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固有噪声

  • 永磁直线同步电机设计研究.rar

    在传统的直线驱动场合,都是由旋转电机提供原动力,再由丝杠、丝杆、齿条等中间机构转换为直线运动。这样的设置,不仅在中间传动过程中消耗了大量的能量,而且摩擦产生的噪声也非常明显,同时也给系统的维护工作带来了麻烦。 直线电机的出现可以使上述问题得到解决,由于具备直接将电能转化为直线运动的能力,直线电机已经在机床驱动、集成电路组装等场合逐渐取代了传统的旋转电机的位置。 自19世纪中期直线电机的概念被首次提出以来,经过孕育、实验、开发和实用这四个阶段的发展,并借助于电力电子技术,以及日渐成熟的直线电机控制技术,直线电机已经广泛应用到了制造业、交通运输业等各个方面。 与旋转电机类似,按工作原理的不同,直线电机也有着各种类型,应用较多的是直线步进电机、直线同步电机和直线感应电机。其中直线步进电机更多的是应用在需要精确定位的场合,比如半导体工业;后两者则被应用在需要连续和大推力的场合,比如机床。而直线同步电机,尤其是永磁直线同步电机,凭借更大的单位面积推力、更高的效率等优点受到了更多的青睐,与此同时,由于没有了励磁绕组,电机的整个结构也得以简化。另一方面,我国丰富的稀土资源也为这种电机的发展提供了广泛空间。 作为一种较为新颖的电机,目前国内仍缺乏系统化的永磁直线同步电机设计方案,尤其是电枢绕组部分。常用的方法仍是基于传统的旋转电机,例如使用双层叠绕组方案。通过对实际电机的软件模拟,我们发现这样的设计思路的表现并不能令人满意,比如造成了动子线圈槽满率过大,电机设计难以形成系列化等缺点,而电机本身输出推力的波动也较大。 针对传统方案的一系列缺点,本文提出了一种新的永磁直线同步电机设计方案。该方案基于“单元电机”的概念,使用单层同心式线圈。当目标推力要求变化时,只需改变“单元电机”的数目和排列组合的方式,就可以达到改变的目的。而每个单元中的绕组连接方式则不需要改变,由此避免了繁琐而复杂的绕组设计,这就给电机的系列化设计带来了便捷。同时,单层绕组的使用也更方便嵌线,也更有利于降低铜耗,提高效率。 在完成单元电机设计任务的基础上,本文利用加拿大Infolytica公司出品的电磁场有限元分析软件MagNet对电机的运行进行了模拟,并得到了电机的额定输出推力曲线和反电动势曲线,输出推力曲线较之传统方案也更平稳。体现了该设计方案的优越性。

    标签: 直线 同步电机

    上传时间: 2013-06-29

    上传用户:pinksun9

  • 基于FPGA的语音增强算法研究与实现.rar

    现实生活中的语音不可避免的要受到周围环境的影响,背景噪声例如机械噪声、街头音乐噪音,其他说话者的话音等均会严重地影响语音信号的质量:此外传输系统本身也会产生各种噪声,因此接收端的信号为带噪语音信号。混叠在语音信号中的噪声按类别可分为环境噪声等的加法性噪声及电器线路干扰等的乘法性噪声;按性质可分为平稳噪声和非平稳噪声。 语音增强的根本目的就是净化语音质量。把不需要的噪音减低到最小程度。但是由于噪音的复杂性,很难归纳出一个统一的特征,因此不可能寻求一种算法完全适应于所有的噪音消除,因此语音增强是一个复杂的工程。 有关抗噪声技术的研究以及实际环境下的语音信号处理系统的开发,在国内外已经成为语音信号处理非常重要的研究课题,已经作了大量的研究工作,取得了丰富的研究成果。本文仅对加性噪声下的语音增强技术做了较为仔细的讨论,我们先给出语音信号处理的基本理论,它是语音增强算法研究和实现的理论基础,在此基础总结了自适应信号处理技术的特点以及在语音增强方面的应用。选取工程领域最常用的自适应LMS滤波算法和RLS滤波算法作为研究对象,提出了利用最小均方误差意义下自适应滤波器的输出信号与主通道噪声信号的等效关系,得到滤波器最佳自适应参数的方法,并分析了在平稳和非平稳噪声环境下,L M S滤波器族和R L S滤波器在不同噪音输入下的权系数收敛速度、权系数稳定性、跟踪输入信号的能力和信噪比的改善等特性。 研究了MATLAB语言程序设计和使用MALTLAB对语音算法进行仿真、并输入了多种实际环境下的噪音进行滤波仿真并对仿真的结果进行比较和分析。总结出了LMS、NLMS、SIGN-ERROR-LMS、RLS自适应滤波器在语音滤波方面的特点 和应用情况。 最后在MATLAB仿真的基础上,利用Altera公司的Cyclone2系列FPGA芯片和多种EDA工具,完成了L M S自适应滤波器的FPGA设计。 关键词:语音增强,背景噪音,自适应滤波器,LMS,RLS,FPGA

