永磁同步電機(PMSM)是一種性能優越、應用前景廣闊的電機。永磁同步電機調速系統是以永磁同步電機為控制對象,采用變壓變頻技術對電機進行調速的控制系統。因其具有能耗低、可靠性高、控制精確等優點,在許多領域得到廣泛的應用。然而,轉子無阻尼繞組的PMSM的采用變頻技術開環運行時,系統不太穩定,電機效率有所下降,轉子溫升高,易造成釹鐵硼永磁體退磁,危及電機安全運行,有時甚至還會出現失步現象,系統無法運行。PMSM控制系統穩定運行控制都是建立在閉環控制基礎之上的,因此如何獲取轉子位置和速度信號是整個系統中相當重要的一個環節。當前,在大多數調速驅動系統中,最常用的方法是在轉子軸上安裝位置傳感器。但這些傳感器增加了系統的成本,降低了系統的可靠性和耐用性。因此,在一些特殊及控制精度要求不很高的場合,無傳感器控制將會得到廣泛的應用。它通過測量電動機的電流、電壓等可測量的物理量,通過特定的觀測器策略估算轉子位置,提取永磁轉子的位置和速度信息,完成閉環控制。本文以無位置傳感器PMSM控制系統作為研究對象,介紹了永磁同步電機的結構及其數學模型,詳細地闡述了空間矢量脈寬調制(SVPWM)技術的理論基礎及其波形的產生機制,并對閉環控制策略進行了研究。鑒于數字信號處理器(DSP)TMS320LF2407控制芯片出色的性能和豐富的外設資源,使用該芯片設計了控制系統的硬件系統和軟件系統,通過對整個控制系統的試驗調試,實現了永磁同步電機的無位置傳感器控制。 本文借助于MATLAB建立了永磁同步電機的仿真數學模型,并根據空間矢量脈寬調制的工作原理,構建了永磁同步電機調速控制系統的仿真模型。系統采用αβ定子靜止坐標系下的數學模型,依據滑模變結構控制原理,對永磁電機的轉子位置角θe和轉速ωe進行實時在線估算,不斷修正估算位置^θe,控制定子旋轉磁場與轉子磁場垂直并保持與轉子同步旋轉,實現電機的閉環調速運行。理論分析和仿真結果表明,所提出的永磁同步電機無傳感器控制方法具有較強的魯棒性和令人滿意的性能。
上傳時間: 2013-04-24
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無刷直流電機具有輸出轉矩大、調速性能好、運行可靠等一系列優點,具有廣泛的應用前景,其傳統的理論分析及設計方法已經比較成熟。它的進一步推廣和應用,在很大程度上有賴于對其控制策略的研究。本文主要研究了無刷直流電機的速度控制問題。 無刷直流電機是一種多變量和非線性的控制系統,傳統的控制方法很難滿足對它的精確控制。近代模糊控制理論在無刷直流電機的控制中得到了廣泛的應用,提高了控制系統的性能。但是,在模糊控制器控制規則優化和參數在線調整方面還存在著許多不足。針對這些問題,本文提出了一種使用遺傳算法優化的模糊控制器,并且應用到無刷直流電機的控制中。系統采用雙閉環控制,內環采用電流負反饋對電機轉矩進行調節;外環應用模糊控制器進行速度控制,通過遺傳算法離線優化模糊控制規則和在線調節模糊控制器的參數以提高系統的動態性能。同時本文使用Matlab和電機仿真軟件VisSim對無刷直流電機的速度控制進行了軟件仿真。 數字信號處理器(DSP)是一種高速的信號處理芯片,近幾年在電機控制領域得到了廣泛的應用。本文以TI公司的TMS320LF2407控制器為基礎,介紹了DSP在無刷直流電機控制中常用的應用技術。同時為了降低系統開發設計的復雜性,提高控制系統的可靠性以及軟件開發的快速性,本文將嵌入式操作系統移植到DSP中,并在該操作平臺上開發出高效的控制算法。 實驗結果表明,通過遺傳算法優化的模糊控制器對無刷直流電機模型的不確定性和負載變化具有較強的適應性和魯棒性,而且控制系統具有較好的動態性能。
上傳時間: 2013-06-12
