船舶自動操舵儀又稱自動舵，用來保持船舶在給定航向或航跡上航行，是船舶操縱的關(guān)鍵設(shè)備。船舶自動舵尚沒有專用的故障診斷系統(tǒng)，當(dāng)前的維修方法不能滿足快速保障和應(yīng)急保障的需要。本文結(jié)合某型自動舵微機(jī)通道故障診斷科研項(xiàng)目，重點(diǎn)論述某型自動舵數(shù)字控制系統(tǒng)的故障診斷設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，研究了基于模糊推理的船舶自動舵故障診斷專家系統(tǒng)和基于支持向量機(jī)的船舶自動舵模擬電路故障診斷方法。 對某型自動舵充分調(diào)研，在了解系統(tǒng)軟、硬件的總體技術(shù)要求和指標(biāo)的基礎(chǔ)上，建立檢測對象的數(shù)學(xué)模型和物理模型。確定故障檢測的對象特點(diǎn)，為系統(tǒng)故障仿真、參數(shù)辨識做好準(zhǔn)備，并為后續(xù)的故障檢測、診斷方法研究提供了參考。 結(jié)合某型自動舵數(shù)字控制系統(tǒng)實(shí)際情況，確定其故障診斷系統(tǒng)采用分層遞階結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)底層為基于嵌入式微處理器的信號檢測單元，負(fù)責(zé)獲取微機(jī)通道的總線控制權(quán)以及信號預(yù)處理；系統(tǒng)中間層為通訊子系統(tǒng)，負(fù)責(zé)對底層多個檢測單元信息集中傳送；系統(tǒng)頂層為故障診斷和顯示子系統(tǒng)，負(fù)責(zé)對微機(jī)通道的信息進(jìn)行綜合評價，得出最終診斷結(jié)論。 船舶自動舵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)繁雜，很多故障很難用精確的公式將它表示出來，提出了基于模糊推理的船舶自動舵故障診斷專家系統(tǒng)，提高了自動舵故障診斷準(zhǔn)確性。該系統(tǒng)將模糊數(shù)學(xué)、模糊診斷原理及專家經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，采用模糊產(chǎn)生式知識表示法，確定模糊關(guān)系矩陣及語義距離，設(shè)計(jì)相關(guān)硬件平臺，實(shí)現(xiàn)了船舶自動舵故障診斷模糊專家系統(tǒng)的各個功能模塊。 為解決船舶自動舵模擬電路故障診斷復(fù)雜多樣難于辨識的問題，提出了基于支持向量機(jī)的故障診斷方法。該方法通過電路仿真分析，給出了各故障模式下電壓頻率響應(yīng)，提取具有代表性的故障特征，建立了以支持向量機(jī)為基礎(chǔ)的模擬電路故障診斷模型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，該方法可有效診斷模擬電路中的元件故障，且對于元件容差引起的故障診斷模型的不確定性具有較強(qiáng)的魯棒性，滿足非線性電路的故障診斷要求。
標(biāo)簽： 自動 故障診斷 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時間： 2013-04-24
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交錯并聯(lián)反激變換器具有電路結(jié)構(gòu)簡單，控制方便等優(yōu)點(diǎn)，并且可以實(shí)現(xiàn)電氣隔離。但是其升壓比不高，變換器中主開關(guān)管電壓應(yīng)力較大，且工作中開關(guān)管處于硬開關(guān)狀態(tài)，限制了變換器的效率。 針對交錯并聯(lián)反激變換器所存在的問題，本文提出了一種新穎的基于耦合電感第三繞組實(shí)現(xiàn)的原邊并聯(lián)、副邊并聯(lián)隔離型軟開關(guān)Boost變換器。該變換器繼承了交錯并聯(lián)反激變換器的優(yōu)點(diǎn)，兩個并聯(lián)單元互補(bǔ)工作，分擔(dān)功率損耗，輸出電壓的脈動頻率為主開關(guān)管的兩倍。不同的是，該變換器具有較高的升壓比，變換器中主開關(guān)管的電壓應(yīng)力較小，克服了交錯并聯(lián)反激變換器的問題。在軟開關(guān)方面，變換器使用有源箝位軟開關(guān)電路，使主開關(guān)管與箝位開關(guān)管都實(shí)現(xiàn)了零電壓軟開關(guān)動作，提高了變換器的效率與使用壽命。因此，它與交錯并聯(lián)反激變換器相比，更適合于低電壓輸入、高電壓輸出的應(yīng)用變換場合。 在該變換器的基礎(chǔ)上，針對變換器中輸出二極管電壓電流振蕩較大，本文還提出了經(jīng)過改進(jìn)的引入輸出箝位電容的變換器。輸出箝位電容抑制了二極管兩端電壓的振蕩，減小了二極管的電壓應(yīng)力，提高了變換器的效率。 最后，本文通過仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了基于耦合電感第三繞組實(shí)現(xiàn)的原邊并聯(lián)、副邊并聯(lián)隔離型軟開關(guān)Boost變換器及其改進(jìn)型變換器方案的可行性與合理性。
