本文主要对数字下变频器的FPGA实现方法进行了研究分析,重点完成了其主要模块的设计验证,最后进行了初步的系统级验证。目标任务是利用FPGA实现一个单通道专用数字下变频芯片,以目前得到广泛应用的、代表单通道DDC器件领先水平的产品——美国Intersil公司的HSP50214B为设计目标,在整体结构和一些参数上参考了该芯片的设计。 本文在深入学习软件无线电理论基础、数字信号处理的相关等相关知识的基础上,分析研究了基于FPGA的软件无线电数字下变频技术实现方法,设计实现的主要工作是设定整体系统方案、进行模块划分和接口定义;对各个设计中主要的相关算法进行分析比较,确定模块的实现方式;运用FPGA的设计方法,完成数字下变频器中NCO、CIC积分梳状滤波抽取器和FIR滤波器等关键模块分析设计、及其仿真等;最后在Altera公司的StratixII EP2S60的专用开发板上进行系统的初步调试与测试。由于系统的复杂性、时间和个人精力等因素,本文完成了模块的逻辑设计及仿真验证,系统总体的整合、仿真验证还未彻底完成。但是已经得到验证结果表明,此次的设计结构和思想是正确的,本人下一步需要做的工作就是完成系统整体的仿真和验证,并将其功能加以完善。
上传时间: 2013-04-24
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软件无线电(SDR,Software Defined Radio)由于具备传统无线电技术无可比拟的优越性,已成为业界公认的现代无线电通信技术的发展方向。理想的软件无线电系统强调体系结构的开放性和可编程性,减少灵活性著的硬件电路,把数字化处理(ADC和DAC)尽可能靠近天线,通过软件的更新改变硬件的配置、结构和功能。目前,直接对射频(RF)进行采样的技术尚未实现普及的产品化,而用数字变频器在中频进行数字化是普遍采用的方法,其主要思想是,数字混频器用离散化的单频本振信号与输入采样信号在乘法器中相乘,再经插值或抽取滤波,其结果是,输入信号频谱搬移到所需频带,数据速率也相应改变,以供后续模块做进一步处理。数字变频器在发射设备和接收设备中分别称为数字上变频器(DUC,Digital Upper Converter)和数字下变频器(DDC,Digital Down Converter),它们是软件无线电通信设备的关键部什。大规模可编程逻辑器件的应用为现代通信系统的设计带来极大的灵活性。基于FPGA的数字变频器设计是深受广大设计人员欢迎的设计手段。本文的重点研究是数字下变频器(DDC),然而将它与数字上变频器(DUC)完全割裂后进行研究显然是不妥的,因此,本文对数字上变频器也作适当介绍。 第一章简要阐述了软件无线电及数字下变频的基本概念,介绍了研究背景及所完成的主要研究工作。 第二章介绍了数控振荡器(NCO),介绍了两种实现方法,即基于查找表和基于CORDIC算法的实现。对CORDIc算法作了重点介绍,给出了传统算法和改进算法,并对基于传统CORDIC算法的NCO的FPGA实现进行了EDA仿真。 第三章介绍了变速率采样技术,重点介绍了软件无线电中广泛采用的级联积分梳状滤波器 (cascaded integratot comb, CIC)和ISOP(Interpolated Second Order Polynomial)补偿法,对前者进行了基于Matlab的理论仿真和FPGA实现的EDA仿真,后者只进行了基于Matlab的理论仿真。 第四章介绍了分布式算法和软件无线电中广泛采用的半带(half-band,HB)滤波器,对基于分布式算法的半带滤波器的FPGA实现进行了EDA仿真,最后简要介绍了FIR的多相结构。 第五章对数字下变频器系统进行了噪声综合分析,给出了一个噪声模型。 第六章介绍了数字下变频器在短波电台中频数字化应用中的一个实例,给出了测试结果,重点介绍了下变频器的:FPGA实现,其对应的VHDL程序收录在本文最后的附录中,希望对从事该领域设计的技术人员具有一定参考价值。
上传时间: 2013-06-09
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在马达控制类应用中, 正交编码器可以反馈马达的转子位置及转速信号。TM32F10x系列MCU集成了正交编码器接口,增量编码器可与MCU直接连接而无需外部接口电路。该应用笔记详细介绍了STM32F10x与正交编码器的接口,并附有相应的例程,使用户可以很快地掌握其使用方法。
上传时间: 2013-06-09
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DC-DC转换器原理及应用
上传时间: 2013-10-17
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EG8010是一款数字化的、功能很完善的自带死区控制的纯正弦波逆变发生器芯片,应用于DC-DC-AC两级功率变换架构或DC-AC单级工频变压器升压变换架构,外接12MHz晶体振荡器,能实现高精度、失真和谐波都很小的纯正弦波50Hz或60Hz逆变器专用芯片。该芯片采用CMOS工艺,内部集成SPWM正弦发生器、死区时间控制电路、幅度因子乘法器、软启动电路、保护电路、RS232串行通讯接口和12832串行液晶驱动模块等功能。 应用领域 单相纯正弦波逆变器 光伏发电逆变器 风力发电逆变器 不间断电源UPS系统 数码发电机系统 中频电源 单相电机调速控制器 单相变频器 正弦波调光器 正弦波调压器 正弦波发生器 逆变焊机
