現實生活中的語音不可避免的要受到周圍環境的影響,背景噪聲例如機械噪聲、街頭音樂噪音,其他說話者的話音等均會嚴重地影響語音信號的質量:此外傳輸系統本身也會產生各種噪聲,因此接收端的信號為帶噪語音信號。混疊在語音信號中的噪聲按類別可分為環境噪聲等的加法性噪聲及電器線路干擾等的乘法性噪聲;按性質可分為平穩噪聲和非平穩噪聲。 語音增強的根本目的就是凈化語音質量。把不需要的噪音減低到最小程度。但是由于噪音的復雜性,很難歸納出一個統一的特征,因此不可能尋求一種算法完全適應于所有的噪音消除,因此語音增強是一個復雜的工程。 有關抗噪聲技術的研究以及實際環境下的語音信號處理系統的開發,在國內外已經成為語音信號處理非常重要的研究課題,已經作了大量的研究工作,取得了豐富的研究成果。本文僅對加性噪聲下的語音增強技術做了較為仔細的討論,我們先給出語音信號處理的基本理論,它是語音增強算法研究和實現的理論基礎,在此基礎總結了自適應信號處理技術的特點以及在語音增強方面的應用。選取工程領域最常用的自適應LMS濾波算法和RLS濾波算法作為研究對象,提出了利用最小均方誤差意義下自適應濾波器的輸出信號與主通道噪聲信號的等效關系,得到濾波器最佳自適應參數的方法,并分析了在平穩和非平穩噪聲環境下,L M S濾波器族和R L S濾波器在不同噪音輸入下的權系數收斂速度、權系數穩定性、跟蹤輸入信號的能力和信噪比的改善等特性。 研究了MATLAB語言程序設計和使用MALTLAB對語音算法進行仿真、并輸入了多種實際環境下的噪音進行濾波仿真并對仿真的結果進行比較和分析。總結出了LMS、NLMS、SIGN-ERROR-LMS、RLS自適應濾波器在語音濾波方面的特點 和應用情況。 最后在MATLAB仿真的基礎上,利用Altera公司的Cyclone2系列FPGA芯片和多種EDA工具,完成了L M S自適應濾波器的FPGA設計。 關鍵詞:語音增強,背景噪音,自適應濾波器,LMS,RLS,FPGA
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,隨著計算機技術、網絡技術與無線通信技術的高速發展和廣泛應用,無線傳感器網絡已成為國際上備受關注的前沿熱點之一。無線傳感器網絡在軍事應用、環境監測、醫療護理、空間探索等方面都顯示了廣闊的應用前景,被認為是21世紀最有發展前景的技術之一。 本文通過對無線傳感器網絡的發展現狀、發展趨勢以及水環境多參數監測特點的研究,提出了面向水環境多參數監測應用的無線傳感器網絡系統的解決方案,分析了系統設計的目標和功能,并指出了系統軟硬件平臺的設計要求與設計原則。依托2006年江蘇省科技攻關項目“總線化智能多參數高精度檢測與控制儀表”,設計了基于Silicon Laboratories的C8051F310處理器和CC2420射頻芯片的硬件開發平臺,詳細地描述了硬件平臺中各個功能模塊的細節,并在此平臺上實現和改進了SimpliciTI協議和IEEE802.15.4/Zigbee協議,最后對系統進行了測試。整個系統以無線傳感器網絡技術為核心,增強了系統的靈活性、可維護性和可擴展性,同時系統模塊化、開放式的結構使系統具有良好的可移植性。 將無線傳感器網絡技術應用于水環境多參數監測,涉及到傳感器技術、無線通信技術、計算機應用技術等多種技術。到目前為止,隨著科學技術的不斷進步,它還在不斷地完善,前景尤為廣闊。
上傳時間: 2013-06-01
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電源是電子設備的重要組成部分,其性能的優劣直接影響著電子設備的穩定性和可靠性。隨著電子技術的發展,電子設備的種類越來越多,其對電源的要求也更加靈活多樣,因此如何很好的解決系統的電源問題已經成為了系統成敗的關鍵因素。 本論文研究選取了BICMOS工藝,具有功耗低、集成度高、驅動能力強等優點。根據電流模式的PWM控制原理,研究設計了一款基于BICMOS工藝的雙相DC-DC電源管理芯片。本電源管理芯片自動控制兩路單獨的轉換器工作,兩相結構能提供大的輸出電流,但是在開關上的功耗卻很低。芯片能夠精確的調整CPU核心電壓,對稱不同通道之間的電流。本電源管理芯片單獨檢測每一通道上的電流,以精確的獲得每個通道上的電流信息,從而更好的進行電流對稱以及電路的保護。 文中對該DC-DC電源管理芯片的主要功能模塊,如振蕩器電路、鋸齒波發生電路、比較器電路、平均電流電路、電流檢測電路等進行了設計并給出了仿真驗證結果。該芯片只需外接少數元件就可構成一個高性能的雙相DC-DC開關電源,可廣泛應用于CPU供電系統等。 通過應用Hspice軟件對該變換器芯片的主要模塊電路進行仿真,驗證了設計方案和理論分析的可行性和正確性,同時在芯片模塊電路設計的基礎上,應用0.8μmBICMOS工藝設計規則完成了芯片主要模塊的版圖繪制,編寫了DRC、LVS文件并驗證了版圖的正確性。所設計的基于BICMOS工藝的DC-DC電源管理芯片的均流控制電路達到了預期的要求。
