永磁無刷直流電動機是一種機械、電氣、電子一體化的高技術產(chǎn)品，具有結構簡單、運行可靠、使用壽命長等優(yōu)點，在現(xiàn)代輕重工業(yè)中應用廣泛?，F(xiàn)代工業(yè)技術和生產(chǎn)需求的快速發(fā)展對永磁無刷直流電動機控制系統(tǒng)的性能要求不斷提高，因此研究具有響應速度快、調(diào)節(jié)能力強、控制精度高的無刷直流電動機控制系統(tǒng)具有十分重要的意義。 本文介紹了永磁無刷直流電動機控制系統(tǒng)的組成和研究方向，介紹了英飛凌XC167Cl高性能16位單片機，進而對永磁無刷直流電動機的類型進行了介紹，同時分析了永磁無刷直流電動機的工作原理，建立了比較完善的數(shù)學模型，并詳細闡述了轉(zhuǎn)矩脈動產(chǎn)生的原因和消除轉(zhuǎn)矩脈動的一般方法。 本文設計并實現(xiàn)了基于英飛凌XC167Cl高性能16位單片機的轉(zhuǎn)速和電流雙閉環(huán)永磁無刷直流電動機控制系統(tǒng)。系統(tǒng)采用PWM方式實現(xiàn)對電機的控制。轉(zhuǎn)速和電流雙閉環(huán)數(shù)字PI器的應用使得控制系統(tǒng)具有良好的動態(tài)和靜態(tài)性能。單片機和液晶顯示與鍵盤給定模塊之間的串行通信實現(xiàn)了控制系統(tǒng)信息在人機間的傳輸，為系統(tǒng)的調(diào)試帶來了靈活性，也為控制系統(tǒng)中參數(shù)的實時監(jiān)控和給定提供了方便。 在本文的最后，就采集到的部分波形，分析了實驗結果，并提出了對本系統(tǒng)的總結和展望。 實驗表明，本文所采用的英飛凌XC167Cl高性能16位單片機具有極高的性能，以其為核心的控制系統(tǒng)具有運行性能良好、調(diào)試方便、升級換代容易等特點，為后續(xù)的研究工作提供了實驗基礎和借鑒。
上傳時間： 2013-05-25
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本文介紹了一種新型金融終端(POS)，其座機與手持機之間采用射頻通信方式，并在射頻通信中采用跳頻和防碰撞設計，使得座機和手持機之間的通信速率高、穩(wěn)定可靠。本設計中的金融終端還具有非接觸式IC卡數(shù)據(jù)采集功能，這在設備功能上是一個巨大的創(chuàng)新。手持機可移動操作，方便了客戶操作，在很大程度上可以幫助商家提高服務質(zhì)量，非常適用于餐廳、酒店以及娛樂場所等。 本設計中的金融終端包括手持機和座機，手持機的主要功能是采集金融信息，采集的對象可以是磁條卡，接觸式IC卡或非接觸IC卡，采集到卡的賬號和密碼等信息后以射頻的方式發(fā)送至座機，同時接收座機發(fā)送來的數(shù)據(jù)；座機收到手持機發(fā)送的金融信息后，再通過有線方式(電話網(wǎng)或以太網(wǎng))發(fā)送給銀行主機，交易數(shù)據(jù)處理后，銀行主機將數(shù)據(jù)以有線的方式發(fā)回給座機，座機再通過無線方式發(fā)送給手持機，并打印交易憑證。文中詳細介紹了手持機和座機各功能模塊的硬件設計和功能實現(xiàn)方式，包括各主要芯片選型依據(jù)、所選芯片的特性、設計原理以及各相關模塊在POS中的功能。 POS的軟件設計包括硬件驅(qū)動程序(底層程序)設計和應用程序(上層應用程序)設計，底層程序跟所使用的硬件相關，是CPU控制各外圍器件實現(xiàn)各模塊硬件功能的程序，通常驅(qū)動程序會封裝起來，有入口參數(shù)，供上層應用調(diào)用；上層應用程序足根據(jù)產(chǎn)品要實現(xiàn)的服務功能而編寫的相關程序，上層應用程序通常需要調(diào)用底層程序。文中驅(qū)動程序主要介紹了鍵盤驅(qū)動，顯示驅(qū)動，并重點介紹了射頻通信驅(qū)動程序的設計，包括CPU如何控制射頻收發(fā)芯片、為抗干擾而采取的跳頻設計和設備問的防碰撞設計；應用程序中主要介紹了磁條卡和IC卡的處理程序。 由于本設計中的金融終端座機與手持機之間的通信速率較高，通信穩(wěn)定可靠，同時還新增了非接觸卡的數(shù)據(jù)采集功能，使該設備有較大的使用范圍，從而有廣闊的市場前景。
上傳時間： 2013-06-27
