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自動增益控制

參數自整定PID溫度控制器的研究

PID溫度控制器作為一種重要的控制設備,在化工、食品等諸多工業生產過程中得到了廣泛的應用.但是,一般的PID溫度控制器,必須由工程人員根據經驗,手動調節PID參數.這對于需要經常對PID參數進行調整的用戶十分不方便,限制了控制器的應用.本課題的研究目的在于設計出一種能夠自動整定PID參數、且控制精度高的PID溫度控制器,以滿足工業生產中對高性能溫度控制器的需求.同時,本溫度控制器要能夠與PLC(可編程邏輯控制器)配合使用,由PLC來控制本控制器的工作.本文通過理論分析和編程仿真,設計出一種控制性能優良的PID參數自整定控制算法,并開發了控制器的硬件電路及控制程序.本文的研究內容主要包括以下幾個方面:(1)采用理論分析與公式推導的方法,設計出了基于階躍辨識、基于繼電辨識和基于Fuzzy推理的三種切實可行的PID參數自整定方法.采用Matlab對這三種PID參數自整定方法進行了建模與仿真,選擇了綜合性能最好的一種方法應用于本溫度控制器中,滿足了產品的控制指標要求.(2)通過設計基于單片機的控制電路,實現了本系統的控制功能.(3)通過設計基于CPLD的通訊電路和通訊協議,實現了本溫度控制器與PLC的通訊功能.(4)通過設計數據結構和算法,使溫度控制器控制軟件具有較高的運行效率.本文中通過理論分析與建模仿真設計出了PID參數自整定算法,為以后更高性能的此類算法的開發提供了一條可行的途徑;溫度控制器電路的設計和控制程序的開發,對其它同類產品的開發具有一定的參考價值.

標簽： pid 溫度控制器

上傳時間： 2022-05-23

上傳用戶：得之我幸78
超聲波電機之設計及分析

1-1前言一般人所能夠感受到聲音的頻率約介於5H2-20KHz，超音波（Ultrasonic wave）即爲頻率超過20KHz以上的音波或機械振動，因此超音波馬達就是利用超音波的彈性振動頻率所構成的制動力。超音波馬達的內部主要是以壓電陶瓷材料作爲激發源，其成份是由鉛（Pb）、結（Zr）及鈦（Ti）的氧化物皓鈦酸鉛（Lead zirconate titanate，PZT）製成的。將歷電材料上下方各黏接彈性體，如銅或不銹鋼，並施以交流電壓於壓電陶瓷材料作爲驅動源，以激振彈性體，稱此結構爲定子（Stator），將其用彈簧與轉子Rotor）接觸，將所産生摩擦力來驅使轉子轉動，由於壓電材料的驅動能量很大，並足以抗衡轉子與定子間的正向力，雖然伸縮振幅大小僅有數徵米（um）的程度，但因每秒之伸縮達數十萬次，所以相較於同型的電磁式馬達的驅動能量要大的許多。超音波馬達的優點爲：1，轉子慣性小、響應時間短、速度範圍大。2，低轉速可產生高轉矩及高轉換效率。3，不受磁場作用的影響。4，構造簡單，體積大小可控制。5，不須經過齒輸作減速機構，故較爲安靜。實際應用上，超音波馬達具有不同於傳統電磁式馬達的特性，因此在不適合應用傳統馬達的場合，例如：間歇性運動的裝置、空間或形狀受到限制的場所；另外包括一些高磁場的場合，如核磁共振裝置、斷層掃描儀器等。所以未來在自動化設備、視聽音響、照相機及光學儀器等皆可應用超音波馬達來取代。

