现如今,逆变器的脉冲宽度调制(PWM)技术作为一种最常见的调制方式在交流传动系统中广泛应用。采用PWM调制技术的最终目的在于追求逆变器输出电压、电流波形更接近正弦从而进一步控制负载电机的磁通正弦化。为了达到这些目的,很多种基于PWM原理的调制方法被相继提出并应用。 在铁道牵引调速系统中,逆变装置具有调速范围宽,输出频率变化快等特点,而逆变器本身器件的开关频率又不是很高。这种情况下,分段同步调制模式的使用有效地改善了变频器的输出,达到了减少谐波的目的。本文围绕分段同步调制在交流牵引传动系统中的应用进行研究,主要目的在于解决该调制模式应用中存在的切换点选择、切换震荡冲击等问题。文章详细讨论了分段调制模式下载波比和载波比切换点选取的原则,重点分析了分段同步调制模式下载波比切换点冲击电压的产生原因和危害,提出了改善电压电流冲击的方法,并在搭建的实验平台上验证了理论分析的正确性。此外,本文还对列车高速时载波比极低的极限情况下分段同步调制对变频器输出交流电压和直流回流电流谐波的改善情况进行了理论推导和仿真分析。 论文搭建了用于调制实验的3.7kW小功率电机实验平台,在开环的VVVF调速系统中进行了分段同步调制载波比切换实验;在Matlab/Simulink环境下搭建了分段同步调制模式下的电机牵引模型,进行了分段同步调制载波比切换仿真;实验和仿真结果表明,文章所提出的方法很好地完成了分段同步算法且有效抑制了可能发生的冲击,所得结果验证了理论分析的正确性。
上传时间: 2013-08-04
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三相异步电动机结构简单、价格便宜以及维修方便等优点,被广泛应用于工农业生产和日常生活等领域。随着各行各业中生产机械的不断更新和发展,其中对电动机的起动性能要求越来越高。传统的电机起动方式其局限性,不能有效减少起动时对电网的大电流冲击,已越来越不能适应现代生产发展的要求。针对上述问题,本文提出了一种以TMS320LF2407 DSP为核心的高性能数字式电机软起动器。相比于传统的起动器,它能显著的改善电机的起动性能。 由于软起动器所具有的优点及其它控制设备无法比拟的性价比,使得软起动器的应用前景十分广阔。加上现在国内电力供应紧张,软起动器在节能方面有突出的表现。因此软起动器拥有十分广阔的市场。但是在国内软起动器市场,以国外产品居多。国外产品质量高,但是价格昂贵,性价比不高,在国内彻底普及有困难。针对该现状,本文设计出一种以DSP-TMS320LF2407为核心低价格,高性能的异步电动机软起动器。 本软起动器采用品闸管调压方式,采用模块化设计思想,通过改变晶闸管的触发角来实现对定子两端的电压的调节。从而实现了异步电动机电压斜坡起动、限流起动、软停车等功能。 本文利用MATLAB搭建了软起动器系统的仿真模型,对软起动的控制方式进行了仿真研究。仿真结果表明该软起动器系统可以有效地减小异步电动机起动时对电网的冲击。本文同时也阐述了晶闸管调压电路及软起动器主电路的工作原理、软起动器的硬件结构和功能以及软件设计。该软起动器操作方便简单,智能化程度高,能够及时跟随电机负载的变化,使电机顺利起动。经过实验调试,基本上达到了改善鼠笼式异步电动机起动性能的要求,在保障降低异步电动机起动电流的前提下,使电机能够平稳可靠起动。
上传时间: 2013-04-24
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高压变频调速技术节能效果显著,多电平逆变器是其常用的一种电路拓扑形式。三电平逆变器能降低功率器件耐压要求、降低谐波含量,普遍地采用电压空间矢量脉宽调制的控制策略。将DSP数字控制技术应用于三电平逆变器不仅简化了系统的硬件结构,提高系统性能,还可以实现系统的优化控制。 本文首先简要介绍了三电平逆变器的拓扑结构和控制策略,并阐述了二极管箝位式三电平逆变器电路结构和电压空间矢量脉宽调制控制策略的实现方法。在此基础上,通过对逆变器的工作过程分析,建立了逆变器的数学模型。并提出了一种能控制逆变器直流侧电容中点电位平衡并且能降低开关损耗的电压空间矢量脉宽调制方法。 本文在综述人工神经网络技术的基础上,提出一种基于复合人工神经网络的电压空间矢量脉宽调制算法,充分利用人工神经网络的快速并行处理能力、学习能力,缩短了计算时间,降低了由控制延时引起的谐波成分。最后在MATIAB/Simulink环境下,结合ANN工具箱建立了仿真模型。仿真结果证明了基于复合人工神经网络算法的可行性。 本文进行了三电平逆变器的主电路、开关器件驱动电路、电流电压检测电路和保护电路等的设计。根据三电平逆变器主电路功率开关多,驱动信号不能共地的特点,本文设计一种利用光耦隔离驱动功率开关器件的驱动保护电路,降低电磁干扰,并在过流等异常情况下实时保护功率开关器件。最后以TMS320LF2407DSP为数字控制平台,实现了三电平逆变器的电压空间矢量脉宽调制控制策略。
上传时间: 2013-07-07