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隨著電網中非線性負載的迅速增加,電能質量日趨惡化,這不僅嚴重影響電網安全高效的運行,而且對經典的電力測量理論、方法和儀表的設計都提出了新的挑戰。電力檢測系統的發展和應用,對電力系統的安全運行有重要意義,并且具有明顯的經濟效益和社會效益。 本文講述了諧波測量的基本理論,著重對傅里葉變換進行說明,使用PSIM軟件對諧波信號進行仿真,并給出仿真結果。以電力監控領域現階段的技術為參考,提出并研制了一種基于ARM和DSP的嵌入式平臺的電力監控系統。該系統為了能滿足實時諧波分析算法運算量大的要求,它采用模塊化設計,核心CPU按數據處理和控制兩種功能分別采用美國TI公司生產的TMS320LF2407芯片和Samsung公司基于ARM920T內核的16/32位S3C2410A微處理器,兩個核心芯片各自在不同的電路板上獨立運行,充分發揮DSP芯片的數字信號處理優勢和ARM的控制功能,以實現系統中的復雜軟件算法,運算速度也能得以提高。 系統硬件設計包括DSP數據采集模塊、實時時鐘電路和ARM的時鐘電路、存儲器接口電路、SDRAM電路、串行接口電路、通信模塊接口電路、LCD顯示等電路的設計。 系統軟件設計主要包括操作系統的移植以及應用程序的設計,應用程序設計由ARM主控程序設計、網絡通訊程序、ARM與DSP通訊程序設計以及DSP數據處理程序設計組成。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著人們安防意識的增強,視頻監控系統應用越來廣泛,許多公共場所,如學校、工廠、政府、銀行都設有視頻監控系統。網絡技術、圖像處理技術及嵌入式技術的快速發展,使得視頻監控系統技術有了很大的進步,功能也越來越豐富,單純的視頻畫面的監控已經不能滿足人們的要求。兼容豐富的通信協議、強大的系統控制管理功能和智能化的監測能力的視頻監控系統就成了當今視頻監控系統的研究開發的熱點。 現在流行的視頻監控的構架大致分為兩類,一種基于數字信號處理器,一種基于通用微處理器。數字信號處理器擅長復雜的計算、音視頻處理,而通用微處理器適用于系統控制、管理。兩種方案可以滿足簡單的視頻監控的要求,各自功能也相對單一。如果把兩種方案結合在一起,必定可以達到易于擴展多種功能的滿意的效果。 本文分析了現有的數字視頻監控系統的幾種方案,為了滿足視頻監控系統功能越來越豐富全面的要求,設計了一款基于ARM和DSP的雙處理器的視頻監控平臺,該平臺易于進行功能的擴展和升級。系統采用三星公司的S3C2410 ARM9處理器和TI公司的TMS320DM642數字信號處理器,ARM負責視頻的傳輸和外圍控制,DSP負責視頻的采集和壓縮。本文主要著眼于平臺的軟件方面。硬件電路方面,主要介紹了視頻采集電路和ARM與DSP的通信電路。軟件方面,搭建了ARM嵌入式Linux操作系統平臺,開發了主機口(HPI)驅動程序,以及基于實時傳輸協議RTP的服務器端和客戶端程序。DSP部分,基于DSP/BIOS實時操作系統和RF5參考框架,開發了多任務的上層應用程序。移植并優化了MPEG-4編碼器,依據DSP/BIOS的類/微驅動開發模型,開發了SAA7111視頻編碼器的驅動程序。 經過實驗測試,ARM端搭建的嵌入式Linux軟件平臺運行良好。DSP端視頻采集效率基本達到了25幀/秒的采集要求,經過優化的MPEG-4編碼器對CIF格式的圖像的壓縮編碼率為13幀/秒,視頻服務器可滿足視頻傳輸的實時性需要。該設計的基于ARM和DSP雙處理器架構視頻監控平臺在視頻監控領域將會有很好的應用前景。關鍵詞:視頻監控;嵌入式系統;Linux;驅動程序;視頻壓縮
上傳時間: 2013-04-24
