電壓空間矢量脈沖寬度調(diào)制技術(shù)是一種性能優(yōu)越、易于數(shù)字化實(shí)現(xiàn)的脈沖寬度調(diào)制方案。在常規(guī)SVPWM算法中,判定等效電壓空間矢量所處扇區(qū)位置時(shí)需要進(jìn)行坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)和反正切三角函數(shù)的運(yùn)算,計(jì)算特定電壓空間矢量作用時(shí)間時(shí)需要進(jìn)行正弦、余弦三角函數(shù)的運(yùn)算以及過飽和情況下的歸一化處理過程,同時(shí),在整個(gè)SVPWM算法中還包含了無理數(shù)的運(yùn)算,這些復(fù)雜計(jì)算不可避免地會產(chǎn)生大量計(jì)算誤差,對高精度實(shí)時(shí)控制產(chǎn)生不可忽視的影響,而且這些復(fù)雜運(yùn)算的計(jì)算量大,對系統(tǒng)的處理速度要求高,程序設(shè)計(jì)復(fù)雜,系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間長,占用系統(tǒng)資源多。因此,從工程實(shí)際應(yīng)用的角度出發(fā),需要對常規(guī)SVPWM算法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。 本文提出的優(yōu)化SVPWM算法,只需進(jìn)行普通的四則運(yùn)算,計(jì)算非常簡單,克服了上述常規(guī)SVPWM算法中的缺點(diǎn),同時(shí),采用交叉分配零電壓空間矢量,并將零電壓空間矢量的切換點(diǎn)置于各扇區(qū)中點(diǎn)的方法,達(dá)到降低三相橋式逆變電路中開關(guān)器件開關(guān)損耗的目的。SVPWM算法要求高速的數(shù)據(jù)處理能力,傳統(tǒng)的MCU、DSP都難以滿足其要求,而具有高速數(shù)據(jù)處理能力的FPGA/CPLD則可以很好的實(shí)現(xiàn)SVPWM的控制功能,在實(shí)時(shí)性、靈活性等方面有著MCU、DSP無法比擬的優(yōu)越性。本文利用MATLAB/Simulink軟件對優(yōu)化的SVPWM系統(tǒng)原型進(jìn)行建模和仿真,當(dāng)仿真效果達(dá)到SVPWM系統(tǒng)控制要求后,在XilinxISE環(huán)境下采用硬件描述語言設(shè)計(jì)輸入方法與原理圖設(shè)計(jì)輸入方法相結(jié)合的混合設(shè)計(jì)輸入方法進(jìn)行FPGA/CPLD的電路設(shè)計(jì)與輸入,建立相同功能的SVPWM系統(tǒng)模型,然后利用ISESimulator(VHDL/Verilog)仿真器進(jìn)行功能仿真和性能分析,驗(yàn)證了本文提出的SVPWM優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的可行性和有效性。
標(biāo)簽: FPGACPLD SVPWM 算法優(yōu)化
上傳時(shí)間: 2013-07-30
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隨著世界能源危機(jī)的到來,太陽能光伏發(fā)電在能源結(jié)構(gòu)中正在發(fā)揮著越來越大的作用。而太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件并網(wǎng)逆變器的性能還需要進(jìn)一步提高。為了迎合市場上對高品質(zhì)、高性能、智能化并網(wǎng)逆變器的需求,我們將ARM+DSP架構(gòu)作為并網(wǎng)逆變器的控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)集成了ARM和DSP的各自的強(qiáng)大功能,使并網(wǎng)逆變器的性能和智能化水平得到了顯著提高。本論文是基于山東大學(xué)魯能實(shí)習(xí)基地“光伏并網(wǎng)逆變器項(xiàng)目”,目前已經(jīng)試制出樣機(jī)。本人主要負(fù)責(zé)并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)工作。本文主要研究內(nèi)容有: @@ 1.本并網(wǎng)逆變器采用了內(nèi)高頻環(huán)逆變技術(shù)。文中詳細(xì)分析了這種逆變器的優(yōu)缺點(diǎn),進(jìn)行了充分的系統(tǒng)分析和論證。 @@ 2.采用MATLAB/Simulink軟件對并網(wǎng)逆變器的控制算法進(jìn)行仿真,包括前級DC-DC變換的控制算法以及后級DC-AC逆變的控制算法。通過仿真驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)算法的可行性,對DSP程序開發(fā)提供了很好的指導(dǎo)意義。 @@ 3.