本文分別建立了三相電壓型PWM整流器在三相靜止坐標系、兩相靜止坐標系和兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標系中的數(shù)學模型,對三相電壓型PWM整流器多種電流控制策略進行了研究和對比,并對三相電壓型PWM整流器控制系統(tǒng)的設計進行了研究。 通常情況下,PWM整流器控制系統(tǒng)需要用到交流電壓、電流傳感器以及直流電壓傳感器,以實現(xiàn)直流電壓和交流電流的雙閉環(huán)控制。利用傳感器可以快速、便捷地獲得電壓電流參數(shù),但也導致了系統(tǒng)體積大、成本較高,并降低了系統(tǒng)運行可靠性。為此,本文研究和總結(jié)了三相電壓型PWM整流器無交流電流傳感器的三種控制策略:基于直流側(cè)電流檢測的控制策略、基于直流電壓檢測的控制策略和基于狀態(tài)空間平均技術的控制策略。并通過Matlab中的Simulink仿真軟件對前兩種控制策略進行了仿真驗證分析。 在以上理論的分析基礎上,本文設計并實現(xiàn)了一套以TMS320F2812 DSP為控制核心的無交流電流傳感器的PWM整流器的控制系統(tǒng)的解決方案,包括控制系統(tǒng)的硬件解決方案和軟件解決方案,搭建了實驗平臺并進行了調(diào)試。
上傳時間: 2013-04-24
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蓄電池作為一種儲能設備,廣泛應用于國民經(jīng)濟的各個部門。近幾年來,電動汽車行業(yè)迅速發(fā)展,對于純電動汽車蓄電池是唯一的動力源,需要定期的滿充滿放的維護來提高電池性能,同時測量電池實際安時數(shù)。蓄電池的充放電技術與蓄電池相伴而生,與蓄電池的發(fā)展和應用有著密切的關系。充放電系統(tǒng)性能直接影響著蓄電池的技術狀態(tài),使用壽命,并決定著放電時對電網(wǎng)污染的程度。 目前,大功率蓄電池充放電系統(tǒng)仍大量采用晶閘管移相控制技術,該技術具有技術成熟,價格低廉的優(yōu)點,但網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)低,對電網(wǎng)的污染大。而消除電網(wǎng)諧波污染、提高功率因數(shù)是電力電子領域研究的重大課題之一。本文為大功率鋰離子蓄電池充放電設計的系統(tǒng)采用電壓型PWM整流器和雙向DC/DC變換器的結(jié)構(gòu),在實現(xiàn)能量雙向流動的同時,實現(xiàn)網(wǎng)側(cè)電流波形的正弦化控制,具有節(jié)能,對電網(wǎng)污染小等優(yōu)點。 本文設計了主電路參數(shù)并在MATLAB/Simulink環(huán)境下進行了仿真。本文還提出了以MC9S12D64為核心的雙向DC/DC變換器控制板和控制器的硬件、軟件的完整的設計方案。充電采用恒流充電和恒壓充電相結(jié)合的控制策略,實現(xiàn)單體電池電壓控制,提高了充放電控制性能和安全性。充放電系統(tǒng)樣機測試結(jié)果表明:滿載時,系統(tǒng)效率80%以上,功率因數(shù)99%以上,諧波含量5%以下,滿足設計要求,驗證了系統(tǒng)設計的可行性。
標簽: 大功率 充放電系統(tǒng) 鋰離子蓄電池
上傳時間: 2013-06-27
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本文在此背景下,針對非線性PID控制、自抗擾控制以及Smith預估器和前饋控制展開研究。為了提高控制器的穩(wěn)定性和魯棒性,設計了ADRC-Smith預估控制器和前饋ADRC控制器,將其應用于大時滯溫度控制系統(tǒng),并在此基礎上設計了吹塑機控制系統(tǒng)解決方案,通過大量的理論研究、仿真和實驗,實現(xiàn)了良好的控制效果。論文的主要工作有: 1.研究了自抗擾技術和溫度控制的現(xiàn)狀以及溫度控制的特點。 2.研究了ADRC的發(fā)展史,深入了解ADRC的原理與優(yōu)點。ADRC在控制非線性對象時比PID具有更好的控制性能,但是參數(shù)調(diào)節(jié)理論不完善,阻礙了其廣泛應用。 3.