電動摩托車具有零排放、低噪聲等優點,是真正的綠色環保輕型交通工具,它以方便j快捷等特點被越來越多的人們所接受,成為大中城市公共交通的理想補充。而無刷直流電動機以其控制簡單、可靠性高、輸出轉矩大等優點,被大量地用作電動摩托車驅動電機。本文主要研究基于AVR單片機的電動摩托車控制技術。 首先,分析了電動摩托車的發展趨勢,以及無刷直流電動機能在電動摩托車驅動領域得到廣泛應用的原因,并探討了電動摩托車無刷直流驅動電機的控制方法。 其次,在分析無刷直流電動機工作原理的基礎上,構造了無刷直流電動機的數學模型,確立了通過PWM調節改變電樞電壓的大小來調節轉速的控制策略。 第三,采用ATMEL公司的ATmega88單片機為控制核心,設計了包括電流檢測與保護、位置信號檢測、功率開關管驅動、電源轉換和電壓采樣與欠壓保護等一系列硬件電路,充分利用了ATmega88單片機成本低、功能豐富、運算能力強等優點,簡化了控制電路,提高了控制系統的可靠性,降低了控制成本。 第四,采用C語言編寫了控制程序,完善了控制功能,實現了軟、硬件控制方法的結合。使用ICC-AVR集成開發環境和SL-ISP在線編程,降低了開發成本;采用模塊化設計方法設計控制程序,提高了程序的可維護性。完成的功能模塊主要包括啟動與換相模塊、電動機轉速調節模塊、過電流與堵轉保護模塊、欠電壓保護模塊和定速巡航模塊等。 最后,對開發的控制系統進行了調試,并對實驗結果進行了分析。結果表明,控制系統運行可靠、實時性好,證明ATmega88單片機適合用作電動摩托車驅動電機的控制芯片。
上傳時間: 2013-05-20
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礦井高壓電網多以6KV 供電為主,高壓防爆開關成為了井下供電系統的最為關鍵的設備之一。近年來,由于煤礦開采中因電氣保護失控而引發事故的增長,國家對井下供電系統的可靠性、安全性的要求越來越高,因而采用現代化新技術對礦井下高壓控制設備進行技術改造和創新被提到了一個重要的高度。隨著微機技術的應用與發展,以單片機為核心的高壓開關智能綜合保護技術,能夠較好地完成對多路信號進行處理,增強和增加了保護的功能,其應用對于提高供電質量、保證人身安全、完善電網保護都具有很重要的現實意義。本文設計了一個雙CPU 的保護控制系統,雙CPU 結構就是采用16 位DSP(Digital SignalProcessing)芯片TMS320LF2407A 和增強型51 單片機STC89C58RD+進行分工合作并行處理,前者作為從CPU 完成各種保護功能,后者作為主CPU 完成參數的整定、顯示、數據下放以及PROFIBUS 通訊擴展。既能充分利用DSP 的高速數據處理性能,提高保護動作特性; 同時,在不影響數據處理的情況下又擴展了人機界面和總線通訊功能。 本文從理論上分析了礦井高壓電網中性點不接地系統的主要故障的電氣特征,并有針對性地提出了零序電流方向型選擇性漏電保護、相敏短路保護和絕緣監視保護,然后分析了采樣原理和算法,確定了同步交流采樣和全波傅立葉算法相結合的采樣計算方法。此外,針對系統可能遇到的各種干擾,在硬件、軟件兩方面進行了抗干擾設計。最后通過試驗數據驗證了系統對線路故障具有可靠的動作特性。 該保護控制系統性能穩定、動作可靠,簡單的按鍵操作和醒目的液晶顯示給工作人員帶來了極大方便,實現了檢測、保護、控制和通訊的一體化。 本課題是圍繞著天津市科技攻關立項項目“礦用高壓隔爆開關智能控制系統的開發”來進行地研究。
上傳時間: 2013-06-11
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上傳時間: 2013-07-14
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隨著電力電子技術的發展,對大功率、高性能的開關電源要求也越來越高。功率因數校正(PFC)技術是當前電力電子技術研究的熱點問題。大多數電力電子裝置通過整流器與電網接口,而傳統的二極管或晶閘管整流裝置會產生大量的諧波電流,對電網造成污染。許多國家和國際組織相繼制定了一系列限制用電設備諧波的標準。有源功率因數校正技術能夠有效的消除整流裝置的諧波,因此具有廣泛的應用前景。 本文首先分析了開關電源的發展現狀及發展要求,詳細地闡述了開關電源的基本構成和基本組態。然后研究了ZVT-Boost軟開關PFC電路的基本結構、基本工作原理及軟開關實現原理,在此基礎上確定了主電路結構,并制定了控制系統方案。 鑒于功率要求,本文采用兩級PFC電路。因此對常見的DC-DC變換器的拓撲結構、原理特性進行分析。