本文將ARM+DSP架構(gòu)作為逆變器的控制系統(tǒng),并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的硬件控制系統(tǒng)。DSP控制板硬件系統(tǒng)包括AD數(shù)據(jù)采集、硬件電流保護(hù)、電源、eCAN總線,SPI總線等硬件電路。ARM板硬件系統(tǒng)包括SPI總線、RS232總線、RS480總線、以太網(wǎng)總線、LCD顯示、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、鍵盤等硬件電路。 @@ 4.本文設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了兩種最大功率點(diǎn)跟蹤控制算法:功率擾動觀察法或增量電導(dǎo)法;孤島檢測方法采用被動式和主動式兩種檢測方式,被動式所采用的方法是將過/欠電壓和電壓相位突變檢測相結(jié)合的方式,主動式采用正反饋頻率偏移法;為了實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)逆變器的輸出電流與電網(wǎng)電壓同頻同相,使用了軟件鎖相環(huán)控制技術(shù)。本文分別給出了以上各種算法的控制程序流程圖。 @@ 5.本文也給出了AD數(shù)據(jù)采集、eCAN總線、RS232、RS485、以太網(wǎng)、PWM輸出等程序流程圖,以及DSP和ARM之間的SPI總線通信程序流程圖。并且分別給出了ARM管理機(jī)控制系統(tǒng)主程序流程圖和DSP控制機(jī)控制系統(tǒng)主程序流程圖。 @@ 6.最后對并網(wǎng)逆變器樣機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。結(jié)果顯示:該樣機(jī)基本上實(shí)現(xiàn)了本文提出的設(shè)計(jì)方案所應(yīng)完成的各項(xiàng)功能,樣機(jī)的性能比較理想。 @@關(guān)鍵詞:太陽能光伏;并網(wǎng)逆變器;SPWM; DSP; ARM
標(biāo)簽: ARMDSP 架構(gòu) 太陽能光伏
上傳時(shí)間: 2013-07-09
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近幾年來,OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技術(shù)引起了人們的廣泛注意,根據(jù)這項(xiàng)新技術(shù),很多相關(guān)協(xié)議被提出來。其中WiMax(Wireless MetropolitanArea Networks)代表空中接口滿足IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn)的寬帶無線通信系統(tǒng),IEEE標(biāo)準(zhǔn)在2004年定義了空中接口的物理層(PHY),即802.16d協(xié)議。該協(xié)議規(guī)定數(shù)據(jù)傳輸采用突發(fā)模式,調(diào)制方式采用OFDM技術(shù),傳輸速率較高且實(shí)現(xiàn)方便、成本低廉,已經(jīng)成為首先推廣應(yīng)用的商業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)。 本文主要對IEEE802.16d OFDM系統(tǒng)物理層進(jìn)行研究,并在XILINX公司的Virtexpro II芯片上實(shí)現(xiàn)了基帶算法。 首先討論了OFDM基本原理及其關(guān)鍵技術(shù)。根據(jù)IEEE802.16d OFDM系統(tǒng)的物理層發(fā)送端流程搭建了基帶仿真鏈路,利用MATLAB/SIMULINK仿真了OFDM系統(tǒng)在有無循環(huán)前綴(CP)、多徑數(shù)目不同等情況下的性能變化。由于同步算法和信道估計(jì)算法計(jì)算量都很大,為了找到適合采用FPGA實(shí)現(xiàn)的算法,分析了同步誤差和不同信道估計(jì)算法對接收信號的影響,并結(jié)合計(jì)算量的大小提出了一種新的聯(lián)合同步算法,以及得出了LS信道估計(jì)算法最適合802.16d系統(tǒng)的結(jié)論。 其次,完成了基帶發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的FPGA硬件電路實(shí)現(xiàn)。為了使系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率更高,采用了流水線的結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)中采用編寫Verilog程序和使用IP核相結(jié)合的辦法,實(shí)現(xiàn)了新的聯(lián)合同步算法,并且通過簡化結(jié)構(gòu),避免了信道估計(jì)算法中的繁瑣除法。利用ISE9. 2i和Modelsim6.Oc軟件平臺對程序進(jìn)行設(shè)計(jì)、綜合和仿真,并將仿真結(jié)果和MATLAB軟件計(jì)算結(jié)果相對比。結(jié)果表明,采用16位數(shù)據(jù)總線可達(dá)到理想的精度。 最后,采用串口通信的方式對基帶系統(tǒng)進(jìn)行了驗(yàn)證。通過串口通信從功能上表明該系統(tǒng)確實(shí)可行。 關(guān)鍵詞:IEEE802. 16d; OFDM; 同步;信道估計(jì);基帶系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-07-31
