Analog-Circuit-V（新概念模擬電路-電源電路-信號源和電源）
上傳時間： 2021-11-14
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有源電力濾波器是一種新型諧波，無功補(bǔ)償裝置。和傳統(tǒng)無源的補(bǔ)償裝置相比，有源電力濾波器具有很大的優(yōu)勢，可以對諧波，無功以及負(fù)序電流實(shí)現(xiàn)實(shí)時、準(zhǔn)確的補(bǔ)償。因此，有源電力濾波器得到了廣泛的研究，并開始進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用階段。隨著數(shù)字信號處理技術(shù)的高速發(fā)展，以全數(shù)字化控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)的有源電力濾波器必將成為電力電子技術(shù)中新的研究熱點(diǎn)。 本論文闡述了諧波抑制的背景和目的以及國內(nèi)外諧波抑制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，深入分析、比較了目前常用的有源濾波器的結(jié)構(gòu)和工作原理，本論文探討了單相系統(tǒng)的諧波檢測算法的各種方案及其特點(diǎn)，選用負(fù)荷電流基波有功分量法對諧波電流進(jìn)行檢測。該方法結(jié)構(gòu)簡單，不僅適用于單相系統(tǒng)而且適用于三相系統(tǒng)。本文對單相有源電力濾波器進(jìn)行了硬件和軟件設(shè)計，對各硬件部分實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行了具體的介紹，并給出了實(shí)現(xiàn)原理圖。軟件設(shè)計部分給出了主要程序的設(shè)計流程圖。以上設(shè)計方案在MATLAB 仿真軟件包的SIMULINK 環(huán)境下進(jìn)行了仿真實(shí)現(xiàn)，仿真結(jié)果證實(shí)了本文設(shè)計的有源電力濾波器的正確性和諧波補(bǔ)償?shù)膶?shí)時性。 在理論分析和仿真研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計了基于TMS320F2812 DSP 控制的單相并聯(lián)型電力有源濾波器，研制了實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，對并聯(lián)型有源電力濾波器進(jìn)行了初實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本論文采用的負(fù)載電流基波有功分量算法能夠?qū)崟r，準(zhǔn)確地提取出諧波和無功分量，同時也表明，這種基于TMS320F2812 DSP 的單相有源電力濾波器具有優(yōu)良的諧波補(bǔ)償特性。
上傳時間： 2013-06-19
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隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展,越來越多的電力電子裝置被廣泛應(yīng)用到各個領(lǐng)域,其中相當(dāng)一部分負(fù)荷具有非線性或具有時變特性,使電網(wǎng)中暫態(tài)沖擊、無功功率、高次諧波及三相不平衡問題日趨嚴(yán)重,給電網(wǎng)的供電質(zhì)量造成嚴(yán)重的污染和損耗.因此,對電力系統(tǒng)進(jìn)行諧波抑制和無功補(bǔ)償,提高電網(wǎng)供電質(zhì)量變得十分重要.電力有源濾波器(Active Power Filter,簡稱APF)與無源濾波器相比,APF具有高度可控制和快速響應(yīng)特性,并且能跟蹤補(bǔ)償各次諧波、自動產(chǎn)生所需變化的無功功率和諧波功率,其特性不受系統(tǒng)影響,無諧波放大威脅.并聯(lián)型電力有源濾波器(Shunt Active Power Filter,簡稱SAPF)更是得到了廣泛的應(yīng)用. 近年來,自適應(yīng)算法中的遞推最小二乘法(簡稱RLS)應(yīng)用越來越廣泛,該算法簡單,收斂速度快.應(yīng)用基于RLS自適應(yīng)算法的濾波器(簡稱RLS濾波器),可以快速有效的濾除雜波,同時自動調(diào)整濾波器參數(shù),不斷改進(jìn)濾波性能,最終得到所需的信號. 