本文以異步電機參數離線自整定及參數在線辨識為對象,從理論分析,算法提出,仿真證明和實驗驗證四部分進行了深入研究。 異步電機參數離線自整定及參數在線辨識技術的研究,為異步電機控制性能的不斷提高提供了保障,以使更好,更精確的控制方式能夠應用到工程實際中去。 由于在工程中使用的電機和變頻器不一定能夠匹配,而需要在電機運行之前由專業的工程師對變頻器作重新設置,此過程復雜,耽誤時間而且需要專業人員操作。 本文提出一套異步電機參數離線自整定算法,使用C語言編程,并在一臺2.2KW電機的硬件實驗平臺上驗證了該算法,實現了電機在運行之前,變頻器自動測試出電機的基本參數,為矢量控制等控制方式提供所需要的電機參數。 電機在運行過程中,由于溫度等因素的影響,電機的參數會發生變化,影響電機運行的穩定性,所以要對電機參數做在線辨識。本文對異步電機參數在線辨識作了理論分析和方法總結,為下一步工作打下基礎。 算法的實現需要相應的硬件實驗平臺,本文對硬件實驗平臺作了詳細介紹,包括主電路的設計、IGBT的驅動保護電路設計、DSP數字控制器的設計。 本文還對文中提出的實驗方法作了MATLAB/Simulink仿真,驗證了該方法的可行性,對實驗有指導意義。
上傳時間: 2013-04-24
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H.264/AVC規范是由國際電聯(ITU-T)和國際標準化組織(ISO)聯合制定的新一代視頻編解碼標準。它具有如下四個特點:低碼流,和MPEG2等壓縮技術相比,在同等圖像質量下,采用H.264技術壓縮后的數據量只有MPEG2的1/8;高圖象質量,復雜的算法保證了低碼流條件下圖像仍能保留豐富的細節;容錯能力強,提供了解決在不穩定網絡環境下容易發生的丟包等錯誤的必要工具;網絡適應性強,提供了網絡適應層,數據能在不同網絡上傳輸。但由此帶來的代價是復雜度極高的編碼過程,尤其是在嵌入式系統中實現具有很大的挑戰性。 本文主要介紹了基于H.264標準的開源代碼T264向DM642平臺的移植和優化。優化綜合運用了上層和底層的實現方法實現。上層的方法例如使用CCS提供的條件優化代碼優化功能,使用IMGLIB中高度優化的函數等,其特點是簡便易行,效果良好;底層的實現方法例如使用DM642特有的內聯函數,用線性匯編的方式實現算法等,特點是提高了代碼運行的并行性,但需要對DM642和H.264有很深刻的理解。 目前本設計已成功完成H.264.算法在DM642開發板上的運行,壓縮QCIF格式視頻的速度隨圖像復雜度的不同達到了35-50幀每秒。此后本設計還繼續使用優化后的編碼器實現了監控用視頻服務器的原型,使得攝像頭采集的視頻數據在DM642開發板上壓縮后傳輸至PC機,且能夠在PC端用配套的程序成功解碼并播放。
上傳時間: 2013-06-23
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低電壓輸入高電壓輸出的直流變換器被廣泛地應用在太陽能光伏發電系統、風能發電系統、燃料電池系統、車載逆變器電源等電力電子裝置中。隨著電力電子技術的發展,對該類型的變換器也提出了更高的要求。 本文主要針對中小功率的升壓變換器,對串聯諧振軟開關推挽電路進行了研究分析及實驗。 文章首先對理想工作條件下的串聯諧振軟開關推挽電路進行理論、仿真分析,并通過實驗驗證了電路損耗小、效率高的特性。三種不同的控制方案:導通時間固定、關斷時間變化的PFM調制方式,導通時間變化、關斷時間固定的PFM調制方式,PWM調制方式,被分別應用到電路中。通過理論、仿真以及實驗研究,比較分析了三種控制方案的優缺點,特別是對軟開關特性、輸出電壓調節及適用范圍等問題做了細致分析。文章還對應用在串聯諧振軟開關推挽電路中的變壓器作了一定研究分析。根據變壓器的機理,對該電路中特有變壓器的高變比問題和漏感問題展開分析,并提出工藝和設計原理上的相應的解決方案。 為進一步實現能量的高效轉換,提出了基于雙變壓器結構拓撲的串聯諧振軟開關推挽電路,并進行了有關理論分析、仿真和實驗研究。同單變壓器電路相比,該電路具有開關損耗小、變壓器損耗小、效率更高的優點,實驗結果充分驗證了以上結論。