標簽： 超聲波電機

上傳時間： 2022-06-17

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無刷直流電機驅動控制系統的研制

無刷直流電動機是現代工業設備中重要的運動部件，保留了有刷直流電動機寬闊而平滑的優良調速性能，同時又克服了有刷直流電動機機械換向帶來的一系列的缺點，在各個領域中得到廣泛應用。本論文闡述了無刷直流電動機的系統構成和工作原理，分析了無刷直流電動機的數學模型、等效電路、傳遞函數以及調速原理。采用轉速電流雙閉環控制與H PWM．L ON的脈寬調制方法驅動控制無刷直流電機，并在MATLAB／Simulink平臺上進行了計算機仿真。仿真結果表明，控制系統有較好的動靜態特性。論文還分析了經典PID控制和模糊控制各自的優缺點，并介紹了結合二者優點的模糊自適應PID控制的優點。在MATLAB／Simulink平臺進行了基于模糊自適應PID控制器的無刷直流電機控制系統的計算機建模仿真。與采用經典PID控制器的控制系統相比，采用模糊自適應PID控制器的控制系統的動靜態特性都得到改善。本論文設計了無刷直流電機控制系統的硬件，包括控制單元、功率變換單元，并進行了電磁兼容性設計。控制單元以TI的TMS320F2812DSP控制器為核心，設計了位置傳感器接口電路、人機界面電路、電平轉換電路、電流采樣電路以及采樣調理電路等。功率變換單元以三菱的IPM PS21 563．P為核心，設計了整流電路、逆變電路、能耗制動電路以及多項保護電路。設計了基于TMS320F281 2 DSP控制器的速度電流雙閉環電機驅動控制程序、位置檢測程序、電流采樣程序、人機界面程序以及各項安全保護程序等。在對硬件部分和軟件部分進行調試后，對控制系統進行了實驗，通過實驗波形，檢驗了控制系統的工作性能。本文最后對整個系統的設計進行了總結，并對本系統存在的問題和后續的研究工作提出了自己的看法看法。

標簽： 無刷直流電機控制系統

上傳時間： 2022-06-28

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基于DSP高頻通訊全橋開關電源的研究與設計.rar

近年來，隨著大規模集成電路的飛速發展，微控制器和數字信號處理器的性價比不斷提高，數字控制技術已逐步應用于大中功率高頻開關電源。相對于傳統模擬控制方式，數字控制方式具有電源設計靈活、外圍控制電路少、可采用較先進的控制算法、具有較高可靠性等優點。高頻開關電源具有體積小、重量輕、效率高、輸出紋波小等特點，現已逐步成為現代通訊設備的新型基礎電源系統。針對傳統開關電源中損耗較大、超調量較大、動態性能較差等問題，本文采用基于DSP的全橋軟開關拓撲結構。全橋軟開關移相控制技術由智能DSP系統完成，采樣信號采用差分傳輸，控制算法采用模糊自適應PID算法，產生數字PWM波配合驅動電路控制全橋開關的通斷。在輸入端應用平均電流控制法的有源功率因數校正，使輸入電流跟隨輸入電壓的波形，從而使功率因數接近1。最后通過Matlab仿真結果表明模糊自適應PID控制算法比傳統PID控制算法在超調量，調節時間，動態特性等性能上具有優越性。論文以高頻開關電源的設計為主線，在詳細分析各部分電路原理的基礎上，進行系統的主電路設計、輔助電路設計、控制電路設計、仿真研究、軟件實現。重點介紹了高頻變壓器的設計及模糊自適應PID控制器的實現。并將輔助電源及控制電路制成電路板，以及在此電路板基礎上進行各波形分析并進行相關實驗。

標簽： DSP 高頻通訊

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：s藍莓汁
感應電動機參數辨識與新型控制器實用化研究.rar

本課題來源于企業委托開發項目：大功率兩電平矢量控制變頻器的開發。課題以感應電動機變頻調速系統的產品化開發為目標，對感應電動機參數離線辨識技術和控制器進行了研究和試驗。本人除了參加整體系統的設計和制作任務外，獨立完成了參數離線辨識工作。文章介紹了一種實用的參數離線辨識方法，在綜合各種控制策略基礎上給出了一套基于DSP的數字化解決方案，通過整機進行了軟硬件調試，實現了設計目標。為產品化打下一定的基礎。論文第1章介紹了矢量控制以及坐標變換，分析了電動機參數對矢量控制的影響，通過Matlab仿真了電動機參數變化對變頻器輸出的影響。第2章對辨識主要介紹了參數辨識的算法，對感應電機靜態數學模型進行了化簡，得到各個參數與電壓電流之間的關系方程。通過單相直流試驗和單相交流試驗辨識電動機參數。采用迭代算法計算出非線性方程的數值，還介紹了一種基于電壓電流瞬時值計算電動機功率因數的方法。第3章對控制器進行了研究，對當前比較先進的自抗擾控制，自適應控制，基于非線性的逆控制等控制策略進行了綜述。最后對基于PI轉速調節器的間接矢量控制系統進行了仿真，并給出了仿真結果。第4章介紹了實驗室自主開發的基于TI公司DSP TMS320F2812的通用交流調速試驗裝置。根據通用試驗裝置的設計要求設計了控制板電路，電源板電路，功率板電路等電路，進行了調試，并應用到試驗之中，性能達到要求。第5章介紹了整個系統的功能軟件設計和功能試驗結果，給出了部分程序流程圖和裝置的基本功能試驗波形。最后就課題的研究進行了整體總結，為將來的后續研究提出建議。

