非接觸電能傳輸技術是一門新興的能量傳輸技術,它集合了電力電子能量傳輸技術、磁場耦合技術以及現代控制理論。由于這種電能傳輸方式沒有接觸摩擦,可減少對設備的損傷,不會產生易引燃引爆的火花,解決了給移動設備特別是在惡劣環境下,工作設備的供電問題。在交通運輸、航空航天、機器人、醫療器械、照明、便攜式電子產品、礦井和水下應用等場合有著廣泛的應用前景。本文對非接觸電能傳輸技術進行了理論和實驗研究。主要研究內容如下: ⑴介紹了非接觸電能傳輸技術的國內外研究現狀,發展前景,基本原理與所涉及到的關鍵技術。 ⑵通過建立漏感模型,對采用各種補償方式時,補償電容的選擇進行了分析與研究,并對不同補償方式時,負載對系統傳輸效率的影響進行了分析。 ⑶介紹了PWM調制硬開關技術、軟開關技術,比較分析了應用于無接觸電能傳輸系統主變換器的幾種逆變器拓撲結構,詳細分析了移相全橋變換器的工作原理,在此基礎上,對變換器進行改進,提出了基于移相全橋控制的諧振變換器,并對變換器的工作原理進行了詳細分析。 ⑷對系統原副邊主電路的主要參數進行了分析與設計,對松耦合變壓器的結構選擇、主要參數進行了分析與設計。 ⑸分別用通用DSP芯片TMS320F2812和專用控制芯片UC3875對系統的控制電路進行了設計。 ⑹對系統進行了仿真研究,在仿真成功的基礎上,采用UC3875控制方案制作了實驗樣機,進行了實驗研究。
上傳時間: 2013-07-19
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輕型高壓直流輸電系統在解決交流系統非同步互聯、向偏遠地區的無源負荷供電、滿足保護環境要求等方面具有很大的優勢。在傳統的基于兩電平或三電平電壓源型換流器的輕型高壓直流輸電系統中,換流器交流側需要使用體積龐大和笨重的濾波裝置,橋臂的高電壓需要功率開關器件直接串聯來實現等,增大了換流站的占地空間,降低了換流器的工作效率。 本文針對傳統輕型高壓直流輸電系統所存在的缺點,采用一種新的模塊化多電平換流器作為輕型高壓直流輸電系統的換流器。分析了模塊化多電平換流器的工作原理,并提出將其應用于輕型高壓直流輸電系統的調制算法和控制策略。最后對控制系統的具體實現方案進行一定的探討。通過仿真驗證所提出的調制算法和控制策略的正確性。具體說來,全文的主要工作體現在以下幾個方面: 1、詳細講述模塊化多電平換流器的拓撲結構、子模塊的具體實現形式及工作原理,并提出適合該換流器的調制算法。 2、詳細介紹組成輕型高壓直流輸電系統的電壓源型換流器的工作原理,分析電壓源型換流器的間接電流和直接電流控制策略。 3、對基于模塊化多電平換流器的輕型高壓直流輸電系統進行仿真,驗證所提出控制策略的正確性。 4、探討解決模塊化多電平換流器子模塊直流側電容電壓的均衡問題,提出一種較為簡單有效的控制方法。 5、提出基于模塊化多電平換流器結構的輕型高壓直流輸電控制系統的實現方法,并重點講述子模塊的數字邏輯電路的實現方法。
上傳時間: 2013-04-24
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作為新一代直流輸電技術,基于電壓源換流器的高壓直流輸電憑借其獨特的技術優點取得了飛速的發展,并已在新能源發電系統聯網、電網非同步互聯、無源系統供電、無功補償等場合得到實際工程應用。在我國,VSC-HVDC的研究尚處于起步階段。本論文著重開展了VSC-HVDC技術的數學建模和控制策略的研究。論文的主要工作和取得的創新性成果如下: 1.建立了系統標么值模型,分析了VSC-HVDC的運行原理和穩態功率特性。明確了系統主電路參數對運行特性的影響,在此基礎上提出了一種功率定義下的換流電抗、直流電壓和直流電容以及頻域下的交流濾波器參數設計方法。 2.設計了一種基于無差拍控制的VSC-HVDC直接電流離散控制器。針對控制系統存在的VSC電壓輸出能力限制、PI控制器積分飽和現象和離散采樣時間延遲問題,提出了相應的解決方法,推導了其電流內環控制器與功率外環離散控制器的設計原則。 3.