標(biāo)簽： Boost 隔離型 軟開關(guān)
上傳時間： 2013-05-20
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混合動力汽車采用內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)作為動力源，成為解決排污和能源問題最具現(xiàn)實(shí)意義的途徑之一，集成一體化起動/發(fā)電機(jī)(ISG)技術(shù)是當(dāng)前國際公認(rèn)的未來汽車的先進(jìn)技術(shù)之一，也是當(dāng)代汽車發(fā)展的重要方向。論文以ISG型混合動力汽車為研究對象，進(jìn)行了混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)和動力總成控制系統(tǒng)等方面的研究。 本文系統(tǒng)地分析了串聯(lián)式、并聯(lián)式以及混聯(lián)式混和動力汽車動力總成構(gòu)型的優(yōu)缺點(diǎn)，介紹了ISG型混合動力汽車結(jié)構(gòu)及主要特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，首先通過對各總成選型分析，選擇了發(fā)動機(jī)、電機(jī)、電池等部件，接著根據(jù)性能指標(biāo)，確定了發(fā)動機(jī)、電機(jī)、電池等部件參數(shù)匹配。 動力總成控制系統(tǒng)作為HEV控制系統(tǒng)的關(guān)鍵，主要負(fù)責(zé)對行駛需求功率的合理分配，保證HEV高效運(yùn)行，使發(fā)動機(jī)燃油消耗和排放達(dá)到最優(yōu)。動力總成控制系統(tǒng)的硬件采用了TMS320F2812芯片，由于它功能強(qiáng)大，I/O資源豐富，并且支持廣泛用于汽車電控的CAN通訊，因此，非常適合于混合動力汽車的實(shí)時控制。本文研究了動力總成控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，以TMS320F2812型DSP為核心，組建了混合動力總成控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)。在充分利用DSP內(nèi)部模塊的基礎(chǔ)上對它的外部總線進(jìn)行擴(kuò)展。并設(shè)計(jì)了電源模塊、A/O模塊、IO模塊、CAN總線模塊和串口通訊模塊。在模塊化設(shè)計(jì)方式基礎(chǔ)上建立了混合動力控制策略的軟件設(shè)計(jì)。 為了證明設(shè)計(jì)方案的可行性和DSP總成控制系統(tǒng)的控制性能，在MATIAB/Simulink環(huán)境下，以hdvisor為仿真平臺，依據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、控制策略，對相關(guān)模塊進(jìn)行修改，建立了ISG型混合動力汽車整車的仿真模型。利用建立的模型，在Advisor仿真軟件中輸人仿真參數(shù)，設(shè)置仿真性能，汽車動力性、經(jīng)濟(jì)性以及一些重要性能曲線的仿真結(jié)果。與同樣參數(shù)設(shè)置的傳統(tǒng)燃油汽車仿真結(jié)果進(jìn)行比較表明，油耗和排放都得到了很好的降低。
標(biāo)簽： 混合動力 汽車驅(qū)動 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-08
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由于高頻PWM整流器可以提供正弦化低諧波的輸入電流，可控功率因數(shù)，及雙向能量流動，因此得到越來越廣泛的應(yīng)用。網(wǎng)側(cè)單電感濾波會帶來一些問題，首先要想得到較好的濾波效果，必須增大電感值，這樣系統(tǒng)的動態(tài)性能會變差，而且成本增加。另外，整流器的功率比較大時，交流側(cè)的濾波的損耗也會增大。為了解決上述問題，本文研究了基于LCL濾波的高頻PWM整流器。在交流側(cè)應(yīng)用LCL 濾波器可以減少電流中的高次諧波含量,并在同樣的諧波要求下,相對純電感型濾波器可以降低電感值的大小，提高系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)。 文章首先對高頻PWM整流器的工作原理做了詳細(xì)的介紹，并對基于L和LCL兩種不同的濾波器，分別在ABC靜止坐標(biāo)系，αβ靜止坐標(biāo)系和dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中建立了數(shù)學(xué)模型。文章中將L濾波的電壓型三相PWM整流器的控制方法應(yīng)用于LCL濾波情況。基于dq軸模型，提出了雙閉環(huán)的控制策略，電流內(nèi)環(huán)采用前饋解耦控制。