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隨著信息技術的飛速發(fā)展，數(shù)據(jù)吞吐量急劇增長，要求有更高的傳輸速度，來滿足大量數(shù)據(jù)的傳輸，而原有的并行數(shù)據(jù)傳輸總線結構上存在自身無法克服的缺陷，在高頻環(huán)境下容易串擾，而增大誤碼率。SATA串行總線技術應運而生。作為一種新型的總線接口，它提供了高達3.0Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，使用8B/10B編碼格式，采用LVDS NRZ串行數(shù)據(jù)傳輸方式，有良好的抗干擾性能，有更強的達到32位的循環(huán)冗余校驗，并且提供了良好的物理接口特性，支持熱拔插，代表著計算機總線接口技術的發(fā)展方向。FPGA作為一種低功耗的半導體器件，在高頻工作環(huán)境中有優(yōu)良的性能，將處理器與低功耗FPGA結合起來使用是數(shù)據(jù)存儲應用的趨勢，這樣能夠使得接口方案更加靈活。而在眾多FPGA器件中，Xilinx公司的Virtex-4平臺內(nèi)部集成了PowerPC高性能處理器，并且其中提供了Rocket IO MGT這種嵌入式的多速率串行收發(fā)器，能夠以6.25-622Mb/s的速度傳送數(shù)據(jù)，并且支持包括SATA協(xié)議在內(nèi)的多種串行通信協(xié)議。 本文從物理層、鏈路層、傳輸層分析了SATA1.0技術的接口協(xié)議，在此基礎提出滿足協(xié)議需求和適合FPGA設計的設計方案，并給出總體設計框圖，依照FPGA的設計方法，采用Xilinx公司的Virtex-4設計了一個符合SATA1.0接口協(xié)議的嵌入式存儲裝置，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲，仿真運行結果正常。
標簽： SerialATA FPGA 嵌入式系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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CAN工業(yè)局域網(wǎng)也叫控制器局域網(wǎng)，它屬于現(xiàn)場總線的范疇，是一種高速、可靠、并且對分布式實時控制應用來說是低成本的串行總線，它被廣泛用在分布式處理系統(tǒng)和實時控制工業(yè)應用系統(tǒng)中。本文介紹了CAN總線在電動汽車故障診斷系統(tǒng)中的應用方案，它具有通用性、可編程和智能化等特點。 本文首先介紹了電動汽車的概念、國內(nèi)外故障診斷系統(tǒng)的發(fā)展狀況及CAN總線的基本概念。通過對CAN總線通信原理的深入分析，建立了基于CAN總線的控制網(wǎng)絡結構模型，首次將iCAN協(xié)議應用于電動汽車低速CAN網(wǎng)絡，并參照SAEJ1939協(xié)議建立了高速CAN應用層協(xié)議。文中還介紹了所開發(fā)的CAN總線硬件平臺，包括三個低速節(jié)點，三個高速節(jié)點和一個中央控制器（網(wǎng)關服務器）。并詳細介紹了中央控制器（網(wǎng)關服務器）的開發(fā)過程及功能，中央控制器硬件采用PC+USBCAN卡的方案，上位機編程采用組態(tài)軟件MCGS，有利于協(xié)議的分析及信息的顯示與存儲。 中央控制器也是整車的故障診斷管理單元，本文分析了基于CAN總線的電動汽車控制系統(tǒng)的故障診斷模式，對電控單元的故障監(jiān)測、診斷以及處理方法進行了探討，提出了故障信息的編碼方式。并能將故障信息通過數(shù)據(jù)庫保存起來，通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)快速準確地查找歷史故障信息，對當前的故障判斷提供幫助，達到快速、準確的找到故障原因并提供解決方案。 本論文所做的工作將有助于國內(nèi)的電動汽車故障診斷分析系統(tǒng)的快速發(fā)展，為電動汽車故障診斷提供了新的途徑，電動汽車故障診斷分析系統(tǒng)具有重要的經(jīng)濟價值和廣闊的應用前景，并為今后這方面的研究提供了一個參考。
上傳時間： 2013-06-23