并針對各自的變換器建立了簡化模型,基于所建立的模型分析了變換器的特性,列出各變換器的優缺點及在設計開關電源時的選用原則。最后,對所設計的系統進行了仿真分析。 本文根據用戶的要求研究設計了一種大功率高性能開關電源。該開關電源分為前級和后級,前級為采用BOOST結構的單相有源功率因數校正電路,后級為采用移相控制軟開關技術的全橋變換器。最后研制出了實驗樣機,并給出了實驗樣機的功率因數校正電路和移相全橋軟開關變換電路的實驗波形。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著綠色工程的實施,在照明領域,已將電力電子技術廣泛應用到電氣照明中去,所以尋找綠色、高效、長壽命、光色好等優點的照明設備已成為必然。高強度氣體放電燈(High-Intensity-Discharge)由于光效高而節能,已經在照明領域取得廣泛的應用。但傳統的電感鎮流器存在諸多缺點,故與之配套的HID燈電子鎮流器的開發成為研究的熱點,本文對基于數字控制的HID燈電子鎮流器進行了研究與設計。 本文第二章闡述了氣體放電的基礎知識和電光源的基本參數。比較了電子電感鎮流器的優缺點,針對HID燈對電子鎮流器的要求,介紹了電子鎮流器基本原理和發展趨勢。第三章對高強度氣體放電燈的關鍵技術進行了研究。首先是對電子鎮流器的拓撲結構進行分析與比較,選定了傳統的三級結構進行設計,其次是對電子鎮流器的核心-逆變器的結構進行了分析,選定了全橋逆變結構,再次是對HID燈的各種點火電路的結構進行分析,本文選定了用單片機進行控制的點火的方式;最后是對燈的聲諧振進行了各種方式的比較與分析,給出通過數字調頻的方式來抑制聲諧振理論分析。第四章主要通過比較各種功率因數校正的優缺點,并采取了基于boost結構的臨界功率因數校正。第五章對HID燈啟動工作過程進行了分析,提出了三段線性控制的策略,給出了控制的理論分析;比較了間接和直接兩種控制恒功率的方法,選定間接控制方式。第六章主要對數字控制的250W金鹵燈的樣機的實現中的部分電路(保護、驅動、逆變)進行分析與設計并給出了部分電路圖和軟件設計的流程圖以及部分仿真與試驗波形。最后在第七章對試驗結果進行分析,對本文的設計進行小結以及對未來的展望。
上傳時間: 2013-07-16
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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,能夠整定短路電流,適應高電壓工作環境的隔離電源。本論文介紹了該課題的應用場合,簡要介紹了分布式系統的種類及各自優勢,以及已有的電流型副邊穩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,母線電流產生系統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等器件產生多路同步三角波以及開關驅動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反饋補償; 三,在本方案中實現了電流源拓撲的同步整流技術,利用PMOS管替代續流二極管,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,基本實現了課題要求。
上傳時間: 2013-06-24
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高壓直流電源廣泛應用于醫用X射線機,工業靜電除塵器等設備。傳統的工頻高壓直流電源體積大、重量重、變換效率低、動態性能差,這些缺點限制了它的進一步應用。而高頻高壓直流電源克服了前者的缺點,已成為高壓大功率電源的發展趨勢。本文對應用在高輸出電壓大功率場合的開關電源進行研究,對主電路拓撲、控制策略、工藝結構等方面做出詳細討論,提出實現方案。 高壓變壓器由于匝比很大,呈現出較大的寄生參數,如漏感和分布電容,若直接應用在PWM變換器中,漏感的存在會產生較高的電壓尖峰,損壞功率器件,分布電容的存在會使變換器有較大的環流,降低了變換器的效率。本文選用具有電容型濾波器的LCC諧振變換器為主電路拓撲,它可以利用高壓變壓器中漏感和分布電容作為諧振元件,減少了元件的數量,從而減小了變換器的體積。 LCC諧振變換器采用變頻控制策略,可以工作在電感電流連續模式(CCM)和電感電流斷續模式(DCM),本文對這兩種工作模式進行詳細討論。針對CCM下的LCC諧振變換器,本文分析其工作原理,用基波近似法推導出變換器的穩態模型,給出一種詳盡的設計方法,可以保證所有開關管在全負載范圍內實現零電壓開關,減小電流應力和開關頻率的變化范圍,并進行仿真驗證。基于該變換器,研制出輸出電壓為41kV,功率為23kW的高頻高壓電源,實驗結果驗證了分析與設計的正確性。 針對DCM下的LCC諧振變換器,本文分析其工作原理,該變換器可以實現零電流開關,有效地減小IGBT拖尾電流造成的關斷損耗。論文通過電路狀態方程推導出變換器的電壓傳輸比特性,在此基礎上對主電路參數進行設計,并進行仿真驗證。基于該變換器,研制出輸出電壓為66kV,功率為72kW的高頻高壓電源,實驗結果表明了方案的可行性。