推導了換流站網側與VSC交流側功率節點以及換流電抗與損耗電阻上的瞬時功率方程,在此基礎上提出了一種換流站網側功率節點控制并補償換流電抗與損耗電阻消耗二倍頻功率的不平衡控制策略,設計了該控制策略下的雙序矢量控制器模型。同時針對傳統dq軟件鎖相環在電壓不平衡時鎖相速度慢的缺點,提出了一種基于前置相序分解的頻率自適應dq鎖相環,提高了不平衡控制算法的動態性能與穩態特性。 4.對VSC閥在交流電網低電壓故障下的過流現象進行分析并提出了一種考慮正負序分量影響的指令電流限制器,保證了故障限流效果。分析比較了VSC閥電流裕度穿越法和指令電流限制器穿越法的特性,在此基礎上提出一種結合正負序指令電流限制器與控制模式切換的交流電網低電壓穿越控制方法,從而解決交流電網低電壓故障時系統穩定與VSC過流問題。 5.在分析現有VSC-HVDC拓撲的基礎上,從降低電力電子器件直接串聯數目、器件開關頻率和簡化主電路拓撲結構三個方面出發,將傳統直流輸電中常用的變壓器隔離式多模塊結構引入VSC-HVDC系統,并針對該模塊級聯式拓撲提出一種系統協調控制與模塊獨立運行相結合的新型控制策略。針對該拓撲下送端站存在的各模塊直流側電容電壓均衡問題,提出了一種基于有功分量調節的直流側電壓控制方法。
上傳時間: 2013-06-03
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Sigma-Delta A/D轉換器利用過采樣,噪聲整形和數字濾波技術,有效衰減了輸出信號帶內的量化噪聲,提高了信噪比。與傳統的Nyquist轉換器相比,它降低了對模擬電路性能指標和元件精度的要求,簡化了模擬電路的設計,降低了生產成本。 本論文在對Sigma-Delta A/D轉換器原理研究的基礎上,基于TSMC0.18um工藝,采用1.8V工作電源,128倍的過采樣率,6.4MHz的采樣頻率,設計了一個主要應用于音頻信號處理的Sigma-Delta A/D轉換器,分辨率達到16位。在調制器的設計中,本文采用了多級噪聲整形MASH(2-1)級聯調制器結構,同時,考慮了各種非理想因素對系統性能的影響,在SDtoolbox工具的幫助下使用Simulink進行調制器系統設計。并使用Cadence Spectre對模塊電路進行設計仿真,包括運放,比較器,帶隙基準電壓源,CMOS開關,非交疊時鐘產生電路等。在數字抽取濾波器的設計中,采用了分級抽取技術,使用MATLAB軟件中的SPTool和FDATool工具對各級抽取濾波器進行優化設計。并在原有的濾波器算法的基礎上,采用了CIC濾波器和半帶濾波器,設計出了運算量和存儲量都相對少的三級抽取濾波器系統,大大降低了功耗和面積。 論文的仿真結果表明,所設計的Sigma-Delta A/D轉換器信噪比達到102.3dB,滿足系統需要的16位精度要求。 關鍵詞:Sigma-Ddta; 信噪比; 多級噪聲整形; 數字抽取濾波器
標簽: SigmaDelta 音頻 模數轉換器
上傳時間: 2013-06-27
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為了解決現有環形線圈車檢器在工程應用中出現的誤檢問題,尤其是對同一輛大車的多次誤觸發問題,本文深入研究導致誤檢現象的具體原因,并在這基礎上提出了一套軟硬件的解決方法,以減少誤觸發現象,提高檢測的準確率。 為了方便測量與調試,本文設計了一個PC端軟件。它與實驗室原有的頻率采集工具一塊配合工作,能實時而直觀地察看車檢器的工作狀況,從而有利于實驗數據的采集與問題分析。通過實驗分析,本文總結了誤檢現象的若干情形,以及導致誤檢問題的主要原因。 針對上述分析的發現—車檢器采用的單一閾值法不能適應復雜的應用環境,本文對檢測算法作了改進:對車輛到達的檢測,仍采用單一閾值法;對車輛離開的檢測,則采用平坦性判定法。后者利用了在車輛離開時,線圈頻率從非平坦變為平坦這一特征。它有簡單、易移植和防誤檢的特點。 為了從應用層面解決問題,本文設計了一種基于改進算法的車檢器。與同類車檢器相比,它除了集成上述車檢算法外,還提供一個RS-232的測試端口,按一定的數據協議與PC端的診斷軟件通訊,能夠幫助現場測試工作的開展。 本文還利用了新車檢器做了兩組的實驗:實驗室環境與高速公路車輛檢測現場環境下的實驗。第一組驗證了改進算法的防誤檢性能,并計算它的檢測延遲。其中檢測延遲的計算,有助于協調車輛檢測系統中線圈、車檢器與攝像頭三者間的工作。第二組驗證了新車檢器的檢測性能,包括識別和延遲兩方面內容。兩組實驗結果都證實了改進算法的實用價值。