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集成了傳感器、嵌入式計算、網(wǎng)絡和無線通信四大技術而形成的ZigBee技術是一種全新的信息獲取和處理技術，能夠協(xié)作實時監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息，并對信息進行處理，傳送到需要的用戶。ZigBee技術作為一個全新的領域，對國內(nèi)外的研究者提出了大量的挑戰(zhàn)性課題。時鐘同步是所有分布式系統(tǒng)的重要組成部分，也是ZigBee技術的一項重要支撐技術，大多數(shù)ZigBee技術應用比如環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，導航系統(tǒng)等都需要所搜集的傳感數(shù)據(jù)具有準確時間信息，否則采集的信息就是不完整的。 本論文介紹了國內(nèi)外在ZigBee技術的發(fā)展與現(xiàn)狀，對IEEE802.15.4/ZigBee的協(xié)議棧做了分析，對現(xiàn)存的幾種主要的時鐘同步算法做了研究。本太陽能航標燈同步閃課題中，為了便于太陽能給航標燈供電，需要通過休眠機制來降低功耗；為了保證ZigBee網(wǎng)絡中各設備協(xié)同工作，時鐘同步顯得更為重要，它為本系統(tǒng)中的每個航標燈提供正確的時鐘信息，不但提高系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量和效率，而且讓航標燈的同步閃光，在航道中起到很好的助航作用。接著，給出了系統(tǒng)的具體實現(xiàn)過程，包括各硬件模塊的設計原理、電路原理圖及主要模塊的詳細實現(xiàn)過程。最后，指出本文的不足及需要改進的地方。其中本文重點包括以下三個方面： 1.針對網(wǎng)絡拓撲結構、協(xié)議體系結構以及干擾抑制技術進行深入分析，并與其它無線通信技術進行比較及對其相互干擾進行研究。 2.對ZigBee節(jié)點時鐘同步算法工作原理做了詳細的研究，總結了這些算法的優(yōu)缺點，并在對比現(xiàn)有的幾種時鐘同步算法的基礎上對泛洪時間同步協(xié)議多跳時鐘同步算法的改進。 3.設計了太陽能航標燈同步閃光系統(tǒng)，給出了硬件原理圖及軟件流程，并且在制PCB板中電磁兼容問題的解決進行了詳細描述。 結果表明，該系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠、高效，具有很高的實用價值。
上傳時間： 2013-04-24
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隨著計算機技術的迅猛發(fā)展，受其影響的儀器行業(yè)也發(fā)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(fā)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(jīng)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(tǒng)總線、VXI塊式儀器系統(tǒng)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(xié)議）標準首先解決了數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)和命令得到標準化。SCPI的總目標是縮短自動測試系統(tǒng)程序開發(fā)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(shù)據(jù)利用提供廣泛兼容的編碼環(huán)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(yōu)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(zhí)行效率。為了進一步簡化儀器內(nèi)語法分析模塊、提高程控執(zhí)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(fā)送到儀器的SCPI消息即復雜的ASCII碼字符串轉(zhuǎn)變?yōu)楹唵蔚亩M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(xiàn)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(nèi)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(fā)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(tǒng)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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隨著“節(jié)能環(huán)?！