低電壓低功耗恒跨導(dǎo)CMOS推挽運算放大器的設(shè)計與研究
上傳時間： 2022-03-16
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本文設(shè)計的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)由上位機、PLC、變頻器、壓力變送器等組成。本系統(tǒng)包含三臺水泵電動機，采用通用變頻器來實現(xiàn)對三相水泵電動機組的軟啟動和變頻調(diào)速，運行切換采用“先開先停”的原則。壓力變送器檢測當(dāng)前水壓信號，送入PLC與設(shè)定值經(jīng)PID比較運算，從而控制變頻器的輸出電壓和頻率，進而改變水泵電動機組的轉(zhuǎn)速來改變供水量，最終保持管網(wǎng)壓力恒定在設(shè)定值附近。把模糊控制算法引入到控制系統(tǒng)中，從而改善了系統(tǒng)的靜動態(tài)特性。 模糊控制是一種不依賴于被控過程數(shù)學(xué)模型的仿人思維的控制技術(shù)。它可以利用領(lǐng)域?qū)＜业牟僮鹘?jīng)驗或知識建立被控系統(tǒng)的模糊規(guī)則，有較好的知識表達能力。但傳統(tǒng)的模糊控制同PID算法一樣，均為“事后調(diào)節(jié)”，因而對大遲延對象的控制效果不是很理想。預(yù)測控制的核心是不僅注意過去及現(xiàn)在的目標值，而且注意將來的目標值，使受控量和目標值的偏差盡可能地小，從而提高系統(tǒng)的控制性能。預(yù)測控制和模糊控制是各自獨立發(fā)展起來的兩類控制方法，在二者充分發(fā)展的基礎(chǔ)上，提出將預(yù)測的思想和模糊的思想結(jié)合起來，形成一種新的控制方法——模糊預(yù)測控制FPC。 本文將FPC技術(shù)應(yīng)用于供水系統(tǒng)，設(shè)計出自調(diào)整修正因子模糊PID控制器，克服了傳統(tǒng)PID控制設(shè)計中的參數(shù)調(diào)整困難的問題。模糊PID控制是在大誤差范圍內(nèi)采用模糊控制，以提高動態(tài)響應(yīng)速度；在小誤差范圍內(nèi)采用PID控制，引入積分控制作用以消除靜態(tài)誤差，提高控制精度。本設(shè)計通過變頻調(diào)速實現(xiàn)恒水壓控制，并針對系統(tǒng)的時滯特點采用Smith預(yù)估控制器進行補償。利用Matlab對其模型進行仿真，仿真結(jié)果與傳統(tǒng)控制算法相比較，該算法具有魯棒性好，實現(xiàn)簡單，易于在線調(diào)整等優(yōu)點，系統(tǒng)響應(yīng)曲線沒有超調(diào)，系統(tǒng)的建立時間比較短，抗干擾能力強。 通過對上位機和PLC之間通信的分析和研究，完成了上、下位機的通信設(shè)置，給出了上位機監(jiān)控程序編寫方法，通過通信模塊實現(xiàn)了對供水系統(tǒng)的遠程監(jiān)控及故障報警。 所開發(fā)的系統(tǒng)將FPC與PLC相結(jié)合，克服了傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)器的缺點，充分發(fā)揮了PLC控制靈活、編程方便、適應(yīng)性強的優(yōu)點，提高了控制的精確度。實驗結(jié)果表明，該系統(tǒng)能對異步電動機轉(zhuǎn)速實現(xiàn)精確控制，實用性強，具有一定的推廣價值。
標簽： PLC FPC 變頻調(diào)速系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-19
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目前，能源危機與環(huán)境污染已經(jīng)備受關(guān)注，被各個國家提上紀事日程。在眾多的新能源中，風(fēng)能以它可再生、清潔、無污染等特點受到人們的青睞。在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)上也從獨立型逐漸向并網(wǎng)型轉(zhuǎn)變，因此并網(wǎng)技術(shù)已成為主流。由于變速恒頻具有發(fā)電量大，對風(fēng)電場風(fēng)速的變化適應(yīng)性好具有較高的葉尖速比等優(yōu)點，所以變速恒頻必然會取代恒速恒頻。實現(xiàn)變速恒頻的風(fēng)力發(fā)電機組有很多種，其中永磁同步直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機由于不需要齒輪箱，因而改善風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率，減小維護，降低了噪音，提高可靠性，本文以永磁同步直驅(qū)式發(fā)電系統(tǒng)為研究對象。 本文針對永磁同步直驅(qū)式發(fā)電雙PWM變換器系統(tǒng)，首先在對變速恒頻理論研究的基礎(chǔ)上，對風(fēng)力機的數(shù)學(xué)模型進行了分析，完成了對風(fēng)力機的最大風(fēng)力跟蹤模擬仿真。由于發(fā)電機發(fā)出的電隨著風(fēng)速的不斷變化，因此就靠控制變換器來實現(xiàn)恒壓恒頻的電壓并送入電網(wǎng)。其次在對永磁同步發(fā)電機和變換器的數(shù)學(xué)模型研究的基礎(chǔ)上提出了對整流側(cè)和電網(wǎng)側(cè)變換器分開控制，控制整流器來控制發(fā)電機的轉(zhuǎn)速，控制逆變器來實現(xiàn)穩(wěn)壓和恒頻的向電網(wǎng)輸送電壓。并對逆變器側(cè)的直流電容和電感選值給出了范圍，在這些理論基礎(chǔ)上對逆變器進行了MATLAB/SIMULINK仿真，給出了仿真結(jié)果。在前面理論分析的基礎(chǔ)上，針對逆變器部分做了硬件和軟件的設(shè)計。選用智能功率模塊(IPM)作為逆變器，采用霍爾電壓、電流傳感器實現(xiàn)了對電壓電流的采樣，控制器選用TMS320F2407A，并制作了對采樣信號處理電路板、PWM信號處理電路板和傳感器電路板，編寫了程序。