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隨著我國工業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,電網(wǎng)負(fù)荷急劇增加,特別是沖擊性、非線性負(fù)荷所占比重不斷加大,使得供電電壓發(fā)生波動和閃變,嚴(yán)重影響著電網(wǎng)的電能質(zhì)量。根據(jù)國際電工委員會(IEC)電磁兼容(EMC)標(biāo)準(zhǔn)IEC61000-3-7以及國標(biāo)GB12326-2000,電壓波動和閃變己成為衡量電能質(zhì)量的重要指標(biāo)。 電壓波動和閃變作為衡量電能質(zhì)量的重要指標(biāo),能更直接、迅速地反映出電網(wǎng)的供電質(zhì)量。然而,目前國內(nèi)還沒有很好的電壓波動與閃變測量的數(shù)字信號處理方法。為此,論文在深入研究電壓波動和閃變測量技術(shù)的基礎(chǔ)上,提出一種基于Simulink/DSP Builder的數(shù)字信號處理的FPGA設(shè)計(jì)方法,利用DSP Builder工具將Simulink的模型文件(.mdl)轉(zhuǎn)化成通用的硬件描述語言VHDL文件,避免了VHDL語言手動編寫系統(tǒng)的煩瑣過程,從而能夠?qū)⒏嗑杏谙到y(tǒng)算法的優(yōu)化上。該方法充分利用Matlab/Simulink系統(tǒng)建模的優(yōu)勢,同時(shí)也能夠發(fā)揮FPGA并行執(zhí)行速度快、測量精度高的優(yōu)點(diǎn)。 論文首先介紹了電壓波動和閃變的基木概念、特征量,闡述了電壓波動與閃變的測量原理,分析比較了現(xiàn)有測量方法和裝置的特點(diǎn)和優(yōu)劣。然后依據(jù)電壓波動與閃變測量的IEC標(biāo)準(zhǔn)以及國家標(biāo)準(zhǔn),在對電壓波動與閃變測量模擬仿真的基礎(chǔ)上研究其數(shù)字化實(shí)現(xiàn)方法,即采用數(shù)字濾波的方式在Simulink/DSP Builder工具下設(shè)計(jì)電壓波動與閃變測量系統(tǒng)的數(shù)字模型。同時(shí)在ModelSim SE6.1d軟件下進(jìn)行了系統(tǒng)功能仿真,并且在Altera公司的FPGA設(shè)計(jì)軟件QuartusⅡ6.0下進(jìn)行了系統(tǒng)時(shí)序仿真。 仿真結(jié)果表明,基于Simulink/DSP Builder窗口化的數(shù)字信號處理的FPGA設(shè)計(jì)方案,設(shè)計(jì)簡單、快捷高效,能夠滿足電壓波動和閃變測量最初的系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求,為進(jìn)一步從事電壓波動和閃變測量研究提供了一種全新的設(shè)計(jì)理念,具有一定的理論與現(xiàn)實(shí)意義。
上傳時(shí)間: 2013-07-10
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現(xiàn)代社會對各種無線通信業(yè)務(wù)的需求迅猛增長,這就要求無線通信在具有較高傳輸質(zhì)量的同時(shí),還必須具有較大的傳輸容量。這種需求要求在無線通信中必須采用效率較高的線性調(diào)制方式,以提高有限頻帶帶寬的數(shù)據(jù)速率和頻譜利用率,而效率較高的調(diào)制方式通常會對發(fā)端發(fā)射機(jī)的線性要求較高,這就使功率放大器線性化技術(shù)成為下一代無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。 在本文中,研究了前人所提出的各種功放線性化技術(shù),如功率回退法、正負(fù)反饋法、預(yù)失真和非線性器件法等等,針對功率放大器對信號的失真放大問題進(jìn)行研究,對比和研究了目前廣泛流行的自適應(yīng)數(shù)字預(yù)失真算法。在一般的自適應(yīng)數(shù)字預(yù)失真算法中,主要有兩類:無記憶非線性預(yù)失真和有記憶非線性預(yù)失真。無記憶非線性預(yù)失真主要是通過比較功率放大器的反饋信號和已知輸入信號的幅度和相位的誤差來估計(jì)預(yù)失真器的各種修正參數(shù)。