本文研究了基于平均功率和RLS自適應(yīng)算法的并聯(lián)型有源濾波器.它的參考電流是一個同電網(wǎng)相電壓同相位的三相平衡的有功電流,它包含兩個分量:一個是由實(shí)測的三相負(fù)載瞬時功率計算得到的,基于平均功率算法的電網(wǎng)應(yīng)該為負(fù)載各相提供的有功電流瞬時參考值；另一個是為了維持有源濾波器中逆變器的直流母線電壓基本恒定,主要通過RLS濾波器計算得出的電網(wǎng)各相應(yīng)該提供的有功電流瞬時參考值.兩個分量的計算共同構(gòu)成了該有源濾波器參考電流的計算.補(bǔ)償電流指令值與實(shí)際補(bǔ)償電流比較生成控制逆變橋工作的PWM脈沖,生成補(bǔ)償電流,達(dá)到補(bǔ)償負(fù)載無功和抑制諧波的目的. 應(yīng)用RLS濾波器得到維持直流母線電壓恒定的直流側(cè)有功系數(shù)A<,dc>,克服了傳統(tǒng)PI控制中參數(shù)難以得到且由于參數(shù)過于敏感而導(dǎo)致補(bǔ)償后電流紋波太大的問題.使得當(dāng)穩(wěn)態(tài)時SAPF自身的功率損耗和暫態(tài)負(fù)載變化時因?yàn)橹绷鱾?cè)電容提供電網(wǎng)和負(fù)載之間的有功功率差而引起的電壓的波動迅速反饋到指令電流的計算中.RLS算法收斂快,SAPF實(shí)時性大大提高.基于該方法的SAPF結(jié)構(gòu)簡單,無需鎖相器. 根據(jù)本文的算法應(yīng)用MATAB建立了仿真系統(tǒng),仿真結(jié)果表明基于該算法的SAPF的可行性和實(shí)時性.
標(biāo)簽： RLS 功率 自適應(yīng)算法
上傳時間： 2013-04-24
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電壓源型PWM逆變器在當(dāng)前的工業(yè)控制中應(yīng)用越來越廣泛，在其應(yīng)用領(lǐng)域中，交流電動機(jī)的運(yùn)動控制是其很重要的組成部分。在PWM逆變器的控制過程中，設(shè)置死區(qū)是為了避免逆變器的同一橋臂的兩個功率開關(guān)器件發(fā)生直通短路。盡管死區(qū)時間很短，然而當(dāng)開關(guān)頻率很高或輸出電壓很低時，死區(qū)將使逆變器輸出電壓波形發(fā)生很大畸變，進(jìn)而導(dǎo)致電動機(jī)的電流發(fā)生畸變，電機(jī)附加損耗增加，轉(zhuǎn)矩脈動加大，最終導(dǎo)致系統(tǒng)的控制性能降低，甚至可能導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。為此，需要對逆變器的死區(qū)進(jìn)行補(bǔ)償。本文針對連續(xù)空間矢量調(diào)制提出了一種改進(jìn)的減小零電流鉗位和寄生電容影響的死區(qū)效應(yīng)補(bǔ)償方法；針對斷續(xù)空間矢量調(diào)制提出了通過改變空間矢量作用時間，來改變驅(qū)動信號脈沖寬度的補(bǔ)償方法，并對這兩種方法進(jìn)行了理論分析和仿真研究。 本文首先詳細(xì)分析了死區(qū)時間對逆變器輸出電壓和電流的影響，以及功率開關(guān)器件寄生電容對輸出電壓的影響。其次對已提出的減小零電流鉗位和寄生電容影響的死區(qū)效應(yīng)補(bǔ)償方法進(jìn)行了理論分析，該方法先計算出補(bǔ)償電壓，再對由零電流鉗位現(xiàn)象引起的補(bǔ)償電壓極性錯誤進(jìn)行校正，極性校正的參考量為d軸補(bǔ)償電壓的幅值，然而補(bǔ)償電壓的大小隨電流的變化而變化，因此該方法存在電壓極性校正時參考量為變化量的缺點(diǎn)，而且該方法只適用于id=0的控制方式，適用性較差。針對這些問題，本文提出了改進(jìn)的減小零電流鉗位和寄生電容影響的補(bǔ)償方法，改進(jìn)后的方法是先對由零電流鉗位現(xiàn)象引起的電流極性錯誤進(jìn)行校正，然后再計算補(bǔ)償電壓的大小，電流極性校正時的參考量為三相電流極性函數(shù)轉(zhuǎn)化到γ-坐標(biāo)系的函數(shù)sγ的幅值，sγ的幅值與補(bǔ)償電壓大小無關(guān)為恒定值，而且適用于任何控制方式，適應(yīng)性強(qiáng)。再次把改進(jìn)的減小零電流鉗位和寄生電容影響的死區(qū)效應(yīng)補(bǔ)償方法應(yīng)用到PMSM矢量控制系統(tǒng)中，采用MATLAB和Pspice兩種方法進(jìn)行了仿真研究，仿真結(jié)果驗(yàn)證了補(bǔ)償方法的有效性。