為了提高電流的跟隨性能，按照典型Ⅰ型系統(tǒng)設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器。為了提高電壓環(huán)的抗干擾性，按照典型Ⅱ型系統(tǒng)設(shè)計(jì)電壓調(diào)節(jié)器。 文章還詳細(xì)討論了LCL濾波器帶來的諧振問題，以及參數(shù)設(shè)計(jì)方法，列出了實(shí)際系統(tǒng)LCL濾波器參數(shù)的設(shè)計(jì)步驟。文章在MATLAB/SIMULINK環(huán)境下建立了PWM整流器仿真模型對系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，按照文章提出的理論設(shè)計(jì)的仿真系統(tǒng)具有良好的動態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能。 文章最后基于TMS320LF2407A設(shè)計(jì)了整流器裝置的控制系統(tǒng)硬件和軟件，并得到了初步實(shí)驗(yàn)結(jié)果，能滿足控制要求，從而驗(yàn)證了控制方案的正確性。
標(biāo)簽： LCL PWM 濾波
上傳時間： 2013-07-01
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本文致力于可并聯(lián)運(yùn)行的斬控式單相交流斬波變換器的研究。交交變換技術(shù)作為電力電子技術(shù)一個重要的領(lǐng)域一直得到人們的關(guān)注，但大都將目光投向AC-DC-AC兩級變換上面。AC/AC直接變換具有單級變換、功率密度高、拓?fù)渚o湊簡單、并聯(lián)容易等優(yōu)勢，并且具有較強(qiáng)擴(kuò)展性，故而在工業(yè)加熱、調(diào)光電源、異步電機(jī)啟動、調(diào)速等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。斬控式AC/AC 電壓變換是一種基于自關(guān)斷半導(dǎo)體開關(guān)器件及脈寬調(diào)制控制方式的新型交流調(diào)壓技術(shù)。 本文對全數(shù)字化的斬控式AC/AC 變換做了系統(tǒng)研究，工作內(nèi)容主要有：對交流斬波電路的拓?fù)浼捌銹WM方式做了詳細(xì)的推導(dǎo)，著重對不同拓?fù)涞乃绤^(qū)效應(yīng)進(jìn)行了分析，并且推導(dǎo)了不同負(fù)載情況對電壓控制的影響。重點(diǎn)推導(dǎo)了單相Buck型變換器和Buck-Boost 變換器的拓?fù)淠Ｐ停蜗嘞到y(tǒng)的拓?fù)溟_關(guān)模式推導(dǎo)到三相的情況，然后分別對單相、三相的情況進(jìn)行了Matlab仿真。建立了單相Buck 型拓?fù)涞拈_關(guān)周期平均意義下的大信號模型和小信號模型，指導(dǎo)控制器的設(shè)計(jì)。建立了適合電路工作的基于占空比前饋的電壓瞬時值環(huán)、電壓平均值環(huán)控制策略。在理論分析和仿真驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，建立了一臺基于TMS320F2808數(shù)字信號處理器的實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，完成樣機(jī)調(diào)試，并完成各項(xiàng)性能指標(biāo)的測試工作。
標(biāo)簽： 單相交流 斬波 變換器
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隨著國內(nèi)交流伺服電機(jī)等硬件技術(shù)逐步成熟，高運(yùn)算能力的控制芯片與電機(jī)控制技術(shù)相結(jié)合，具有高效、節(jié)能和可移植性好等特點(diǎn)，這樣使得交流伺服系統(tǒng)成為現(xiàn)代電機(jī)伺服驅(qū)動系統(tǒng)的一個發(fā)展趨勢。 本文主要是基于MCU研究和設(shè)計(jì)了交流永磁電機(jī)位置伺服控制系統(tǒng)。針對三相永磁同步電機(jī)的物理方程，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，在d-q旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下建立轉(zhuǎn)矩方程，采用Id=0的矢量控制策略，建立一套完整的全數(shù)字交流位置伺服控制系統(tǒng)。 硬件方面，采用的是瑞薩公司專用電機(jī)控制Tiny系列芯片M30262F8作為控制芯片，并由三菱公司的第三代IPM模塊PS21564實(shí)現(xiàn)功率驅(qū)動，簡化了系統(tǒng)電路，縮小了系統(tǒng)的體積，提高了系統(tǒng)的可靠性。由交流電流傳感器檢測三相定子繞組電流；由增量式磁性編碼器檢測永磁轉(zhuǎn)子位置，并設(shè)計(jì)一種比較快速的轉(zhuǎn)子初始檢測方法。 