作者在論文中系統地研究了目前新穎的電機伺服控制系統——永磁同步電動機及其數字化伺服控制系統的關鍵技術。在理論分析的基礎上,探討了永磁電機的各種磁路結構對電機電抗及其它性能的影響,并分別討論了各種結構在不同應用場合的優缺點,最后選擇了表面凸出式磁路結構,建立了手算電磁設計程序,進行了多方案的優選;探討了引起電動機轉矩波動的原因和減小波動的措施,采用了一系列諸如分數槽、增大氣隙、斜槽、合適的繞組節距等措施,成功地減小了力矩波動,改善了伺服電動機低速運轉特性;在電磁設計手算的基礎上,首次采用優秀的數學工具軟件Mathcad2001進行了Windows平臺下的PMSM機輔設計程序的開發,增加了可視性,并大大簡化了程序的開發,提高了設計效率,快速方便準確地進行了電機的電磁計算;應用先進的AutoCAD 2000繪圖軟件設計和繪制了全套電機結構圖紙;參加了樣機的全部試驗項目,試驗結果達到了設計預定目標,全面滿足了伺服系統用電機的高效率、高功率因數、小振動、低噪音、低發熱、動態性能良好等苛刻要求。 在伺服控制系統部分里,作者探討了永磁同步電動機磁場定向矢量控制理論,探討了快速電流跟蹤方法的實現;在永磁同步電動機數學模型的基礎上,建立了基于DSP的永磁同步電動機磁場定向數字化伺服控制系統的方案,使用了最新推出的電機專用DSP芯片TMS320LF2407、功率驅動IR2130芯片、軸角/數字量轉換RDC-19222芯片及串行通信轉換MAX232芯片,在消化了這些芯片的大量手冊和開發工具的資料后,對整個系統進行了軟、硬件設計,包括編寫和調試了部分DSP程序,設計和焊接了部分硬件電路板。這些預研工作為設計伺服控制系統數字化專用控制器打下了基礎。
上傳時間: 2013-05-17
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開發和研制無鐵心永磁電機是當前電機領域的一項重要課題,無鐵心永磁電機可以解決傳統有鐵心電機存在的重量重、損耗高、振動噪聲大等問題。開發無鐵心永磁電機需要準確計算電機的參數和性能,而實現這一任務的重要前提是獲得正確的磁場分布。無鐵心永磁電機氣隙外沒有鐵磁材料,其自身的結構特點決定了無鐵心永磁電機的氣隙磁場屬于三維開域磁場,開域磁場工程問題的計算是近年來計算電磁學的研究熱點之一。 本文的研究內容是國家高技術研究發展(863)計劃項目“新型稀土永磁電機設計與集成技術”的關鍵技術之一。針對無鐵心永磁電機的實際工程問題,計算方法的選擇力求既能保證一定的計算精度,又能節約計算機內存和CPU時間。根據對各種開域電磁場計算方法的分析比較,本文將漸近邊界條件法和有限元法結合解決無鐵心永磁電機三維開域磁場計算問題。 本文主要由以下幾部分組成: 第一部分為無鐵心永磁電機三維開域磁場計算方法的研究。首先提出了基于標量磁位的漸近邊界條件,建立了球形邊界的標量磁位漸近邊界條件數學模型。為了盡可能減少節點的數量,結合無鐵心永磁電機的具體結構,推導了適合于盒形截斷邊界和圓柱形截斷邊界上簡便易行的一階和二階標量漸近邊界條件算子,該算子具有簡單、有限元實施容易的特點。其次研究并建立了標量漸近邊界條件與有限元法結合的三維開域靜磁場的數學模型,并提出具體的實施方法,推導出相應的離散方程。通過對具有解析解的長方永磁體三維開域磁場的實例計算,驗證了方法和所編程序的正確性,并將漸近邊界條件法與截斷法在計算精度和人工外邊界距離方面做了比較。結果表明:在相同人工外邊界情況下,漸近邊界條件與截斷邊界條件相比,計算精度明顯提高,二階漸近邊界條件明顯優于一階漸近邊界條件。與截斷法相比,漸近邊界條件法更節約計算機內存和CPU時間,比較好地處理了計算量與計算精度之間的矛盾。 第二部分針對Halbach陣列內轉子無鐵心永磁電機三維開域磁場問題進行深入研究。