標簽： 風(fēng)力發(fā)電機 變速恒頻
上傳時間： 2013-06-17
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基于plc的恒壓供水系統(tǒng)開題報告，用plc西門子s7-200 進行仿真
標簽： 200 PLC S7 控制 變頻調(diào)速 恒壓供水 報告 系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間： 2020-04-21
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矢量變換控制的異步電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)是一種高性能的調(diào)速系統(tǒng)，已經(jīng)在許多需要高精度、高性能的場合中得到應(yīng)用。以矢量變換為基礎(chǔ)的許多控制方法，諸如無速度傳感器控制、自適應(yīng)控制等正在發(fā)展中。本文對異步電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)進行了研究，利用異步電動機在二相同步旋轉(zhuǎn)MT坐標系下的數(shù)學(xué)模型，使用MATLAB中的仿真工具箱SIMULINK分別對開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)進行了仿真。在開環(huán)控制系統(tǒng)的仿真中，推導(dǎo)出一種異步電動機在MT坐標系下的仿真模型，該模型具有結(jié)構(gòu)簡單、靜態(tài)、動態(tài)性能良好的特點，同時這個仿真模型也用于閉環(huán)系統(tǒng)。在閉環(huán)控制系統(tǒng)的仿真中，設(shè)計了一個速度、磁鏈閉環(huán)的電流滯環(huán)型PWM變頻調(diào)速系統(tǒng)，并且使這個閉環(huán)系統(tǒng)在SIMULINK中加以實現(xiàn)。本文同時還應(yīng)用非線性反饋解耦理論將矢量控制的閉環(huán)系統(tǒng)分解為線性化的轉(zhuǎn)速子系統(tǒng)和轉(zhuǎn)子磁鏈子系統(tǒng)，兩個子系統(tǒng)中的速度調(diào)節(jié)器和磁鏈調(diào)節(jié)器可按線性理論設(shè)計。仿真結(jié)果證明這兩個變頻調(diào)速系統(tǒng)具有良好的動態(tài)、靜態(tài)性能。其中的一些仿真模塊也可用于其它控制策略的變頻調(diào)速系統(tǒng)中。
標簽： MatiabSimulink 異步電動機 變頻調(diào)速系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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該論文在研究永磁同步電動機運行原理的基礎(chǔ)上詳細討論了其變頻調(diào)速的理論并且設(shè)計了一套基于DSP的永磁同步電動機磁場定向矢量控制系統(tǒng).永磁同步電動機相對感應(yīng)電動機來說具有體積小、效率高以及功率密度大等優(yōu)點,因此自從上個世紀80年代,隨著永磁材料性能價格比的不斷提高,以及電力電子器件的進一步發(fā)展,永磁同步電動機的研究也進入了一個新的階段.永磁同步電動機既區(qū)別于感應(yīng)電動機又與電勵磁同步電動機相比有自身的特點,因此該論文首先從永磁同步電動機的本身出發(fā),討論了其穩(wěn)態(tài)運行原理,分析了永磁同步電動機的轉(zhuǎn)矩特性、功率特性及效率.矢量控制理論的發(fā)明是交流調(diào)速領(lǐng)域中的一個重大突破,該論文詳細討論了永磁同步電動機的矢量控制,在推導(dǎo)其精確數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上分析了矢量控制理論用于永磁同步電動機控制的幾種電路控制策略,包括了i<,d>=0控制、cosψ=1控制,以及最大轉(zhuǎn)矩/電流控制方式,并且開發(fā)出基于DSP的全數(shù)字永磁同步電動機的矢量控制系統(tǒng),給出了其軟、硬件的設(shè)計方案.弱磁控制是永磁同步電動機矢量控制又一方面,論文分析了永磁同步電動機弱磁調(diào)速的原理以及弱磁擴速困難的原因,并由此提出了兩種特殊轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的新弱磁方案.直接轉(zhuǎn)矩控制是繼矢量控制后交流調(diào)速領(lǐng)域的又一個高性能控制方法,論文最后討論了直接轉(zhuǎn)矩控制理論在永磁同步電動機控制上的運用,并使MATLAB工具對永磁同步電動機的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)進行了仿真研究,仿真結(jié)果表明,直接轉(zhuǎn)矩控制具有動態(tài)性能好,靜差小以及魯棒性好的特點.