對兩種仿真結(jié)果的對比分析，表明PSpice模型能更好的模擬逆變器的非線性特性。 最后，文章分析了連續(xù)空間矢量調(diào)制和斷續(xù)空間矢量調(diào)制的輸出波形的區(qū)別和死區(qū)對兩種波形影響的不同。針對DSP芯片TMS320LF2407A硬件產(chǎn)生的斷續(xù)SVPWM波，提出了根據(jù)電壓矢量和電流矢量的相位關(guān)系，通過改變空間矢量作用時間，來改變驅(qū)動信號脈沖寬度，對其進(jìn)行死區(qū)補(bǔ)償?shù)姆椒ā＝o出了基本空間矢量作用時間調(diào)整的實(shí)現(xiàn)方法，并建立了MATLAB仿真模型，進(jìn)行仿真研究，仿真結(jié)果驗(yàn)證了補(bǔ)償方法的正確性和有效性。
上傳時間： 2013-06-04
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隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，越來越多的電力電子裝置被應(yīng)用到各個領(lǐng)域，給電網(wǎng)注入了不可忽視的無功以及諧波電流。 本文首先介紹了諧波的概念和諧波的危害，闡述了諧波問題研究的必要性和緊迫性，并對諧波抑制的方法作了簡單的介紹。并在此基礎(chǔ)上，通過對有源濾波器和無源濾波器各自的優(yōu)缺點(diǎn)以及有源濾波器裝置的結(jié)構(gòu)、原理的分析，提出了基于DSP控制器的三相三線制并聯(lián)型有源電力濾波器裝置的設(shè)計方案。 并聯(lián)有源電力濾波器主電路設(shè)計是核心環(huán)節(jié)之一。本文在三相三線并聯(lián)型有源電力濾波器數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，通過對采用空間矢量調(diào)制的有源電力濾波器的工作過程的研究和分析，揭示了主電路各參數(shù)之間的相互關(guān)系。根據(jù)瞬態(tài)電流跟蹤指標(biāo)的要求推導(dǎo)出并聯(lián)APF輸出電感的估算公式。基于對電流跟蹤誤差矢量的度量，推導(dǎo)出直流側(cè)電容電壓臨界值表達(dá)式。詳細(xì)介紹了輸出濾波器參數(shù)的設(shè)計方法。 實(shí)時、高精度的諧波檢測是有源電力濾波器的重要部分。本文詳細(xì)地介紹了瞬時無功功率理論，選擇檢測負(fù)載電流的方式以提取諧波。提出了用滑窗迭代作為低通濾波的數(shù)字算法，以快速分離負(fù)載電流中的基波分量得到諧波指令。以全數(shù)字控制為重點(diǎn)，對電流環(huán)的數(shù)字控制方式，包括數(shù)字PI調(diào)節(jié)器的設(shè)計做出了比較詳細(xì)的分析。 本文用MATLAB/SIMULINK中的電力系統(tǒng)模塊對有源電力濾波器進(jìn)行了動態(tài)仿真研究。仿真結(jié)果表明這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的有源電力濾波器對電力系統(tǒng)中的諧波抑制具有較好的效果。 在理論分析和仿真研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計了基于TMS320LF2407A控制的并聯(lián)型電力有源濾波器，對其控制系統(tǒng)硬件構(gòu)成進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。研制了實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，對并聯(lián)型電力有源濾波器進(jìn)行了初步的實(shí)驗(yàn)研究。
上傳時間： 2013-04-24