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本文以电机控制DSPTMS320LF2407为核心,结合相关外围电路,运用新型SVPWM控制方法,设计电梯专用变频器。为了达到电梯专用变频器大转矩、高性能的要求,在硬件上提高系统的实时性、抗干扰性和高精度性;在软件上采用新型SVPWM控制方法,以消除死区的负面影响,另外单神经元PID控制器应用于速度环,对速度的调节作用有明显改善。通过软硬件结合的方式,改善电机输出转矩,使电梯控制系统的性能得到提高。 系统主电路主要由三部分组成:整流部分、中间滤波部分和逆变部分,分别用6RI75G-160整流桥模块、电解电容电路和7MBP50RA120IPM模块实现。并设计有起动时防止冲击电流的保护电路,以及防止过压、欠压的保护电路。其中,对逆变模块IPM的驱动控制是控制电路的核心,也是系统实现的主要部分。控制电路以DSP为核心,由IPM驱动隔离控制电路、转速位置检测电路、电流检测电路、电源电路、显示电路和键盘电路组成。对IPM驱动、隔离、控制的效果,直接影响系统的性能,反映了变频器的性能,所以这部分是改善变频器性能的关键部分。另外,本课题拟定的被控对象是永磁同步电动机(PMSM),要对系统实现SVPWM控制,依赖于转子位置的准确、实时检测,只有这样,才能实现正确的矢量变换,准确的输出PWM脉冲,使合成矢量的方向与磁场方向保持实时的垂直,达到良好的控制性能,因此,转子位置检测是提高变频器性能的一个重要环节。 系统采用的控制方式是SVPWM控制。本文从SVPWM原理入手,分析了死区时间对SVPWM控制的负面作用,采用了一种新型SVPWM控制方法,它将SVPWM的180度导通型和120度导通型结合起来,从而达到既可以消除死区影响,又可以提高电源利用率的目的。另外,在速度调节环节,采用单神经元PID控制器,通过反复的仿真证明,在调速比不是很大的情况下,其对速度环的调节作用明显优于传统PID控制器。 通过实验证明,系统基本上达到高性能的控制要求,适合于电梯控制系统。
上传时间: 2013-05-21
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便携式B型超声诊断仪具有无创伤、简便易行、相对价廉等优势,在临床中越来越得到广泛的应用。它将超声波技术、微电子技术、计算机技术、机械设计与制造及生物医学工程等技术融合在一起。开展该课题的研究对提高临床诊断能力和促进我国医疗事业的发展具有重要的意义。 便携式B型超声诊断仪由人机交互系统、探头、成像系统、显示系统构成。其基本工作过程是:首先人机交互系统接收到用户通过键盘或鼠标发出的命令,然后成像系统根据命令控制探头发射超声波,并对回波信号处理、合成图像,最后通过显示系统完成图像的显示。 成像系统作为便携式B型超声诊断仪的核心对图像质量有决定性影响,但以前研制的便携式B型超声诊断仪的成像系统在三个方面存在不足:第一、采用的是单片机控制步进电机,控制精度不高,导致成像系统采样不精确;第二、采用的数字扫描变换算法太粗糙,影响超声图像的分辨率;第三、它的CPU多采用的是51系列单片机,测量速度太慢,同时也不便于系统升级和扩展。 针对以上不足,提出了基于FPGA的B型超声成像系统解决方案,采用Altera公司的EP2C5Q208C8芯片实现了步进电机步距角的细分,使电机旋转更匀速,提高了采样精度;提出并采用DSTI-ULA算法(Uniform Ladder Algorithm based on Double Sample and Trilinear Interotation)在FPGA内实现数字扫描变换,提高了图像分辨率;人机交互系统采用S3C2410-AL作为CPU,改善了测量速度和系统的扩展性。 通过对系统硬件电路的设计、制作,软件的编写、调试,结果表明,本文所设计的便携式B型超声成像系统图像分辨率高、测量速度快、体积小、操作方便。本文所设计的便携式B型超声诊断仪可在野外作业和抢险(诸如地震、抗洪)中发挥作用,同时也可在乡村诊所中完成对相关疾病的诊断工作。
上传时间: 2013-05-18
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超声理论与技术的快速发展,使超声设备不断更新,超声检查已成为预测和评价疾病及其治疗结果不可缺少的重要方法。超声诊断技术不仅具有安全、方便、无损、廉价等优点,其优越性还在于它选用诊断参数的多样性及其在工程上实现的灵活性。 全数字B超诊断仪基于嵌入式ARM9+FPGA硬件平台、LINUX嵌入式操作系统,是一种新型的、操作方便的、技术含量高的机型。它具有现有黑白B超的基本功能,能够对超声回波数据进行灵活的处理,从而使操作更加方便,图象质量进一步提高,并为远程医疗、图像存储、拷贝等打下基础,是一种很有发展前景、未来市场的主打产品。全数字B型超声诊断仪的基本技术特点是用数字硬件电路来实现数据量极其庞大的超声信息的实时处理,它的实现主要倚重于FPGA技术。