而有記憶非線性預(yù)失真主要是綜合考慮功率放大器非線性和記憶性對信號的污染,需要同時(shí)分析信號的當(dāng)前狀態(tài)和歷史狀態(tài)。在對比完兩種數(shù)字預(yù)失真算法之后,文章著重分析了有記憶預(yù)失真算法,選擇了其中的多項(xiàng)式預(yù)失真算法進(jìn)行了具體分析推演,并通過軟件無線電的方法將數(shù)字信號處理與FPGA結(jié)合起來,在內(nèi)嵌了System Generator軟件的Matlab/Simulink上對該算法進(jìn)行仿真分析,證明了這個(gè)算法的性能和有效性。 本文另外一個(gè)最重要的創(chuàng)新點(diǎn)在于,在FPGA設(shè)計(jì)上,使用了系統(tǒng)級設(shè)計(jì)的思路,與Xilinx公司提供的軟件能夠很好的配合,在完成仿真后能夠直接將代碼轉(zhuǎn)換成FPGA的網(wǎng)表文件或者硬件描述語言,大大簡化了開發(fā)過程,縮短了系統(tǒng)的開發(fā)周期。
上傳時(shí)間: 2013-06-20
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當(dāng)今電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是以大規(guī)模FPGA為物理載體的系統(tǒng)芯片的設(shè)計(jì),基于FPGA的片上系統(tǒng)可稱為可編程片上系統(tǒng)(SOPC)。SOPC的設(shè)計(jì)是以知識產(chǎn)權(quán)核(IPCore)為基礎(chǔ),以硬件描述語言為主要設(shè)計(jì)手段,借助以計(jì)算機(jī)為平臺的EDA工具進(jìn)行的。 本文在介紹了FPGA與SOPC相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上,給出了SOPC技術(shù)開發(fā)調(diào)制解調(diào)器的方案。在分析設(shè)計(jì)軟件Matlab/DSP(Digital Signal Processing)。builder以及Quartus Ⅱ開發(fā)軟件進(jìn)行SOPC(System On a Programmable Chip)設(shè)計(jì)流程后,依據(jù)調(diào)制解調(diào)算法提出了一種基于DSP Builder調(diào)制解調(diào)器的SOPC實(shí)現(xiàn)方案,模塊化的設(shè)計(jì)方法大大縮短了調(diào)制解調(diào)器的開發(fā)周期。 在SOPC技術(shù)開發(fā)調(diào)制解調(diào)器的過程中,用MATLAB/Simulink的圖形方式調(diào)用Altera DSP Builder和其他Simulink庫中的圖形模塊(Block)進(jìn)行系統(tǒng)建模,在Simulink中仿真通過后,利用DSP Builder將Simulink的模型文件(.mdl)轉(zhuǎn)化成通用的硬件描述語言VHDL文件,從而避免了VHDL語言手動編寫系統(tǒng)的煩瑣過程,將精力集中于算法的優(yōu)化上。 基于DSP Builder的開發(fā)功能,調(diào)制解調(diào)器電路中的低通濾波器可直接調(diào)用FIRIP Core,進(jìn)一步提高了開發(fā)效率。 在進(jìn)行編譯、仿真調(diào)試成功后,經(jīng)過QuartusⅡ?qū)⒕幾g生成的編程文件下載到ALTERA公司Cyclone Ⅱ系列的FPGA芯片EP2C5F256C6,完成器件編程,從而給出了一種調(diào)制解調(diào)器的SOPC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案。
標(biāo)簽: FPGA 調(diào)制解調(diào)器
上傳時(shí)間: 2013-06-24
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在現(xiàn)代交流伺服系統(tǒng)中,矢量控制原理以及空間電壓矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)技術(shù)使得交流電機(jī)能夠獲得和直流電機(jī)相媲美的性能。永磁同步電機(jī)(PMSM)是一個(gè)復(fù)雜耦合的非線性系統(tǒng)。本文在Matlab/Simulink環(huán)境下,通過對PMSM本體、d/q坐標(biāo)系向a/b/c坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換等模塊的建立與組合,構(gòu)建了永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)仿真模型。仿真結(jié)果證明了該系統(tǒng)模型的有效性。