通過MATLAB仿真,得到ADRC參數(shù)之間的內(nèi)在規(guī)律,通過將ADRC的參數(shù)統(tǒng)一到一個時間因子上,達到簡化調(diào)節(jié)參數(shù)個數(shù)的目的,從而降低調(diào)試難度,同時,在無時滯溫控實驗平臺上進行實驗,驗證了參數(shù)調(diào)節(jié)規(guī)律的可行性。 4.自抗擾控制器在大時滯溫控上的應用,以前文獻一般將時滯環(huán)節(jié)等效成一階慣性環(huán)節(jié),這樣就要求增加ADRC的階次,增加了調(diào)節(jié)參數(shù)個數(shù),在參數(shù)調(diào)節(jié)理論不完善的情況下無疑是增加了調(diào)試難度。本文將ADRC分別與Smith預估器和前饋控制器相結(jié)合,設計了ADRC-Smith預估控制器和前饋ADRC控制器來解決具有大時滯控制問題。這兩類新控制器的優(yōu)點是不增加ADRC的階次,是解決不確定大時滯被控對象的新途徑,也是ADRC控制器實際應用上的一次創(chuàng)新。 5.在可編程計算機控制器(PCC)搭建的大時滯溫控實驗平臺上進行實驗,將前饋ADRC控制器和貝加萊專用溫度控制器PIDXH的控制效果進行比較,實驗結(jié)果表明前饋ADRC控制器在穩(wěn)定性、魯棒性等方面都優(yōu)于PIDXH控制器。 6.研究了吹塑機控制系統(tǒng)解決方案,并在吹塑機上實驗前饋ADRc控制器,得到了良好的控制效果,進一步驗證了算法的可行性。
標簽: 自抗擾 控制器 溫控系統(tǒng)
上傳時間: 2013-04-24
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矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)是國內(nèi)當前電氣傳動和自動化領域研究的熱點和技術攻堅的難點。矢量控制技術作為一種先進的控制策略,是在電機統(tǒng)一理論、機電能量轉(zhuǎn)換和坐標變換理論的基礎上發(fā)展起來的,具有先進性、新穎性和實用性的特點。其思想就是將異步電動機的數(shù)學模型通過坐標變換,將定子電流矢量分解為按轉(zhuǎn)子磁場定向的兩個直流分量并分別加以控制,從而實現(xiàn)磁通和轉(zhuǎn)矩的解耦控制,以期達到獨立控制電機轉(zhuǎn)矩的效果。 本課題基于矢量控制的基本原理,采用TI公司最先進的電機控制專用DSP芯片TMS320F2812,開發(fā)出了一套基于轉(zhuǎn)子磁鏈位置估計和轉(zhuǎn)子速度估計的電流轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)的轉(zhuǎn)子磁場定向直接矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng),并實現(xiàn)了實際運行,初步達到了產(chǎn)品化的目標。主要的工作如下: (1)從電機數(shù)學模型和坐標系變換入手,采用電流轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)的轉(zhuǎn)子磁場定向直接矢量控制方案,深入探討了SVPWM和矢量控制的基本原理,并完成了調(diào)速系統(tǒng)的功能框圖; (2)基于TI公司的DSP芯片TMS320F2812和MITSUBISHI的IPM模塊PM50RSA120,設計了調(diào)速系統(tǒng)的硬件電路,包括控制電路,驅(qū)動電路,電源電路和操作面板電路等; (3)設計了基于轉(zhuǎn)子磁鏈位置估計和速度估計的電流轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)的轉(zhuǎn)子磁場定向直接矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)的軟件部分,給出了調(diào)速系統(tǒng)的軟件流程圖和各子模塊的具體實現(xiàn); (4)采用先進的自適應Fuzzy-PI調(diào)節(jié)器來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的PI調(diào)節(jié)器作為速度控制器,取得了較好的控制效果; (5)搭建了整個變頻調(diào)速實驗平臺,進行了整機測試,給出了實驗結(jié)果和結(jié)論。 