X射線衍射儀目前被廣泛應(yīng)用于冶金、石油、化工、科研、航空航天、教學(xué)、材料生產(chǎn)等諸多領(lǐng)域。而X射線管是X衍射儀的關(guān)鍵部件之一，X射線被激發(fā)時(shí)會(huì)產(chǎn)生兩種譜線：特征譜線和連續(xù)譜線。X射線管的工作狀態(tài)決定能否產(chǎn)生符合實(shí)驗(yàn)要求的X射線特征譜線和連續(xù)譜線，這就要求我們對(duì)X射線管的工作狀態(tài)進(jìn)行精確控制。 本文根據(jù)X射線管工作狀態(tài)和衍射儀相關(guān)功能的要求，提出了基于ARM和uCOS-Ⅱ的衍射儀高壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，并在分析和研究的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)并驗(yàn)證了該方案。該系統(tǒng)以ARM為主控制芯片，結(jié)合CPLD芯片，完成對(duì)X射線管工作狀態(tài)的控制和其它相關(guān)功能的控制。由于多任務(wù)的需要，在ARM的基礎(chǔ)上引入了嵌入式操作系統(tǒng)uCOS-Ⅱ。具體的，本文完成了相應(yīng)原理圖和印刷電路板的設(shè)計(jì)。在ARM7芯片LPC2378上，完成了嵌入式操作系統(tǒng)uCOS-II的移植；在uCOS-II操作系統(tǒng)上，通過(guò)對(duì)ARM芯片編程，實(shí)現(xiàn)了對(duì)X射線管的工作狀態(tài)進(jìn)行精確控制，以及光閘、水循環(huán)等相關(guān)功能的控制。 上述系統(tǒng)已通過(guò)實(shí)際的安裝調(diào)試。測(cè)試結(jié)果表明，該系統(tǒng)能夠滿足設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)全部的預(yù)期功能，可完成對(duì)X射線管的工作狀態(tài)的精確控制，和衍射儀相關(guān)功能的控制。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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文章開(kāi)篇提出了開(kāi)發(fā)背景。認(rèn)為現(xiàn)在所廣泛應(yīng)用的開(kāi)關(guān)電源都是基于傳統(tǒng)的分立元件組成的。它的特點(diǎn)是頻率范圍窄、電力小、功能少、器件多、成本較高、精度低，對(duì)不同的客戶(hù)要求來(lái)“量身定做”不同的產(chǎn)品，同時(shí)幾乎沒(méi)有通用性和可移植性。在電子技術(shù)飛速發(fā)展的今天，這種傳統(tǒng)的模擬開(kāi)關(guān)電源已經(jīng)很難跟上時(shí)代的發(fā)展步伐。 隨著DSP、ASIC等電子器件的小型化、高速化，開(kāi)關(guān)電源的控制部分正在向數(shù)字化方向發(fā)展。由于數(shù)字化，使開(kāi)關(guān)電源的控制部分的智能化、零件的共通化、電源的動(dòng)作狀態(tài)的遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)成為了可能，同時(shí)由于它的智能化、零件的共通化使得它能夠靈活地應(yīng)對(duì)不同客戶(hù)的需求，這就降低了開(kāi)發(fā)周期和成本。依靠現(xiàn)代數(shù)字化控制和數(shù)字信號(hào)處理新技術(shù)，數(shù)字化開(kāi)關(guān)電源有著廣闊的發(fā)展空間。 在數(shù)字化領(lǐng)域的今天，最后一個(gè)沒(méi)有數(shù)字化的堡壘就是電源領(lǐng)域。近年來(lái)，數(shù)字電源的研究勢(shì)頭與日俱增，成果也越來(lái)越多。雖然目前中國(guó)制造的開(kāi)關(guān)電源占了世界市場(chǎng)的80％以上，但都是傳統(tǒng)的比較低端的模擬電源。高端市場(chǎng)上幾乎沒(méi)有我們份額。 本論文研究的主要內(nèi)容是在傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)電源模擬調(diào)節(jié)器的基礎(chǔ)上，提出了一種新的數(shù)字化調(diào)節(jié)器方案，即基于DSP和FPGA的數(shù)字化PID調(diào)節(jié)器。論文對(duì)系統(tǒng)方案和電路進(jìn)行了較為具體的設(shè)計(jì)，并通過(guò)測(cè)試取得了預(yù)期結(jié)果。測(cè)試證明該方案能夠適合本行業(yè)時(shí)代發(fā)展的步伐，使系統(tǒng)電路更簡(jiǎn)單，精度更高，通用性更強(qiáng)。