本文對燃料電池車用DC/DC變換器的基本原理以及控制策略進行了較為詳盡的分析和討論，對基于ARM的DC/DC變換器控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計作了較為詳盡的論述，對控制系統(tǒng)的電磁兼容作了詳細的研究并給出了提高電磁兼容能力的措施。本文介紹了本課題研究的背景，燃料電池電動汽車的特性和研究的目的與意義并分析了大功率DC/DC變換器主電路的拓撲結(jié)構(gòu)、工作原理和電磁兼容環(huán)境。在此基礎(chǔ)上，從控制電路的最小系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、脈沖發(fā)生系統(tǒng)以及驅(qū)動電路、CAN通訊電路等方面重點討論了DC/DC變換器控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計以及驅(qū)動電路的設(shè)計。本文在DC/DC變換器電感電流連續(xù)狀態(tài)空間小信號數(shù)學模型的基礎(chǔ)上，應用MATLAB軟件對大功率DC/DC變換器單環(huán)控制系統(tǒng)進行了建模和仿真分析，給出了具有實際指導意義的結(jié)論，設(shè)計了基于ARM控制系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)并編寫了相應的軟件代碼。此外，本文從硬件和軟件兩個方面重點討論了控制系統(tǒng)的電磁兼容以及抗干擾措施。在系統(tǒng)硬件和軟件基礎(chǔ)上進行了功率試驗并給出了試驗結(jié)果以及今后改進的方向。
上傳時間： 2013-07-12
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小波變換是一種新興的理論，是數(shù)學發(fā)展史上的重要成果。它無論對數(shù)學還是對工程應用都產(chǎn)生了深遠的影響。最新的靜態(tài)圖像壓縮標準JPEG2000就以離散小波變換(DWT)作為核心變換算法。 本文首先較為詳細地分析了小波變換的理論基礎(chǔ)，對多分辨率分析、Mallat算法和提升算法做了介紹。然后分析了JPEG2000所采用的小波濾波器，并引入了一個新的LS97小波。該小波系數(shù)簡單、易于硬件實現(xiàn)，并且與CDF97小波有很好的兼容性，可作為CDF97小波的替代者。使用Matlab對CDF97小波和LS97小波的兼容性做仿真測試，結(jié)果表明這兩個小波具有幾乎相同的性能。在確定所用的小波后，本文設(shè)計了二維離散小波變換的硬件結(jié)構(gòu)。設(shè)計過程中對標準二維小波變換做了優(yōu)化，即將行變換和列變換的歸一化步驟合并計算，這樣可以減少兩次乘法操作。另外還使用移位加代替乘法，提取移位加中的公共算子等方式來優(yōu)化設(shè)計。對于邊界數(shù)據(jù)的處理，本文采用了嵌入式對稱延拓技術(shù)，不需要額外的緩存，節(jié)約了硬件資源。為提高硬件利用率，本文將LeGall53小波變換和LS97小波變換統(tǒng)一起來，只要一個控制信號就可實現(xiàn)兩者之間的轉(zhuǎn)換。本文所提出的結(jié)構(gòu)采用基于行的變換方式，只需要六行中間數(shù)據(jù)即可完成全部行數(shù)據(jù)的小波變換。采用流水線技術(shù)提高了整個設(shè)計的運行速度。最后也給出了二維離散小波反變換的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)。 在完成硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)上，使用Verilog硬件描述語言對整個設(shè)計進行了完全可綜合的RTL級描述，采用同步設(shè)計，提高了可靠性。在Xilinx公司的FPGA開發(fā)軟件ISE6.3i中對正反小波變換做了仿真和實現(xiàn)，結(jié)果表明，本設(shè)計能高速高精度地完成正反可逆和不可逆小波變換，可以滿足各種實時性要求。
上傳時間： 2013-07-25