    标签: FPGA 语音增强 算法研究

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:lijianyu172

  • 基于DSP的正弦波逆变电源研究.rar

    逆变电源的发展是和电力电子器件的发展联系在一起的,随着现代电力电子技术的迅猛发展,逆变电源在许多领域的应用也越来越广泛,同时对逆变电源输出电压波形质量提出了越来越高的要求。逆变电源输出波形质量主要包括三个方面:一是输出稳定精度高;二是动态性能好;三是带负载适应性强。因此开发既具有结构简单,又具有优良动、静态性能和负载适应性的逆变电源,一直是研究者在逆变电源方面追求的目标。本文对逆变电源三闭环控制方案、输出相位控制、逆变电源数字化控制系统进行研究,以期得到具有高品质和高可靠性的逆变电源。 本文研究了单相全桥逆变电源与三相桥式逆变电源主电路参数,包括逆变器、吸收电路、驱动电路、变压器和滤波器,并对逆变电源变压器的偏磁产生原因进行了深入分析,最后给出了有效的抗偏磁措施。针对三相桥式逆变电源通常不能保证三相电压输出平衡,研究了一种可以带不平衡负载的三相逆变电源。研究了逆变电源的控制原理,建立了逆变电源系统动态模型,在此基础上对逆变电源的各种控制方案的性能进行了对比研究,从而确定了一种新颖的高性能逆变电源多闭环控制方案。另外,针对逆变电源输出相位存在固有滞后问题,采用了一种利用电压瞬时值内环对逆变电源滞后的相角进行补偿控制的策略,分析表明上述控制策略虽然有效,但无法做到输出相角稳态无差,对此,提出一种移相控制方案设想,相当于在原多环控制方案的基础上加了一个相位控制环。这样可以使逆变电源输出相位误差得到有效的补偿,输出相位精度更高。文章设计了逆变电源数字控制系统,采用TMS320LF2407A控制产生SPWM波,给出控制系统DSP程序运行流程图,并用DSP对其进行了实现数字化。多环反馈控制系统的采用,使系统具有优异的稳态特性、动态特性和对非线性负载的适应性,使逆变电源的性能得到有效提高。

