随着国内交流伺服电机等硬件技术逐步成熟,高运算能力的控制芯片与电机控制技术相结合,具有高效、节能和可移植性好等特点,这样使得交流伺服系统成为现代电机伺服驱动系统的一个发展趋势。 本文主要是基于MCU研究和设计了交流永磁电机位置伺服控制系统。针对三相永磁同步电机的物理方程,通过坐标转换,在d-q旋转坐标系下建立转矩方程,采用Id=0的矢量控制策略,建立一套完整的全数字交流位置伺服控制系统。 硬件方面,采用的是瑞萨公司专用电机控制Tiny系列芯片M30262F8作为控制芯片,并由三菱公司的第三代IPM模块PS21564实现功率驱动,简化了系统电路,缩小了系统的体积,提高了系统的可靠性。由交流电流传感器检测三相定子绕组电流;由增量式磁性编码器检测永磁转子位置,并设计一种比较快速的转子初始检测方法。 软件方面,采用结构化语言C和单片机M16C汇编语言混编,实现了单片机初始化、三环控制、电流跟随型PWM控制,提高编写代码的效率,同时保证系统的实时控制性能;由软件方式实现经典PID控制和简单模糊控制相结合构成“串联校正”闭环控制系统,提高了系统的快速性和抗干扰能力。此外,本文对控制策略进行了研究,阐述了模糊PID控制策略;还介绍了SPWM、SVPWM和跟随型PWM调制。 实验结果表明,本文所设计的伺服控制系统能实现电机的启动,调速和定位等,并能达到系统的性能指标。
上传时间: 2013-05-19
上传用户:327000306
随着全球能源危机和环境污染问题的日益严重,开发利用清洁的可再生能源势在必行。太阳能是当前世界上最清洁、最现实、大规模开发利用最有前景的可再生能源之一。其中太阳能光伏利用受到世界各国的普遍关注,而太阳能光伏并网发电是太阳能光伏利用的主要发展趋势,必将得到快速的发展。此外,高性能的数字信号处理芯片(DSP)的出现,使得一些先进的控制策略应用于光伏并网逆变器成为可能。本论文就是在此背景下,对太阳能并网发电系统中的核心器件并网逆变器进行了较为深入的研究,具有重要的现实意义。 太阳能光伏并网发电系统的两个核心部分是太阳能电池板的最大功率点跟踪(MPPT)控制和光伏并网逆变控制。 首先,本文对太阳能电池的工作原理及工作特性进行介绍,详细分析太阳能电池工作的等效电路和数学模型。 其次,本文对几种传统的最大功率点跟踪(MPPT)控制算法进行了研究、分析和比较,提出各自优缺点。基于最大功率跟踪过程的快速性和稳定性,设计采用改进的间歇扫描法来实现光伏发电系统中太阳能电池的最大功率输出,以提高系统的性能和最大功率点跟踪速度。 再次,针对既可独立运行又可并网运行的单相光伏逆变器,本文采用有效值外环、瞬时值内环的控制方法,既保证了逆变器输出的静态误差为零,又保证了逆变器良好的输出波形。给出了同时满足独立和并网两种运行模式的输出滤波器结构和元件参数的计算过程,并通过仿真和实验验证了设计的合理性。 随后,详细讨论了并网过程中的软件锁相环技术,对锁相环电路的组成、工作原理进行了研究,实验结果表明此方法可靠有效,能使逆变器输出电流与电网电压完全同相,达到功率因数为1的目的。 最后,采用TI公司的TMS320LF2407A作为主控芯片,研制完成1.5kW实验样机,分别得出了独立运行和并网运行时的实验结果,结果表明,所采用的控制策略和设计的硬件电路能够满足设计要求,系统可安全、稳定运行。
上传时间: 2013-05-18
上传用户:uuuuuuu