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,世界各國競相發展綠色可再生能源,太陽能因其潔凈、儲量巨大等優點倍受青睞。在太陽能的各種應用中,光伏發電倍受關注。隨著光伏組件價格的不斷降低和電力電子技術的發展,光伏發電的系統容量和變換設備的轉換效率不斷增加,體積逐漸減小,對光伏發電系統相關設備的設計和制造提出了新的要求。 本文從提高光伏發電系統整體效率的角度出發,以光伏發電系統中電能變換裝置作為研究目標,研究光伏發電中的關鍵性技術之一——光伏陣列的最大功率點跟蹤技術。主要研究適用于光伏發電系統的最大功率點跟蹤變換器的拓撲;研究光伏發電系統的最大功率點跟蹤變換器的控制方法。論文在分析研究光伏電池的工作原理及輸出特性的基礎上,分析研究了幾種基于DC/DC變換器的最大功率跟蹤算法及各自優缺點和適用場合。在拓撲研究方面,分析研究了Buck、Boost和全橋電路應用于光伏發電中的優缺點以及適用的最佳功率等級,并對這三種電路的功率損耗進行分析,通過仿真進行驗證。探討了把軟開關技術、三電平技術應用于光伏發電系統的可行性,并詳細分析了應用于光伏發電系統的移相全橋ZVS DC/DC變換器電路的換流過程。在理論分析的基礎上,論文設計實現了應用移相全橋軟開關DC/DC變換電路作為主電路的MPPT變換器,構建了1000W小型獨立光伏發電系統,進行仿真和實驗,對實驗結果進行損耗分析。證實了移相全橋ZVS DC/DC變換電路作為中小型光伏發電系統的前級變換器,可以在實現太陽能光伏陣列的最大功率點跟蹤的同時,保證開關管實現軟開關,從而提高了系統的轉換效率和功率密度。
上傳時間: 2013-05-23
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在電力系統中,無功功率是影響電網穩定的一個重要因素,它關系到整個電力系統能否安全穩定的運行,無功補償是保證電力系統高效可靠運行的有效措施之一。基于國內電力市場的需求現狀,考慮到無功補償的實現條件和經濟適應性,研制出了一種基于DSP TMS320LF2407A控制的TSC型低壓動態無功補償裝置。該裝置以實時的電網監測數據為依據,以低壓網的最佳無功補償為對象。 本文主要研究了TSC無功補償的基本原理,無功補償的控制方式和原理,以及控制器的軟、硬件的設計。在硬件設計方面,由DSP TMS320LF2407A作為主控制器,能夠實現自動采樣計算、無功自動調節、故障保護、數據存儲等功能,具有比傳統的單片機控制運算速度高,實時性好的特點。采用晶閘管控制投切電容器,完全實現了電容器的快速,無弧,無沖擊投切,具有優良的性能。在軟件上,采用C語言和匯編語言混合編程,遵循模塊化設計原則,提高了系統的通用性和維護的簡易程度。在投切原則上,與常見的功率因數控制方案相比較,采用電壓無功復合控制,避免了輕載投切振蕩,使無功調節更為合理。為了實現裝置應具有的功能,本文設計并制作了較為完整的控制電路及其外圍設備的硬件電路。它們包括觸發電路、采樣電路及通訊電路等。文中設計編寫了整個控制系統的控制程序,給出了控制軟件的結構框圖。在本文中,還設計了電容器保護電路,以及裝置在電網諧波含量超標時采取的保護措施。實驗結果表明,本裝置軟硬件設計合理,控制方法可行,系統運行可靠,達到了預期的目的。
上傳時間: 2013-04-24