標簽： 感應電動機參數辨識新型控制

上傳時間： 2013-06-25

上傳用戶：hehuaiyu
基于DSP的全數字通信高頻開關電源的研究與設計.rar

隨著電信業的迅猛發展，電信網絡總體規模不斷擴大，網絡結構日益復雜先進。作為通訊支撐系統的通訊用基礎電源系統，市場需求逐年增加，其動力之源的重要性也日益突出。龐大的電信網絡高效、安全、有序的正常運行，對通信電源系統的品質提出了越來越嚴格的要求，推動了通信電源向著高效率、高頻化、模塊化、數字化方向發展。本文在廣泛了解通信電源的行業現狀和研究熱點的基礎上，深入研究了開關電源的基本原理及相關技術，重點分析了開關電源功率因數技術及移相全橋軟開關PWM技術的基本原理，并在這基礎上設計了一款通信機房常用的48V/25A的通信電源模塊，該電源模塊由功率因數校正和DC/DC變換兩級電路組成，采用了一些最新的技術來提高電源的性能。例如，在電路拓撲中引入軟開關技術，通過采用移相全橋軟開關PWM變換器實現開關管的零電壓開通，減小功率器件損耗，提高電源效率；采用高性能的DSP芯片對電源實現數字PWM控制，克服了一般單芯片控制器由于運行頻率有限，無法產生足夠高頻率和精度的PWM輸出及無法完成單周期控制的缺陷；引入了智能控制技術，以模糊自適應PID控制算法取代傳統的PID算法，提高了開關電源的動態性能。整篇論文以電源設計為主線，在詳細分析電路原理的基礎上，進行系統的主電路參數設計、輔助電路設計、控制回路設計、仿真研究、軟件實現。

標簽： DSP 全數字通信

上傳時間： 2013-05-26

上傳用戶：l254587896
LTE系統中基帶DAGC的應用研究及FPGA實現.rar

當今，移動通信正處于向第四代通信系統發展的階段，OFDM技術作為第四代數字移動通信(4G)系統的關鍵技術之一，被包括LTE在內的眾多準4G協議所采用。IDFT/DFT作為OFDM系統中的關鍵功能模塊，其精度對基帶解調性能產生著重大的影響，尤其對LTE上行所采用的SC_FDMA更是如此。為了使定點化IDFT/DFT達到較好的性能，本文采用數字自動增益控制(DAGC)技術，以解決過大輸入信號動態范圍所造成的IDFT/DFT輸出信噪比(SNR)惡化問題。首先，本文簡單介紹了較為成熟的AAGC(模擬AGC)技術，并重點關注近年來為了改善其性能而興起的數字化AGC技術，它們主要用于壓縮ADC輸入動態范圍以防止其飽和。針對基帶處理中具有累加特性的定點化IDFT/DFT技術，進一步分析了AAGC技術和基帶DAGC在實施對象，實現方法等上的異同點，指出了基帶DAGC的必要性。其次，根據LTE協議，搭建了從調制到解調的基帶PUSCH處理鏈路，并針對基于DFT的信道估計方法的缺點，使用簡單的兩點替換實現了優化，通過高斯信道下的MATLAB仿真，證明其可以達到理想效果。仿真結果還表明，在不考慮同步問題的高斯信道下，本文所搭建的基帶處理鏈路，采用64QAM進行調制，也能達到在SNR高于17dB時，硬判譯碼結果為極低誤碼率(BER)的效果。再次，在所搭建鏈路的基礎上，通過理論分析和MATLAB仿真，證明了包括時域和頻域DAGC在內的基帶DAGC具有穩定接收鏈路解調性能的作用。同時，通過對幾種DAGC算法的比較后，得到的一套適用于實現的基帶DAGC算法，可以使IDFT/DFT的輸出SNR處于最佳范圍，從而滿足LTE系統基帶解調的要求。針對時域和頻域DAGC的差異，分別選定移位和加法，以及查表的方式進行基帶DAGC算法的實現。最后，本文對選定的基帶DAGC算法進行了FPGA設計，仿真、綜合和上板結果說明，時域和頻域DAGC實現方法占用資源較少，容易進行集成，能夠達到的最高工作頻率較高，完全滿足基帶處理的速率要求，可以流水處理每一個IQ數據，使之滿足基帶解調性能。