標簽： 永磁同步電動機 變頻調(diào)速系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-06
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變速恒頻風(fēng)力發(fā)電技術(shù)因其高效性和實用性正受到越來越多的關(guān)注，有著良好的發(fā)展前景。本文致力于研究變速恒頻風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，從分析其運行機理入手，比較了定槳距、變槳距和變速恒頻風(fēng)力發(fā)電的區(qū)別，選定雙饋式變速恒頻方案：它在低風(fēng)速階段主要進行變槳距調(diào)節(jié)追求最大風(fēng)能捕獲，高風(fēng)速時通過控制雙饋電機轉(zhuǎn)子側(cè)的電流，達到定子輸出恒頻和有功、無功的獨立調(diào)節(jié)。變槳距風(fēng)力機作為風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機械能的設(shè)備，是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的重要組成部分，它與風(fēng)電場風(fēng)能資源的匹配問題直接影響到了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的運行特性。本文以風(fēng)能理論為基礎(chǔ)，探討了風(fēng)力機組設(shè)備的選型問題，建立起風(fēng)速和風(fēng)力機系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。雙饋異步電機是變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的核心。本文分析了其基本運行特點，指出雙饋發(fā)電機具有普通交流電機無法比擬的優(yōu)點；研究了穩(wěn)態(tài)電路和功率平衡關(guān)系，并詳細推導(dǎo)出M-T-0坐標系下的5階狀態(tài)方程，建立起定子磁鏈定向矢量控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了定子有功和無功的解耦控制，使電機控制簡單化。變頻器是雙饋電機實現(xiàn)變速恒頻運行的關(guān)鍵，本文選定了六脈波交-交變頻器作為勵磁電源。通過對其主電路結(jié)構(gòu)、余弦交截法和觸發(fā)脈沖產(chǎn)生原理等的進一步分析，建立起六脈波交-交變頻器的數(shù)學(xué)模型，并處理了與變頻器與發(fā)電機的接口問題。最后，利用Matlab6.5/Simulink5.0仿真軟件，建立了系統(tǒng)各組成部分的仿真模型，并進行了仿真實驗研究。仿真結(jié)果表明，所建模型是正確的，變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)具有良好的運行特性。
標簽： 變速恒頻 仿真研究 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-14
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本文的研究工作主要是圍繞著變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電機交流勵磁電源研究展開的.根據(jù)變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)對交流勵磁電源的要求,本文首先對目前適合用作交流勵磁電源的六種變換器進行了詳細深入地比較分析,認為在目前的電力電子技術(shù)條件下,兩電平電壓型雙PWM變換器是可用作變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電機交流勵磁電源的最具優(yōu)勢的一種變換器,而多電平與軟開關(guān)技術(shù)的結(jié)合將是交流勵磁電源的發(fā)展方向.對網(wǎng)側(cè)PWM變換器的無電網(wǎng)電壓傳感器控制技術(shù)進行了研究,提出了一種基于虛擬電網(wǎng)磁鏈定向的無電網(wǎng)電壓傳感器的矢量控制方案,解決了初始虛擬電網(wǎng)磁鏈準確觀測的難點,使網(wǎng)側(cè)PWM變換器不用對電網(wǎng)電壓進行采樣即可實現(xiàn)矢量控制,省去了電網(wǎng)電壓傳感器及其處理電路但并不影響其控制性能,仿真和實驗結(jié)果驗證了所提出方案的良好控制性能.在轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變換器的研究中,在電網(wǎng)電壓恒定的情況下對DFIG矢量形式的數(shù)學(xué)模型進行簡化,進行了基于定子磁鏈定向和基于定子電壓定向的轉(zhuǎn)子電流環(huán)控制器的設(shè)計研究.深入分析了DFIG風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)最大風(fēng)能追蹤的機理和實現(xiàn)的方案,設(shè)計了基于定子電壓定向矢量控制、實現(xiàn)最大風(fēng)能追蹤、有功和無功功率解耦的DFIG的控制方案.最后,將變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電運行研究拓展到了電網(wǎng)故障條件下的運行控制.建立了計及電網(wǎng)電壓故障的變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)完整仿真模型,為系統(tǒng)不間斷運行的研究、改進控制策略的驗證和其它探索性研究提供了一個很好的平臺.