同時(shí)該方案也可用于相關(guān)領(lǐng)域。 本文首先分析了國(guó)內(nèi)外開(kāi)關(guān)電源發(fā)展的現(xiàn)狀，以及研究數(shù)字化開(kāi)關(guān)電源的意義。然后提出了數(shù)字化開(kāi)關(guān)電源的總體設(shè)計(jì)框圖和實(shí)現(xiàn)方案，并與傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)電源做了較為詳細(xì)的比較。本論文的設(shè)計(jì)方案是采用DSP技術(shù)和FPGA技術(shù)來(lái)做數(shù)字化PID調(diào)節(jié)，通過(guò)數(shù)字化PID算法產(chǎn)生PWM波來(lái)控制斬波器，控制主回路。從而取代傳統(tǒng)的模擬PID調(diào)節(jié)器，使電路更簡(jiǎn)單，精度更高，通用性更強(qiáng)。傳統(tǒng)的模擬開(kāi)關(guān)電源是將電流電壓反饋信號(hào)做PID調(diào)節(jié)后--分立元器件構(gòu)成，采用專(zhuān)用脈寬調(diào)制芯片實(shí)現(xiàn)PWM控制。電流反饋信號(hào)來(lái)自主回路的電流取樣，電壓反饋信號(hào)來(lái)自主回路的電壓采樣。再將這兩個(gè)信號(hào)分別送至電流調(diào)節(jié)器和電壓調(diào)節(jié)器的反相輸入端，用來(lái)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。同時(shí)用來(lái)保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性及實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的過(guò)流過(guò)壓保護(hù)、電流和電壓值的顯示。電壓、電流的給定信號(hào)則由單片機(jī)或電位器提供。再次，文章對(duì)各個(gè)模塊從理論和實(shí)際的上都做了仔細(xì)的分析和設(shè)計(jì)，并給出了具體的電路圖，同時(shí)寫(xiě)出了軟件流程圖以及設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的地方。整個(gè)系統(tǒng)由DSP板和ADC板組成。DSP板完成PWM生成、PID運(yùn)算、環(huán)境開(kāi)關(guān)量檢測(cè)、環(huán)境開(kāi)關(guān)量生成以及本地控制。ADC板主要完成前饋電壓信號(hào)采集、負(fù)載電壓信號(hào)采集、負(fù)載電流信號(hào)采集、以及對(duì)信號(hào)的一階數(shù)字低通濾波。由于整個(gè)系統(tǒng)是閉環(huán)控制系統(tǒng)，要求采樣速率相當(dāng)高。本系統(tǒng)采用FPGA來(lái)控制ADC，這樣就避免了高速采樣占用系統(tǒng)資源的問(wèn)題，減輕了DSP的負(fù)擔(dān)。DSP可以將讀到的ADC信號(hào)做PID調(diào)節(jié)，從而產(chǎn)生PWM波來(lái)控制逆變橋的開(kāi)關(guān)速率，從而達(dá)到閉環(huán)控制的目的。 最后，對(duì)數(shù)字化開(kāi)關(guān)電源和模擬開(kāi)關(guān)電源做了對(duì)比測(cè)試，得出了預(yù)期結(jié)論。同時(shí)也提出了一些需要改進(jìn)的地方，認(rèn)為該方案在其他相關(guān)行業(yè)中可以廣泛地應(yīng)用。模擬控制電路因?yàn)槭褂迷S多零件而需要很大空間，這些零件的參數(shù)值還會(huì)隨著使用時(shí)間、溫度和其它環(huán)境條件的改變而變動(dòng)并對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性和響應(yīng)能力造成負(fù)面影響。數(shù)字電源則剛好相反，同時(shí)數(shù)字控制還能讓硬件頻繁重復(fù)使用、加快上市時(shí)間以及減少開(kāi)發(fā)成本與風(fēng)險(xiǎn)。在當(dāng)前對(duì)產(chǎn)品要求體積小、智能化、共通化、精度高和穩(wěn)定度好等前提條件下，數(shù)字化開(kāi)關(guān)電源有著廣闊的發(fā)展空間。本系統(tǒng)來(lái)基本上達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。能夠滿足較高精度的設(shè)計(jì)要求。但對(duì)于高精度數(shù)字化電源，系統(tǒng)還有值得改進(jìn)的地方，比如改進(jìn)主控器，提高參考電壓的精度，提高采樣器件的精度等，都可以提高系統(tǒng)的精度。 本系統(tǒng)涉及電子、通信和測(cè)控等技術(shù)領(lǐng)域，將數(shù)字PID算法與電力電子技術(shù)、通信技術(shù)等有機(jī)地結(jié)合了起來(lái)。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案不僅可以用在電源控制器上，只要是相關(guān)的領(lǐng)域都可以采用。
