高性能伺服控制系統日益廣泛地應用于現代工業、家用電器和國防等各個領域。采用先進控制策略和全數字控制技術的永磁同步電機伺服系統,已成為高性能伺服系統發展的主流方向。應用在交流伺服系統上的背景技術不斷進步,同時市場對伺服系統性能、成本及自適應能力的要求也不斷提高。 本文從詳細分析了永磁同步電機的數學模型和矢量控制的基本原理,選取了基于id=0轉子磁場定向矢量控制方式,采用電壓空間矢量(SVPWM)調制技術,建立了位置、轉速、電流三閉環控制的永磁同步電機伺服系統。針對伺服系統在運行過程中參數變化及負載擾動等問題,深入分析了連續與離散系統滑模變結構控制器設計的基本原則和方法,將滑模變結構控制與矢量控制相結合,改進了基于趨近率的單段滑模面變結構控制,設計了適用于矢量控制位置伺服系統的分段式滑模變結構控制器。在Matlab/Simulink7.1仿真環境和以Freescale MC56F8346DSP為核心的實驗系統平臺進行了詳盡的仿真和實驗研究。結果表明本系統滿足高性能伺服控制系統的基本要求,滑模變結構控制能夠有效應用于矢量控制伺服系統并提高其魯棒性。
上傳時間: 2013-07-18
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近年來,隨著汽車工業的迅速發展,環境污染、全球變暖、能源短缺的壓力使傳統的內燃機汽車面臨前所未有的挑戰,燃料電池電動汽車已成為汽車工業新的熱點。由于燃料電池輸出特性的特殊性,輸出端必須連接DC/DC變換器,使之與驅動器配合。因此,DC/DC變換器是燃料電池電動汽車的關鍵零部件之一。 本論文主要對燃料電池電動轎車FCEV(Fuel Cell Electric Vehicle)用DC/DC變換器的主電路拓撲結構、參數設計及電磁兼容(EMC)問題進行了研究。重點針對升降壓和雙向DC/DC變換器進行分析研究。 首先介紹分析了幾種傳統升降壓直流變換器的工作原理和優缺點。針對燃料電池的特性和電動汽車對升降壓DC/DC變換器的性能指標要求,分析比較了非隔離式直流變換器的一些優點和缺點,提出了Buck-Boost級聯的升降壓主電路方案并提出相關的控制策略。然后運用模擬仿真軟件MATLAB仿真分析了控制策略的正確性。 其次分析研究了雙向DC/DC變換器的應用與設計,綜合比較現有的各種隔離與非隔離方案,結合車用要求,選擇了非隔離式的Buck-Boost拓撲。針對其工作原理、特點進行了雙向DC/DC變換器主電路與控制電路的設計研究,重點研究其過渡過程的控制策略。在利用MATLAB進行各種過渡過程的仿真分析的基礎上,選取了最佳的過渡控制方案。并利用該控制策略編制DSP控制程序,制作了小功率1kW數字控制雙向DC/DC變換器。 最后深入討論了DC/DC變換器中的電磁兼容問題。分析了DC/DC變換器主電路中存在的主要干擾源、干擾產生的機理以及干擾傳播途徑,然后以此出發,重點討論了各種抑制電磁騷擾(EMI)和電磁抗干擾(EMS)的方法及措施,給出具體方案。
上傳時間: 2013-05-24
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SPI接口實險,LED數據管顯示。 1、程序通過SPI接口輸出數據到HC595芯片驅動LED數據管簡單顯示。 2、內部1 M晶振,程序采用單任務方式,軟件延時。 3、進行此實驗請插上JP1的所有8個短路塊,JP6(SPI_EN)短路塊。
上傳時間: 2013-06-29
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新型8 通道24 位模數轉換器ADS1216 及其應用
上傳時間: 2013-04-24