蓄电池作为一种储能设备,广泛应用于国民经济的各个部门。近几年来,电动汽车行业迅速发展,对于纯电动汽车蓄电池是唯一的动力源,需要定期的满充满放的维护来提高电池性能,同时测量电池实际安时数。蓄电池的充放电技术与蓄电池相伴而生,与蓄电池的发展和应用有着密切的关系。充放电系统性能直接影响着蓄电池的技术状态,使用寿命,并决定着放电时对电网污染的程度。 目前,大功率蓄电池充放电系统仍大量采用晶闸管移相控制技术,该技术具有技术成熟,价格低廉的优点,但网侧功率因数低,对电网的污染大。而消除电网谐波污染、提高功率因数是电力电子领域研究的重大课题之一。本文为大功率锂离子蓄电池充放电设计的系统采用电压型PWM整流器和双向DC/DC变换器的结构,在实现能量双向流动的同时,实现网侧电流波形的正弦化控制,具有节能,对电网污染小等优点。 本文设计了主电路参数并在MATLAB/Simulink环境下进行了仿真。本文还提出了以MC9S12D64为核心的双向DC/DC变换器控制板和控制器的硬件、软件的完整的设计方案。充电采用恒流充电和恒压充电相结合的控制策略,实现单体电池电压控制,提高了充放电控制性能和安全性。充放电系统样机测试结果表明:满载时,系统效率80%以上,功率因数99%以上,谐波含量5%以下,满足设计要求,验证了系统设计的可行性。
上传时间: 2013-06-27
上传用户:啊飒飒大师的
充电系统对于实际的电动汽车而言是不可缺少的子系统,当蓄电池的电能用完之后,就必须使用充电系统对电池进行再充电。对于这种电动车充电系统的监控,目前国内尚处于起步阶段。 本文以电动车充电站的建设为背景,对充电机监控系统的通信总线和上位机软件设计进行了研究。首先介绍了系统的整个网络规划,然后对工业现场总线的特点、CAN2.0总线技术、涉及到的通信协议分别做了详细的描述,重点介绍了CAN总线的相关设计和系统的硬件、软件设计及实验结果。设计过程中参考了目前比较成熟的CAN2.0与J1939协议,并创新性的将这一用于汽车内部的通信总线移植到充电站内充电机与上位机之间的通信系统中。整个设计的创新在于将CAN总线这一现有成熟技术应用在充电站监控系统建设这一新领域,成功的实现了总线的移植。 整个系统中,系统前端执行数据采集、充电控制等任务,同时通过CAN总线和以太网分别实现前端数据采集模块与监控计算机、监控计算机与数据服务器的数据传输,实现站内充电机的统一监控。本文围绕系统整体网络组建,CAN网络通信以及系统软硬件设计进行了讨论,并提供了一套完整的、先进的、可行的充电机监控系统通信总线及软件的解决方案。这种监控方案提高了系统通信的实时性、准确性、安全性,同时极大的提高了充电工人的工作效率。 目前系统的各项参数及功能已在实验室测试完毕,性能已基本达到设计目标,即将被用于奥运会电动汽车充电站的建设。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:gtzj
汽车转向系统是影响汽车操纵稳定性、主动安全性和舒适性的关键部件。电动助力转向(EPS)是一种全新的汽车动力转向技术,具有节能环保的优点,与汽车的发展主题相符。随着现代汽车工业的发展,汽车电控系统不断增多,这些复杂的系统,使得汽车故障自诊断功能要求越来越高。本文主要围绕国家自然科学基金项目:电动助力转向与汽车性能协调系统的分析及综合控制研究(项目编号:50475121),针对EPS故障分析和诊断展开研究。主要内容如下: 首先,建立了EPS系统的基本故障树模型,确定系统的故障形式,了解故障发生的原因和故障模式的传播途径,以实际开发的转向轴助力式电动助力转向系统为研究对象,建立了转向轴助力式电动助力转向系统的具体故障树模型,并对其主要故障进行了诊断分析。 其次,提出了将CAN总线技术应用到EPS系统故障诊断中的思想,阐述了基于神经网络的故障诊断策略,查找故障,执行相应操作。设计了包括控制单元的传感器故障信号采集电路及CAN控制器的EPS故障诊断系统,给出了详细的硬件电路图及ARM处理器-LPC2131单片机之间的接口硬件电路图,软件设计主要包括控制系统的程序设计,CAN总线接口的程序设计,包括一些初始化程序,信号采集,故障诊断显示程序等。 最后,利用Visual Basic语言完成了故障诊断系统的上层管理系统监控界面的设计,实现与故障节点的数据交换,达到诊断控制的要求。 实验测试结果表明,本文提出的基于CAN总线的EPS故障诊断系统的方案是可行的,且系统的各个部分运行稳定、可靠,满足设计功能和要求。