標(biāo)簽： FPGA DSP 數(shù)字化 開(kāi)關(guān)電源
上傳時(shí)間： 2013-06-21
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在傳統(tǒng)的電力電子電路中，DC/DC變換器通常采用模擬電路實(shí)現(xiàn)電壓或電流的控制。數(shù)字控制與模擬控制相比，有著顯著的優(yōu)點(diǎn)，數(shù)字控制可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制策略，同時(shí)大大提高系統(tǒng)的可靠性和靈活性，并易于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的智能化。但目前數(shù)字控制基本上限于電力傳動(dòng)領(lǐng)域，DC/DC變換器由于其開(kāi)關(guān)頻率較高，一般其外圍功能由DSP或微處理器完成，而控制的核心，如PWM發(fā)生等大多采用專(zhuān)用控制芯片實(shí)現(xiàn)。FPGA由于其快速性、靈活性及保密性等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在數(shù)字控制領(lǐng)域受到越來(lái)越多的關(guān)注。基于FPGA的DC/DC變換器是電力電子領(lǐng)域重要的研究方向之一。本文研究了同步Buck變換器的建模、設(shè)計(jì)及仿真，采用Xinlix的VIRTEX-Ⅱ PRO FPGA開(kāi)發(fā)板實(shí)現(xiàn)了Buck變換器的全數(shù)字控制。 論文首先從Buck變換器的理論分析入手，根據(jù)它的物理特性，研究了該變換器的狀態(tài)空間平均模型和小信號(hào)分析。為了獲得高性能的開(kāi)關(guān)電源，提出并分析了混雜模型設(shè)計(jì)方案，然后進(jìn)行了控制器設(shè)計(jì)。并采用MATLAB/SIMULINK建立了同步Buck電路的仿真模型，并進(jìn)行仿真研究。浮點(diǎn)仿真的運(yùn)算精度與溢出問(wèn)題，影響了仿真的精度。為了克服這些不足，作者采用了定點(diǎn)仿真方法，得到了滿意的仿真結(jié)果。論文還著重論述了開(kāi)關(guān)電源的數(shù)字控制器部分，數(shù)字控制器一般由三個(gè)主要功能模塊組成：模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字脈寬調(diào)制器(Digital PulseWidth Modulation：DPWM)和數(shù)字補(bǔ)償器。文中重點(diǎn)研究了DPWM和數(shù)字補(bǔ)償器，闡述了目前高頻數(shù)字控制變換器中存在的主要問(wèn)題，特別是高頻狀態(tài)下DPWM分辨率較低，影響控制精度，甚至引起極限環(huán)(Limit Cycling)現(xiàn)象，對(duì)DPWM分辨率的提高與系統(tǒng)硬件工作頻率之間的矛盾、DPWM分辨率與A/D分辨率之間的關(guān)系等問(wèn)題作了全面深入的分析。論文提出了一種新的提高DPWM分辨率的方法，該方法在不提高系統(tǒng)硬件頻率的前提下，采用軟件使DPWM的分辨率大大提高。作者還設(shè)計(jì)了兩種數(shù)字補(bǔ)償器，并進(jìn)行了分析比較，選擇了合適的補(bǔ)償算法，達(dá)到了改善系統(tǒng)性能的目的。 設(shè)計(jì)完成后，作者使用ISE 9.1i軟件進(jìn)行了FPGA實(shí)現(xiàn)的前、后仿真，驗(yàn)證了所提出理論及控制算法的正確性。作者完成了Buck電路的硬件制作及基于FPGA的軟件設(shè)計(jì)，采用32MHz的硬件晶振實(shí)現(xiàn)了11-bit的DPWM分辨率，開(kāi)關(guān)頻率達(dá)到1MHz，得到了滿意的系統(tǒng)性能，論文最后給出了仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
標(biāo)簽： FPGA DCDC 高頻 數(shù)字
上傳時(shí)間： 2013-07-23