標(biāo)簽: MatlabSimulink PMSM 永磁同步電機(jī)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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隨著世界能源危機(jī)的到來,太陽能光伏發(fā)電在能源結(jié)構(gòu)中正在發(fā)揮著越來越大的作用。而太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件并網(wǎng)逆變器的性能還需要進(jìn)一步提高。為了迎合市場上對高品質(zhì)、高性能、智能化并網(wǎng)逆變器的需求,我們將ARM+DSP架構(gòu)作為并網(wǎng)逆變器的控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)集成了ARM和DSP的各自的強(qiáng)大功能,使并網(wǎng)逆變器的性能和智能化水平得到了顯著提高。本論文是基于山東大學(xué)魯能實(shí)習(xí)基地“光伏并網(wǎng)逆變器項(xiàng)目”,目前已經(jīng)試制出樣機(jī)。本人主要負(fù)責(zé)并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)工作。本文主要研究內(nèi)容有: 1.本并網(wǎng)逆變器采用了內(nèi)高頻環(huán)逆變技術(shù)。文中詳細(xì)分析了這種逆變器的優(yōu)缺點(diǎn),進(jìn)行了充分的系統(tǒng)分析和論證。 2.采用MATLAB/Simulink軟件對并網(wǎng)逆變器的控制算法進(jìn)行仿真,包括前級DC-DC變換的控制算法以及后級DC-AC逆變的控制算法。通過仿真驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)算法的可行性,對DSP程序開發(fā)提供了很好的指導(dǎo)意義。 3.本文將ARM+DSP架構(gòu)作為逆變器的控制系統(tǒng),并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的硬件控制系統(tǒng)。DSP控制板硬件系統(tǒng)包括AD數(shù)據(jù)采集、硬件電流保護(hù)、電源、eCAN總線,SPI總線等硬件電路。ARM板硬件系統(tǒng)包括SPI總線、RS232總線、RS480總線、以太網(wǎng)總線、LCD顯示、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、鍵盤等硬件電路。 4.本文設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了兩種最大功率點(diǎn)跟蹤控制算法:功率擾動觀察法或增量電導(dǎo)法;孤島檢測方法采用被動式和主動式兩種檢測方式,被動式所采用的方法是將過/欠電壓和電壓相位突變檢測相結(jié)合的方式,主動式采用正反饋頻率偏移法;為了實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)逆變器的輸出電流與電網(wǎng)電壓同頻同相,使用了軟件鎖相環(huán)控制技術(shù)。本文分別給出了以上各種算法的控制程序流程圖。 5.本文也給出了AD數(shù)據(jù)采集、eCAN總線、RS232、RS485、以太網(wǎng)、PWM輸出等程序流程圖,以及DSP和ARM之間的SPI總線通信程序流程圖。并且分別給出了ARM管理機(jī)控制系統(tǒng)主程序流程圖和DSP控制機(jī)控制系統(tǒng)主程序流程圖。 6.最后對并網(wǎng)逆變器樣機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。結(jié)果顯示:該樣機(jī)基本上實(shí)現(xiàn)了本文提出的設(shè)計(jì)方案所應(yīng)完成的各項(xiàng)功能,樣機(jī)的性能比較理想。
標(biāo)簽: ARMDSP 架構(gòu) 太陽能光伏 并網(wǎng)逆變器
上傳時(shí)間: 2013-07-10
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本課題為研究大功率永磁無刷直流電機(jī)及其驅(qū)動系統(tǒng)而設(shè)計(jì)了一臺50kW 多相永磁無刷直流電機(jī),該電機(jī)的設(shè)計(jì)最大限度地模擬了某大功率多相永磁無刷直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu),驅(qū)動系統(tǒng)也基本采用了某大功率永磁無刷直流電機(jī)的主電路結(jié)構(gòu)。全文內(nèi)容如下: 本文介紹了一種以晶閘管為主要功率元件的大功率永磁無刷直流電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)。