無刷直流電動機利用電子換相器代替了直流電動機的機械電刷和換向器,不但具有直流電機的調速性能,而且體積小、效率高,在許多領域已得到了廣泛應用。采用無位置傳感器控制技術,不但可以克服有位置傳感器的諸多弊端,而且還進一步拓展了無刷直流電動機的應用領域。近些年來,無位置傳感器無刷直流電動機控制技術成為大家研究的熱點之一。 本課題緊扣研究熱點,以方波無刷直流電動機為控制對象,設計了一套無位置傳感器無刷直流電動機控制系統。該系統采用TMS320LF2407ADSP芯片作為控制核心,運用反電動勢過零點檢測原理和預定位與升頻升壓相結合的啟動方法,實現無位置傳感器無刷直流電動機的控制。為了提高系統的調速性能,控制方法采用了轉速、電流雙閉環控制。 首先,本文研究了無刷直流電動機的基本結構、性能、工作原理及數學模型,利用數學模型在Matlab/Simulink環境中建立無刷直流電動機的仿真模型。接著,給出了系統總體的設計方案,對控制系統設計中的幾個關鍵技術--反電動勢過零點及其相位補償原理、啟動、單神經元PID轉速控制器以及PWM產生電路進行了深入的研究。 然后,根據控制系統總體方案和系統功能要求,進行軟硬件設計。在硬件設計中,主要進行了DSP最小系統、電流和轉子位置檢測電路、IR2130驅動電路等方面電路的設計。在軟件設計中,主要設計出了主程序和A/D中斷程序。其中,主程序包括DSP系統設置、變量初始化、電機正反轉選擇、電機啟動、速度計算及顯示等方面程序;A/D中斷程序包括反電動勢計算、換相時刻計算、電流轉速調節子程序等方面程序。 最后,經實驗結果表明,電機啟動快速、穩定,具有較寬的調速范圍。同時,該系統還具有結構簡單、可靠性高等特點,具有廣泛的應用前景。
上傳時間: 2013-07-08
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隨著“節能環保”概念的提出,以解決電力緊張,環境污染等問題為目的的新能源利用方案得到迅速的推廣,使得分布式發電備受關注,即將成為世界各國重要的發電形式。帶有分布式電源的配電網及電力電子裝置的大量應用致使電能質量下降,如何將分布式發電系統的能量回饋至電網的同時有效改善電能質量是一個重要的問題,因此在分布式發電系統中起電能變換作用的逆變器成為研究的一個熱點。本篇主要以電壓型并網逆變器為研究對象,對并網逆變器的拓撲結構、控制策略、參數的選擇、并網實驗等方面作出了詳細的分析和研究。 首先根據帶有分布式發電的配電網的特點提出一種新的諧波治理思路,即將改善電能質量的有源濾波技術結合到分布式逆變電源中,設計一種新型的多功能并網逆變器。用開關函數法建立了并網逆變器小信號數學模型,確定了以PI閉環調節為核心的復合控制策略,同時為了使輸出電流控制達到更好的效果,采用電網電壓前饋補償方法抵消電網電壓擾動對并網電流的影響;基于瞬時無功功率的id-iq諧波電流檢測算法能精確檢測和分離所需要的有功和諧波分量;基于DSP的軟件鎖相控制算法能實現并網電流與電網電壓同頻同相。 其次對并網逆變器控制系統的軟硬件進行了分塊設計:對逆變系統的A/D轉換電路、逆變驅動電路、PWM信號發生電路等電路進行了詳細地分析和說明。利用DSP主控芯片TMS320LF2407A內部的SCI異步串行通信接口實現了逆變器的人機交互功能,利用其內嵌的CAN控制模塊實現了逆變器的并機通信功能;同時在TI DSP2000的運行環境下給出控制系統的主程序和周期中斷子程序流程。 最后開發了以功率器件IPM構成的三相PWM變流橋主電路的多功能逆變電源實驗平臺和相關配套輔助電路,完成了逆變電源的輸出有功功率及消除諧波的實驗并給出了裝置樣機的實物圖以及實驗波形圖。驗證了逆變器工作原理分析的正確性和系統設計思路的可行性。 本文所做工作拓寬了帶有分布式發電的配電網諧波治理的思路,對推動我國節能供電、新能源的利用以及改善電網電能質量等方面具有一定的理論意義和較強的實用價值。
上傳時間: 2013-06-06
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Sigma-Delta A/D轉換器利用過采樣,噪聲整形和數字濾波技術,有效衰減了輸出信號帶內的量化噪聲,提高了信噪比。與傳統的Nyquist轉換器相比,它降低了對模擬電路性能指標和元件精度的要求,簡化了模擬電路的設計,降低了生產成本。 本論文在對Sigma-Delta A/D轉換器原理研究的基礎上,基于TSMC0.18um工藝,采用1.8V工作電源,128倍的過采樣率,6.4MHz的采樣頻率,設計了一個主要應用于音頻信號處理的Sigma-Delta A/D轉換器,分辨率達到16位。