軟件方面，采用結(jié)構(gòu)化語言C和單片機(jī)M16C匯編語言混編，實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)初始化、三環(huán)控制、電流跟隨型PWM控制，提高編寫代碼的效率，同時保證系統(tǒng)的實(shí)時控制性能；由軟件方式實(shí)現(xiàn)經(jīng)典PID控制和簡單模糊控制相結(jié)合構(gòu)成“串聯(lián)校正”閉環(huán)控制系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)的快速性和抗干擾能力。此外，本文對控制策略進(jìn)行了研究，闡述了模糊PID控制策略；還介紹了SPWM、SVPWM和跟隨型PWM調(diào)制。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文所設(shè)計(jì)的伺服控制系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)電機(jī)的啟動，調(diào)速和定位等，并能達(dá)到系統(tǒng)的性能指標(biāo)。
標(biāo)簽： 位置伺服 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-19
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當(dāng)今高新技術(shù)不斷發(fā)展，越來越多的高精度儀器設(shè)備對輸入電源，特別是對輸入交流電源的穩(wěn)壓精度要求越來越高。與此同時，隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和用電負(fù)載的急劇增加，電壓波動和波形畸變等供電質(zhì)量問題日趨突出，不能滿足高精度儀器設(shè)備的需要，因而就需要在電網(wǎng)和這些設(shè)備之間增加高穩(wěn)壓精度、寬穩(wěn)壓范圍的交流穩(wěn)壓電源。基于Delta逆變技術(shù)的交流穩(wěn)壓電源既能進(jìn)行瞬時的交流電壓穩(wěn)定補(bǔ)償，又能提高整流輸入端的功率因數(shù)，減少諧波對電網(wǎng)的污染，因而具有重要的實(shí)際意義和研究價值。 本文采取串聯(lián)補(bǔ)償型變換器作為主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并從能量雙向傳輸方面對主電路進(jìn)行了詳細(xì)闡述。針對Delta逆變器工作特點(diǎn)對交流穩(wěn)壓電源的工作原理進(jìn)行了分析，并提出一種正向補(bǔ)償采取整流加高頻斬波，負(fù)向補(bǔ)償采取有源箝位Buck變換器的工作模式。建立Delta逆變器與電網(wǎng)相互作用的等效電路模型，得出了理想補(bǔ)償電壓與實(shí)際補(bǔ)償電壓定量關(guān)系式，分析了逆變輸出濾波器的結(jié)構(gòu)、位置對濾波效果的影響和電氣參數(shù)對實(shí)際補(bǔ)償效果的作用規(guī)律。完成了逆變器的輸出濾波器、補(bǔ)償變壓器的設(shè)計(jì)和PWM整流器電容參數(shù)的計(jì)算。 針對穩(wěn)壓系統(tǒng)中Delta逆變器和PWM整流器兩個主體環(huán)節(jié)，對Delta逆變器的前饋、反饋控制特性和PWM整流器的間接、直接電流控制特性分別進(jìn)行了綜合比較，并應(yīng)用MATLAB軟件建立了改進(jìn)前饋控制與直接電流控制的仿真模型，對Delta逆變交流穩(wěn)壓速度和精度進(jìn)行了系統(tǒng)仿真分析，給出了仿真波形，驗(yàn)證了文中所述控制策略的可行性。
標(biāo)簽： Delta 逆變技術(shù) 串聯(lián)補(bǔ)償
上傳時間： 2013-07-10
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本文分別建立了三相電壓型PWM整流器在三相靜止坐標(biāo)系、兩相靜止坐標(biāo)系和兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型，對三相電壓型PWM整流器多種電流控制策略進(jìn)行了研究和對比，并對三相電壓型PWM整流器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。 通常情況下，PWM整流器控制系統(tǒng)需要用到交流電壓、電流傳感器以及直流電壓傳感器，以實(shí)現(xiàn)直流電壓和交流電流的雙閉環(huán)控制。利用傳感器可以快速、便捷地獲得電壓電流參數(shù)，但也導(dǎo)致了系統(tǒng)體積大、成本較高，并降低了系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。為此，本文研究和總結(jié)了三相電壓型PWM整流器無交流電流傳感器的三種控制策略：基于直流側(cè)電流檢測的控制策略、基于直流電壓檢測的控制策略和基于狀態(tài)空間平均技術(shù)的控制策略。并通過Matlab中的Simulink仿真軟件對前兩種控制策略進(jìn)行了仿真驗(yàn)證分析。 在以上理論的分析基礎(chǔ)上，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套以TMS320F2812 DSP為控制核心的無交流電流傳感器的PWM整流器的控制系統(tǒng)的解決方案，包括控制系統(tǒng)的硬件解決方案和軟件解決方案，搭建了實(shí)驗(yàn)平臺并進(jìn)行了調(diào)試。
