滯環SVPWM整流器的Simulink仿真
上傳時間: 2013-06-28
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勵磁系統是電力系統控制的重要組成部分,它直接影響著發電機的運行可靠性、經濟性和電力系統運行的穩定性。勵磁系統性能的優化與控制策略的研究,對發電機乃至整個電力系統的安全運行具有決定性的意義。 本文針對300MW同步發電機的技術特點,全面論述了勵磁系統主電路拓撲及輔助電路的工作原理。為提高勵磁系統的控制精度與實時性,本文以16位DSP為控制核心,對勵磁調節單元軟硬件的實現進行研究,以滿足發電機在不同運行工況下對勵磁系統控制性能的要求。 其次,本文在詳細闡述PID+PSS控制和線性最優勵磁控制理論的基礎上,客觀分析了兩種控制方式的優點與不足,綜合二者的優點引出了綜合勵磁控制的研究方法并在微機上成功實現。通過實驗發現,綜合勵磁控制器的性能更優越,其提高了勵磁系統的控制精度,改善了機組運行的穩定性。同時針對單參量PSS存在反調的不足,進行了算法改進,給出了加速功率型PSS的數學推理與軟件實現;根據機組的運行結果可知,該算法的改進不僅解決了傳統PSS的反調問題,而且優化了PSS抑制低頻振蕩的性能。 最后,本文利用發電機park微分方程,推導了發電機起勵與滅磁的數學方程。在Matlab/Simulink仿真環境下,建立了起勵與滅磁的仿真模型。給出了發電機自并起勵、他勵起勵和故障滅磁的仿真結果,并對結果進行客觀地分析,得出了有用的結論。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著能源的緊張和環境污染日益嚴重,開發和利用太陽能已受到越來越多的重視。通過光伏并網發電系統將太陽能轉換為電能,并將電能輸送到電網上,是太陽能利用的主要形式。 本文對光伏并網發電系統的控制策略進行了深入的研究。首先,分析了太陽能電池發電的基本原理,得出了太陽能電池的等效模型,通過分析太陽能電池的I-V特性,可以看出太陽能電池是一非線性電源,而且輸出電能受環境溫度和光照強度的影響,為了使太陽能電池能夠最大效率地將太陽能轉化為電能,需要對其進行最大功率點跟蹤。通過分析和對比各種最大功率點跟蹤方法的優缺點,采用了改進擾動觀察法結合BOOST升壓電路來對電池板進行最大功率點跟蹤的方案。其次,分析對比并網電流的各種控制方式,確定采用滯環比較方式對并網電流進行控制,為了使并網電流穩定可靠地向電網送電,采用雙閉環控制策略對并網逆變器進行控制,使逆變器輸出電流能與電網電壓同頻同相,以單位功率因數向電網輸電。最后,對光伏并網發電系統的孤島效應進行了研究,介紹了各種孤島檢測方法,分析了基于正反饋的主動移頻式孤島檢測方法(AFDPF)的參數優化方案,為AFDPF檢測盲區的分析提供理論依據。 本文在MATLAB/Simulink仿真環境下,利用SimPowerSystems功能模塊建立了仿真模型,對太陽能電池板的數學模型,最大功率點跟蹤控制策略,并網控制策略進行驗證仿真。仿真結果證明了本文的方案和控制策略的正確性。
上傳時間: 2013-07-14
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本文以異步電機參數離線自整定及參數在線辨識為對象,從理論分析,算法提出,仿真證明和實驗驗證四部分進行了深入研究。 異步電機參數離線自整定及參數在線辨識技術的研究,為異步電機控制性能的不斷提高提供了保障,以使更好,更精確的控制方式能夠應用到工程實際中去。 由于在工程中使用的電機和變頻器不一定能夠匹配,而需要在電機運行之前由專業的工程師對變頻器作重新設置,此過程復雜,耽誤時間而且需要專業人員操作。 本文提出一套異步電機參數離線自整定算法,使用C語言編程,并在一臺2.2KW電機的硬件實驗平臺上驗證了該算法,實現了電機在運行之前,變頻器自動測試出電機的基本參數,為矢量控制等控制方式提供所需要的電機參數。 電機在運行過程中,由于溫度等因素的影響,電機的參數會發生變化,影響電機運行的穩定性,所以要對電機參數做在線辨識。本文對異步電機參數在線辨識作了理論分析和方法總結,為下一步工作打下基礎。 算法的實現需要相應的硬件實驗平臺,本文對硬件實驗平臺作了詳細介紹,包括主電路的設計、IGBT的驅動保護電路設計、DSP數字控制器的設計。 本文還對文中提出的實驗方法作了MATLAB/Simulink仿真,驗證了該方法的可行性,對實驗有指導意義。
上傳時間: 2013-04-24