上传时间: 2014-07-04
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空气压缩机是一种利用电动机将气体在压缩腔内进行压缩并使压缩的气体具有一定压力的设备。在工业生产中有着及其广泛的应用,在各种行业中它担负着为工厂中所有气动元件,各种气动阀门提供气源的职责。因此,空压机运行状况的好坏直接影响工厂的生产工艺。空压机的的种类很多(主要分为螺杆式,活塞式,其中螺杆式应用最广),但其供气的控制方式都是采用加、卸载的方式。
上传时间: 2013-10-13
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电梯的开关门过程是一个变速运动过程 ,需要对电梯门系统的驱动电机进行调速控制;本文提出了一种以高性能单片微机87C196MC 为核心的电梯门机变频调速控制系统,功率驱动电路采用驱动MOSFET 的专用集成电路IR2130;分析了基于PWM 技术控制电梯门机运行的方法;采用单片微机和功率驱动专用集成电路将门系统电机的交流变频器和驱动控制器集为一体,得到了一种可靠性高、控制灵活、成本低、体积小的电梯门机控制器。关键字:变频器;正弦脉宽调制;电梯门机系统 电梯的门机系统是电梯的一个非常重要的子系统。门机系统性能的优劣直接关系着整个电梯系统能否正常地运行。所以说,对门机系统的设计开发及制造是电梯系统设计开发及制造的一个关键环节。从控制这个角度来说,研究的重点应侧重于如何把先进的变频调速技术应用到门机系统中,使门机系统能高效经济可靠地运行。在目前的工程实践中,交流电机的变频调速策略主要有两种方法,即正弦脉宽调制方法(SPWM)和空间矢量脉宽调制方法(SVPWM)。其中SPWM 的基本原理就是用正弦波和高频三角载波比较产生PWM 脉冲序列:当基波(正弦波)高于三角载波时,相应的开关器件导通,反之,当基波低于三角载波时,相应的开关器件截止。产生的PWM 脉冲序列作为逆变器功率开关器件的驱动控制信号。本电梯门机变频调速系统就是采用SPWM 调制方法,采用INTEL 公司的16 位高性能微控制器87C196MC 作为核心控制芯片,由87C196MC 的PWM 波形发生模块产生PWM 信号去驱动功率电路,从而带动门机按照预先设定的运行曲线运行。
上传时间: 2013-10-16
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基于变频调速的水平连铸机拉坯辊速度控制系统Frequency Inverter Based Drawing RollerS peedC ontrolSy stem ofHorizontal Continuous Casting MachineA 伟刘冲旅巴(南 华 大 学电气工程学院,衡阳421001)摘要拉坯辊速度控制是水平连铸工艺的关键技术之一,采用变频器实现水平连铸机拉坯辊速度程序控制,由信号发生装置给变频器提供程控信号。现场应用表明该控制系统速度响应快,控制精度高,满足了水平连铸生产的需要。关键词水平连铸拉坯辊速度程序控制变频器Absh'act Speedc ontorlof dr awingor leris on eo fth ek eyte chnologiesfo rho rizontalco ntinuousca stingm achine.Fo rth ispu rpose,fr equencyco nverterisad optedfo rdr awingor lersp eedp rogrammablec ontorlof ho rizontalco ntinuousca stingm achine,th ep rogrammableco ntorlsi gnalto fr equencyc onverteris provided场a signal generator. The results of application show that the response of system is rapid and the control accuracy is high enough to meet thedemand of production of horizontal continuous casting.Keywords Horizontalco ntinuousc asting Drawingor ler Speedp rogrammablec ontrol Ferquencyin verter 随着 现 代 化工业生产对钢材需求量的日益增加,连铸生产能力已经成为衡量一个国家冶金工业发展水平的重要指标之一。近十几年来,水平连铸由于具有投资少、铸坯直、见效快等多方面的优点,国内许多钢铁企业利用水平连铸机来浇铸特种合金钢,发挥了其独特的优势并取得了较好的经济效益〔1,2)0采用 水 平 连铸机浇铸特种合金钢时,由于拉坯机是水平连铸系统中的关键设备之一,拉坯机及其控制性能的好坏直接影响着连铸坯的质量,因此,连铸的拉坯技术便成为整个水平连铸技术的核心。由于钢的冶炼过程是在高温下进行的,钢水温度的变化又容易影响铸坯的质量和成材率,因此,如何能在高温环境下控制好与铸坯速度相关的参数(拉、推程量,中停时间和拉坯频率等)对于确保连铸作业的进一步高效化,延长系统的连续作业时间十分关键。因此,拉坯辊速度控制技术是连铸生产过程控制领域中的关键技术之- [31