利用漸近邊界條件法,定量地計算了在定轉子均無鐵心的情況下電機內部及周圍磁場的大小,總結出了Halbach陣列無鐵心永磁電機磁場的空間分布規律。 第三部分針對不同拓撲結構的Halbach磁體陣列電機磁場問題進行對比研究。通過大量的計算,探討了Halbach陣列永磁電機在轉子無鐵心情況下影響氣隙磁密的各種因素,分析了不同Halbach磁體軸向長度對端部漏磁的影響規律,給出了無鐵心永磁電機漏磁系數、電樞計算長度等主要設計參數隨電機結構尺寸的變化規律。 第四部分針對具有試驗數據的三種結構的無鐵心永磁電機樣機進行了計算和分析,計算結果與試驗數據吻合,從而驗證了漸近邊界條件法處理三維開域磁場問題的有效性和實用性。
上傳時間: 2013-06-22
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隨著電力電子技術的發展,高速永磁無刷直流電機應用前景越來越廣闊,有較大的研究價值,對其電磁性能進行準確的分析和設計具有重要的經濟價值和理論意義。本文主要是圍繞著永磁無刷直流電機,尤其是高速永磁電機的磁路、電路性能的分析、鐵耗和溫升的計算、優化設計、控制系統和樣機制造和實驗等做了大量的工作: 對電機的磁路進行分析設計:從磁路結構入手,分析了定子鐵芯、轉子鐵芯和永磁體的各種結構優劣及其選型、選材的根據;講述了場路結合的分析計算方法;給出了極數、槽數、繞組、轉子參數、定子參數和軸承的參數確定方法。 對永磁無刷直流電機的電路進行分析:從電機磁場分析入手,根據齒磁通分析計算了電樞繞組的感應電動勢;根據此電動勢的波形,推導了三相六狀態控制時,電動勢的電路計算模型,重點推導了電動勢平頂寬度小于120度電角度時的電路模型,指出換相前電流波形出現尖峰脈沖的原因,該模型考慮了電感對高速電機性能的影響;給出了基于能量攝動法計算繞組電感的方法。 高速永磁無刷直流電機內的損耗尤其是鐵耗較大,根據經驗系數來計算鐵耗的傳統方法已顯得力不從心,如何準確計算高速永磁無刷直流電機內的鐵耗是困擾電機工作者的一個難題,本文根據Bertotti鐵耗分立計算模型,進一步推導了考慮電機內旋轉磁化對鐵耗的影響的鐵耗計算模型,其各項損耗系數是由鐵芯材料在交變磁化條件下的損耗數據通過回歸計算得到。通過實際電機的計算和實驗測試,表明此計算模型有較高的準確度。隨著電機內損耗的增大,溫升也是一個重要問題,為了了解電機內的溫度分部,防止局部過熱,本文建立了基于熱網絡法永磁無刷直流電機的溫升計算模型,并對電機進行了溫升計算,計算結果和實際測量基本一致。 本文確立了永磁無刷直流電機的電磁計算方法,建立了優化設計的數學模型,編制了程序,用遺傳算法成功地對高速永磁無刷直流電機的效率進行了優化,給出了優化算例,并做出樣機,通過對優化前后的方案做出樣機并進行比較實驗,優化后測量損耗有了較大的減小。 對永磁無刷直流電機控制系統中的幾個關鍵問題進行了研究:位置檢測技術、三相逆變電路中的功率管壓降和控制系統換相角問題,它們都對電機的性能有很大的影響。本文著重分析了霍爾位置傳感器原理、選型及在電機中的安裝應用;功率管壓降對起動電流、功率的影響問題;控制系統提前或滯后換相對電機電流,輸出性能的影響,提出適當提前換相有利于電機出力。 做出永磁無刷直流電機樣機并進行實驗研究,主要包括高速永磁無刷直流電機、內置式永磁無刷直流電機、高壓永磁無刷直流電機的設計、性能分析、樣機制作、實驗分析等。建構了對樣機進行發電機測試、電動機測試、損耗測量的實驗平臺,通過在測試時使用假轉子的方法成功分離出了電機鐵耗和機械損耗,實驗測量結果和計算結果基本一致。 總之,通過對永磁無刷直流電機的磁路、電路及性能特性的分析研究,建立了一套永磁無刷直流電機的設計理論和分析方法,并通過樣機的制造和實驗,進一步的驗證了這些理論和方法的準確性,這對永磁無刷直流電機的設計和應用有很好的參考價值。
上傳時間: 2013-04-24