標簽： DAGC FPGA LTE

上傳時間： 2013-05-17

上傳用戶：laozhanshi111
WiMAX接收機中AGC的算法研究和FPGA實現

用戶對寬帶無線接入業務、尤其是對于寬帶無線化以及移動化的需求日益增加,使無線寬帶接入技術WiMAX(World interoperability for Microwave Access,即全球微波接入互操作性技術)應運而生、迅猛發展,成為這兩年業界關注的焦點。除了通常的互聯網接入應用外,它還將在提供IPTV和VOIP等寬帶業務方面取得成功,它還有可能成為一種先進的4G蜂窩電話技術。WiMAX未來將進入蜂窩電話、筆記本電腦和機頂盒等應用中。本文在介紹WiMAX傳輸標準802.16d基礎上,詳細闡述了WiMAX接收機中信道解調芯片中的自動增益控制(Automatic Gain Control,AGC)部分。首先介紹了自動增益控制系統的基本組成和其主要特性指標,通過對一個步進式AGC的分析,得到AGC模型的輸出公式。然后針對WiMAX接收機內AGC系統中的模數轉換器以及AGC電路進行介紹和理論分析。本文采用SPW(Signal Processing WorkSystem)模型對AGC電路基本結構的算法分析,并結合仿真結果對AGC電路做了詳盡解說并對參數進行了解釋說明。最后給出了基于SPW和FPGA(Field Programmable Gate Array)驗證的結果。通過SPW對AGC進行了單獨的性能測試,并結合整個系統的性能測試來說明AGC可以和系統的其他模塊協同工作。在FPGA測試中,可以證明用Verilog實現后AGC也同樣能較好的工作。本文實現的基于導頻的步進式的數字AGC是針對WiMAX系統的自動增益控制電路提出的解決方案。此算法結合WiMAX系統的傳輸方式,提出的算法具有迅速鎖定信號的特點,能夠滿足WiMAX系統的要求。同時,由于各種關鍵參數設計為寄存器可配的方式,具有很好的靈活性,也就具有了更高的移植性,可以作為一種通用的數字AGC算法。

標簽： WiMAX FPGA AGC 接收

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：zhanditian
基于FPGA的多普勒測頻系統設計

多普勒計程儀是根據聲波在水中的多普勒效應原理而制成的一種精密測速和計算航程的儀器，它是船用導航設備的重要組成之一。針對于多普勒計程儀的核心問題——頻率估計，本文提出了一種基于FPGA實現的多普勒測頻方案，它具有抗干擾能力強、運算速度快等特點。本論文主要是圍繞系統的測頻方案的設計與實現展開的。本文主要研究工作包括：設計和調試基于FPGA的多普勒測頻系統的硬件電路；通過對測頻算法的研究，采用VHDL語言設計和實現系統的測頻算法和其它接口控制程序，并通過軟件仿真，測試設計的正確性。測頻系統的硬件電路設計是本論文工作的主要部分之一，也是基于FPGA的多普勒測頻系統的核心部分。整個系統以FPGA作為主處理器，完成系統中所有的數字信號處理和外圍接口控制，同時，基于FPGA豐富的片內可編程邏輯資源和外部I/O資源，系統還擴展了豐富的通信接口(UART、USB和以太網接口)和顯示電路(LCD和LED)，使系統便于與PC機進行數據交換和控制。系統的軟件實現是本文工作的另一重要部分。本文通過對測頻算法的研究，完成了基于VHDL實現的過零檢測法和FFT算法，同時也實現了對接收機信號的自動增益控制、信號采集和與計算機的通信功能等。

標簽： FPGA 多普勒測頻系統設計

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：121212121212
用于軟件定義UHF RFID閱讀器的可編程基帶濾波器

射頻識別 (RFID) 是一種自動識別技術，用於識別包含某個編碼標簽的任何物體

標簽： RFID UHF 軟件定義可編程基帶

上傳時間： 2013-10-29

上傳用戶：star_in_rain