDL語言的基礎上,采用自項向下的設計方法,應用主流EDA工具進行模糊控制各模塊的設計,并對每個模塊進行仿真;最后將各模塊組成一完整的模糊控制器,在EDA工具上進行仿真驗證和編程下載,并用一個溫度控制實驗驗證了控制器的功能,證明該控制器滿足一般控制應用的要求。 本論文是以VHDL和FPGA為代表的現代數字系統設計技術在智能控制領域應用的一個嘗試,拓寬了模糊控制器的實現形式,相比于傳統的以單片機為載體的模糊控制器,在系統的簡單性、實時性和經濟性方面都有顯著的增強,是一種值得采用的方法。 由于在算法的處理上采取了一定的簡化,所以損失了一定的精度。今后可以在算法上進行完善,設計出高精度的模糊控制器。
上傳時間: 2013-06-07
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如今電力電子電路的控制旨在實現高頻開關的計算機控制,并向著更高頻率、更低損耗和全數字化的方向發展。現場可編程門陣列器件(FieldProgrammableGateArrays)是近年來嶄露頭角的一類新型集成電路,它具有簡潔、經濟、高速度、低功耗等優勢,又具有全集成化、適用性強,便于開發和維護(升級)等顯著優點。與單片機和DSP相比,FPGA的頻率更高、速度更快,這些特點順應了電力電子電路的日趨高頻化和復雜化發展的需要。因此,在越來越多的領域中FPGA得到了日益廣泛的發展和應用。 本文提出了一種采用現場可編程門陣列(FPGA)器件實現數字化通用PWM控制器的方案。該控制器能產生多路PWM脈沖,具有開關頻率可調、各路脈沖間的相位可調、接口簡單、響應速度快、易修改、可現場編程等特點,可應用于PWM的全數字化控制。文中對方案的實現進行了比較詳細的論述,包括A/D采樣控制、PI算法的實現、PWM波形的產生、各模塊的工作原理等。 本文還提出一種新型ZCT-PWMBoost變換器,詳細的分析了該變換器的工作過程,并采用基于FPGA的數字化通用PWM控制器對這種軟開關Boost變換器進行控制,給出了比較完滿的實驗結果。實驗結果驗證了該控制器以及該ZCTBoost變換器的可行性和有效性,
上傳時間: 2013-06-22
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目前在用在 LED護欄管最普遍的控制器,只要你做好網格圖就 能出你想要的效果
上傳時間: 2013-04-24
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減搖鰭是船舶與海洋工程中的一種重要系統,目前已在多種船舶中廣泛應用。減搖鰭對于提高船舶耐波性,增加船舶使用壽命,改善設備與人員的工作條件,提高艦艇的戰斗力具有重要作用。減小船舶橫搖是目前船舶運動控制領域的重要課題之一。本文以船舶減搖鰭系統作為研究對象,重點講述了基于ARM處理器的減搖鰭控制器的設計與實現方案。 減搖鰭系統目前大多采用基于力矩對抗原理的PID控制器。控制器的性能對船舶自然橫搖周期和無因次橫搖衰減系數有著很大的依賴關系。由于船舶橫搖運動的復雜性、非線性、時變性和海況的不確定性,經典PID控制難以獲得滿意的控制效果。采用先進的控制策略是解決這一問題的有效方法。本論文將模糊控制與PID控制相結合,實現了無須精確的對象模型,只須將操作人員和專家長期實踐積累的經驗知識用控制規則模型化,然后用模糊推理在線辨識對象特征參數,便可對PID參數實現自整定。另外,浪級調節器做為減搖鰭控制器的一個重要組成部分,本論文也對其設計進行了研究,提出了一種基于海浪譜估計的浪級調節器的設計方法,彌補了傳統浪級調節器不能充分利用海浪信息的不足。 目前大多數的減搖鰭控制器使用單片機作為主處理器或者以工控機為基礎開發而來的,前者集成度不高,穩定性也不好,而后者成本較高。因此,本課題設計了一款新型的基于ARM處理器的減搖鰭控制器,解決了上述問題。該系統主要由硬件平臺和軟件平臺兩部分組成。硬件平臺主要包括基于飛利浦公司的LPC2214的控制器核心電路和輔助實現控制的驅動電路;軟件平臺主要是基于ARM的軟件,包括啟動代碼和應用程序。 研究結果表明:開發的嵌入式減搖鰭控制系統不僅具有集成度高、性價比高、性能優越、抗干擾能力強、穩定性好、實時性高等優點。同時更能夠適應減搖鰭控制系統智能化的發展趨勢,所以該減搖鰭控制器具有很好的使用價值及意義。
上傳時間: 2013-07-10
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汽車防抱死制動控制系統(ABS)是改善汽車主動安全性的重要裝置,在汽車日益普及的今天,它的應用更為廣泛和具有重要意義。作為制動系統中的閉環控制裝置,它能防止制動過程中的車輪抱死,以保持車輛的方向穩定性和減少輪胎磨損。ABS的主要部件有:液壓調節器、輪速傳感器和用于信號處理、觸發報警燈和控制液壓調節器的ECU。 本文首先簡要介紹了ABS的發展歷史和基本功能,整個系統的基本結構及其控制原理。利用MATLAB/Simulink建立各部件的模型,包括單輪旋轉動力學模型、1/2車輛縱向動力學模型、7自由度整車模型、車輛制動器模型。 分析ABS控制方法,建立ABS滑模變結構控制系統模型。將滑模變結構控制和傳統邏輯門限控制進行比較。在高附著系數路面上可以看出滑模變結構控制較傳統邏輯門限控制能進一步縮短制動距離。進一步地,利用相同制動力在不同附著系數路面上引起的車輪角減速度不同的特點,在線修正目標滑移率,仿真結果顯示獲得了更好的制動效果。 根據防抱死制動系統的工作原理,以ARM單片機LPC2292為核心,完成了輪速信號調理電路、電磁閥和回液泵電機驅動電路等電路的設計,闡述了ABS各功能模塊軟件的設計思想和實現方法,完成了防抱死制動系統的硬件和軟件設計。 最后,自主設計的控制器在某車型上進行了替換試驗。 試驗結果表明:自主開發的ABS控制器滿足了制動防抱死功能的需要,各項試驗指標皆與原裝ABS接近。
上傳時間: 2013-04-24
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