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本課題的研究工作主要圍繞機床用永磁交流伺服電動機設計展開,所做的主要工作包括以下幾個部分: 首先,釹鐵硼永磁材料導電率較高、耐熱性能較差,當電機氣隙磁場諧波含量較大時,永磁體中就會感應出渦流形成渦流損耗導致永磁體發熱。因此,有必要對轉子永磁體內的渦流進行計算和分析。本文分析了永磁同步電動機轉子永磁體內渦流產生的原因,建立渦流的數學模型并推導出永磁體渦流損耗的計算公式。用ANSOFT有限元軟件建立電動機的物理模型進行電磁場求解,結合路的計算公式算出永磁體的渦流損耗。 其次,運行平穩性是伺服電動機的一項重要的性能指標,而轉矩波動的大小直接影響運行平穩性。本文分析了機床用永磁交流伺服電動機轉矩波動產生的原因,運用轉矩波動計算公式結合ANSOFT有限元軟件,計算比較相同功率、相同極數不同槽數時,電動機的轉矩波動情況。通過比較計算出的轉矩波動百分比的大小,選擇所設計電動機的極槽配合,以提高機床用永磁交流伺服電動機的運行性能。 最后,完成機床用永磁交流伺服電動機基本結構尺寸以及電磁參數的選取,利用有限元軟件,分析計算氣隙長度變化對失步轉矩倍數和永磁體用量的影響,以及永磁體寬度對氣隙磁密波形的影響,以此合理選擇氣隙長度和永磁體的寬度,使電動機的性能更優良。在上述研究的基礎上,本文設計了一臺0.9kW,8極36槽的機床用永磁交流伺服電動機樣機,并對其性能進行了測試,測試結果表明,電機的性能指標達到了預期的要求,證明了電機設計過程理論分析計算的正確性。
上傳時間: 2013-06-13
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在伺服系統中,為了實現高精度的控制,往往需要實時地檢測出電動機轉子的位置。用來檢測電動機轉子位置的角度傳感器主要有光電編碼器和旋轉變壓器。光電編碼器雖然能夠達到很高的精度,但是它的抗干擾性差,不宜應用在條件惡劣的場合中;相比較而言,旋轉變壓器(簡稱旋變)由于結構簡單,堅固耐用,抗干擾性強,能夠應用在各種條件惡劣的場合中,所以獲得了越來越廣泛的應用。 本文采用的旋變樣機是一種新型的磁阻式旋轉變壓器。分析了它的定轉子結構、定子繞組的連接方式以及轉子形狀的優化;并在此基礎上,推導出了它的正余弦輸出反電勢的表達式;最后在電磁場分析軟件Ansoft中,以樣機為原型建立了仿真模型,分析了它內部的電磁場分布以及正余弦輸出反電勢的波形。 其次,本文設計了一種以DSP為核心的R2D電路系統。它以振蕩電路產生的正弦波電壓信號作為旋變的激勵信號,加上相關的外圍電路,構成了旋轉變壓器一數字轉換器,解算出了旋變的軸角θ;并在此基礎上,分析了產生角度解算誤差的各種因素,同時計算出了旋變的轉速n。 最后,在上述解算方案的基礎上,本文又給出了第二種解算方案,即:DSP產生的方波經過濾波之后作為旋變的激勵信號,解算出了旋變的軸角θ;然后比較了這兩種解算方案的優缺點,重點分析了激勵信號中的諧波分量對正余弦輸出反電勢以及角度解算的影響。
上傳時間: 2013-04-24
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瑞泰開發板ICETEK-DM642的實驗例程 實驗5.1:發光二極管的顯示編程––––––––––––––––––– 85 實驗5.2:定時器控制發光二極管的顯示–––––––––––––––– 90 實驗5.3:音頻輸出––––––––––––––––––––––––– 94 實驗5.4:BSL 測試––––––––––––––––––––––––– 97 實驗5.5:FLASH 燒寫和程序自啟動(Boot Loader)–––––––––––99 第二章:基于 ICETEK-DM642-PCI 的基本圖象算法實現–––––––––––104 