    标签: DSP 正弦波逆变电源

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:tianjinfan

  • 风电场短期风速预测研究.rar

    开发与利用新能源是我国21世纪的重要能源战略。风能是一种“取之不尽,用之不竭”、环境友好的可持续性能源,已受到了越来越广泛的重视,并成为发展最快的新型能源。但是风电具有间歇性和随机性的固有缺点,随着大量的风力发电接入电网,势必会对电力系统的安全、稳定运行以及保证电能质量带来严峻挑战,从而限制风力发电的发展规模。风电场短期风速和发电功率预测是解决该问题的有效途径之一。中国的风电场大都是集中的、大容量的风电场,而且处于电网建设相对比较薄弱的地区,因此,中国更需要进行风电场短期风速和发电功率预测的研究,而发电功率的预测主要源自风速的预测。在此背景下,选择风电场短期风速预测方法作为主要研究内容,主要包括以下几个方面: 首先运用统计学方法来分析风速的时间序列特性及其预测方法和应用特点,说明现实中的风速序列具有很强的非平稳性。然后运用具有“数字显微镜”之美誉的小波变换来分析历史纪录的风速数据,通过运用二进正交小波变换Mallat算法对香港和河西走廊地区风速序列进行分解和重构,分离出风速序列中的低频信息和高频信息。对Mallat算法分解后的信号,运用最小二乘支持向量机分别进行向前一步预测,然后再把各预测结果合成,得到预测值。建立了基于小波变换和最小二乘支持向量机的短期风速预测方法。应用Matlab对该算法进行了仿真,仿真试验表明,小波变换是非平稳风速序列时频分析的有效工具,对风速序列的高频和低频信息起到很好的分离作用;最小二乘支持向量机的应用提高了预测的准确性。应用香港地区与河西走廊地区小时平均风速历史数据,验证了方法的有效性。

    标签: 风电场 风速

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:xg262122

  • 基于图像处理的PCB缺陷检测系统的设计与研究.rar

    印刷电路板( PCB)是集成各种电子元器件的信息载体,在各个领域得到了广泛的应用。近年来随着印刷电路板生产复杂度和产量的提高,传统PCB缺陷检测方式因接触受限、高成本、低效率等因素,已经逐渐不能满足现代检测需要,因此研究实现一种PCB缺陷的自动检测系统具有很大的现实意义和实用价值。 @@ 本论文根据机器视觉检测理论,运用数字图像处理技术,构建了一套PCB缺陷自动检测系统方案。该系统主要由光照、CCD摄像机、图像采集卡、运动控制台及计算机图像处理软件组成。其中图像处理软件部分作为本论文的核心,着重研究了其关键功能模块包括图像预处理、阈值分割、图像识别几个部分算法的选择与设计,并在MATLAB 7.0的环境下进行仿真。 @@ 运用现代成熟的数字图像处理技术,本文实现了PCB缺陷的软件检测方案。在预处理模块中,结合PCB板的特点运用图像预处理手段得到高质量的PCB图像。在阈值分割模块中,实现了四种当前成熟的阈值分割算法,以得到特征清晰、低噪声的PCB二值图像。在识别模块中结合电路板的短路、断路、毛刺、缺损、空洞五大缺陷的特征,设计相应算法并予以实现,并提示缺陷信息。 @@关键词:缺陷检测;图像预处理;图像分割;图像识别

    标签: PCB 图像处理 缺陷检测

    上传时间: 2013-06-23

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  • 串联电池组电压测量方法的研究与应用.rar

    串联电池组广泛应用于手携式工具、笔记本电脑、通讯电台、便携式电子设备、航天卫星、电动自行车、电动汽车及储能装置中。本文就电动汽车的串联电池组加以研究。 随着社会的发展以及能源、环保等问题的日益突出,电动汽车以其零排放,噪声低等优点越来越受到世界各国的重视,被称作绿色环保车。作为发展电动车的关键技术之一的电池管理系统(BMS),是电动车产业化的关键。电动汽车的快速发展,它的能量源-动力电池组,成了电动汽车发展的瓶颈。电池技术和电池能量管理系统(BMS)的研究成为解决这一问题的关键,越来越受到人们的关注。 电动汽车电池组相关技术中的电池管理系统是目前国内外研究的热点。本文描述了电动公交用锂电池配套的电池管理系统的设计与实现。 该电池管理系统在拓扑结构上采用集散式的检测方法,即每箱电池都配备检模块,将各模块所检测的相关电池数据通过内部总线传送给主控模块,再由主模块对整体数据进行分析和存储,并由CAN总线发送给电动公交各车载装置。 本论文首先比较了现有的几种电动汽车常用的电压测量方法,然后提出了电池管理系统中的串联电池组电压测量方法的整体设计方案。即采集各个电池单体的基本信息到BMS控制芯片(单片机MC9S12D64)中进行处理计算,从而得出电池工作状态等信息。 介绍了CAN总线与电动汽车中心控制器进行通信,实现整车的控制。在硬件设计中详细介绍了小系统的设计,电压采集系统的设计,CAN通信接口电路的设计,以及抗干扰等方面的电路设计。并介绍了一些重要器件的选择与参数确定。软件实现方面,着重讲述了检测板电压检测的的功能模块,最后对电池管理系统的进一步发展给出了一些展望。 目前,本课题的研究在理论和实践中都取得了很大的进展,在经过大量的软硬件调试与改进的基础上,该方法已经实现了良好、可靠的运行,取得了很好的效果,为下一阶段的准备打下了很好的基础。