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燃料電池電動汽車DC/DC變換器的諸如工作電壓、電流、效率、體積、重量、溫度這些參數指標中溫度參數是一個尤為重要的參數。如何對DC/DC變換器內部多點溫度參數進行實時監測從而為DC/DC變換器提供可靠的溫度參數就成為本課題的直接來源和選題依據。 USB總線具有即插即用、使用方便、易于擴展以及抗干擾能力強等其它總線無法比擬的優點。如今USB已經成為PC上的標準接口,并迅速占領了計算機中、低速外設的市場。而且隨著計算機功能的不斷強大,虛擬儀器技術也在不斷發展。它代表了測量與控制技術的未來發展方向。本課題的研究目的就是希望將USB總線技術和虛擬儀器技術應用到測量系統中,充分利用實驗室現有的資源,設計一個基于USB總線和LabVIEW的多路溫度測試儀。 在了解DC/DC變換器內部主電路的拓撲結構的基礎上,考慮測試系統抗干擾技術,選用擴展了USB功能的微控制器芯片STM32F103和高精度溫度傳感器PT1000完成了基于恒流源的多通道溫度檢測電路原理圖與印刷電路板設計。在學習USB協議和電子芯片數據手冊的基礎上編寫了測試儀的下位機固件程序。通過LabVIEW中的NI—VISA開發驅動程序實現上位機與USB設備的通信功能。在LabVIEW虛擬儀器軟件開發平臺中編寫用戶界面并建立合理的報表生成系統,有效存儲數據提供用戶查詢。 直接在LabVIEW環境下通過NI—VISA開發能驅動用戶USB系統應用程序,完全避開了以前開發USB驅動程序的復雜性,大大縮短了開發周期,節省了開發成本。設計完畢后對系統進行了軟硬件聯調,通道標定和現場試驗,并進行了精度分析。實驗結果表明課題在這一研究過程中取得了預期的良好結果。
上傳時間: 2013-06-07
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三相電壓不平衡度是衡量電網電能質量的一個重要指標。在三相系統中,引起電壓不平衡的主要原因是發電機的輸出電壓不平衡和負載不平衡兩方面,電壓不平衡比較嚴重時,會給系統帶來諸多危害。近年來,STATCOM因其動態響應速度快,電流諧波含量小,裝置體積小等優點,在電壓不平衡補償中的應用越來越廣。 首先本文研究了基于IGCT的STATCOM主電路。為了獲得更高的輸出電壓,通常需要將IGCT串聯使用。然而在器件串聯使用時,由于其特性的差異會產生暫態電壓分配不均衡,導致個別器件上產生過電壓而威脅器件的安全,嚴重時會燒毀器件。因此需要采用均壓電路來保證串聯結構中電壓的平均分配。本文重點對IGCT串聯均壓電路和緩沖電路進行了設計,在分析串聯均壓電路的同時,計算了吸收電容和吸收電阻的取值范圍。而后,對緩沖電路進行了Pspice仿真,通過仿真驗證了均壓電路的工作效果。結果表明,吸收電容和吸收電阻的取值合適,能夠對IGCT的串聯運行起到很好的保護作用。本文還對100Kvar/660VSTATCOM的主電路進行了參數設計,對IGCT的型號和各主要元件進行了選擇。 本文重點研究了不平衡系統中STATCOM的控制策略。建立了基于IGCT的STATCOM的數學模型;根據STATCOM的電流暫態模型,對電流電壓進行序分解,并做D—Q坐標變換,建立STATCOM在靜止坐標系下的正、負序數學模型。基于建立的負序模型,研究STATCOM在不平衡情況下的控制策略,本文采用無差拍控制方法;根據實際補償時遇到的問題:收斂速度慢、依賴固定的負載模型、魯棒性差等,對無差拍控制方法進行了優化設計。該優化方法在傳統無差拍的基礎上引入了參考電流觀測器和狀態觀測器;文中具體設計了這個改進無差拍控制器和其相關電路。經分析與仿真驗證了本文提出的優化控制方法,將該方法應用于STATCOM不平衡補償器,取得了良好的不平衡補償性能、快速的動態響應和良好的魯棒性。
上傳時間: 2013-06-05