上传时间: 2013-10-12
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伺服与变频:伺服与变频的一个重要区别是: 变频可以无编码器,伺服则必须有编码器,作电子换向用. 一、两者的共同点: 交流伺服的技术本身就是借鉴并应用了变频的技术,在直流电机的伺服控制的基础上通过变频的PWM方式模仿直流电机的控制方式来实现的,也就是说交流伺服电 机必然有变频的这一环节:变频就是将工频的50、60HZ的交流电先整流成直流电,然后通过可控制门极的各类晶体管(IGBT,IGCT等)通过载波频率 和PWM调节逆变为频率可调的波形类似于正余弦的脉动电,由于频率可调,所以交流电机的速度就可调了(n=60f/2p ,n转速,f频率, p极对数) 二、谈谈变频器: 简单的变频器只能调节交流电机的速度,这时可以开环也可以闭环要视控制方式和变频器而定,这就是传统意义上的V/F控制方式。现在很多的变频已经通过数学 模型的建立,将交流电机的定子磁场UVW3相转化为可以控制电机转速和转矩的两个电流的分量,现在大多数能进行力矩控制的著名品牌的变频器都是采用这样方 式控制力矩,UVW每相的输出要加摩尔效应的电流检测装置,采样反馈后构成闭环负反馈的电流环的PID调节;ABB的变频又提出和这样方式不同的直接转矩 控制技术,具体请查阅有关资料。这样可以既控制电机的速度也可控制电机的力矩,而且速度的控制精度优于v/f控制,编码器反馈也可加可不加,加的时候控制 精度和响应特性要好很多。 三、谈谈伺服: 驱动器方面:伺服驱动器在发展了变频技术的前提下,在驱动器内部的电流环,速度环和位置 环(变频器没有该环)都进行了比一般变频更精确的控制技术和算法运算,在功能上也比传统的伺服强大很多,主要的一点可以进行精确的位置控制。通过上位控制 器发送的脉冲序列来控制速度和位置(当然也有些伺服内部集成了控制单元或通过总线通讯的方式直接将位置和速度等参数设定在驱动器里),驱动器内部的算法和 更快更精确的计算以及性能更优良的电子器件使之更优越于变频器。 电机方面:伺服电机的材料、结构和加工工艺要远远高于变频器驱动的交流电机 (一般交流电机或恒力矩、恒功率等各类变频电机),也就是说当驱动器输出电流、电压、频率变化很快的电源时,伺服电机就能根据电源变化产生响应的动作变 化,响应特性和抗过载能力远远高于变频器驱动的交流电机,电机方面的严重差异也是两者性能不同的根本。就是说不是变频器输出不了变化那么快的电源信号,而 是电机本身就反应不了,所以在变频的内部算法设定时为了保护电机做了相应的过载设定。当然即使不设定变频器的输出能力还是有限的,有些性能优良的变频器就 可以直接驱动伺服电机!!! 四、谈谈交流电机: 交流电机一般分为同步和异步电机 1、交流同步电机:就是转子是由永磁材料构成,所以转动后,随着电机的定子旋转磁场的变化,转子也做响应频率的速度变化,而且转子速度=定子速度,所以称"同步"。 2、交流异步电机:转子由感应线圈和材料构成。转动后,定子产生旋转磁场,磁场切割定子的感应线圈,转子线圈产生感应电流,进而转子产生感应磁场,感应 磁场追随定子旋转磁场的变化,但转子的磁场变化永远小于定子的变化,一旦等于就没有变化的磁场切割转子的感应线圈,转子线圈中也就没有了感应电流,转子磁 场消失,转子失速又与定子产生速度差又重新获得感应电流。。。所以在交流异步电机里有个关键的参数是转差率就是转子与定子的速度差的比率。 3、对应交流同步和异步电机变频器就有相映的同步变频器和异步变频器,伺服电机也有交流同步伺服和交流异步伺服,当然变频器里交流异步变频常见,伺服则交流同步伺服常见。
标签: 伺服
上传时间: 2013-11-17
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Modbus 协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议,控制器相互之间、控制器经由网络(例如以太网)和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。有了它,不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络,进行集中监控。 Modbus TCP协议是Modbus协议的另一版本,它于1999年被开发出来以允许Internet用户访问以太网设备。Modbus是OSI模型第7层上的应用层报文传输协议,它在连接至不同类型总线或网络的设备之间提供客户机/服务器通信。目前,可以通过下列三种方式实现Modbus通信: 由于结合了Modbus协议的简单性和100 M 以太网的高速度,Modbus TCP/IP展现了卓越的性能,这意味着将这种网络应用在实时性要求很高的场合,如I/O扫描,是可行的。Modbus通信透明性Modbus协议可以方便地在各种网络体系结构内进行通信,每种设备(PLC、HMI、控制面板、变频器、运动控制、I/O设备等)都能使用Modbus协议来启动远程操作,同样的通信能够在串行链路和TCP/IP以太网网络上进行,而网关则能够实现各种使用Modbus协议的总线或网络之间的通信。由此可见,Modbus协议实现了全方位的通信透明。
上传时间: 2015-12-23
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