上傳用戶(hù)：kristycreasy
什么是PWM控制 Pulse Width Modulation -- 脈寬調(diào)制 /脈沖寬度調(diào)制
標(biāo)簽： PWM
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶(hù)：時(shí)代將軍
英文的介紹PWM技術(shù)及在電源驅(qū)動(dòng)行業(yè)的應(yīng)用，很詳細(xì) ，講的很到位。
上傳時(shí)間： 2013-06-25
上傳用戶(hù)：xzt
通過(guò)定時(shí)中斷控制LED的導(dǎo)通時(shí)間，利用延時(shí)控制亮滅。
標(biāo)簽： PWM LED 51單片機(jī) 控制
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶(hù)：華華123
·詳細(xì)說(shuō)明：用PIC單片機(jī)開(kāi)發(fā)的自動(dòng)小車(chē)控制源代碼 ：能接受電視機(jī)紅外遙控器控制，電機(jī)PWM控制，舵機(jī)控制，而且能利用紅外探頭自動(dòng)躲避障礙，配合陵陽(yáng)單片機(jī)可實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音識(shí)別。
標(biāo)簽： PIC 單片機(jī)開(kāi)發(fā) 自動(dòng) 控制
上傳時(shí)間： 2013-07-26
上傳用戶(hù)：wangzhen1990
在直流電機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方面，電路以ARM Cortex M3最小系統(tǒng)為核心，主要包括PWM控制輸出模塊，基于PCF8576芯片的顯示模塊，基于FT2232芯片的USB轉(zhuǎn)JTAG口模塊，LMD18200驅(qū)動(dòng)模塊。在軟件設(shè)計(jì)方面，充分利用Luminary公司提供的ARM Cotex M3驅(qū)動(dòng)庫(kù)，采用十分簡(jiǎn)易的方法對(duì)Cortex進(jìn)行編程，以控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。最后對(duì)ARM進(jìn)行了軟件與硬件結(jié)合的綜合測(cè)試。 該控制系統(tǒng)的研制為直流電機(jī)在高精度光電技術(shù)的應(yīng)用提供了良好的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性，系統(tǒng)的各項(xiàng)功能及控制精度滿足設(shè)計(jì)要求。
標(biāo)簽： ARM_Cortex-M 控制器 直流電機(jī) 驅(qū)動(dòng)
上傳時(shí)間： 2013-06-17
上傳用戶(hù)：my867513184
USB充電自動(dòng)識(shí)別芯片，支持Apple手機(jī)，電流可達(dá)2A。
上傳時(shí)間： 2013-11-25
上傳用戶(hù)：dancnc
為降低大功率開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)時(shí)功率器件的選擇、開(kāi)關(guān)頻率和功率密度的提高所面臨的困難，改善單電源供電的可靠性，設(shè)計(jì)并制作程控開(kāi)關(guān)電源并聯(lián)供電系統(tǒng)。系統(tǒng)由2個(gè)額定輸出功率為16 W的8 V DC/DC模塊構(gòu)成的程控開(kāi)關(guān)電源并聯(lián)供電系統(tǒng)。以STM32F103微控制器為核心芯片，通過(guò)程序控制內(nèi)部DAC調(diào)節(jié)PWM主控芯片UC3845的反饋端電壓，使DC/DC模塊輸出電壓產(chǎn)生微小變動(dòng)，進(jìn)而可調(diào)整DC/DC模塊的輸出電流并實(shí)時(shí)分配各DC/DC模塊的輸出電流，軟件采用PI算法。試驗(yàn)表明，系統(tǒng)滿載效率高于80.23%，電流分配誤差最大為1.54%；電源輸出在1 s內(nèi)快速達(dá)到穩(wěn)態(tài)；系統(tǒng)以4.5 A為閾值實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)和自恢復(fù)功能。
標(biāo)簽： 程控開(kāi)關(guān)電源 并聯(lián)供電系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-11-15
上傳用戶(hù)：王慶才
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