在調制器的設計中,本文采用了多級噪聲整形MASH(2-1)級聯調制器結構,同時,考慮了各種非理想因素對系統性能的影響,在SDtoolbox工具的幫助下使用Simulink進行調制器系統設計。并使用Cadence Spectre對模塊電路進行設計仿真,包括運放,比較器,帶隙基準電壓源,CMOS開關,非交疊時鐘產生電路等。在數字抽取濾波器的設計中,采用了分級抽取技術,使用MATLAB軟件中的SPTool和FDATool工具對各級抽取濾波器進行優化設計。并在原有的濾波器算法的基礎上,采用了CIC濾波器和半帶濾波器,設計出了運算量和存儲量都相對少的三級抽取濾波器系統,大大降低了功耗和面積。 論文的仿真結果表明,所設計的Sigma-Delta A/D轉換器信噪比達到102.3dB,滿足系統需要的16位精度要求。 關鍵詞:Sigma-Ddta; 信噪比; 多級噪聲整形; 數字抽取濾波器
標簽: SigmaDelta 音頻 模數轉換器
上傳時間: 2013-06-27
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主要程序代碼有 單片機與LED數碼管接口 LED大屏幕顯示器和接口 字符LCD 液晶顯示和接口 單片機與鍵盤接口 A/D轉換器接口 D/A 轉換器接口 串行通信基礎 MCS-51的串行接口 MCS-51單片機雙機通信 RS-232C串行通信總線標準及其接口 存儲器的擴展 串行口的I/O口擴展 數字鐘的設計與制作 單片機溫度檢測記錄系統
上傳時間: 2013-08-01
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本文以濾波技術飛速發展,小波濾波優越性的凸現,以及虛擬儀器的易操作等良好特性為背景,以簡單易行和濾波效果良好為研究目的,展開本文信號濾波處理的研究工作。 在深入研究三種小波濾波方法原理和優缺點的基礎上,本文提出了一種新的優化濾波方法,包括以下三個方面: 首先,將靜態小波變換(SWT)應用于濾波處理。利用SWT的平移不變性和冗余性來進行含噪信號的分解,這樣不僅彌補了正交小波變換的不足,而且提高了濾波性能。 然后,提出了基于空域相關的優化閾值函數濾波算法。該算法把小波系數間的相關性應用于閾值濾波。它是在構造出基于空域相關的顯著性函數和基于顯著性函數的閾值濾波過程的基礎上,提出了基于空域相關的優化閾值函數,并且把極小化廣義交叉驗證(GCV)得到均方差(MSE)意義下的最優閾值作用于該優化閾值函數。該濾波算法不僅實現了噪聲的有效去除,而且信號的重要特征也保留完好; 最后,引入了新型鎖相環--正交鎖相環(QPLL)。鑒于QPLL不僅具有鎖定范圍寬、入鎖速度快、鎖定后精度高的性能,而且還具有良好的抑制諧波、噪聲的能力,以及對波形畸變不敏感等良好特性,所以QPLL的引入達到了信號鎖定和優化濾波的目的,使優化濾波方法的設計更具新意,而且取得了更好的濾波效果。 為了驗證優化濾波方法,本文搭建了實驗平臺,它是由FPGA信號采集部分和LabVIEW軟件濾波處理兩個部分構成。通過傳感器采集信號,經過A/D轉換后送入FPGA。以FPGA為CPU控制A/D轉換,并進行波形數據緩存,在接收到LabVIEW的命令后,將存儲的數據送給串口。在LabVIEW中,從串口檢測所需的波形數據,然后通過優化濾波方法將數據進行濾波處理,最后在前面板中把實驗結果顯示出來。 實驗結果表明,該優化濾波方法不僅能實現優良的濾波功能,而且簡單易行,是一種有效的濾波方法。
上傳時間: 2013-07-20
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:嵌入式應用技術基礎教程1 第1章 嵌入式應用技術概述 第2章 嵌入式應用技術的硬件基礎 第3章 高級語言的串行通信編程 第4章 Freescale 08系列單片機概述 第5章 HC08 CPU與匯編基礎 第6章 通用I/O與第一個匯編程序 第7章 08C語言 第8章 串行通信接口SCI與串行外設接口SPI 第9章 鍵盤中斷模塊與A/D轉換模塊 第10章 定時接口模塊
上傳時間: 2013-05-23