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隨著經濟的發展、生產管理自動化水平的不斷提高,將傳統的儀表、現場總線和以太網技術相結合,研制帶有總線接口的現場智能檢測儀表及遠程網絡傳輸系統成為業界關注的熱點。本文對困內外該課題的研究現狀進行了詳細分析,提出了一種基于CAN總線的智能儀表遠程傳輸系統的設計方案。 本文首先分析了課題的關鍵問題所在,并闡述了系統的總體設計方案。接著對系統的軟硬件設計進行了詳細的論述。在設計中選用C8051F040單片機作為現場智能檢測儀表的核心處理器,設計了信號調理電路、CAN總線接口電路和人機交互接口等,實現了對水體環境中溫度、pH、鹽度、濁度等常規參數的檢測,以此儀表作為CAN總線節點并通過CAN接口向總線發送檢測到的參數數據。還設計了基于ARM7處理器LPC2292嵌入式CAN—Ethernet網關。在網關硬件平臺設計完成的基礎上移植了嵌入式實時操作系統μC/OS—Ⅱ,在此基礎上實現了一個經過裁剪的適合嵌入式系統應用TCP/IP協議棧,并實現了嵌入式Web服務器,以此網關作為CAN總線主節點接收總線上的數據并保存在網關中。這樣,監控中心管理人員通過IE瀏覽器訪問嵌入式CAN—Ethernet網關的Web服務器,就能夠在瀏覽器的Web頁面上動態顯示保存在網關中的智能儀表檢測的實時數據。 本系統在實際測試中運行穩定可靠,通過對運行結果和性能的分析可知,將工業以太網和CAN總線技術與智能儀表結合起來,將現場智能設備的各種信息傳到遠離現場的控制室,可以實現某些特殊或危險的無人值守場合的監控,使生產中的事故降到最低點,同時易于設備的后期維護,能給企業帶來可觀的經濟效益。同時本系統是一個全開放式系統,具有很強移植性和技術升級空間,可以很容易地應用到其他監控領域如國防軍工、海洋地質、環境生態等各行各業,具有良好的發展前景。
上傳時間: 2013-04-24
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串聯電池組廣泛應用于手攜式工具、筆記本電腦、通訊電臺、便攜式電子設備、航天衛星、電動自行車、電動汽車及儲能裝置中。本文就電動汽車的串聯電池組加以研究。 隨著社會的發展以及能源、環保等問題的日益突出,電動汽車以其零排放,噪聲低等優點越來越受到世界各國的重視,被稱作綠色環保車。作為發展電動車的關鍵技術之一的電池管理系統(BMS),是電動車產業化的關鍵。電動汽車的快速發展,它的能量源-動力電池組,成了電動汽車發展的瓶頸。電池技術和電池能量管理系統(BMS)的研究成為解決這一問題的關鍵,越來越受到人們的關注。 電動汽車電池組相關技術中的電池管理系統是目前國內外研究的熱點。本文描述了電動公交用鋰電池配套的電池管理系統的設計與實現。 該電池管理系統在拓撲結構上采用集散式的檢測方法,即每箱電池都配備檢模塊,將各模塊所檢測的相關電池數據通過內部總線傳送給主控模塊,再由主模塊對整體數據進行分析和存儲,并由CAN總線發送給電動公交各車載裝置。 本論文首先比較了現有的幾種電動汽車常用的電壓測量方法,然后提出了電池管理系統中的串聯電池組電壓測量方法的整體設計方案。即采集各個電池單體的基本信息到BMS控制芯片(單片機MC9S12D64)中進行處理計算,從而得出電池工作狀態等信息。 介紹了CAN總線與電動汽車中心控制器進行通信,實現整車的控制。在硬件設計中詳細介紹了小系統的設計,電壓采集系統的設計,CAN通信接口電路的設計,以及抗干擾等方面的電路設計。并介紹了一些重要器件的選擇與參數確定。軟件實現方面,著重講述了檢測板電壓檢測的的功能模塊,最后對電池管理系統的進一步發展給出了一些展望。 目前,本課題的研究在理論和實踐中都取得了很大的進展,在經過大量的軟硬件調試與改進的基礎上,該方法已經實現了良好、可靠的運行,取得了很好的效果,為下一階段的準備打下了很好的基礎。
上傳時間: 2013-06-01