上傳時間: 2013-06-16
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應用于煤礦、石化等易燃易爆環境的電子設備必須滿足防爆的要求,本質安全型是最佳的防爆形式。本質安全型開關電源具有重量輕、體積小、制造工藝簡單、成本低、安全性能高等優點,因而具有廣闊的發展前景。單端反激變換器是開關變換器的一種基本的拓撲結構,在實際中應用比較廣泛,因此對單端反激變換器進行本質安全特性分析是本質安全開關電源設計的重要基礎。本質安全型開關變換器的設計,主要是對變換器中的儲能元件進行設計,即變換器中的電感和輸出濾波電容進行設計。 本文對變換器的靜態特性進行了深入分析,指出反激變換器存在三種工作模式:CISM-CCM、IISM-CCM和DCM:得出了變換器工作在整個動態范圍內的最大輸出紋波電壓、最大電感電流和最大輸出短路釋放能量。對單端反激變換器的本質安全特性進行了分析,得出輸出本質安全型單端反激變換器的非爆炸判斷方法,并通過安全火花試驗裝置對變換器進行爆炸性試驗,驗證了輸出本安判據的正確性。得出輸出本質安全型單端反激變換器的設計方法,以同時滿足輸出紋波電壓和輸出本安要求作為約束條件,得到了本質安全型單端反激變換器電感、電容參數的設計范圍。給出了具體實例,并進行仿真和試驗研究,仿真和實驗結果驗證了理論分析的正確性和設計方法的可行性。
上傳時間: 2013-06-25
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本文結合中國科技大學大規模集成電路實驗室和中國科學院上海技術物理研究所合作的星載紅外相機項目,為了解決紅外相機上的不同波段的紅外探測元陣列存在的非均勻性問題,對紅外焦平面探測元陣列存在的非均勻性問題展開了深入的分析和研究。 主要研究和分析了兩類算法的基本原理,重點研究和實現了定標校正算法,通過對積分球定標數據進行深入的分析,將探測元分成線性探測元和非線性探測元,對線性探測元采用兩點校正法,對非線性探測元采用多點分段校正算法,在利用FPGA硬件實現非均勻校正時,分析設計了基于乘法運算和加法運算的FPGA實現,在基于乘加器運算的FPGA實現中。設計出了乘法和加法整體運算的乘加器,內部采用流水線wallace樹壓縮結構,大大加快乘法和加法的速度。
上傳時間: 2013-04-24
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"立體聲音頻延長器面板型"是我公司自主獨立開發的產品.它使用五類或五類以上非屏蔽雙絞線作為傳輸介質,采用ABS塑膠外殼,接線簡單方便,發送端與音頻信號源連接,接收端連接到揚聲器.成對使用,抗干擾能力強,音頻可以傳輸300米遠的距離。無需外接電源。
上傳時間: 2013-05-16
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當代科學技術突飛猛進,極大促進了自動識別技術的發展——條形碼、光學字符識別、磁條(卡)、工C卡、語音識別、視覺識別、RFID等,其中,RFID無疑是最為前沿的自動識別技術,是一種非接觸式的識別技術;同時,隨著另外一項技術——嵌入式技術的飛速發展,機構小巧、性能優越、價格便宜、操作簡便的手持式數據自動讀寫設備發展尤為迅速。具體說來,一款好的手持式RFID讀寫器適用于工作現場,可以供工作人員對現場物品信息進行自動收集,而隨著嵌入式操作系統和網絡技術的應用,使讀寫器不僅有數據采集功能,而且可以對數據進行分析以供管理決策。在這其中,操作系統、芯片、總線、接口技術成為讀寫器的內核,嵌入式系統成為技術的代表。 