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開關電源具有體積小、重量輕、效率高、發熱量低、性能穩定等優點,廣泛應用于電子整機與設備中,在以往的AC-DC電路中,由二極管組成的不可控整流器與電力網相接,為在電網中會產生大量的電流諧波和無功功率而污染電網,使得功率因數較低。為了提高AC-DC電路輸入端的功率因數,采用了功率因數校正。 本文采用TMS320F2812實現開關電源的功率因數校正,分析了DSP實現功率因數校正的控制方法和具體實現,對于軟件中參數的標么值實現進行了理論推導,為了使輸出功率在輸入電壓變化的一定范圍內保持不變,采用了前饋電壓,對于數字PI調節環采用了抑制積分飽和的方法,以防止系統失控。 論文中通過對AC-DC整流電路和加入Boost功率因數校正后的電路進行了Matlab的仿真,通過輸入電壓和輸入電流波形的比較,可以很容易地看到功率因數的提高。 在具體的電路實現中,采用霍爾元件檢測輸入電感電流、輸入電壓和輸出電壓,經過DSP的A/D采樣后,在DSP內部經過程序計算,輸出PWM波形驅動MOSFET的開通與關斷,使輸入電感電流波形與輸入電壓波形一致。 本文實現了系統仿真,給出了仿真波形,分析了硬件設計電路并完成了電路的局部仿真,軟件編程方面給出了主程序和各個子程序的軟件流程圖,提出了以后研究的方向。
上傳時間: 2013-06-17
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快速傅立葉變換(FFT)技術是數字信號處理中的核心技術,它已廣泛應用于數字信號處理的各個領域,長期以來一直是一個重要的研究課題。近年來,專用數字信號處理器以其優化的硬件結構和優良的性能價格比為FFT的實現提供了一種有效的途徑,其中最具有代表性的是美國TI公司的TMS320系列DSP。 本文首先分析了常用FFT算法原理,并進行了算法的討論和比較,然后詳細論述了以浮點型DSP為核心的實現FFT算法的硬件平臺的設計。平臺的硬件電路主要包括數據采集部分、數據處理部分、數據存儲部分和數據顯示部分。其中采集部分采用12位高速的A/D轉換芯片MAX197,數據處理部分采用32位浮點型DSP芯片-TMS320VC33,數據存儲部分采用了大容量的FLASH芯片——K9F2808UOA,數據顯示部分采用PHILIPS公司的高亮度、寬視角的TFT彩色液晶顯示屏。 為了擴展系統的通信能力,通信接口我們選擇CAN總線。軟件部分選用了頻率抽取基2FFT、分裂基FFT和實序列FFT算法,用C語言進行編程。最后部分是進行軟硬件的聯合調試,并在此基礎上進行了FFT算法實現。 論文結尾以實際的實驗曲線分析驗證了算法的正確性,同時針對實驗中產生的誤差找出了原因,并提出了解決的方法。實驗結果表明采用浮點DSP實現FFT算法方便且有較高的實時性,可以應用到電力系統諧波分析、振動測試及鐵路檢測等各個領域。
上傳時間: 2013-04-24
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本文提出了一種基于USB和FPGA的高性能數據采集模塊USB12016(USB總線,A/D垂直分辨率為12位,存儲容量為16兆)的軟硬件設計與實現方法。該數據采集卡包括模擬輸入、A/D轉換、數據緩存、FPGA控制電路和USB總線接口等,在一張卡上實現了8通道模擬信號調理、采集、處理,并可實現多卡同步觸發采集,具有高精度,低噪聲,低失真和測試信號范圍寬的特點。USB12016配有系統驅動控制程序軟件,在Windows9X/2000版本的操作平臺下運行,控制面板完全是虛擬儀器軟面板,圖形化界面十分友好。USB12016是USB接口技術、FPGA技術和嵌入式技術融為一體的結晶,已成功應用于軍事測控領域。
上傳時間: 2013-06-12
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隨著通信技術的發展,視頻傳輸系統因具有方便、實時、準確等特點已成為現代工業管理、安全防范、城市交通中必不可少的重要部分。而光纖傳輸以大容量、保密性能好、抗干擾能力強、傳輸距離等優點越來越受人們的關注。本論文以FPGA為核心芯片,結合數字化技術和時分復用技術,提出了一種無壓縮多路數字視頻光纖傳輸系統設計方案,并詳細分析方案的設計過程。 系統分A/D轉換、D/A轉換和FPGA數據處理三大模塊化進行設計,FPGA數據處理模塊實現了程序的配置下載、IO口的控制功能、各時鐘分頻、鎖相功能和多路數字信號的復接解復接仿真,同時完成了視頻信號的A/D轉換和數字視頻信號的D/A轉換功能,最終實現了八路視頻信號在一根光纖上實時傳輸的功能。接收視頻圖像輪廓清晰、沒有不規則的閃爍、沒有波浪狀等條紋或橫條出現,基本滿足視頻監控系統的圖像質量指標要求。各路視頻信號的輸入輸出電接口、阻抗和收發光接口均符合國家標準,系統具高集成度、靈活性等特點,能廣泛應用于各場合的視頻監控系統和安全防范系統中。 關鍵詞:FPGA,光纖傳輸,視頻信號
上傳時間: 2013-06-05
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