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礦用隔爆饋電開關(guān)是煤礦井下配電系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，作為配電開關(guān)，用于含有瓦斯或煤塵等爆炸危險環(huán)境的礦井中，控制和保護低壓供電網(wǎng)絡(luò)。其性能好壞直接影響著煤礦井下的生產(chǎn)安全和生產(chǎn)效率，而目前國內(nèi)饋電開關(guān)普遍存在集成度低、可靠性差、智能監(jiān)控水平低等缺點。 本課題將嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)應用到饋電開關(guān)中，通過對礦山供電系統(tǒng)工作原理、真空饋電開關(guān)工作原理以及基于EasyARM2200(Philips LPC2210為處理器、ARM7為內(nèi)核)嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的研究，實現(xiàn)了總體網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的設(shè)計和智能饋電開關(guān)控制系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計；通過對嵌入式實時操作系統(tǒng)的移植、嵌入式TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)和移植以及基于C/S模式下的套接字編程等的研究和分析，完成了監(jiān)控主機與嵌入式系統(tǒng)的通信軟件和保護控制算法的應用程序的編寫，從而實現(xiàn)了礦井地面監(jiān)控主機與井下嵌入式系統(tǒng)饋電開關(guān)的快速通信，解決了地面監(jiān)控主機對井下饋電回路及電氣開關(guān)的遠程智能監(jiān)控的難題，最終設(shè)計出一套集實時保護控制和遠程監(jiān)控功能于一身的智能型饋電開關(guān)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。 實驗結(jié)果表明：在嵌入式系統(tǒng)端的通信軟件和監(jiān)控主機端的通信軟件的驅(qū)動下，實現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)與監(jiān)控主機的快速遠程通信，通信速度快、可靠性高、可視化效果好，完全滿足了監(jiān)控系統(tǒng)的快速通信要求。 本課題的研究成果為工業(yè)控制領(lǐng)域提供了一個開放式、全分布、可互操作性的通信控制平臺，為提高煤礦井下設(shè)備的遠程智能監(jiān)控水平和安全操控系數(shù)提供了新的解決方法，為地面監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)更大規(guī)模、更深層次地對井下電氣設(shè)備的集中控制、分散管理奠定了理論和實踐基礎(chǔ)。
標簽： ARM 嵌入式網(wǎng)絡(luò) 中的應用 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-25
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礦用隔爆饋電開關(guān)是煤礦井下配電系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，用于含有瓦斯或煤塵等爆炸危險環(huán)境的礦井中，控制和保護低壓供電網(wǎng)絡(luò)。其性能好壞直接影響著煤礦井下的生產(chǎn)安全和生產(chǎn)效率。 論文將嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)應用到饋電開關(guān)中，通過對礦山供電系統(tǒng)工作原理、真空饋電開關(guān)工作原理以及基于EasyARM2200(Philips LPC2210為處理器、ARM7為內(nèi)核)嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的研究，實現(xiàn)了總體網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的設(shè)計和智能饋電開關(guān)控制系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計；通過對嵌入式實時操作系統(tǒng)的移植、嵌入式TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)和移植以及基于C/S模式下的套接字編程等的研究和分析，完成了監(jiān)控主機與嵌入式系統(tǒng)的通信軟件和保護控制算法的應用程序的編寫，從而實現(xiàn)了礦井地面監(jiān)控主機與井下嵌入式系統(tǒng)饋電開關(guān)的快速通信，解決了地面監(jiān)控主機對井下饋電回路及電氣開關(guān)的遠程智能監(jiān)控的難題，設(shè)計完成了一套集實時保護控制和遠程監(jiān)控功能于-身的智能型饋電開關(guān)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。