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目前,能源危機與環境污染已經備受關注,被各個國家提上紀事日程。在眾多的新能源中,風能以它可再生、清潔、無污染等特點受到人們的青睞。在風力發電技術上也從獨立型逐漸向并網型轉變,因此并網技術已成為主流。由于變速恒頻具有發電量大,對風電場風速的變化適應性好具有較高的葉尖速比等優點,所以變速恒頻必然會取代恒速恒頻。實現變速恒頻的風力發電機組有很多種,其中永磁同步直驅式風力發電機由于不需要齒輪箱,因而改善風能轉換效率,減小維護,降低了噪音,提高可靠性,本文以永磁同步直驅式發電系統為研究對象。 本文針對永磁同步直驅式發電雙PWM變換器系統,首先在對變速恒頻理論研究的基礎上,對風力機的數學模型進行了分析,完成了對風力機的最大風力跟蹤模擬仿真。由于發電機發出的電隨著風速的不斷變化,因此就靠控制變換器來實現恒壓恒頻的電壓并送入電網。其次在對永磁同步發電機和變換器的數學模型研究的基礎上提出了對整流側和電網側變換器分開控制,控制整流器來控制發電機的轉速,控制逆變器來實現穩壓和恒頻的向電網輸送電壓。并對逆變器側的直流電容和電感選值給出了范圍,在這些理論基礎上對逆變器進行了MATLAB/SIMULINK仿真,給出了仿真結果。在前面理論分析的基礎上,針對逆變器部分做了硬件和軟件的設計。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。
上傳時間: 2013-06-17
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近幾年來,OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技術引起了人們的廣泛注意,根據這項新技術,很多相關協議被提出來。其中WiMax(Wireless MetropolitanArea Networks)代表空中接口滿足IEEE 802.16標準的寬帶無線通信系統,IEEE標準在2004年定義了空中接口的物理層(PHY),即802.16d協議。該協議規定數據傳輸采用突發模式,調制方式采用OFDM技術,傳輸速率較高且實現方便、成本低廉,已經成為首先推廣應用的商業化標準。 本文主要對IEEE802.16d OFDM系統物理層進行研究,并在XILINX公司的Virtexpro II芯片上實現了基帶算法。 首先討論了OFDM基本原理及其關鍵技術。根據IEEE802.16d OFDM系統的物理層發送端流程搭建了基帶仿真鏈路,利用MATLAB/SIMULINK仿真了OFDM系統在有無循環前綴(CP)、多徑數目不同等情況下的性能變化。由于同步算法和信道估計算法計算量都很大,為了找到適合采用FPGA實現的算法,分析了同步誤差和不同信道估計算法對接收信號的影響,并結合計算量的大小提出了一種新的聯合同步算法,以及得出了LS信道估計算法最適合802.16d系統的結論。 其次,完成了基帶發射機和接收機的FPGA硬件電路實現。為了使系統的時鐘頻率更高,采用了流水線的結構。設計中采用編寫Verilog程序和使用IP核相結合的辦法,實現了新的聯合同步算法,并且通過簡化結構,避免了信道估計算法中的繁瑣除法。利用ISE9. 2i和Modelsim6.Oc軟件平臺對程序進行設計、綜合和仿真,并將仿真結果和MATLAB軟件計算結果相對比。結果表明,采用16位數據總線可達到理想的精度。 最后,采用串口通信的方式對基帶系統進行了驗證。通過串口通信從功能上表明該系統確實可行。 關鍵詞:IEEE802. 16d; OFDM; 同步;信道估計;基帶系統
上傳時間: 2013-07-31
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軟件無線電作為一種新的無線通信概念和體制,近年來隨著3G標準的提出,日益受到國內外相關通信廠商的重視。尤其是基于軟件無線電和智能天線技術的TD-SCDMA作為通信史上第一個“中國標準”,有望扭轉多年來我國移動通信制造業的被動局面,是實現信息產業騰飛的一個絕好機會。軟件無線電使得通信體制具有很好的通用性、靈活性和可配置性,并使系統互聯和升級變得容易。本文以軟件無線電中的FIR濾波器為線索,貫穿了信號重構、多抽樣率信號處理、積分梳狀濾波器等理論分析,重點闡釋了FIR濾波器的設計方法及濾波器的FPGA實現等技術問題。 本文首先針對軟件無線電中的多抽樣率信號處理理論進行了討論和分析。