該系統(tǒng)已經(jīng)成功應用于矢量變頻器成品生產(chǎn)中,在北京天華博實電氣有限公司的變頻器生產(chǎn)車間進行了相應的實驗。實驗表明,該系統(tǒng)具有良好的動靜態(tài)性能,運行穩(wěn)定,抗干擾能力強,獲得用戶好評,不失為一套具有先進性、新穎型、實用性的高性能變頻調(diào)速系統(tǒng)。
標簽: 異步電動機 變頻調(diào)速系統(tǒng) 矢量控制
上傳時間: 2013-05-25
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本課題來源于企業(yè)委托開發(fā)項目:大功率兩電平矢量控制變頻器的開發(fā)。課題以感應電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)的產(chǎn)品化開發(fā)為目標,對感應電動機參數(shù)離線辨識技術和控制器進行了研究和試驗。本人除了參加整體系統(tǒng)的設計和制作任務外,獨立完成了參數(shù)離線辨識工作。文章介紹了一種實用的參數(shù)離線辨識方法,在綜合各種控制策略基礎上給出了一套基于DSP的數(shù)字化解決方案,通過整機進行了軟硬件調(diào)試,實現(xiàn)了設計目標。為產(chǎn)品化打下一定的基礎。 論文第1章介紹了矢量控制以及坐標變換,分析了電動機參數(shù)對矢量控制的影響,通過Matlab仿真了電動機參數(shù)變化對變頻器輸出的影響。 第2章對辨識主要介紹了參數(shù)辨識的算法,對感應電機靜態(tài)數(shù)學模型進行了化簡,得到各個參數(shù)與電壓電流之間的關系方程。通過單相直流試驗和單相交流試驗辨識電動機參數(shù)。采用迭代算法計算出非線性方程的數(shù)值,還介紹了一種基于電壓電流瞬時值計算電動機功率因數(shù)的方法。 第3章對控制器進行了研究,對當前比較先進的自抗擾控制,自適應控制,基于非線性的逆控制等控制策略進行了綜述。最后對基于PI轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的間接矢量控制系統(tǒng)進行了仿真,并給出了仿真結(jié)果。 第4章介紹了實驗室自主開發(fā)的基于TI公司DSP TMS320F2812的通用交流調(diào)速試驗裝置。根據(jù)通用試驗裝置的設計要求設計了控制板電路,電源板電路,功率板電路等電路,進行了調(diào)試,并應用到試驗之中,性能達到要求。 第5章介紹了整個系統(tǒng)的功能軟件設計和功能試驗結(jié)果,給出了部分程序流程圖和裝置的基本功能試驗波形。 最后就課題的研究進行了整體總結(jié),為將來的后續(xù)研究提出建議。
上傳時間: 2013-06-25
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本課題為電流型高電壓隔離電源,它是基于交流電流母線的分布式系統(tǒng),能夠整定短路電流,適應高電壓工作環(huán)境的隔離電源。本論文介紹了該課題的應用場合,簡要介紹了分布式系統(tǒng)的種類及各自優(yōu)勢,以及已有的電流型副邊穩(wěn)壓電路相關的研究成果,并在此基礎上提出了本課題的研究目標。 本篇論文主要針對課題方案的三個方面進行論述,分別闡述如下: 一,母線電流產(chǎn)生系統(tǒng)與電流型副邊開關電路的匹配問題,包括各部分電路的功能介紹、電流型副邊開關電路的小信號等效電路的建模、高電壓隔離變壓器及磁元件的選擇; 二,模塊體積小型化有利于高壓部件的設計安裝和EMS防護。為了省去體積較大的輔助電源部分,本課題采用了副邊電路自供電的方式。在低壓自供電方式下,利用比較器、TLA31等器件產(chǎn)生多路同步三角波以及開關驅(qū)動PWM脈沖。對自供電方式下的三角波振蕩器進行比較,并對三角波振蕩器電路模塊進行了建模以及系統(tǒng)反饋補償; 三,在本方案中實現(xiàn)了電流源拓撲的同步整流技術,利用PMOS管替代續(xù)流二極管,減小了電路的損耗、散熱器的使用以及模塊的體積。 本篇論文對本課題設計的核心部分進行了比較詳細的介紹和分析,具體的參數(shù)計算方法也一一列出。最終,論文以研究目標為方向,通過一系列的改進措施,基本實現(xiàn)了課題要求。