本文通過對電機(jī)各運(yùn)行的狀態(tài)的分類分析,總結(jié)了這種驅(qū)動系統(tǒng)的觸發(fā)邏輯控制規(guī)律,優(yōu)化了邏輯控制程序,為永磁無刷直流電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的仿真和實(shí)際系統(tǒng)的開發(fā)提供了依據(jù)。 本文通過對驅(qū)動系統(tǒng)換流過程的詳細(xì)分析,總結(jié)了有關(guān)參數(shù)如電機(jī)電感、換相電容等對電機(jī)換流過程的影響程度、趨勢和規(guī)律。給出了驅(qū)動系統(tǒng)主要參數(shù)選取的依據(jù)和選擇方法,并通過樣機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,為大功率永磁無刷直流電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的主電路設(shè)計(jì)提供理論支持。為準(zhǔn)確預(yù)測大功率永磁無刷直流電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的運(yùn)行性能,建立了永磁無刷直流電機(jī)的電路模型和S函數(shù)模型,并闡述了其在Matlab/Simulink 平臺下的建模原理和實(shí)現(xiàn)方法。 本文提出的兩種電機(jī)模型,相互補(bǔ)充,準(zhǔn)確預(yù)知了永磁無刷電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的運(yùn)行特性,大大加速驅(qū)動系統(tǒng)研制過程。其中,電路模型具有仿真效率高,便于研究驅(qū)動系統(tǒng)主電路參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響,從而對主電路參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化;S 函數(shù)模型便于對電機(jī)內(nèi)部細(xì)節(jié)進(jìn)行分析,為揭示電機(jī)內(nèi)部變量的變化規(guī)律提供了有力的手段。
標(biāo)簽: 大功率 無刷直流電機(jī) 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間: 2013-07-04
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汽車防抱死制動控制系統(tǒng)(ABS)是改善汽車主動安全性的重要裝置,在汽車日益普及的今天,它的應(yīng)用更為廣泛和具有重要意義。作為制動系統(tǒng)中的閉環(huán)控制裝置,它能防止制動過程中的車輪抱死,以保持車輛的方向穩(wěn)定性和減少輪胎磨損。ABS的主要部件有:液壓調(diào)節(jié)器、輪速傳感器和用于信號處理、觸發(fā)報(bào)警燈和控制液壓調(diào)節(jié)器的ECU。 本文首先簡要介紹了ABS的發(fā)展歷史和基本功能,整個(gè)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及其控制原理。利用MATLAB/Simulink建立各部件的模型,包括單輪旋轉(zhuǎn)動力學(xué)模型、1/2車輛縱向動力學(xué)模型、7自由度整車模型、車輛制動器模型。 分析ABS控制方法,建立ABS滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)模型。將滑模變結(jié)構(gòu)控制和傳統(tǒng)邏輯門限控制進(jìn)行比較。在高附著系數(shù)路面上可以看出滑模變結(jié)構(gòu)控制較傳統(tǒng)邏輯門限控制能進(jìn)一步縮短制動距離。進(jìn)一步地,利用相同制動力在不同附著系數(shù)路面上引起的車輪角減速度不同的特點(diǎn),在線修正目標(biāo)滑移率,仿真結(jié)果顯示獲得了更好的制動效果。 根據(jù)防抱死制動系統(tǒng)的工作原理,以ARM單片機(jī)LPC2292為核心,完成了輪速信號調(diào)理電路、電磁閥和回液泵電機(jī)驅(qū)動電路等電路的設(shè)計(jì),闡述了ABS各功能模塊軟件的設(shè)計(jì)思想和實(shí)現(xiàn)方法,完成了防抱死制動系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)。 最后,自主設(shè)計(jì)的控制器在某車型上進(jìn)行了替換試驗(yàn)。 試驗(yàn)結(jié)果表明:自主開發(fā)的ABS控制器滿足了制動防抱死功能的需要,各項(xiàng)試驗(yàn)指標(biāo)皆與原裝ABS接近。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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