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本文主要研究變速風力發電系統最大功率點的跟蹤問題,以使風力機在處于額定風速以下時能夠實現最大風能捕獲。風力發電系統所采用的功率變流器和最大功率點的跟蹤控制策略提供了基本的研究平臺,以完成本課題的研究。 為了將風能輸送給電網,變速風力機要有變流器將發電機發出的電壓和頻率都不斷改變的電能轉換成恒頻恒壓的電能,再傳輸給電網。本文采用了變速風力機,永磁發電機,三相AC-DC-DC-AC變流器,變壓器等構建了變速風力發電系統。AC-DC-DC-AC變流器用于將永磁發電機發出的電壓和頻率都不斷改變的電能傳輸給電網。鑒于DC-DC直流環節在能量傳輸中的重要性,本文專門研究了單重Sepic變換器和雙重Sepic變換器在變速風力發電系統中所起的作用。 一個先進的變速風力發電系統的最大功率點跟蹤控制策略要對所控制的風力機起到良好的控制效果,不僅與風電系統所采用的變流器的拓撲結構有關,也與自身的控制方式有關。本文在對常用的幾種最大功率點的跟蹤控制策略分析研究的基礎上提出了以風力機的輸出功率和系統儲能的變化率以及風力機轉速等相關數據來確定風力機的實際工作點的最大功率點跟蹤控制策略,該策略的實施不依賴于風力機自身的特性,不需要測量風速等。 由于對變速風力機的建模和仿真是理解和驗證風力發電系統特性和最大功率點跟蹤控制策略的可行性的重要手段。因此本文在Matlab軟件的Simulink環境下對所研究的變速風力發電系統作了建模和仿真。仿真結果充分證明了本文所提出的變速風力發電系統最大功率點跟蹤控制策略的正確性和可行性。
上傳時間: 2013-04-24
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近幾十年來,由于大功率電力電子裝置的廣泛應用,使公用電網受到諧波電流和諧波電壓的污染日益嚴重,功率因數低,電能利用率低。為了抑制電網的諧波,提高功率因數,人們通常采用無功補償、有源、無源濾波器等對電網環境進行改善。近年來,功率因數校正技術作為抑制諧波電流,提高功率因數的行之有效的方法,備受人們的關注。 本文在參閱國內外大量文獻的基礎上,綜述了近年來國內外功率因數校正的發展狀況,簡要分析了無源功率因數與有源功率因數的優、缺點,并詳細分析了有源功率因數校正的基本原理和控制方法。在通過對主電路拓撲與控制方法的優、缺點比較后,選擇BOOST變換器作為主電路拓撲,采用基于平均電流控制的UC3854控制器,設計了容量為300W的兩級有源功率因數校正電路的前一級電路,計算了主電路與控制電路的元件參數。根據此參數,基于MATLAB環境下對功率因數校正前、后的電路進行了仿真,通過仿真波形的分析。最后搭建實驗電路進行實驗,采集實驗波形,對實驗結果進行分析,進-步驗證了本設計參數的正確性與準確性。 本文功率因數校正電路的設計,使電路的功率因數得到了明顯的改善,達到了設計要求,同時電路的總諧波畸變因數控制在了一定的范圍,減少了對電網的污染。并且電路的輸出電壓穩定,為后一級的電路設計奠定了基礎。
上傳時間: 2013-05-22
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作為一個自然不穩定系統,倒立擺一直被用作實時控制系統實驗的控制設備。通過對它的研究不僅可以解決控制中的理論問題,還能將控制理論涉及的三個主要基礎學科:力學、數學和電學(包含計算機)進行有機的綜合應用。此外,在近代機械控制系統中,如航空航天上直升飛機、火箭發射、衛星發射及生活中的做體操、花樣滑冰、單輪騎車等等,都存在類似于倒立擺的穩定控制問題。因此實現倒立擺系統穩定控制的研究對實際工程和現實生活有非常重要的意義。 本論文的主要目標是設計和建造一個基于數字信號處理器(DSP)的計算機控制系統來控制倒立擺的平衡。論文中用到的控制理論主要是線性控制理論和反饋控制理論。 本文首先對倒立擺的背景和研究現狀作了總體介紹,簡要的闡述了常見的控制算法。隨后詳細介紹了利用牛頓第二定律及相關的動力學原理建立一級和二級倒立擺的數學模型,并用MAILAB對倒立擺的運動特性進行了仿真。然后研究倒立擺系統的各種控制策略,比較了各種控制方法的效果。 本論文還設計了基于DSP的計算機控制系統。詳細介紹了DSP硬件電路設計和外圍電路設計,用C和匯編語言編寫了系統的控制程序。 最后,對本論文進行了總結,對下一步要進行的工作提出了自己的設想。 整個論文的完成以一定的理論為基礎,既有數學模型的分析與推導,方法理論的探討,又有實際控制系統設計過程,而且研究對象相當典型。本文所完成的工作,既可以作為現代控制理論的教學實驗,對于具有類似模型的其他裝置如兩足機器人的研究也有一定的借鑒作用。