备拍畹奶岢?，以解決電力緊張，環(huán)境污染等問題為目的的新能源利用方案得到迅速的推廣，使得分布式發(fā)電備受關注，即將成為世界各國重要的發(fā)電形式。帶有分布式電源的配電網(wǎng)及電力電子裝置的大量應用致使電能質(zhì)量下降，如何將分布式發(fā)電系統(tǒng)的能量回饋至電網(wǎng)的同時有效改善電能質(zhì)量是一個重要的問題，因此在分布式發(fā)電系統(tǒng)中起電能變換作用的逆變器成為研究的一個熱點。本篇主要以電壓型并網(wǎng)逆變器為研究對象，對并網(wǎng)逆變器的拓撲結構、控制策略、參數(shù)的選擇、并網(wǎng)實驗等方面作出了詳細的分析和研究。 首先根據(jù)帶有分布式發(fā)電的配電網(wǎng)的特點提出一種新的諧波治理思路，即將改善電能質(zhì)量的有源濾波技術結合到分布式逆變電源中，設計一種新型的多功能并網(wǎng)逆變器。用開關函數(shù)法建立了并網(wǎng)逆變器小信號數(shù)學模型，確定了以PI閉環(huán)調(diào)節(jié)為核心的復合控制策略，同時為了使輸出電流控制達到更好的效果，采用電網(wǎng)電壓前饋補償方法抵消電網(wǎng)電壓擾動對并網(wǎng)電流的影響；基于瞬時無功功率的id-iq諧波電流檢測算法能精確檢測和分離所需要的有功和諧波分量；基于DSP的軟件鎖相控制算法能實現(xiàn)并網(wǎng)電流與電網(wǎng)電壓同頻同相。 其次對并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)的軟硬件進行了分塊設計：對逆變系統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換電路、逆變驅(qū)動電路、PWM信號發(fā)生電路等電路進行了詳細地分析和說明。利用DSP主控芯片TMS320LF2407A內(nèi)部的SCI異步串行通信接口實現(xiàn)了逆變器的人機交互功能，利用其內(nèi)嵌的CAN控制模塊實現(xiàn)了逆變器的并機通信功能；同時在TI DSP2000的運行環(huán)境下給出控制系統(tǒng)的主程序和周期中斷子程序流程。 最后開發(fā)了以功率器件IPM構成的三相PWM變流橋主電路的多功能逆變電源實驗平臺和相關配套輔助電路，完成了逆變電源的輸出有功功率及消除諧波的實驗并給出了裝置樣機的實物圖以及實驗波形圖。驗證了逆變器工作原理分析的正確性和系統(tǒng)設計思路的可行性。 本文所做工作拓寬了帶有分布式發(fā)電的配電網(wǎng)諧波治理的思路，對推動我國節(jié)能供電、新能源的利用以及改善電網(wǎng)電能質(zhì)量等方面具有一定的理論意義和較強的實用價值。
標簽： 諧波抑制 分布式發(fā)電 并網(wǎng)逆變器
上傳時間： 2013-06-06
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主要程序代碼有 單片機與LED數(shù)碼管接口 LED大屏幕顯示器和接口 字符LCD 液晶顯示和接口 單片機與鍵盤接口 A/D轉(zhuǎn)換器接口 D/A 轉(zhuǎn)換器接口 串行通信基礎 MCS-51的串行接口 MCS-51單片機雙機通信 RS-232C串行通信總線標準及其接口 存儲器的擴展 串行口的I/O口擴展 數(shù)字鐘的設計與制作 單片機溫度檢測記錄系統(tǒng)
上傳時間： 2013-08-01
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充電系統(tǒng)對于實際的電動汽車而言是不可缺少的子系統(tǒng)，當蓄電池的電能用完之后，就必須使用充電系統(tǒng)對電池進行再充電。對于這種電動車充電系統(tǒng)的監(jiān)控，目前國內(nèi)尚處于起步階段。 本文以電動車充電站的建設為背景，對充電機監(jiān)控系統(tǒng)的通信總線和上位機軟件設計進行了研究。首先介紹了系統(tǒng)的整個網(wǎng)絡規(guī)劃，然后對工業(yè)現(xiàn)場總線的特點、CAN2.0總線技術、涉及到的通信協(xié)議分別做了詳細的描述，重點介紹了CAN總線的相關設計和系統(tǒng)的硬件、軟件設計及實驗結果。設計過程中參考了目前比較成熟的CAN2.0與J1939協(xié)議，并創(chuàng)新性的將這一用于汽車內(nèi)部的通信總線移植到充電站內(nèi)充電機與上位機之間的通信系統(tǒng)中。