上傳時間: 2013-06-06
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風光互補發電系統作為新能源技術應用的重要組成部分越來越受到人們的青睞,所以將此作為新能源研究的切入點,進行一些有益的嘗試和探索。 本文從太陽能電池的光生伏打效應入手,推導出太陽能電池的U-I曲線,并以此作為最大功率跟蹤(MPPT)技術的理論基礎。針對小風機的發電技術也存在的MPPT技術,文章進行了統一性研究,給出了新的控制策略--變步長擾動觀察控制。為了提高系統的充放電效率,文章還對三段式充放電、均衡充電、溫度補償等蓄電池充電理論進行了闡述。 根據上述理論,結合工程實際,設計了風光互補控制器的電路。利用電壓霍爾和電流霍爾實現了風機電壓、太陽能電池電壓、蓄電池電壓和充電電流的實時采樣,利用TMS320F2812DSP的EVA與AD模塊軟件實現對蓄電池欠壓、過壓、運行等模式的智能充放電管理。針對風力發電機的輸出電壓波動大的問題,系統提供了硬件和軟件的風機過速智能保護系統。本系統采用MPPT的控制策略提高了整個系統的效率,設計提供了一套LCD顯示界面和一組LED指示燈增強系統管理的友好性。為了解決風光互補控制器芯片的供電問題,設計了一套以UC3843PWM芯片為核心的反激式輔助電源。該電源用硬件實現了電流內環、電壓外環的雙環控制策略,提高了系統供電的可靠性和穩定性。 研制出了一臺風光互補控制器樣機,進行了有關實驗、檢測與調試。實驗波形和數據都顯示該系統運行穩定可靠,達到了設計要求。該方案可為風光互補控制器的工程設計提供一定的參考。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著計算機技術的迅猛發展,受其影響的儀器行業也發生了巨大的變革,即儀器的手動操作使用改為計算機控制自動測試。隨著自動測試技術和程控儀器的發展,除了要求物理硬件接口標準化外,也要求軟件控制標準化。 硬件方面,從20世紀50代自動測試概念建立起,經過初期專用接口、半專用接口到20世紀80年代中期才普及推廣開放式標準接口總線,如RS232串行通信接口總線、GPIB通用接口總線、PXI計算機外圍儀器系統總線、VXI塊式儀器系統總線等。 軟件方面,1987年6月頒布的IEEE488.2(程控儀器消息交換協議)標準首先解決了數據結構方面的問題,但仍將大量的器件語義留給設計者自由定義。1990年4月,國際上九家儀器公司在IEEE488.2基礎上提出了SCPI(Standard Commands for Programmable Instruments程控儀器標準命令),才使程控儀器器件數據和命令得到標準化。SCPI的總目標是縮短自動測試系統程序開發時間,保護儀器制造者和使用者雙方的硬、軟件投資,為儀器控制和數據利用提供廣泛兼容的編碼環境。 儀器接收到SCPI消息后進行響應:接收字符串消息、詞法分析、語法分析、中間代碼生成、優化和目標代碼生成,語法分析模塊的性能直接影響到程控執行效率。為了進一步簡化儀器內語法分析模塊、提高程控執行效率,本課題提出了在接口電路中加入解析模塊的思想,可將控制器發送到儀器的SCPI消息即復雜的ASCII碼字符串轉變為簡單的二進制代碼。采用此解析模塊將大大簡化儀器設計者的軟件工作,既能實現儀器語言標準化又能提高儀器對遠程 控制的響應速度,這在研究實驗室內的自制儀器時將是很有用的。 儀器接口有很多種,本課題主要討論了RS232和GPIB兩種接口。本設計中儀器接口板是獨立于儀器的,與儀器單獨使用微處理器,若要與儀器連接實現通信只需在兩微處理器之間進行通信即可,這樣做的目的是:一方面可以不影響儀器的設計和操作,一方面可以實現接口板的通用性和儀器的可換性。針對于RS232接口為一簡單接口,我先將工作重心放在軟件設計上,主要考慮怎樣把復雜的ASCII碼字符串解析為簡單的二進制代碼。針對于GPIB接口,軟件設計的主要部分已完成,再把工作重心放在硬件設計上,采用性價比更高的CPID實現GPIB接口芯片NAT9914。為了觀察解析結果還加入了LCD顯示。本設計在開發通用的、低價的儀器接口板方面做了一個有益的嘗試,為進一步的自動測試系統研究打下了基礎。 關鍵詞:儀器;SCPI;RS232接口;GPIB接口;CPLD