现在FPGA已经成为多种数字信号处理(DSP)应用的强有力解决方案。硬件和软件设计者可以利用可编程逻辑开发各种DSP应用解决方案。可编程解决方案可以更好地适应快速变化的标准、协议和性能需求。 本论文首先阐述了医疗仪器发展现状和嵌入式计算机体系结构及发展状况,提出了课题研究内容和目标。然后从B超诊断原理及全数字B超诊断仪设计入手深入分析了B型超声诊断仪的系统的硬件体系机构。对系统的总体框架和ARM模块设计做了描述后,接着分析了超声信号进行数字化处理的各个子模块、可编程逻辑器件的结构特点、编程原理、设计流程以及ARM处理模块和FPGA模块的主要通讯接口。接着,本论文介绍了基于ARM9硬件平台的LINUX嵌入式操作系统的移植和设备驱动的开发,详细描述了B型超声诊断仪的软件环境的架构及其设备驱动的详细设计。最后对整个系统的功能和特点进行了总结和展望。
上传时间: 2013-05-28
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结合一工程实例,介绍了PLC 控制的变频调速恒压供水系统的工作原理及其特点;探讨了主副泵切换的阀值流量、阀值频率;并对住宅建筑变频调速恒压供水系统存在主泵不能自动切换为副泵工作的问题,提出了引入流量控
上传时间: 2013-07-15
上传用户:yxgi5
随着科学技术的飞速发展,各科学领域对测试技术提出了越来越高的要求。调速器试验台是调试、校验调速器性能的一种试验工具,是船舶修造厂、尤其调速器修造专业厂必须具有的试验设备。基于ARM嵌入式平台和uC/OS-II实时操作系统的嵌入式控制调速器试验台是基于国内外调速器测试技术的发展趋势和工作的实际要求。本调速试验台充分利用了嵌入式单片机技术和传感器技术,通过采用多种传感器采集系统所需要的数据,例如直流电机的转速、调速器的齿条位移等等,经过单片机系统处理并输出结果来实现调速器试验台的功能,并运用新型的全彩液晶显示屏将各种试验数据显示出来。 本文主要是针对调速试验台控制系统的研究,在分析了嵌入式软硬件可实现模块化设计的基础上,借鉴了“开发平台”的设计思想,首先,在ARM嵌入式最小系统的基础上架构通用的硬件平台,对测控平台的硬件结构进行设计,特别是对于关键的接口电路进行了比较深入的研究,针对不同的应用,集成了多种接口电路。其次,在实现嵌入式实时多任务操作系统uC/OS-II在ARM上可移植的基础上,架构了通用的软件平台,对接口电路驱动程序进行模块化设计。最后,研究了基于参数实时可变型的一种新型的PID控制算法,并将此PID算法作为调速试验台的控制算法。 通过对本系统的研究开发,提高了调速器试验台的测试精度,也使性能更加稳定可靠,实现了整个测试过程的自动化,从而减轻了试验人员的劳动强度,提高了工作效率,降低了试验成本,也同时消除了安全隐患,因此对本课题的研究具有较大的现实意义。
上传时间: 2013-07-20
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本文主要介绍了如何运用可编程逻辑器件(FPGA)实现电机的变频调速控制系统。 目前,电机控制芯片主要有两种选择。一种是专用集成芯片(ASIC),一种是单片机(MCU)或数字信号处理器(DSP)。而FPGA的数字资源丰富、工作频率高、可在系统编程等特点使得开发灵活、开发周期相对短,可以取代前二种通用的方式。本文利用80C196KC和FPGA控制感应电机,简化了硬件和软件设计,并充分利用了FPGA的快速性,利用FPGA,除本身可以用来控制电机以外:可以制成通用的“IP核”应用到MCU(或DSP),或是作为片内外设,这样就节约了片内资源;另外,它还是ASIC设计的验证的必经阶段,这是本文选题和工作的意义。本文设计的FPGA调速控制系统以及2个IP核,下载到芯片,通过验证。 本文第一章绪论介绍了可编程逻辑器件的发展、应用,以及EDA的发展历程,还介绍了ASIC等。针对FPGA的快速发展,论述了它在变频调速技术应用中的优势。 第二章介绍了交流电动机变频调速技术及其相关技术的发展和应用情况。着重介绍了电压空间矢量调制方式,以及矢量控制技术、技术发展。 第三章详细介绍了SVPWM调速系统整个系统的FPGA设计,给出了设计思路、具体方案、逻辑时序分析;最后给出了软件仿真结果和实验波形对照。文中还给出了SVPWM调速系统运用的FPGA设计结果,驱动电机,得到实验波形。论证了FPGA在调速系统应用中的可行性和意义。 第四章介绍了作者针对课题相关的一些内容所设计出的IP核,给出的实验结果等。 论文最后,对本课题所做的工作进行了简单的总结。
上传时间: 2013-04-24
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利用AD650压频转换器设计频压转换器:
上传时间: 2013-06-03
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