實驗5.6---實驗5.19:視頻驅動程序應用––––––––––––––––104 實驗5.20:視頻圖像處理-取反––––––––––––––––––––122 實驗5.21:視頻圖像處理-直方圖統計–––––––––––––––––124 實驗5.22:視頻圖像處理-直方圖均衡化增強––––––––––––––126 實驗5.23:視頻圖像處理-中值濾波–––––––––––––––––– 129 實驗5.24:視頻圖像處理-邊緣檢測(Sobel 算子)––––––––––––132 實驗5.25:視頻圖像處理-傅立葉變換––––––––––––––––– 136 實驗5.26:視頻圖像處理-彩色空間變換–––––––––––––––– 140 第三章:基于ICETEK-DM642-PCI 的FPGA 實現OSD 功能及圖象算法–––– 144 實驗5.27---實驗5.30:視頻圖像與圖形的疊加–––––––––––––144 第四章:基于ICETEK-DM642-PCI 的復雜圖象算法實現––––––––––– 148 實驗5.31:視頻圖像處理-H.263 編碼解碼––––––––––––––––148 實驗5.32:視頻圖像處理-JPEG2 編碼解碼–––––––––––––––153 實驗5.33:視頻圖像處理-MPEG2 編碼解碼–––––––––––––––157 實驗5.34:視頻圖像處理-運動圖像檢測––––––––––––––––162 第五章:基于ICETEK-DM642-PCI 的圖象網絡算法實現–––––––––––166 實驗5.35:視頻圖像處理-JPEG 網絡攝像機–––––––––––––––166 實驗5.36:視頻圖像處理-雙路JPEG 網絡攝像機–––––––––––––170 實驗5.37:視頻圖像處理-視頻網絡服務器––––––––––––––– 174 實驗5.38:視頻圖像處理-視頻網絡客戶端––––––––––––––– 179 第六章:基于ICETEK-DM642-PCI 的語音算法實現:–––––––––––––184 實驗5.39:語音處理-數字回聲–––––––––––––––––––– 184 實驗5.40:語音處理-濾波處理–––––––––––––––––––– 187 實驗5.41:語音處理-濾波處理1––––––––––––––––––– 189 第七章:基于ICETEK-DM642-PCI 的上位機通訊實驗–––––––––––– 191 實驗5.42:通信-異步串口––––––––––––––––––––––191 實驗5.43:通信-PCI 總線–––––––––––––––––––––– 194 實驗 5.44:視頻圖像處理-生成圖像文件–––––––––––––––– 198
上傳時間: 2013-05-31
上傳用戶:zxianyu
這里有很多C語言程序示例,里面的注釋也還算詳細,應該容易看懂,對學習C語言很有幫助的
上傳時間: 2013-05-19
上傳用戶:程嬰sky
為適應組合導航計算機系統的微型化、高性能度的要求,拓寬導航計算機的應用領域,本文設計出一種基于浮點型DSP(TMS320C6713)和可編程邏輯陣列器件(FPGA: EP1C12N240C8)協同合作的導航計算機系統。 論文在闡述了組合導航計算機的特點和應用要求后,提出基于DSP和FPGA的組合導航計算機系統方案。該方案以DSP為導航解算處理器,由FPGA完成IMU信號的采集和緩存以及系統控制信號的整合;DSP通過EMIF接口實現和FPGA通信。在此基礎上研究了各擴展通信接口、系統硬件原理圖和PCB的開發,且在FPGA中使用調用IP核來實現FIR低通濾波數據處理機抖激光陀螺的機抖振動的影響。