標簽： ARM 嵌入式 饋電開關(guān)
上傳時間： 2013-05-21
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隨著人們物質(zhì)文化生活水平的提高和科學技術(shù)的快速發(fā)展，智能家居已成為一個發(fā)展趨勢。智能家居系統(tǒng)采用傳感技術(shù)、計算機技術(shù)和信息傳輸與處理技術(shù)，能給用戶提供全方位的服務(wù)，同時對住房內(nèi)的情況進行遠程監(jiān)控和實時管理。安防系統(tǒng)是智能家居中的一個重要的組成部分。傳統(tǒng)的安防系統(tǒng)都是基于單片機設(shè)計實現(xiàn)的，它難以滿足現(xiàn)代家居中網(wǎng)絡(luò)家電功能，針對這些問題，設(shè)計并實現(xiàn)了一種基于ARM和藍牙的安防系統(tǒng)。 (1) 深入研究了安防系統(tǒng)中視頻監(jiān)控的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，分析了嵌入式Linux操作系統(tǒng)的優(yōu)、缺點以及選擇內(nèi)核版本為Linux2.6的原因，指出了選題研究的目的和意義。 (2) 從網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)和幾種重要協(xié)議這兩個方面入手，闡述了智能家居中的重要技術(shù)——藍牙。 (3) 根據(jù)智能家居的功能要求，設(shè)計了一種智能家居中的安防系統(tǒng)，論述了ARM9嵌入式微處理器S3C2410的原理以及性能，闡述了安防系統(tǒng)中的NANDFLASH模塊、SDRAM模塊、RS232串口模塊、以太網(wǎng)模塊、USB、USB藍牙、USB攝像頭的組成原理以及設(shè)計與實現(xiàn)方法。 (4) 根據(jù)系統(tǒng)軟件環(huán)境的需求，構(gòu)建了嵌入式Linux系統(tǒng)軟件平臺，論述了交叉編譯環(huán)境和NFS開發(fā)調(diào)試環(huán)境的建立，移植S3C2410下啟動引導程序VIVI，移植嵌入式操作系統(tǒng)Linux(內(nèi)核版本為2.6.14)，闡述了系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備驅(qū)動的移植(NAND FLASH、USB、USB攝像頭、USB藍牙)、文件系統(tǒng)的使用，分析了Linux下藍牙無線通信的實現(xiàn)過程。 (5) 在搭建的嵌入式Linux系統(tǒng)軟件平臺上，論述了在Windows XP下遠程登錄到Linux操作系統(tǒng)的方法，闡述了在Linux下使用V4L編程來截取攝像頭圖象，使用SOCKET編程將截取到的圖象傳送到室內(nèi)PC機上，遠程監(jiān)控電腦登錄到此PC機上，利用IE瀏覽器來實現(xiàn)對現(xiàn)場環(huán)境的監(jiān)控。 (6) 結(jié)合實驗測試環(huán)境和測試數(shù)據(jù)，進行了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的性能測試，分析了測試結(jié)果并針對出現(xiàn)的問題給出了改進措施。 通過對安防系統(tǒng)的實驗測試表明，系統(tǒng)能夠很好地檢測不法分子的入侵，并通過遠程視頻監(jiān)控方式來告知用戶，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，達到了預期的設(shè)計目標。