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近幾十年來,移動通信進入了飛速發展時期,它與人們的日常生活息息相關,已經成為了人們生活中的必需品,目前移動通信正處在由第二代向第三代過渡的階段。調制技術是移動通信中的一項關鍵技術,根據不同的無線信道的特點選擇合適的、高效的調制方式對移動通信系統的性能非常重要。軟件無線電技術的出現對于移動通信的發展起到了很大的推動作用,構建一個通用的、標準的、模塊化的硬件平臺,把以前用硬件實現的無線電功能用軟件來實現,大大地提高了通信系統的靈活性。用軟件無線電技術實現的數字調制靈活性好,可以通過空中下載實現不同的調制方式,從而適應不同的通信體制。 在閱讀了大量數字調制和軟件無線電的國內外文獻的基礎上,本文深入研究了各種數字調制方式的原理以及優缺點,設計了一個軟件無線電平臺以實現相應的數字調制。該平臺以TI公司的DSP芯片TMS320VC5416為核心部分進行信號的處理用于實現數字調制算法,在外圍電路上擴展了ADC、DAC芯片分別構成前向數據采集模塊和后向調制信號處理模塊,同時用CPLD來構成邏輯控制模塊,主要實現地址分配、提供接口控制信號、輸入信息檢索功能、譯碼功能和分頻功能。在軟件設計方面,本設計分為整體邏輯控制和數字調制算法實現兩部分。在整體邏輯控制部分主要是針對CPID模塊進行整體邏輯控制的設計,在數字調制算法部分主要是在DSP模塊實現ASK、FSK、QPSK等數字調制算法的設計。 本軟件無線電平臺具有處理速度快、實時操作性強、存儲大量數據等優點。 關鍵字:軟件無線電;數字調制;DSP;CPLD
上傳時間: 2013-04-24
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隨著計算機技術的迅猛發展,受其影響的儀器行業也發生了巨大的變革,即儀器的手動操作使用改為計算機控制自動測試。隨著自動測試技術和程控儀器的發展,除了要求物理硬件接口標準化外,也要求軟件控制標準化。 硬件方面,從20世紀50代自動測試概念建立起,經過初期專用接口、半專用接口到20世紀80年代中期才普及推廣開放式標準接口總線,如RS232串行通信接口總線、GPIB通用接口總線、PXI計算機外圍儀器系統總線、VXI塊式儀器系統總線等。 軟件方面,1987年6月頒布的IEEE488.2(程控儀器消息交換協議)標準首先解決了數據結構方面的問題,但仍將大量的器件語義留給設計者自由定義。1990年4月,國際上九家儀器公司在IEEE488.2基礎上提出了SCPI(Standard Commands for Programmable Instruments程控儀器標準命令),才使程控儀器器件數據和命令得到標準化。SCPI的總目標是縮短自動測試系統程序開發時間,保護儀器制造者和使用者雙方的硬、軟件投資,為儀器控制和數據利用提供廣泛兼容的編碼環境。 儀器接收到SCPI消息后進行響應:接收字符串消息、詞法分析、語法分析、中間代碼生成、優化和目標代碼生成,語法分析模塊的性能直接影響到程控執行效率。為了進一步簡化儀器內語法分析模塊、提高程控執行效率,本課題提出了在接口電路中加入解析模塊的思想,可將控制器發送到儀器的SCPI消息即復雜的ASCII碼字符串轉變為簡單的二進制代碼。采用此解析模塊將大大簡化儀器設計者的軟件工作,既能實現儀器語言標準化又能提高儀器對遠程 控制的響應速度,這在研究實驗室內的自制儀器時將是很有用的。 儀器接口有很多種,本課題主要討論了RS232和GPIB兩種接口。本設計中儀器接口板是獨立于儀器的,與儀器單獨使用微處理器,若要與儀器連接實現通信只需在兩微處理器之間進行通信即可,這樣做的目的是:一方面可以不影響儀器的設計和操作,一方面可以實現接口板的通用性和儀器的可換性。針對于RS232接口為一簡單接口,我先將工作重心放在軟件設計上,主要考慮怎樣把復雜的ASCII碼字符串解析為簡單的二進制代碼。針對于GPIB接口,軟件設計的主要部分已完成,再把工作重心放在硬件設計上,采用性價比更高的CPID實現GPIB接口芯片NAT9914。為了觀察解析結果還加入了LCD顯示。本設計在開發通用的、低價的儀器接口板方面做了一個有益的嘗試,為進一步的自動測試系統研究打下了基礎。 關鍵詞:儀器;SCPI;RS232接口;GPIB接口;CPLD
上傳時間: 2013-04-24
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