其次,詳細闡述了利用TI公司的DSP集成開發環境和DSP/BIOS準實時操作系統開發多任務系統軟件的具體方案。本文引入DSP/BIOS實時操作系統提供的多任務機制,將采集處理按照功能劃分四個相對獨立的任務,這些任務在DSP/BIOS的調度下,按照用戶指定的優先級運行,大大提高系統的工作效率。最后給了DSP芯片Bootloader的制作方法。 導航計算機系統研制開發是軟、硬件研究緊密結合的過程。在微型導航計算機系統方案建立的基礎上,本文首先討論了系統硬件整體設計和軟件開發流程;其次針對導航計算機系統各個功能模塊以及多項關鍵技術進行了設計與開發工作,涉及系統數據通信模塊、模擬信號采集模塊和數據存儲模塊;最后,對導航計算機系統進行了聯合調試工作,并對各個模塊進行了詳細的功能測試與驗證,完成了微型導航計算機系統的制作。 以DSP/FPGA作為導航計算機硬件平臺的捷聯式慣性導航實時數據系統能夠滿足系統所要求的高精度、實時性、穩定性要求,適應了其高性能、低成本、低功耗的發展方向。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著數字圖像處理技術的發展,圖像處理系統在日常生活、工業、軍事和醫療方面等許多領域得到了廣泛的應用。 本論文圍繞視頻圖像處理器的設計以及圖像增強算法的研究,開展了以下方面的研究: 1.對基于拉普拉斯算子的灰度圖像增強算法、基于飽和度分量反饋的自適應亮度增強算法及其改進算法進行了仿真,并分別對增強前后的灰度圖像和彩色圖像進行了比較。 2.提出了一個視頻圖像處理器的硬件實現方案。該方案以FPGA為核心,具有較強的圖像實時處理能力,具有1路視頻輸入端口和1路視頻輸出端口,以及PCI接口和2個UART串行接口。 3.完成了視頻圖像處理器的原理圖設計、印制板圖設計。在印制板圖設計中,應用信號完整新分析的理論,對高速電路的布局和布線進行了優化設計,保證了硬件電路的性能。
上傳時間: 2013-06-13
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隨著電子技術和計算機技術的飛速發展,視頻圖像處理技術近年來得到極大的重視和長足的發展,其應用范圍主要包括數字廣播、消費類電子、視頻監控、醫學成像及文檔影像處理等領域。當前視頻圖像處理主要問題是當處理的數據量很大時,處理速度慢,執行效率低。而且視頻算法的軟件和硬件仿真和驗證的靈活性低。 本論文首先根據視頻信號的處理過程和典型視頻圖像處理系統的構成提出了基于FPGA的視頻圖像處理系統總體框圖;其次選擇視頻轉換芯片SAA7113,完成視頻圖像采集模塊的設計,主要分三步完成:1)配置視頻轉換芯片的工作模式,完成視頻轉化芯片SAA7113的初始化:2)通過分析輸出數據流的格式標準,來識別奇偶場信號、場消隱信號和有效行數據的開始和結束信號三種控制信號,并根據控制信號,用Verilog硬件描述語言編程實現圖像數據的采集;3)分析SRAM的讀寫控制時序,采用兩塊SRAM完成圖像數據的存儲。然后編寫軟件測試文件,在ISE Simulator仿真環境進行程序測試與運行,并分析仿真結果,驗證了數據采集和存儲的正確性;最后,對常用視頻圖像算法的MATLAB仿真,選擇適當的算子,采用工具MATLAB、System Generator for DSP和ISE,利用模塊構建方式,搭建視頻算法平臺,實現圖像平滑濾波、銳化濾波算法,在Simulink中仿真并自動生成硬件描述語言和網表,對資源的消耗做簡要分析。 本論文的創新點是采用新的開發環境System Generator for DSP實現視頻圖像算法。這種開發視頻圖像算法的方式靈活性強、設計周期短、驗證方便、是視頻圖像處理發展的必然趨勢。
上傳時間: 2013-05-20
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