上傳時間: 2013-04-24
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風能作為一種清潔可再生能源,發展迅速,已經成為世界新能源最主要的發展方向之一。本文以863計劃項目"MW級風力發電機組電控系統研制"為研究背景,介紹了1.2MW永磁同步電機變速恒頻風力發電系統,研究了變流系統中逆變器的控制方法。 本文首先對風力發電進行了概述,介紹了我國和世界風電發展狀況以及技術發展趨勢。當今風力發電技術,大功率直驅化和雙饋是兩個發展方向,本課題1.2MW風力發電系統就是采用了永磁同步電機加交直交變流系統的結構模式,中間省去了齒輪箱,減少了維護,具有較好的發展前景。 論文第二章首先對風輪機葉片的空氣動力特性進行了分析,介紹了不同風速下風力發電機的控制策略。就直驅技術與變速箱/感應電機技術--目前風力發電領域變速恒頻技術的兩大發展方向作了較為詳細的介紹分析。 在變流系統中,逆變并網是重要的環節,起到了將電能傳輸到電網的作用。文章中重點分析了三相并網逆變器的主電路結構、原理和工作方法,并進行了理論推導和公式說明。 本文對1.2MW永磁同步電機變速恒頻風力發電系統的主電路參數的選擇作了理論推導和計算,包括主電路直流側電容,網側電感,三重化升壓電感,網側濾波電容等,還確定了斬波和逆變部分所采用的開關管和六相整流所采用的二極管,并在額定正常工作情況下,分別計算斬波和逆變部分開關管的損耗和開關管的結溫。 本課題采用瞬時電流法對并網逆變器進行控制。在實驗中上確定了電壓外環和電流內環的PI參數,順利完成了閉環控制實驗。 文中采用DSP2407高速集成控制芯片是控制的核心,并根據控制流程圖對其控制進行了軟硬件設計,實現了控制板上的信號采集、運算、故障檢測、電路驅動等功能。并進行了小功率試驗,得到了較好的電壓電流波形,并對波形進行了詳細分析,驗證了本文采用方法的正確性。
上傳時間: 2013-07-06
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不間斷電源(UPS)是一種能提供優質電源并保證電源供應連續的電力電子裝置。它的應用范圍廣泛,在很多領域,UPS已經成了標準配置。采用數字信號處理器(DSP)實現UPS的數字化控制是當前許多UPS設計者關注的問題。DSP在UPS中的應用主要集中在兩個方面:一是將各種先進的控制方法用于逆變實時數字控制;二是利用DSP實現更準確更迅速的鎖相環控制。 本文分析了當前逆變控制的各種方案,針對逆變的擾動及諧波周期出現的特點,采用了重復控制來提高逆變輸出的穩態特性。因為重復控制具有一個周期延遲控制的特點,本文也采用了PID控制來改善逆變控制的動態性能。本文分析了目前重復控制的常用方案,在建立UPS逆變濾波電路數學模型的基礎上設計了新的重復控制和PID控制結合的方案。對重復控制與PID復合控制方案在MATLAB中作了仿真。仿真試驗證明了控制方案的有效性。 在硬件方面,設計了在線式UPS系統中DSP的接口電路,其中包括DSP供電電路,蓄電池電壓過低檢測電路,市電及輸出電壓過零檢測等電路。對DSP的資源進行了分配,充分利用了DSP的外設多和速度快的特點。 在軟件方面,設計了各部分的程序,其中包括主程序,軟件鎖相及正弦參考信號生成程序,輸出有效值控制程序以及各種相關的中斷及保護程序。 本文結合實際,搭建了實驗線路,給出了實驗線路的原理及各部分的實驗電路。該實驗電路可對逆變控制過程和鎖相環節進行控制實驗。 本文將PID控制與重復控制相結合,對逆變器輸出進行控制,驗證了重復控制與PID復合控制的有效性。本文還對UPS的DSP數字化控制作了研究,這些都對UPS技術的進步有積極的作用。
上傳時間: 2013-05-17
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