標簽： ARM 藍牙 安防系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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軟開關(guān)技術(shù)是電力電子裝置向高頻化、高功率密度化發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，已成為現(xiàn)代電力電子技術(shù)研究的熱點之一。微處理器的出現(xiàn)促進了電力電子變換器的控制技術(shù)從傳統(tǒng)的模擬控制轉(zhuǎn)向數(shù)字控制，數(shù)字控制技術(shù)可使控制電路大為簡化，并能提高系統(tǒng)的抗干擾能力、控制靈活性、通用性以及智能化程度。本文提出了一種利用耦合輸出電感的新型次級箝位ZVZCS PWM DC/DC變換器，其反饋控制采用數(shù)字化方式。 論文分析了該新型變換器的工作原理，推導了變換器各種狀態(tài)時的參數(shù)計算方程；設(shè)計了以ARW芯片LPC2210為核心的數(shù)字化反饋控制系統(tǒng)，通過軟件設(shè)計實現(xiàn)了PWM移相控制信號的輸出；運用Pspice9.2軟件成功地對變換器進行了仿真，分析了各參數(shù)對變換器性能的影響，并得出了變換器的優(yōu)化設(shè)計參數(shù)；最后研制出基于該新型拓撲和數(shù)字化控制策略的1千瓦移相控制零電壓零電流軟開關(guān)電源，給出了其主電路、控制電路、驅(qū)動電路、保護電路及高頻變壓器等的設(shè)計過程，并在實驗樣機上測量出了實際運行時的波形。 理論分析與實驗結(jié)果表明：該變換器拓撲能實現(xiàn)超前橋臂的零電壓開關(guān)，滯后橋臂的零電流開關(guān)；采用ARM微控制器進行數(shù)字控制，較傳統(tǒng)的純模擬控制實時反應速度更快、電源穩(wěn)壓性能更好、外圍電路更簡單、設(shè)計更靈活等，為實現(xiàn)智能化數(shù)字電源創(chuàng)造了基礎(chǔ)，具有廣泛的應用前景和巨大的經(jīng)濟價值。
上傳時間： 2013-08-03
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隨著電力電子變流技術(shù)的不斷發(fā)展，各種先進的控制技術(shù)層出不窮?？刂破饕矎倪^去的模擬電路時代逐漸進入到全數(shù)字控制時代。但是MCU/DSP等通用控制器本身串行程序流工作模式的限制，在實現(xiàn)復雜算法時往往難以滿足系統(tǒng)要求的快速性與實時性的要求，F(xiàn)PGA的出現(xiàn)為解決這個問題提供了一個新的方向。 本文首先對三相PWM整流器系統(tǒng)進行了研究。在查閱大量國內(nèi)外文獻資料的基礎(chǔ)上，對整流器及其控制器的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及研究趨勢做了詳細的研究，并對課題研究的意義有了更深入的認識。接下來對三相電壓型整流器的拓撲結(jié)構(gòu)、數(shù)學模型、整流器的控制技術(shù)進行了分析。文中所采用的滯環(huán)電流控制算法具有結(jié)構(gòu)簡單，電流響應速度快，不依賴系統(tǒng)參數(shù)，系統(tǒng)魯棒性好的特點。運用matlab仿真軟件，對該控制方法進行了仿真。然后對FPGA的發(fā)展歷程、應用、分類、開發(fā)工具、語言等內(nèi)容進行了介紹。最后對滯環(huán)控制算法進行了模塊劃分，將其劃分為PI算法模塊，限幅與指令電流生成模塊，滯環(huán)比較模塊，PWM脈沖生成及死區(qū)保護模塊，AD控制及數(shù)據(jù)儲存模塊，并在Quartus II軟件環(huán)境下，使用VHDL語言通過編程實現(xiàn)模塊化設(shè)計。實踐證明，采用FPGA來實現(xiàn)PWM整流器控制算法是可行的。
上傳時間： 2013-04-24
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現(xiàn)場可編程門陣列器件(FPGA)是一種新型集成電路，可以將眾多的控制功能模塊集成為一體，具有集成度高、實用性強、高性價比、便于開發(fā)等優(yōu)點，因而具有廣泛的應用前景。單相全橋逆變器是逆變器的一種基本拓撲結(jié)構(gòu)，對它的研究可以為三相逆變器研究提供參考，因此對單相全橋逆變器的分析有著重要的意義。 本文研制了一種基于FPGA的SPWM數(shù)字控制器，并將其應用于單相逆變器進行了試驗研究。主要研究內(nèi)容包括：SPWM數(shù)字控制系統(tǒng)軟件設(shè)計以及逆變器硬件電路設(shè)計，并對試驗中發(fā)現(xiàn)的問題進行了深入分析，提出了相應的解決方案和減小波形失真的措施。在硬件設(shè)計方面，首先對雙極性／單極性正弦脈寬調(diào)制技術(shù)進行分析，選用適合高頻設(shè)計的雙極性調(diào)制。其次，詳細分析死區(qū)效應，采用通過判斷輸出電壓電流之間的相位角預測橋臂電流極性方向，超前補償波形失真的方案。最后，采用電壓反饋實時檢測技術(shù)，對PWM進行動態(tài)調(diào)整。在控制系統(tǒng)軟件設(shè)計方面，采用FPGA自上而下的設(shè)計方法，對其控制系統(tǒng)進行了功能劃分，完成了DDS標準正弦波發(fā)生器、三角波發(fā)生器、SPWM產(chǎn)生器以及加入死區(qū)補償?shù)腜WM發(fā)生器、電流極性判斷(零點判斷模塊和延時模塊)和反饋等模塊的設(shè)計。針對仿真和實驗中的毛刺現(xiàn)象，分析其產(chǎn)生機理，給出常用的解決措施，改進了系統(tǒng)性能。