上傳時間: 2013-04-24
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基于51單片機的高精度紅外測溫系統設計,非接觸式測溫設計。
上傳時間: 2013-05-19
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隨著計算機和自動化測量技術的日益發展,測量儀器和計算機的關系日益密切。計算機的很多成果很快就應用到測量和儀器領域,與計算機相結合已經成為測量儀器和自動測試系統發展的必然趨勢。高度集成的現場可編程門陣列(FPGA)是超大規模集成電路和計算機輔助設計技術發展的結果,由于FPGA器件具備集成度高、體積小、可以利用基于計算機的開發平臺,用編寫軟件的方法來實現專門硬件的功能等優點,大大推動了數字系統設計的單片化、自動化,縮短了單片數字系統的設計周期、提高了設計的靈活性和可靠性。 本文研究基于網絡的高速數據采集系統的設計與實現問題。論文完成了以FPGA結構為系統硬件平臺,uClinux為核心的系統的軟件平臺設計,進行信號的采集和遠程網絡監測的功能。 論文從軟硬件兩方面入手,闡述了基于FPGA器件進行數據采集的硬件系統設計方法,以及基于uClinux操作系統的設備驅動程序設計和應用程序設計。 硬件方面,FPGA采用Xilinx公司Spartan系列的XC3S500芯片,用verilog HDL硬件描述語言在Xilinx公司提供的ISE輔助設計軟件中實現FPGA編程。將微處理器MicroBlaze、數據存儲器、程序存儲器、以太網控制器、數模轉換控制器等數字邏輯電路通過CoreConnect技術用OPB總線集成在同一個FPGA內部,形成一個可編程的片上系統(SOPC)。采用基于FPGA的SOPC設計的突出優點是不必更換芯片就可以實現設計的改進和升級,同時也可以降低成本和提高可靠性。 軟件方面,為了更好更有效地管理和拓展系統功能,移植了uClinux到MicroBlaze軟處理器上,設計實現了平臺上的ADC設備驅動程序和數據采集應用程序。并通過修訂內核,實現了利用以太網TCP/IP協議來訪問數據采集程序獲得的數據。
上傳時間: 2013-05-23
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近年來,大容量數據存儲設備主要是機械硬盤,機械硬盤采用機械馬達和磁片作為載體,存在抗震性能低、高功耗和速度提升難度大等缺點。固態硬盤是以半導體作為存儲介質及控制載體,無機械裝置,具有抗震、寬溫、無噪、可靠和節能等特點,是目前存儲領域所存在問題的解決方案之一。本文針對這一問題,設計基于FPGA的固態硬盤控制器,實現數據的固態存儲。 文章首先介紹硬盤技術的發展,分析固態硬盤的技術現狀和發展趨勢,闡述課題研究意義,并概述了本文研究的主要內容及所做的工作。然后從分析固態硬盤控制器的關鍵技術入手,研究了SATA接口協議和NANDFLASH芯片特性。整體設計采用SOPC架構,所有功能由單片FPGA完成。移植MicroBlaze嵌入式處理器軟核作為主控制器,利用Verilog HDL語言描述IP核形式設計SATA控制器核和NAND FLASH控制器核。SATA控制器核作為高速串行傳輸接口,實現SATA1.0協議,根據協議劃分四層模型,通過狀態機和邏輯電路實現協議功能。NAND FLASH控制器核管理NANDFLASH芯片陣列,將NAND FLASH接口轉換成通用的SRAM接口,提高訪問效率。控制器完成NAND FLASH存儲管理和糾錯算法,實現數據的存儲和讀取。最后完成固態硬盤控制器的模塊測試和整體測試,介紹了測試方法、測試工具和測試流程,給出測試數據和結果分析,得出了驗證結論。 本文設計的固態硬盤控制器,具有結構簡單和穩定性高的特點,易于升級和二次開發,是實現固態硬盤和固態存儲系統的關鍵技術。
上傳時間: 2013-05-28
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