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隨著對電能應(yīng)用高效率的要求，基于電力電子技術(shù)的非線性負(fù)載等開關(guān)設(shè)備的應(yīng)用越來越普遍，這些開關(guān)設(shè)備造成的諧波成分對電網(wǎng)的污染也越來越嚴(yán)重。這些諧波會影響其它電氣設(shè)備的正常工作，危及電網(wǎng)安全。電力有源濾波器由于能對頻率和幅值都變化的諧波進(jìn)行跟蹤補(bǔ)償，得到了廣泛的研究。 本文是在課題組380V、260kVA純有源電力濾波器項(xiàng)目方案的論證階段，為提高大容量單臺純有源濾波器的效率和動、穩(wěn)態(tài)性能而做的分析、設(shè)計和仿真驗(yàn)證工作。論文首先介紹了通過LCL濾波器與電網(wǎng)相連的并聯(lián)電力有源濾波器的主電路結(jié)構(gòu)，進(jìn)而分析了這種主電路結(jié)構(gòu)在大容量和低開關(guān)頻率場合對開關(guān)紋波衰減的優(yōu)勢。通過比較PI控制和狀態(tài)反饋控制，選取全狀態(tài)反饋來達(dá)到對系統(tǒng)的穩(wěn)定控制。 將電網(wǎng)處理為擾動輸入，對LCL主電路在靜止abc坐標(biāo)系中進(jìn)行了建模，然后選取系統(tǒng)閉環(huán)期望極點(diǎn)設(shè)計了控制系統(tǒng)。為消除電網(wǎng)這個外部輸入對指令電流跟蹤的影響，引入了電壓前饋，并從理論上推導(dǎo)了前饋的具體關(guān)系式。之后引入了觀測器，并把對電網(wǎng)輸入的建模考慮進(jìn)了觀測器，消除了電網(wǎng)輸入對狀態(tài)估計和補(bǔ)償輸出造成的偏差。在電力有源濾波器實(shí)際安裝時，電網(wǎng)進(jìn)線和變壓器的電感是不確定的，其會加在LCL的網(wǎng)側(cè)電感上，從而使對系統(tǒng)基于狀態(tài)空間的建模產(chǎn)生偏差，因此文章研究了所設(shè)計的控制器對LCL網(wǎng)側(cè)電感變化的適應(yīng)性。為保證電力有源濾波器的穩(wěn)態(tài)指標(biāo)，對狀態(tài)反饋后的系統(tǒng)設(shè)計了重復(fù)控制器。 最后，基于設(shè)計的控制器在MATLAB/Simulink環(huán)境下建立了對1MW不控整流負(fù)載進(jìn)行補(bǔ)償?shù)碾娏τ性礊V波器系統(tǒng)模型，進(jìn)行了仿真；并對動靜態(tài)性能進(jìn)行了分析，驗(yàn)證了設(shè)計和理論分析的正確性。
上傳時間： 2013-06-20
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隨著海洋勘測技術(shù)的發(fā)展，研制高性能的海洋測流儀器越來越重要。多普勒聲學(xué)海流剖面儀就是一種非常重要的用來測量海流速度的儀器。在調(diào)試多普勒聲學(xué)海流剖面儀的過程中，多普勒聲學(xué)海流剖面儀信號模擬器是很重要的設(shè)備，它是數(shù)字模擬技術(shù)與多普勒聲學(xué)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它通過模擬的方法產(chǎn)生聲學(xué)海流剖面儀回波信號，以便在不具備實(shí)際海洋情況的條件下，可以在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中對聲學(xué)海流剖面儀的樣機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。在此情況下，本文研制了一種聲學(xué)海流剖面儀信號模擬器，并對聲學(xué)海流剖面儀回波信號接收過程中使用的算法進(jìn)行了研究。 本文首先比較了多普勒聲學(xué)海流剖面儀的發(fā)射信號與接收信號之間的關(guān)系，分析了產(chǎn)生多普勒頻移的原因。選用直接數(shù)字頻率合成技術(shù)(DDS)生成多普勒聲學(xué)海流剖面儀調(diào)試所需要的回波信號o DDS技術(shù)克服了傳統(tǒng)信號源的頻率精度不高和頻率不穩(wěn)等問題。本文選用專用DDS芯片AD9833來實(shí)現(xiàn)回波信號的產(chǎn)生，利用ARM嵌入式技術(shù)對輸出信號進(jìn)行控制。 信號模擬器以S3C2410處理器為核心構(gòu)建了硬件平臺，采用核心板與擴(kuò)展板相結(jié)合的硬件結(jié)構(gòu)。核心板主要包括了存儲系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)接口和各種通訊接口。其主要功能是存儲大量數(shù)據(jù)信號和通訊功能；擴(kuò)展電路包括了16路DDS信號輸出及信號調(diào)理電路，可以通過軟件來配置16路信號相應(yīng)的工作狀態(tài)及選擇信號輸出形式。硬件設(shè)計預(yù)留了一定數(shù)量的I/O接口以備將來擴(kuò)展之用。 