上傳時間： 2013-07-06
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隨著技術(shù)的飛速發(fā)展，電力電子裝置如變頻設(shè)備、變流設(shè)備等容量日益擴大，數(shù)量日益增多。由于非線性器件的廣泛使用，使得電網(wǎng)中的諧波污染日益嚴重，給電力系統(tǒng)和各類用電設(shè)備帶來危害，輕則增加能耗，縮短設(shè)備使用壽命，重則造成用電事故，影響安全生產(chǎn)，電力諧波已經(jīng)成為電力系統(tǒng)的公害。除了傳統(tǒng)的濾波方法，例如，無源濾波、改變系統(tǒng)的拓補結(jié)構(gòu)來抑制諧波外，人們已廣泛應用有源濾波器(APF)來消除注入電網(wǎng)的諧波，而實現(xiàn)有源濾波策略的前提就是能夠?qū)崟r、精確地檢測出諧波電流。諧波檢測是諧波研究中的一個重要的分支，是解決其他相關(guān)諧波問題的基礎(chǔ)，因此進行諧波檢測的研究具有重要的理論意義和實用價值。設(shè)計一種精度高、實時性好且適用范圍寬的諧波電流檢測方法是國內(nèi)外眾多學者致力研究的目標。 本文主要從諧波檢測理論和實現(xiàn)方法上探討了高精度、高實時性諧波檢測數(shù)字系統(tǒng)的相關(guān)問題。論文中闡述了電力系統(tǒng)諧波的相關(guān)概念和產(chǎn)生原理，并分析了電力諧波的特點，對國內(nèi)外各種諧波檢測方法進行了分析和研究。在檢測理論上，本文采用FFT理論來計算諧波含量，研究了Radix-2 FFT在諧波檢測中的應用，綜述了可編程元器件的發(fā)展過程、工藝發(fā)展及目前的應用情況，并介紹了一種主流硬件描述語言VHDL。最后以FPGA芯片XC2S200為硬件平臺，以ISE6.0為軟件平臺，利用VHDL語言描述的方式實現(xiàn)了512點16Bit的快速傅立葉變換系統(tǒng)，并進行了仿真、綜合等工作。仿真結(jié)果表明其計算結(jié)果達到了一定的精度，運行速度可以滿足一般實時信號處理的要求。
標簽： FPGA 電力系統(tǒng) 檢測方法 諧波
上傳時間： 2013-06-02
上傳用戶：moshushi0009
近年來，隨著FPGA技術(shù)的出現(xiàn)，憑借著它在設(shè)計上的優(yōu)越性，使得它在各電子設(shè)計領(lǐng)域上備受關(guān)注。在數(shù)字控制系統(tǒng)的應用領(lǐng)域也越來越廣泛。本課題主要研究了FPGA技術(shù)和無線通訊技術(shù)在高頻感應加熱控制系統(tǒng)的應用，目的在于實現(xiàn)一個安全穩(wěn)定的高頻感應加熱環(huán)境。 本文首先介紹了高頻感應加熱系統(tǒng)所涉及的一些概念及所要用到的一些技術(shù)。然后對系統(tǒng)實現(xiàn)的原理及實現(xiàn)可行性進行了深入的研究分析，確定了主電路的拓撲結(jié)構(gòu)為串聯(lián)諧振式，功率調(diào)節(jié)方式為容性移相調(diào)功：計算確定了系統(tǒng)中各個元件的參數(shù)和符號。最后按照FPGA的設(shè)計流程，設(shè)計實現(xiàn)了系統(tǒng)所需的各個硬件電路。 本文將無線通訊的技術(shù)引入了高頻感應加熱系統(tǒng)的控制。利用FPGA技術(shù)將RF無線通訊電路的控制部分與其他控制電路集成到一塊FPGA芯片里，這樣大大縮小了系統(tǒng)的體積，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。使得對高頻感應加熱系統(tǒng)的控制更加智能化，同時也使得其操作安全性得到了很大的提高，從而達到了我們的目的。 研究結(jié)果表明，利用FPGA技術(shù)以及無線通訊技術(shù)的集成來實現(xiàn)智能化數(shù)字控制系統(tǒng)是很可行的方法。本文研究的感應加熱控制系統(tǒng)運行良好。
上傳時間： 2013-05-31
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