上传时间: 2013-07-18
上传用户:wang5829
随着锂电池技术的发展和节能环保概念的普及,大容量锂离子电池在大功率场合的应用前景也越来越广阔,比如电动汽车、电动自行车、混合动力汽车、太阳能发电系统等新能源以及航空航天领域。 但是锂离子电池组串联使用时容量不均衡的问题大大限制其广泛应用,加入均衡电路是有效的解决方法。尤其是对于大容量的锂电池组,价格昂贵,更是需要有效可靠的均衡电路与均衡策略。可以说,要实现大容量锂离子电池在大功率场合的广泛应用,电池单体的有效均衡是目前的技术瓶颈之一。因此深入研究锂离子电池组均衡电路的关键问题很有意义。 本文主要研究了以下几个方面的内容: 1.总结和比较了现在均衡电路的研究现状,包括均衡拓扑和控制策略。 2.结合均衡电路的需要,对锂电池的特性做了详细的测试和深入的研究,得出了对均衡有指导意义的结论。 3.介绍了本课题所采用的锂离子电池组均衡电路的工作原理和设计流程,并给出了具体电路和参数设计的结果。 4.基于锂离子电池的特性,提出了新颖的过均衡加滞环控制的方案。最后,给出了实验和仿真结果,验证了方案的可行性。 5.基于本文的研究工作对串联锂离子电池的均衡做了一些总结和展望。
上传时间: 2013-06-11
上传用户:liuchee
近年来,世界各国竞相发展绿色可再生能源,太阳能因其洁净、储量巨大等优点倍受青睐。在太阳能的各种应用中,光伏发电倍受关注。随着光伏组件价格的不断降低和电力电子技术的发展,光伏发电的系统容量和变换设备的转换效率不断增加,体积逐渐减小,对光伏发电系统相关设备的设计和制造提出了新的要求。 本文从提高光伏发电系统整体效率的角度出发,以光伏发电系统中电能变换装置作为研究目标,研究光伏发电中的关键性技术之一——光伏阵列的最大功率点跟踪技术。主要研究适用于光伏发电系统的最大功率点跟踪变换器的拓扑;研究光伏发电系统的最大功率点跟踪变换器的控制方法。论文在分析研究光伏电池的工作原理及输出特性的基础上,分析研究了几种基于DC/DC变换器的最大功率跟踪算法及各自优缺点和适用场合。在拓扑研究方面,分析研究了Buck、Boost和全桥电路应用于光伏发电中的优缺点以及适用的最佳功率等级,并对这三种电路的功率损耗进行分析,通过仿真进行验证。探讨了把软开关技术、三电平技术应用于光伏发电系统的可行性,并详细分析了应用于光伏发电系统的移相全桥ZVS DC/DC变换器电路的换流过程。在理论分析的基础上,论文设计实现了应用移相全桥软开关DC/DC变换电路作为主电路的MPPT变换器,构建了1000W小型独立光伏发电系统,进行仿真和实验,对实验结果进行损耗分析。证实了移相全桥ZVS DC/DC变换电路作为中小型光伏发电系统的前级变换器,可以在实现太阳能光伏阵列的最大功率点跟踪的同时,保证开关管实现软开关,从而提高了系统的转换效率和功率密度。
上传时间: 2013-05-23
上传用户:huannan88