討論了軟件無線電中如何實現整數倍抽取、整數倍內插、分數倍抽樣率變換,并分析了網絡結構的等效變換、多相濾波及積分梳狀濾波器的設計理論。 緊接著重點闡述了軟件無線電中FIR濾波器的設計理論,包括窗函數法、頻率抽樣法及等紋波法。分析了各種設計方法所能達到的性能指標及優缺點,并結合工程實例給出了相關的Matlab程序。并對FIR濾波器結構的選擇及系數字長的確定等問題進行了分析。此外,也介紹了在Matlab進行輔助設計時一些常用函數和命令的用法。 本文選用FPGA來實現中頻軟件無線電,FPGA與參數化ASIC、DSP比較有很多優勢,它不但在功耗、體積、成本方面優于參數化ASIC、DSP,而且處理效率高、現場可編程性能良好。不同于DSP的單流處理方式,FPGA是多流并行處理,這種處理方式使FPGA能完成DSP難以實現的許多功能。在簡單介紹了FPGA的一般原理,以及FPGA設計中的關鍵技術和在信號處理中的設計原則以后,重點介紹了FIR濾波器的FPGA實現方法。提出了分布式算法、加法器網絡法以及分段FIFO等實現方法。最后,提出了一種QuartusII與MATLAB聯合仿真的方法。此方法能夠直觀的檢驗濾波器的濾波效果,提高設計效率。并結合工程實例詳盡的介紹了FIR濾波器的設計開發流程。
上傳時間: 2013-04-24
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在圖像的實時處理中,消除圖像旋轉是一項實用的圖像處理技術,無論在軍事還是民用設施中都得以廣泛的應用。目前,消除圖像旋轉的技術有機械式、光學式、電子式。其中電子消旋發展最快,也是圖像消旋技術未來發展的趨勢。 本次課題是應海軍某部的要求,為海軍測量船的圖像觀測系統消除圖像旋轉。本文詳細研究了視頻信號的特點,提出了利用FPGA和DSPs為主架構的視頻圖像處理平臺,以EP20K600EBC652—2X為核心處理器的實時圖像消旋系統。該平臺利用旋轉算法將原圖像反向旋轉相應的角度,再用雙線性插值方法進行重采樣,從而得到消旋后的圖像。因為這次圖像旋轉角度是通過機械設備測得的,所以是一種機械加電子的圖像消旋系統。 本文論述了圖像消旋算法及其優化,詳細說明整個系統的設計思路,及其軟硬件實現,包括PCB設計,DSPs的軟硬件開發以及FPGA的相關設計。目前,系統已正常工作,實現了圖像的實時消旋的目標。
上傳時間: 2013-08-05
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AVS音頻編碼中長短窗的Matlab仿真及FPGA實現
上傳時間: 2013-04-24
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近幾年來,OFDM技術引起了人們的廣泛注意,根據這項新技術,很多相關協議被提出來。其中WiMax代表空中接口滿足IEEE802.16標準的寬帶無線通信系統,IEEE標準在2004年定義了空中接口的物理層(PHY),即802.16d協議。該協議規定數據傳輸采用突發模式,調制方式采用OFDM技術,傳輸速率較高且實現方便、成本低廉,已經成為首先推廣應用的商業化標準。本文對IEEE802.16d OFDM系統物理層進行了研究,并在XILINX公司的Virtexpro II芯片上實現了基帶算法。 ⑴探討了OFDM基本原理及其關鍵技術。根據IEEE802.16d OFDM系統的物理層發送端流程搭建了基帶仿真鏈路,利用MATLAB/SIMULINK仿真了OFDM系統在有無循環前綴(CP)、多徑數目不同等情況下的性能變化。由于同步算法和信道估計算法計算量都很大,為了找到適合采用FPGA實現的算法,分析了同步誤差和不同信道估計算法對接收信號的影響,并結合計算量的大小提出了一種新的聯合同步算法,以及得出了LS信道估計算法最適合802.16d系統的結論。 ⑵完成了基帶發射機和接收機的FPGA硬件電路實現。為了使系統的時鐘頻率更高,采用了流水線的結構。設計中采用編寫Verilog程序和使用IP核相結合的辦法,實現了新的聯合同步算法,并且通過簡化結構,避免了信道估計算法中的繁瑣除法。利用ISE9.2i和Modelsim6.Oc軟件平臺對程序進行設計、綜合和仿真,并將仿真結果和MATLAB軟件計算結果相對比。結果表明,采用16位數據總線可達到理想的精度。 ⑶采用串口通信的方式對基帶系統進行了驗證。通過串口通信從功能上表明該系統確實可行。
上傳時間: 2013-04-24
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