建立嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境；并分析BootLoader啟動機(jī)制，移植VIVI；通過配置內(nèi)核相關(guān)文件，移植Linux2.4.18內(nèi)核到模擬器系統(tǒng)；編寫16路DDS的驅(qū)動程序；設(shè)計了模擬器的上位機(jī)通訊程序及用應(yīng)程序；對系統(tǒng)進(jìn)行了軟硬件調(diào)試，調(diào)試結(jié)果表明模擬器完全能夠模擬聲學(xué)海流剖面儀的回波信號。 最后，結(jié)合回波信號形式，采用基帶解調(diào)、復(fù)相關(guān)等技術(shù)對接收回波信號所使用的算法進(jìn)行了研究，估算出多普勒頻移，配合了調(diào)試海流剖面儀樣機(jī)工作的進(jìn)行。該模擬器不但可以模擬回波信號，還可以作為發(fā)射信號來用，大大提高了模擬器的實(shí)用性。關(guān)鍵詞：聲學(xué)海流剖面儀；S3C2410； AD9833；嵌入式Linux；回波信號
標(biāo)簽： ARM 聲學(xué) 信號模擬器 信號處理
上傳時間： 2013-04-24
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三角波與方波發(fā)生的經(jīng)典電路。采用兩個恒流源對電容進(jìn)行充放電。本電路中用到了NE555
標(biāo)簽： 三角波 方波 發(fā)生 經(jīng)典電路
上傳時間： 2013-07-22
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直接數(shù)字合成(DDS)技術(shù)采用全數(shù)字的合成方法，所產(chǎn)生的信號具有頻率分辨率高、頻率切換速度快、頻率切換時相位連續(xù)、輸出相位噪聲低和可以產(chǎn)生任意波形等諸多優(yōu)點(diǎn)。本文研究的是一種基于DDS/FPGA的多波形信號源系統(tǒng)，其中，DDS技術(shù)是其核心技術(shù)。DDS可以精確地控制合成信號的三個參量：幅度、相位以及頻率，因此利用DDS技術(shù)可以合成任意波形。但因其數(shù)字化合成的固有特點(diǎn)，使其輸出信號中存在大量雜散信號。雜散信號的主要來源是：相位截斷帶來的雜散信號；幅度量化帶來的雜散信號；DAC的非線性特性帶來的雜散信號。這些雜散信號嚴(yán)重影響了合成信號的頻譜純度。因此抑制這些雜散信號是提高合成信號譜質(zhì)的關(guān)鍵。 本文在研究各種抑制DDS雜散技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了中和加擾技術(shù)，這可以在很大程度上減小雜散對DDS輸出信號譜質(zhì)的影響。 EP1S808956C6是一款高性能的FPGA芯片，其超強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力十分適合應(yīng)用于DDS多波形信號源的開發(fā)。在QuartusⅡ平臺下運(yùn)用Verilog HDL語言和原理圖設(shè)計可以很方便地應(yīng)用各種抑制雜散信號的方法來提高輸出信號的譜質(zhì)。 結(jié)合高速DDS技術(shù)和FPGA兩者的優(yōu)點(diǎn)，本文設(shè)計了一種基于DDS/FPGA的多波形信號源，它能完成正弦波、余弦波、三角波、鋸齒波、方波、AM、SSB、FM、2ASK、2FSK、π/4-QDPSK等多種信號。使得所設(shè)計的信號源可以適應(yīng)多種不同的工作環(huán)境，給工作帶了方便。
上傳時間： 2013-07-27
上傳用戶：sc965382896
本 論文 對 功率因數(shù)的定義、有源功率因數(shù)校正(APFC)技術(shù)做了分析，在比較三 種工作模式的基礎(chǔ)上選擇了臨界導(dǎo)電模式作為本文的研究對象。論文詳細(xì)分析了臨界導(dǎo) 電模式功率因數(shù)校正Bost開關(guān)變換器的工作原理，穩(wěn)態(tài)特性，得出了開關(guān)頻率與輸入 電壓、輸入功率的關(guān)系，對器件的應(yīng)力和輸出電壓紋波進(jìn)行了詳細(xì)的分析，為電路的設(shè) 計提供了依據(jù)。
標(biāo)簽： 有源功率因數(shù) 校正技術(shù)
上傳時間： 2013-06-13
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