    标签: 串联电池组 电压测量 法的研究

    上传时间: 2013-06-01

    上传用户:F0717007

  • 基于自适应时频分析方法的心音信号分析研究.rar

    心音信号是人体最重要的生理信号之一,包含心脏各个部分如心房、心室、大血管、心血管及各个瓣膜功能状态的大量生理病理信息。心音信号分析与识别是了解心脏和血管状态的一种不可缺少的手段。本文针对目前该研究领域中存在的分析方法问题和分类识别技术难点展开了深入的研究,内容涉及心音构成的分析、心音信号特征向量的提取、正常心音信号(NM)和房颤(AF)、主动脉回流(AR)、主动脉狭窄(AS)、二尖瓣回流(MR)4种心脏杂音信号的分类识别。本文的工作内容包括以下5个方面: a)心音信号采集与预处理。本文采用自行研制的带有录音机功能的听诊器实现对心音信号的采集。通过对心音信号噪声分析,选用小波降噪作为心音信号的滤波方法。根据实验分析,选择Donoho阈值函数结合多级阈值的方法作为心音信号预处理方案。 b)心音信号时频分析方法。文中采用5种时频分析方法分别对心音信号进行了时频谱特性分析,结果表明:不同的时频分析方法与待分析心音信号的特性有密切关系,即需要在小的交叉项干扰与高的时频分辨率之间作综合的考虑。鉴于此,本文提出了一种自适应锥形核时频(ATF)分析方法,通过实验验证该分布能较好地反映心音信号的时频结构,其性能优于一般锥形核分布(CKD)以及Choi-Williams分布(CWD)、谱图(SPEC)等固定核时频分析方法,从而选择自应锥形核时频分析方法进行心音信号分析。 c)心音信号特征向量提取。根据对3M Littmann() Stethoscopes[31]数据库中标准心音信号的时频分析结果,提取8组特征数据,通过Fihser降维处理方法提取出了实现分类可视化,且最易于分类的心音信号的2维特征向量,作为心音信号分类的特征向量。 d)心音信号分类方法。根据心音信号特征向量组成的散点图,研究了支持向量机核函数、多分类支持向量机的选取方法,同时,基于分类的目的 性和可信性,本文提出以分类精度最大为判断准则的核函数参数与松弛变量的优化方法,建立了心音信号分类的支持向量机模型,选取标准数据库中NM、AF、AR、AS、MR每类心音信号的80组2维特征向量中每类60组数据作为支持向量机的学习样本,对余下的每类20组数据进行测试,得到每类的分类精度(Ar)均为100%,同时对临床上采集的与上述4种同类心脏杂音信号和正常心音信号中每类24个心动周期进行分类实测,分类精度分别为:NM、AF、MR的分类精度均为100%,而AR、AS均为95.83%,验证了该方法的分类有效性。 e)心音信号分析与识别的软件系统。本文以MATLAB语言的可视化功能实现了心音信号分析与识别的软件运行平台构建,可完成对心音信号的读取、预处理,绘制时-频、能量特性的三维图及两维等高线图;同时,利用MATLAB与EXCEL的动态链接,实现对心音信号分析数据的存储以及统计功能;最后,通过对心音信号2维特征向量的分析,实现心音信号的自动识别功能。 本文的研究特色主要体现在心音信号特征向量提取的方法以及多分类支持向量机模型的建立两方面。 综上所述,本文从理论与实践两方面对心音信号进行了深入的研究,主要是采用自适应锥形核时频分析方法提取心音信号特征向量,根据心音信号特征向量组成的散点图,建立心音信号分类的支持向量机模型,并对正常心音信号和4种心脏杂音信号进行了分类研究,取得了较为满意的分类结果,但由于用于分类的心脏杂音信号种类及数据量尚不足,因此,今后的工作重点是采集更多种类的心脏杂音信号,进一步提高心音信号分类精度,使本文研究成果能最终应用于临床心脏量化听诊。 关键词:心音信号,小波降噪,非平稳信号,心脏杂音,信号处理,时频分析,自适应,支持向量机