上傳時間: 2013-04-24
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本文分析了永磁同步直線電動機的運行機理與運行特性,并通過坐標變換,分別得出了電機在a—b—c,α—β、d—q坐標系下的數學模型。針對永磁同步直線電機模型的非線性與耦合特性,采用了次級磁場定向的矢量控制,并使id=0,不但解決了上述問題,還實現了最大推力電流比控制。為了獲得平穩的推力,采用了SVPWM控制,并對它算法實現進行了研究。 針對速度環采用傳統PID控制難以滿足高性能矢量控制系統,通過對傳統PID控制和模糊控制理論的研究,將兩者相結合,設計出能夠在線自整定的模糊PID控制器。將該控制器代替傳統的PID控制器應用于速度環,以提高系統的動靜態性能。 在以上分析的基礎上,設計了永磁同步直線電機矢量控制系統的軟、硬件。其中電流檢測采用了新穎的電流傳感器芯片IR2175,以解決溫漂問題;速度檢測采用了增量式光柵尺,設計了與DSP的接口電路,通過M/T法實現對電機的測速。最后在Matlab/Simlink下建立了電機及其矢量控制系統的仿真模型,并對分別采用傳統PID速度控制器和模糊PID速度控制器的系統進行仿真,結果表明采用模糊PID控制具有更好的動態響應性能,能有效的抑制暫態和穩態下的推力脈動,對于負載擾動具有較強的魯棒性。
上傳時間: 2013-07-04
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以諧波抑制,無功補償為主要功能的有源電力濾波器的基本理論已經成熟,但是市場尚無成熟的諧波有源抑制產品,同時電網諧波問題日益突出,因此需要對有源電力濾波器進行產業化應用研究。并聯有源電力濾波器以其安裝、維護方便,成為商用化產品的主流。所以本文針對并聯有源電力濾波器,展開產業化應用研究。 本文研究工作首先由如下工程問題引出:并聯有源電力濾波器在補償辦公樓電氣負載產生的諧波電流時,會出現諧波放大現象。辦公樓電氣負載主要是計算機、開關電源、不間斷電源、電壓型變頻器等,這些都是電壓型諧波源.本文以電容濾波型整流電路(電壓型諧波源)的分析作為切入點,基于“分段線性化”方法,對并聯有源電力濾波器補償電容濾波型整流負載進行了穩態分析,得到系統的電流和電壓波形,進而獲得其頻譜特性。通過本文所述穩態分析方法,可以從理論上理解并聯有源電力濾波器補償電容濾波型整流負載的工作過程,對有源電力濾波器的應用研究具有重要的理論和實際意義。 本文在分析辦公樓負載電氣特性的基礎上,建立了有源電力濾波器補償容性負載的簡化模型,依據該模型分析了負載中容性元件的電容值與諧波電流放大之間的關系;為了克服諧波放大現象,本文首先通過負載電流采樣環節后加裝濾波器的方式,將電流諧振頻率分量從采樣值中濾除,雖然達到了抑制諧波放大的目的,但是由于延時的引入,使得補償后網側電流畸變率(THD)急劇升高;然后根據這一思路,采用基于快速傅立葉變換(FFT)的有選擇諧波補償方法將電流諧振頻率分量從負載電流采樣值中濾除,使得系統在諧振頻率處變為開環控制,使系統穩定。經過對辦公樓負載的實際并網諧波補償實驗證明基于FFT的有選擇諧波補償方法對于抑制諧波放大是有效的。本創新點的研究工作對于實際工程應用具有參考價值。 為了滿足大容量的諧波抑制要求,本文提出了模塊化有源電力濾波器并聯補償方案,該方案的特點是模塊化結構及N+1冗余并聯控制策略、主從總線結構及主機產生、負載電流檢測方案以及并聯均流策略。主機產生及負載電流檢測是這一并聯方案的突出特點,體現了本文的創新性工作。本文還對多模塊并聯系統進行了建模和穩定性研究;依據模塊化并聯補償方案,在省科技計劃重點項目的支持下,對有源電力濾波器進行產業化研究,從項目方案、設計、器件選型,樣機調試、滿功率運行及性能檢測、樓宇負載與工業負載的實際并網實驗,直至工業樣機定型,對有源電力濾波器的產業化應用研究起了較大的推進作用,支撐項目目前已經有定型的工業化產品推出。 