上傳時間： 2013-06-17
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直流電動機具有優(yōu)良的調(diào)速特性,調(diào)速平滑、簡單,且范圍大.同時其過載能力大,能承受頻繁的沖擊負載,廣泛應(yīng)用于切削機床、造紙機等高性能可控電力拖動領(lǐng)域. 以往直流調(diào)速系統(tǒng)控制器采用分立元件,其故障率高,穩(wěn)定性差,技術(shù)落后,很難滿足生產(chǎn)的需要.隨著計算機技術(shù)及通信技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字化直流調(diào)速系統(tǒng)克服了這一不足,成為直調(diào)系統(tǒng)的主流. 本文設(shè)計的系統(tǒng)以DSP為主控芯片,監(jiān)控系統(tǒng)控制芯片使用P89C669單片機,通過上下位機的數(shù)據(jù)通訊,實現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計和調(diào)節(jié)的數(shù)字化.下面是具體工作闡述: 1.設(shè)計了電封閉直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件和軟件,完成兩臺同軸電機的電封閉實驗. 2.主電路使用三菱公司的IPM-PS21867作為功率輸出模塊,同時設(shè)計了驅(qū)動保護電路、控制電路以及通信保護電路. 3.采用PWM控制方式,編寫了系統(tǒng)的軟件.主要包括主程序、通訊顯示程序以及中斷服務(wù)子程序. 4.完成了樣機的整體布局和調(diào)試,實現(xiàn)了系統(tǒng)的雙閉環(huán)控制. 5.針對由于負載、轉(zhuǎn)動慣量等的變化影響系統(tǒng)的調(diào)速性能,本文基于模型參考自適應(yīng)控制原理,給出了雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)自適應(yīng)的Narendra方案的具體實現(xiàn),通過仿真驗證方案的可行性.
標簽： DSP 控制 直流調(diào)速系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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隨著變頻調(diào)速技術(shù)的快速發(fā)展，基于變頻調(diào)速的恒壓供水系統(tǒng)越來越多的應(yīng)用到了小區(qū)供水中。與恒速供水系統(tǒng)相比，變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)取得了較好的節(jié)能效果，但是由于其壓力設(shè)定值一般是按系統(tǒng)最大能量需求時設(shè)定的，并且該設(shè)定值一旦設(shè)定后不能依據(jù)系統(tǒng)的能量需求自動做實時調(diào)整，使系統(tǒng)在大部分時間內(nèi)供給的能量大于需求的能量。因此，該供水方式并沒有把變頻調(diào)速的節(jié)能潛力全部發(fā)揮出來。本文針對變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)這一不足，提出了變頻調(diào)速實時恒壓供水方式，它能依據(jù)系統(tǒng)的能量需求實時的調(diào)整壓力設(shè)定值，能更好的發(fā)揮變頻調(diào)速的節(jié)能潛力。 本文首先依據(jù)泵理論和水動力學(xué)對供水系統(tǒng)進行了深入的分析和研究，詳細探討了供水系統(tǒng)的節(jié)能原理，從而為后續(xù)章節(jié)中控制策略的選擇奠定了基礎(chǔ)。 然后針對供水系統(tǒng)的精確數(shù)學(xué)模型難以建立的問題，本文采用了專家系統(tǒng)。該專家系統(tǒng)能依據(jù)用戶能量需求的不同，實時給出泵出口的壓力設(shè)定值；在此基礎(chǔ)上通過模糊-PID控制使供水系統(tǒng)迅速進入穩(wěn)定狀態(tài)，同時使系統(tǒng)具有快速性、穩(wěn)定性和良好的魯棒性。通過MATLAB仿真工具對整個控制系統(tǒng)進行了仿真，仿真結(jié)果表明該控制系統(tǒng)與常規(guī)PID控制相比具有更好的控制品質(zhì)。 最后以ARM7LPC-2129為硬件基礎(chǔ)，實現(xiàn)了以上各個部分的功能。另外還采用VB開發(fā)了上位機監(jiān)控界面；開發(fā)了基于ARM的CAN接口，為供水系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化提供技術(shù)支持；使用ARM7LPC-2129的通用輸入輸出口，實現(xiàn)了供水系統(tǒng)中電機的組合運行或單機啟停控制；泵運行狀態(tài)和火災(zāi)顯示等輔助功能的實現(xiàn)。
標簽： ARM 嵌入式 智能控制 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-04-24
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