    标签: 时频 分析方法

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:weixiao99

  • 基于卡尔曼滤波算法的永磁同步电机无速度传感器控制研究.rar

    永磁同步电机是同步电机的一个重要类型,其转子一般采用稀土永磁材料做激磁磁极,与传统同步电机相比,体积和重量大为减小,而且结构简单,运行可靠,维护更方便。现代电气传动控制的发展趋势之一是开发新的交流调速与伺服系统。无论在矢量控制还是标量控制中,转速与位置的闭环控制都需要在电机轴上安装一个速度传感器,但是由于速度传感器的引进不仅增加了成本,降低了系统可靠性,还存在安装问题,效果并不十分理想。因此高性能无速度传感器控制成为近年来电机研究的热点。 本文在系统介绍卡尔曼滤波器的基础上,将其引入到永磁同步电机无速度传感器状态观测中。由于永磁同步电机是一个强耦合的多阶非线性系统,本文采用了工程实际中普遍采用的泰勒展开式截断的方法,对电机方程线性化处理,将卡尔曼滤波算法推广至非线性系统,并加入了反映电机系统模型误差和环境干扰的系统噪声和测量噪声模型,形成扩展卡尔曼滤波算法。扩展卡尔曼滤波器将电机转子位置与转速作为系统状态变量进行实时估算,并将所得信息反馈到永磁同步电机控制系统中。通过仿真,与电机实际运行状态进行比较,证明了扩展卡尔曼滤波具有良好的动态跟踪能力和抗噪声能力。 针对扩展卡尔曼滤波算法在无速度传感器控制中存在的不足,本文给出了降阶线性卡尔曼滤波算法。降阶线性卡尔曼滤波算法重新选择了系统状态变量,建立新的完全线性化的系统方程,并且卡尔曼滤波算法中的系统协方差矩阵成为时不变序列,因此可以直接应用线性卡尔曼滤波算法。仿真结果证明,与扩展卡尔曼滤波算法相比,新的算法更加简单,减轻了繁重的参数调节任务,易于数字化实现,不仅具备扩展卡尔曼滤波算法的优势,而且在某些性能方面超越了扩展卡尔曼滤波算法。 通过分析得知,由于将系统模型不确定性与测量噪声体现在系统方程中,因此卡尔曼滤波算法在状态估算方面具有良好的性能。本文以降阶线性卡尔曼滤波 算法为理论基础,以永磁同步电机为对象,以数字信号处理器(DSP)为核心,设计了电机状态观测系统的设计方案。整个方案在不增加成本的基础上,充分利用数字信号处理器(DSP)丰富的资源和强大的运算能力,通过检测电机相电流,实时估算出电机转子位置与转速。本系统可以代替传统速度传感器,为电机控制系统提供转子位置和转速反馈信息。本文的下一步主要工作便是将此系统付诸实践,应用于实际工程中,对卡尔曼滤波算法在永磁同步电机无速度传感器控制方面的性能进行进一步研究。关键词:永磁同步电机;无速度传感器;卡尔曼滤波