随着能源消耗的不断增长和生态环境的日益恶化,世界各国都在积极寻找一种可持续发展且无污染的新能源。太阳能作为一种高效无污染的新能源,尤其受到人类的重视。近年来,许多国家都非常重视发展太阳能光伏发电系统,光伏并网发电技术已成为太阳能光伏应用的主流。本文对光伏并网发电系统进行了详细介绍,并对其控制方法进行了研究。太阳能光伏并网发电系统的两大核心部分是太阳能电池板的最大功率点跟踪(MPPT)控制和光伏并网逆变控制。首先,本文对太阳能电池的工作原理及工作特性进行介绍,详细分析太阳能电池工作的等效电路和数学模型。其次,本文对几种传统的最大功率点跟踪(MPPT)控制算法进行了研究、分析和比较,提出各自优缺点。基于最大功率跟踪过程的快速性和稳定性,设计采用逐步逼近法实现光伏发电系统中太阳能电池的最大功率输出,以提高系统的性能和最大功率点跟踪速度。再次,基于光伏并网逆变器的控制目标,研究了光伏并网逆变器的常用控制方法,参考国内外资料,选择重复-PI控制作为光伏并网逆变器的控制策略。最后,基于TMS320LF2407高速数字信号处理器,设计光伏并网发电系统,给出系统的硬件参数和软件流程图,并针对实验和仿真波形进行分析。
上传时间: 2013-06-06
上传用户:lo25643
太阳能作为一种新型能源以其清洁、储量大、无污染等优点使其利用越来越受到人们的重视,而光伏发电技术的应用更是人们普遍关注的焦点。本文主要研究了光伏并网发电系统的控制方法。由于目前光伏电池的价格高,转换效率比较低,为了降低系统造价和有效的利用太阳能,对光伏并网系统的控制方法的研究显得尤为重要。 本文针对光伏并网发电系统的特点,将其分为三部分进行研究。研究了光伏电池的工作原理及输出特性,在此基础上建立了其仿真模型。利用PSIM仿真软件对不同环境及不同日照强度下的太阳能电池输出特性进行了仿真。仿真与实测数据的对比验证了其仿真模型的正确性,为后续的仿真奠定基础。 光伏板的最大功率点的控制是实现光伏并网高效率的输出的必要条件。采用基于模糊控制的方法求取最大功率点驱动boost升压变换器,用以实现最大功率点跟踪和控制。针对电导增量法和干扰法的不足,研究了基于模糊控制的方法。从仿真及实验的结果均能看出系统的稳态功率损耗大大缩小,提高了其稳态性能。 阐述了并网逆变器的工作原理和控制策略。基于逆变控制方法的研究,对系统进行了仿真与实验。其中控制方法采用电流滞环跟踪控制。从仿真及实验结果中可以看出实现了输出功率因数为1的控制目标。 开发了光伏并网的实验系统,设计了基于DSP的最大功率点控制系统和逆变并网系统。实验结果表明,本文采用的控制策略和设计方法是可行有效的,主电路和控制电路的设计是合理的。
上传时间: 2013-07-28
上传用户:yepeng139
电子功能模件是机电产品的基本组成部分,其水平高低直接决定整个机电产品的工作质量。当前PCB自动测试系统大多为欧美产品,价格相当昂贵,远远超出我国中小电子企业的承受能力。为了提高我国中小企业电子设备的竞争力,本课题研发了适合于我国中小企业、价格低廉、使用方便的PCB路内测试系统。 本文首先详细介绍了PCB各种检测技术的原理和特点,然后根据本课题面向的用户群和他们对PCB测试的需求,组建PCB内测试系统。本系统基于虚拟仪器设计思想,以PCB上模拟电子器件、组合逻辑电路及由其构成的功能模块等为被测对象,包括路内测试仪、逻辑分析单元、信号发生器、高速数据采集器、多路通道扫描器及针床。其中:路内测试仪对不同被测对象选择不同测试方法,采用电位隔离法实现了被测对象与PCB上其他元器件的隔离,并采用自适应测试方法提高测试结果的准确度。逻辑分析单元主要采用反向驱动技术测试常见的组合逻辑电路。信号发生器能同时产生两路正弦波、方波、斜波、三角波等常用波形。数据采集器能同时采集四路信号,以USB接口与主机通讯。多路通道扫描器采用小型继电器阵列来实现,可扩展性好。针床采用新型夹具,既保证接触性能,又不至破坏触点。 实践表明,本系统能对常用电子功能模件进行自动测试,基本达到了预期目标。
上传时间: 2013-06-06
上传用户:klds