整個設計的創(chuàng)新在于將CAN總線這一現(xiàn)有成熟技術應用在充電站監(jiān)控系統(tǒng)建設這一新領域，成功的實現(xiàn)了總線的移植。 整個系統(tǒng)中，系統(tǒng)前端執(zhí)行數(shù)據(jù)采集、充電控制等任務，同時通過CAN總線和以太網(wǎng)分別實現(xiàn)前端數(shù)據(jù)采集模塊與監(jiān)控計算機、監(jiān)控計算機與數(shù)據(jù)服務器的數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)站內(nèi)充電機的統(tǒng)一監(jiān)控。本文圍繞系統(tǒng)整體網(wǎng)絡組建，CAN網(wǎng)絡通信以及系統(tǒng)軟硬件設計進行了討論，并提供了一套完整的、先進的、可行的充電機監(jiān)控系統(tǒng)通信總線及軟件的解決方案。這種監(jiān)控方案提高了系統(tǒng)通信的實時性、準確性、安全性，同時極大的提高了充電工人的工作效率。 目前系統(tǒng)的各項參數(shù)及功能已在實驗室測試完畢，性能已基本達到設計目標，即將被用于奧運會電動汽車充電站的建設。
標簽： 充電 上位機 監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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控制器局域網(wǎng)(CAN)最初是由德國BOSCH公司為汽車的監(jiān)測、控制系統(tǒng)設計的。它是一種有效的支持分布式控制或者實時控制的串行通信網(wǎng)絡。由于其具有多主機、高性能以及高可靠性，CAN總線已經(jīng)廣泛應用于汽車電子控制、過程控制、機械工業(yè)、紡織機械、機器人、數(shù)控機床、醫(yī)療器械以及傳感器等領域。CAN總線已經(jīng)形成國際標準，并已被公認為幾種最有前途的現(xiàn)場總線之一。 另一方面，隨著電動車的技術的不斷發(fā)展，電動車已經(jīng)開始邁向了市場普及的道路。對于電動車電池的管理和維護越來越成為電動車發(fā)展的重點之一。由于CAN具有抗干擾性強、連接簡單、無主通信等特點，非常適合用來實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)的采集和傳輸。因此，本文利用CAN總線為基礎設計了一個電池實時數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)，經(jīng)分析、設計、編程和調(diào)試，在實際應用中得以實現(xiàn)。 該系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集層，數(shù)據(jù)傳輸層和用戶管理層三個部分。數(shù)據(jù)采集層的主要任務是電池實時數(shù)據(jù)的采集和發(fā)送；數(shù)據(jù)傳輸層的主要功能是通過CAN總線接收數(shù)據(jù)采集層發(fā)送的實時數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換成RS232串口協(xié)議發(fā)送到上位機；用戶管理層的主要功能是通過串口接收數(shù)據(jù)，實時顯示，存儲和分析。 論文完成的主要工作有： (1) 通過對系統(tǒng)需求的分析，將整個系統(tǒng)分為三個獨立的層，分別進行了軟硬件設計，實現(xiàn)了系統(tǒng)的模塊化，增強了系統(tǒng)的應用性； (2) 詳細的研究了CAN2.0B協(xié)議和SAE J1939協(xié)議，并在此基礎上，編寫了適合本設計的通訊協(xié)議； (3) 深入研究了MC9S12DG128芯片的硬件結構和軟件設計方法； 本課題的創(chuàng)新點在于利用目前汽車工業(yè)廣泛采用的CAN總線協(xié)議，設計了一套簡單，高效，穩(wěn)定的電池數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)，并在實際中得以應用。在系統(tǒng)設計過程中將整個系統(tǒng)分為3個層，大大提升了系統(tǒng)的模塊化水平，有利于系統(tǒng)的擴展和維護。
上傳時間： 2013-07-07
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