    标签: 卡尔曼 滤波算法 永磁同步电机

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:lifangyuan12

  • 高频逆变电源并联控制策略的研究.rar

    由于传统供电系统的固有缺陷,当单台电源供电时,一旦发生故障可能导致整个系统瘫痪,造成不可估计的损失。逆变电源并联技术是提高逆变电源运行可靠性和扩大供电容量的重要手段。并联技术可以提高逆变电源的通用性和灵活性,使系统设计、安装、组合更加方便,使可靠性进一步提高。 本文主要研究逆变电源输出的数字控制技术,以及逆变电源的并联控制策略,以改善逆变电源的输出性能,提高逆变电源的可靠性,并为分布式发电系统提供最基本的单元模块。本系统采用高频逆变技术,主电路前级采用BOOST升压,后级采用半桥逆变电路,以TI公司的TMS320F2806DSP为主控核心实现了系统的控制功能。本文主要研究内容如下: 1.首先介绍了当前的适合逆变电源的控制策略,分析了这些控制策略的优缺点,介绍了当前的适用于逆变电源并联运行的控制策略,并简单介绍了它们的原理; 2.介绍了逆变电源无线并联的关键技术,依据下垂并联控制的数学模型,对并联系统的功率下垂特性、功率解耦控制思想等方面进行了详细的分析; 3.通过对当前逆变电源控制策略的分析、研究,对所选的逆变电源主电路进行数学建模,设计了逆变电源三闭环调节控制器,并通过Matlab仿真工具进行仿真,验证了该控制策略的可行性; 4.建立了单相逆变电源无线并联控制系统的MATLAB仿真模型,并通过仿真实验对其进行了验证分析,结果表明:该基于下垂法控制的无线并联方案可以使系统实现对输出有功功率、无功功率和谐波功率的良好控制; 5.采用DSP为主控芯片,设计并制作了单相无线并联型逆变电源样机,给出并联型逆变单元输出滤波电感参数选择的工程设计方法和原则,并对上述的三闭环控制策略进行了实验测试,实验结果良好。

    标签: 高频逆变电源 并联控制 策略

    上传时间: 2013-04-24

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  • 基于DSP的三相混合式步进电动机正弦波细分驱动技术的研究.rar

    传统开环运行的三相混合式步进电动机驱动系统中存在着振荡和失步等不足之处。本文针对这种情况,通过对理想化三相混合式步进电动机数学模型的分析,把三相混合式步进电动机视为一种低速同步电动机。同时,结合电流跟踪型PWM控制方式及恒流斩波驱动的工作原理,设计了基于数字信号处理器TMS320F2812的全数字三相混合式步进电动机正弦波细分驱动系统。 首先,本文从三相混合式步进电动机的数学模型出发,对步进电动机的细分驱动方式进行了研究,分析了步进电动机连续均匀旋转的工作机理。然后分析了步进电动机的运行特性及细分控制的必要性,进而分析了细分驱动对改善步进电动机运行性能的作用,并针对细分运行的一些不足之处,提出了均匀细分恒转矩控制的方案。理论分析表明,在混合式步进电动机的三相定子绕组中通以互差120°的正弦波电流时,可得到类似同步机的转矩特性,使电动机均匀旋转。 本系统硬件电路以TMS320F2812为核心,采用正弦波细分和电流跟踪型脉宽调制(PWM)技术实现三相混合式步进电动机的细分控制,使三相定子绕组电流严格跟踪电流给定信号变化。应用IR公司的IR2130集成驱动芯片进行了步进电动机驱动系统的功率驱动环节的设计,节省了板上空间,减小了装置体积。同时从装置可靠性出发,设计了一套安全可靠的硬件保护电路。 实验结果表明,本文所设计的三相混合式步进电动机正弦波细分驱动器具有优良的控制性能。细分运行时减弱了混合式步进电动机的低速振动和噪声,使电动机运行平稳,并改善了其低频运行性能。

    标签: DSP 三相混合式 步进电动机

    上传时间: 2013-06-27

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