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智能繡花機是當代最先進的繡花機械,廣泛應用于刺繡行業,國產繡花機著重于中低端產品的開發,而隨著電子、計算機技術的快速發展,用戶對高性能繡花機的需求日益增大。本文在詳細分析智能繡花機工作原理的基礎上,結合智能繡花機的功能需求與當前嵌入式領域的最新技術,設計了一種基于ARM和DSP為處理器的控制系統解決方案,主要研究工作和成果如下: (1)制定了系統總體方案和具體實驗方案,設計了信息處理和機電控制分離的結構。 (2)研制了基于S3C2410X為核心的主控制模塊,設計了用于外圍擴展的FLASH、SDRAM、USB數據存儲、以太網通信、UART接口、LCD觸摸屏顯示器等硬件電路。 (3)研制了基于TMS320LF2407A為核心的機電控制模塊,設計了繡框電機和主軸電機等硬件控制模塊。 (4)設計了基于CY7C027的雙口RAM通信模塊,實現ARM和DSP之間的高速數據通信。 (5)采用虛擬機技術建立了ARM的Linux交叉編譯環境和DSP的CCS共存的系統開發環境,節約了使用資源。 (6)研究了DST繡花花樣文件存儲格式以及解碼方法,采用MiniGUI編程實現了一個友好的圖形用戶界面,簡要介紹SVPWM技術的DSP實現。
上傳時間: 2013-06-24
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電能是一種最為廣泛使用的能源,其應用程度是一個國家發展水平的主要標志之 隨著科學技術和國民經濟的發展,對電能質量的要求也越來越高。研制一種新型的電能質量實時監測系統,有效的進行電能質量監測,對保證電網和廣大用戶的電氣設備和各種用電器具的安全經濟運行、保障國民經濟各行各業的正常生產和產品質量具有重要意義。 本文首先闡述了電能質量監測系統的國內外研究現狀和電能質量的標準,并給出相應的測量方法;然后依據電能質量監測系統總體設計原則,詳細分析了現有的各種設計方案,并比較各自的優缺點,最終提出了基于DSP和ARM的雙CPU電能質量監測系統的設計方案。硬件設計方面,詳細分析了主要元件的應用選型,重點研究了硬件平臺的各部分組成和電路原理圖。在前置采集模塊中,采用ADS8364芯片設計了多通道信號采樣保持和快速轉換電路實現高精度的采樣,利用鎖相環跟蹤電網頻率實現硬件同步;同時充分發揮DSP的信號處理能力和ARM處理器的協調管理能力,設計了以DSP和ARM為核心的電路板。軟件設計方面,ARM部分構建了嵌入式Linux開發環境;DSP部分給出了程序設計流程圖;應用程序中移植了嵌入式數據庫sqlite,且設計了基于Qt/Embedded的人機交互界面。
上傳時間: 2013-06-03
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介紹了基于DSP 的單相全橋逆變器數字控制系統。詳細論述了利用數字信號處理器TMS320LF2407 產生SPWM 波形和實現雙閉環PI 控制的算法,并給出了其實現原理及軟件流程。針對同相供電
上傳時間: 2013-05-19
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設計一種基于數字信號處理器DSP 的無刷直流電動機控制系統。充分利用TMS320C240 DSP 外設接口豐富、運算速度快的特點, 采用PWM方式, 以霍爾傳感器作為位置和速度傳感器, 實現對無刷直流
上傳時間: 2013-04-24
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數字信號微處理器與計算機之間的數據通信越來越受到重視。本文主要介紹TI公司'54x系列DSP 通過主機接口(HPI)與計算機并口進行通信的簡易設計方案。該方案以簡單的電路設計實現了穩定的數據傳
上傳時間: 2013-06-10
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闡述了一種數字接收系統的設計,由ADC器件AD6640和DSP. FPGA組成,具有結構靈活、擴展能力強等特點。本文詳細介紹了該系統的結構和接口設計。
上傳時間: 2013-06-18
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