隨著嵌入式操作系統(如linux、wirice.net)的出現,使得軟件開發人員在嵌入式系統和普通pc機上進行應用軟件開發不會感到太大的差別(借助于交叉開發環境,即在pc機上編譯連接,但生成的是目標機代碼)。但是,對于那些應用軟件開發者,往往對某一行業軟件開發比較熟悉卻對硬件有些陌生,熟悉硬件原理(嵌入式處理器架構、部件工作原理等)恰恰是構建一個嵌入式系統所必須的。因此,構建一個性能穩定、持續工作時間長、完善數據接口、方便讀寫器接口的手持式設備成為了當今一個比較熱門的技術領域。本項目就是根據以上事實,先分析了國內外研究現狀,再根據項目需求、生產成本以及RFID應用開發者的要求,決定采用以ARM920T為內核的$3C2410為嵌入式處理器、微軟公司力推的wiIice.net為嵌入式操作系統,設計開發了供RFID應用軟件開發者使用的手持式RFID讀寫器。針對手持式設備的特點和實際要求,對讀寫器軟硬件系統整體結構進行了規劃,完成了時鐘電路、nand flash存儲器接口電路、SDRAM電路、串行接口電路、RFID讀寫模塊接口電路、USB接口電路、無線通信模塊接口電路、LCD/觸摸屏接口電路的設計,并開發了讀寫器的二次發API;在wince.net平臺下,利用platform builder工具定制了適于讀寫器的操作系統,實現了嵌入式操作系統的設計,最后對整個系統進行了測試。
上傳時間: 2013-06-21
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在傳統的電力電子電路中,DC/DC變換器通常采用模擬電路實現電壓或電流的控制。數字控制與模擬控制相比,有著顯著的優點,數字控制可以實現復雜的控制策略,同時大大提高系統的可靠性和靈活性,并易于實現系統的智能化。但目前數字控制基本上限于電力傳動領域,DC/DC變換器由于其開關頻率較高,一般其外圍功能由DSP或微處理器完成,而控制的核心,如PWM發生等大多采用專用控制芯片實現。FPGA由于其快速性、靈活性及保密性等優點,近年來在數字控制領域受到越來越多的關注。基于FPGA的DC/DC變換器是電力電子領域重要的研究方向之一。本文研究了同步Buck變換器的建模、設計及仿真,采用Xinlix的VIRTEX-Ⅱ PRO FPGA開發板實現了Buck變換器的全數字控制。 論文首先從Buck變換器的理論分析入手,根據它的物理特性,研究了該變換器的狀態空間平均模型和小信號分析。為了獲得高性能的開關電源,提出并分析了混雜模型設計方案,然后進行了控制器設計。并采用MATLAB/SIMULINK建立了同步Buck電路的仿真模型,并進行仿真研究。浮點仿真的運算精度與溢出問題,影響了仿真的精度。為了克服這些不足,作者采用了定點仿真方法,得到了滿意的仿真結果。論文還著重論述了開關電源的數字控制器部分,數字控制器一般由三個主要功能模塊組成:模數轉換器、數字脈寬調制器(Digital PulseWidth Modulation:DPWM)和數字補償器。文中重點研究了DPWM和數字補償器,闡述了目前高頻數字控制變換器中存在的主要問題,特別是高頻狀態下DPWM分辨率較低,影響控制精度,甚至引起極限環(Limit Cycling)現象,對DPWM分辨率的提高與系統硬件工作頻率之間的矛盾、DPWM分辨率與A/D分辨率之間的關系等問題作了全面深入的分析。論文提出了一種新的提高DPWM分辨率的方法,該方法在不提高系統硬件頻率的前提下,采用軟件使DPWM的分辨率大大提高。作者還設計了兩種數字補償器,并進行了分析比較,選擇了合適的補償算法,達到了改善系統性能的目的。 設計完成后,作者使用ISE 9.1i軟件進行了FPGA實現的前、后仿真,驗證了所提出理論及控制算法的正確性。作者完成了Buck電路的硬件制作及基于FPGA的軟件設計,采用32MHz的硬件晶振實現了11-bit的DPWM分辨率,開關頻率達到1MHz,得到了滿意的系統性能,論文最后給出了仿真和實驗結果。
上傳時間: 2013-07-23
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