標(biāo)簽： PWM 三相電壓型 整流器
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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(tǒng)，能夠整定短路電流，適應(yīng)高電壓工作環(huán)境的隔離電源。本論文介紹了該課題的應(yīng)用場合，簡要介紹了分布式系統(tǒng)的種類及各自優(yōu)勢，以及已有的電流型副邊穩(wěn)壓電路相關(guān)的研究成果，并在此基礎(chǔ)上提出了本課題的研究目標(biāo)。 本篇論文主要針對課題方案的三個方面進(jìn)行論述，分別闡述如下： 一，母線電流產(chǎn)生系統(tǒng)與電流型副邊開關(guān)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(guān)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(shè)計(jì)安裝和EMS防護(hù)。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(chǎn)生多路同步三角波以及開關(guān)驅(qū)動PWM脈沖。對自供電方式下的三角波振蕩器進(jìn)行比較，并對三角波振蕩器電路模塊進(jìn)行了建模以及系統(tǒng)反饋補(bǔ)償； 三，在本方案中實(shí)現(xiàn)了電流源拓?fù)涞耐秸骷夹g(shù)，利用PMOS管替代續(xù)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(shè)計(jì)的核心部分進(jìn)行了比較詳細(xì)的介紹和分析，具體的參數(shù)計(jì)算方法也一一列出。最終，論文以研究目標(biāo)為方向，通過一系列的改進(jìn)措施，基本實(shí)現(xiàn)了課題要求。
標(biāo)簽： 電流型 高電壓 隔離開關(guān)
上傳時間： 2013-06-24
上傳用戶：wmwai1314
多電平逆變器在大容量、高壓場合得到了廣泛的應(yīng)用。在多電平逆變器的多種控制策略中，空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)算法具有調(diào)制比大、能夠優(yōu)化輸出電壓波形、易于數(shù)字實(shí)現(xiàn)、母線電壓利用率高等優(yōu)點(diǎn)，成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。 本文首先對電力電子技術(shù)的發(fā)展前景和多電平逆變器控制技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了綜述。在分析兩電平逆變器工作原理的基礎(chǔ)上對三電平逆變器進(jìn)行了研究，綜合比較了三電平逆變電路三種典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)；介紹了二極管箝位型三電平逆變器，分析了二極管箝位型三電平逆變器相對于傳統(tǒng)兩電平逆變器的優(yōu)點(diǎn)，體現(xiàn)了課題研究的重要意義。其次，本文以中點(diǎn)箝位式三電平逆變器的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，著重分析了三電平空間電壓矢量調(diào)制基本原理，提出了一種將最近的三個矢量合成參考矢量的空間矢量脈寬調(diào)制算法，給出大扇區(qū)和小三角形區(qū)域判斷規(guī)則以及合成參考電壓矢量的相應(yīng)輸出作用順序，并優(yōu)化了開關(guān)矢量的作用順序，利于實(shí)現(xiàn)對中點(diǎn)電壓的控制，使算法易于實(shí)現(xiàn)。再次，論文分析了三電平逆變器直流側(cè)電容電壓不平衡產(chǎn)生的原因，分析了大、中、小矢量對中點(diǎn)電位的影響，提出了能夠影響中點(diǎn)電位波動的關(guān)鍵矢量，并通過分配成對小矢量的作用時間實(shí)現(xiàn)了對中點(diǎn)電位的控制。最后，采用MATLAB軟件對所推導(dǎo)的三電平逆變器SVPWM調(diào)制算法進(jìn)行了仿真分析，結(jié)果證明了算法的可行性。
標(biāo)簽： SVPWM 三電平逆變器 控制策略
上傳時間： 2013-08-01
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