上傳時間: 2013-06-24
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在電力系統(tǒng)中,無功功率是影響電網(wǎng)穩(wěn)定的一個重要因素,它關系到整個電力系統(tǒng)能否安全穩(wěn)定的運行,無功補償是保證電力系統(tǒng)高效可靠運行的有效措施之一。基于國內(nèi)電力市場的需求現(xiàn)狀,考慮到無功補償?shù)膶崿F(xiàn)條件和經(jīng)濟適應性,研制出了一種基于DSP TMS320LF2407A控制的TSC型低壓動態(tài)無功補償裝置。該裝置以實時的電網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)為依據(jù),以低壓網(wǎng)的最佳無功補償為對象。 本文主要研究了TSC無功補償?shù)幕驹恚瑹o功補償?shù)目刂品绞胶驮恚约翱刂破鞯能洝⒂布脑O計。在硬件設計方面,由DSP TMS320LF2407A作為主控制器,能夠?qū)崿F(xiàn)自動采樣計算、無功自動調(diào)節(jié)、故障保護、數(shù)據(jù)存儲等功能,具有比傳統(tǒng)的單片機控制運算速度高,實時性好的特點。采用晶閘管控制投切電容器,完全實現(xiàn)了電容器的快速,無弧,無沖擊投切,具有優(yōu)良的性能。在軟件上,采用C語言和匯編語言混合編程,遵循模塊化設計原則,提高了系統(tǒng)的通用性和維護的簡易程度。在投切原則上,與常見的功率因數(shù)控制方案相比較,采用電壓無功復合控制,避免了輕載投切振蕩,使無功調(diào)節(jié)更為合理。為了實現(xiàn)裝置應具有的功能,本文設計并制作了較為完整的控制電路及其外圍設備的硬件電路。它們包括觸發(fā)電路、采樣電路及通訊電路等。文中設計編寫了整個控制系統(tǒng)的控制程序,給出了控制軟件的結(jié)構(gòu)框圖。在本文中,還設計了電容器保護電路,以及裝置在電網(wǎng)諧波含量超標時采取的保護措施。實驗結(jié)果表明,本裝置軟硬件設計合理,控制方法可行,系統(tǒng)運行可靠,達到了預期的目的。
上傳時間: 2013-04-24
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現(xiàn)代社會,以計算機技術為核心的信息技術迅速發(fā)展,信息容量呈爆炸式的增長,人們獲得的信息的途徑也越來越多,這其中人類獲得的視覺信息很大部分是從各種各樣的電子顯示器件上獲得的,隨著微電子技術和材料工業(yè)的進步,圖像顯示技術飛速發(fā)展,出現(xiàn)了多種新型顯示器,其中一些在顯示品質(zhì)上已經(jīng)接近或者超過了傳統(tǒng)的陰極射線管顯示器(CRT),同時這些顯示器件滿足設備了小型化和低功耗的要求。 經(jīng)過二十多年的研究、競爭和發(fā)展,平板顯示器件尤其是液晶顯示器件(LCD)已經(jīng)脫穎而出大規(guī)模的進入市場,成為新世紀顯示器件的主流。其中TFT-LCD是目前唯一在亮度、對比度、功耗、壽命、體積和重量等綜合性能上全面趕上和超過CRT的平板顯示顯示器件。它的性能優(yōu)良、大規(guī)模生產(chǎn)特性好,自動化程度高,原材料成本低廉,發(fā)展空間廣闊,迅速成為新世紀的主流產(chǎn)品,是21世紀全球經(jīng)濟增長的一個亮點。 本論文在深入理解了LCD顯示機理,尤其是TFT-LCD的顯示驅(qū)動原理的基礎上,利用緯視晶公司提供的TFT液晶模塊,以嵌入式目前比較常用的FPGA系列芯片中的EP1C6Q240C6為核心設計制作出了由單片機(MCU)+可編程邏輯器件(FPGA-FieldProgrammableGateArray)+SRAM的液晶顯示控制系統(tǒng)。文章闡述了該控制系統(tǒng)從硬件選型,到系統(tǒng)模塊硬件電路設計以及系統(tǒng)軟件設計的整個過程。該控制系統(tǒng)的功能模塊主要包括:電源模塊、可編程邏輯器件模塊、微處理器模塊、靜態(tài)RAM模塊以及觸摸屏控制模塊。其中微控制器模塊采用C語言編程,實現(xiàn)對液晶屏得數(shù)據(jù)傳以及其它控制功能,可編程邏輯器件(FPGA)模塊采用VHDL語言編程,實現(xiàn)對屏的時序控制,最終實現(xiàn)對液晶屏圖像顯示的控制。最后通過對使用該控制板點亮的液晶屏進行光學測試驗證了這種設計方案的可靠型和穩(wěn)定性。 本設計具有較大的實用價值,可為以后液晶屏控制系統(tǒng)的研制提供參考。