全文圍繞上述三個方面展開,章節分排如下:(1)第一章從實際應用角度,總結闡述了有源電力濾波技術在諧波檢測、電流跟蹤控制、拓撲結構三個方面的研究進展;(2)第二章對并聯有源電力濾波器補償電容濾波型整流負載進行了穩態分析;(3)第三章分析了有源電力濾波器補償容性負載時出現的諧波放大現象,并利用FFT方法使得系統在諧振頻率處變為開環控制,達到抑制諧波放大的目的;(4)第四章、第五章提出有源電力濾波器模塊化并聯方案,并詳細說明了模塊化并聯系統的設計和實驗;(5)第六章對全文進行了總結,并對今后的研究工作進行了展望。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著國內交流伺服電機等硬件技術逐步成熟,高運算能力的控制芯片與電機控制技術相結合,具有高效、節能和可移植性好等特點,這樣使得交流伺服系統成為現代電機伺服驅動系統的一個發展趨勢。 本文主要是基于MCU研究和設計了交流永磁電機位置伺服控制系統。針對三相永磁同步電機的物理方程,通過坐標轉換,在d-q旋轉坐標系下建立轉矩方程,采用Id=0的矢量控制策略,建立一套完整的全數字交流位置伺服控制系統。 硬件方面,采用的是瑞薩公司專用電機控制Tiny系列芯片M30262F8作為控制芯片,并由三菱公司的第三代IPM模塊PS21564實現功率驅動,簡化了系統電路,縮小了系統的體積,提高了系統的可靠性。由交流電流傳感器檢測三相定子繞組電流;由增量式磁性編碼器檢測永磁轉子位置,并設計一種比較快速的轉子初始檢測方法。 軟件方面,采用結構化語言C和單片機M16C匯編語言混編,實現了單片機初始化、三環控制、電流跟隨型PWM控制,提高編寫代碼的效率,同時保證系統的實時控制性能;由軟件方式實現經典PID控制和簡單模糊控制相結合構成“串聯校正”閉環控制系統,提高了系統的快速性和抗干擾能力。此外,本文對控制策略進行了研究,闡述了模糊PID控制策略;還介紹了SPWM、SVPWM和跟隨型PWM調制。 實驗結果表明,本文所設計的伺服控制系統能實現電機的啟動,調速和定位等,并能達到系統的性能指標。
上傳時間: 2013-05-19
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隨著全球能源危機和環境污染問題的日益嚴重,開發利用清潔的可再生能源勢在必行。太陽能是當前世界上最清潔、最現實、大規模開發利用最有前景的可再生能源之一。其中太陽能光伏利用受到世界各國的普遍關注,而太陽能光伏并網發電是太陽能光伏利用的主要發展趨勢,必將得到快速的發展。此外,高性能的數字信號處理芯片(DSP)的出現,使得一些先進的控制策略應用于光伏并網逆變器成為可能。本論文就是在此背景下,對太陽能并網發電系統中的核心器件并網逆變器進行了較為深入的研究,具有重要的現實意義。 太陽能光伏并網發電系統的兩個核心部分是太陽能電池板的最大功率點跟蹤(MPPT)控制和光伏并網逆變控制。 首先,本文對太陽能電池的工作原理及工作特性進行介紹,詳細分析太陽能電池工作的等效電路和數學模型。 其次,本文對幾種傳統的最大功率點跟蹤(MPPT)控制算法進行了研究、分析和比較,提出各自優缺點。基于最大功率跟蹤過程的快速性和穩定性,設計采用改進的間歇掃描法來實現光伏發電系統中太陽能電池的最大功率輸出,以提高系統的性能和最大功率點跟蹤速度。 再次,針對既可獨立運行又可并網運行的單相光伏逆變器,本文采用有效值外環、瞬時值內環的控制方法,既保證了逆變器輸出的靜態誤差為零,又保證了逆變器良好的輸出波形。給出了同時滿足獨立和并網兩種運行模式的輸出濾波器結構和元件參數的計算過程,并通過仿真和實驗驗證了設計的合理性。 隨后,詳細討論了并網過程中的軟件鎖相環技術,對鎖相環電路的組成、工作原理進行了研究,實驗結果表明此方法可靠有效,能使逆變器輸出電流與電網電壓完全同相,達到功率因數為1的目的。 最后,采用TI公司的TMS320LF2407A作為主控芯片,研制完成1.5kW實驗樣機,分別得出了獨立運行和并網運行時的實驗結果,結果表明,所采用的控制策略和設計的硬件電路能夠滿足設計要求,系統可安全、穩定運行。
上傳時間: 2013-05-18
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射頻基站芯片FM1722應用設計.................
上傳時間: 2013-06-16
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