標簽: 液晶 顯示器控制 系統(tǒng)研究
上傳時間: 2013-07-22
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本課題是針對陜西美泰電氣有限公司的一個開發(fā)研究項目。在國內(nèi),中頻大功率感應加熱電源雖然有許多研究,但是在控制方式上與選取的功率元件上卻有不同,特別是針對DSP控制與選取IGBT作為功率元件的相關文獻較少。數(shù)字化控制將是一種趨勢,而IGBT控制靈活,驅(qū)動簡單,從而將逐步取代晶閘管,GTO等元件。 本課題主要以并聯(lián)諧振型感應加熱電源為研究對象,采用了IGBT為功率開關元件的主電路,比較了直流調(diào)功和逆變調(diào)功的優(yōu)缺點,最終選擇了三相全控晶閘管整流的調(diào)功方式,同時也描述了重疊時間對逆變器的影響。計算分析了整流側(cè)和逆變側(cè)的必要參數(shù)以及并聯(lián)諧振槽路的參數(shù),本文在MATLAB/Simulink環(huán)境下建立了10kHz/500kW并聯(lián)諧振型感應加熱系統(tǒng)的仿真模型,對整流調(diào)功、鎖相環(huán)頻率跟蹤、逆變器的啟動等仿真波形進行了重點分析并得出結(jié)論。在此理論基礎上,設計了基于DSPTMS320F2812 10kHz/500kW感應加熱電源的控制器,其中重點研究了閉環(huán)調(diào)功控制系統(tǒng)、鎖相環(huán)頻率跟蹤系統(tǒng)、重疊時間、整流側(cè)晶閘管脈沖觸發(fā)產(chǎn)生和相序判斷以及逆變器啟動的全數(shù)字化控制。同時,設計了過壓過流保護電路以及外圍采樣電路、檢測電路,特別是過壓保護,本文給出了一種箝位思想并對此思想進行了仿真證明了其正確性和可行性,以便使電源和IGBT更安全的工作。最后,對本文所提出的控制方案進行實驗驗證,證明了本文理論計算分析的正確性和控制方案的可行性。
標簽: kWIGBT 500 并聯(lián)諧振
上傳時間: 2013-06-09
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本文主要以串聯(lián)諧振型感應加熱電源為研究對象,通過分析其負載特性及調(diào)功控制方式,選擇不控整流加逆變移相調(diào)功控制方式,其中重點分析感性移相式PWM感應加熱電源調(diào)功控制方式,及其在由自關斷器件MOSFET組成的串聯(lián)諧振逆變器中的應用,并深入分析了感性移相式PWM控制方式調(diào)功特性。同時針對感應加熱電源這個具有復雜的參數(shù)時變性,結(jié)構(gòu)非線性的工業(yè)控制對象,在MATLAB/Simulink環(huán)境下建立了感性移相PWM感應加熱電源的系統(tǒng)閉環(huán)控制模型,進行了移相式感應加熱電源系統(tǒng)仿真研究。 在理論分析的基礎上,設計了200W/100kHz感性移相式感應加熱電源的主電路及控制電路。通過對移相諧振全橋軟開關控制器UC3879的學習和了解,設計并搭建一種區(qū)別以往的移相式感應加熱電源的鎖相移相調(diào)功的控制平臺,即鎖相環(huán)電路和基于UC3879設計的移相調(diào)功電路相配合的方案。并設計了它激重復掃頻轉(zhuǎn)自激的啟動方法,大大提高了電源的啟動成功率。同時搭建了200W/100kHz移相式感應加熱電源實驗平臺,完成了系統(tǒng)閉環(huán)控制,實驗結(jié)果驗證了本文理論分析的正確性及控制方案的可行性。
上傳時間: 2013-07-15
上傳用戶:bruce5996