一台数控机床的先进程度衡量着一个国家制造业的先进水平，而数控机床最核心的部分就是数控机床控制系统。近年出现的ARM数入式系统具有硬件资源丰富、性能好、成本低和功耗低等优点，FPGA技术具有可重复编程、在线升级、实时性好、可靠性高等优点。为了克服传统的数控机床成本高、控制精度低、实时性差，可靠性低等缺点，研究基于ARM+FPGA架构的新型数控机床系统，具有重要的社会经济意义和重大的经济价值本文以数控机床为工程背景，以何服电机PMSM为具体对象以ARM+FPGA作为数控系统的实现平台，从提高何服系统位置环控制的自适应能力，提高位置环、速度环和电流环等复杂运算的处理速度，提高系统管理与控制程序开发的简单性、界面的美观性等方面开展了深入的研究。其主要研究工作和结论如下：（1）在对比分析了几种控制系统架构基础上，提出了一种基于ARM+FPGA的数控机床自适应模糊控制何服系统的设计方案。该系统采用以ARM作为系统主控与运动轨迹计算芯片，FPGA作为何服系统运动控制芯片，而其中的FPGA运动控制系统包括自适应位置控制模块、速度控制模块、电流变换模块三大部分（2）针对提出的 ARM+FPGA的数控机床自适应模糊控制何服系统的设计方案，进行了有关数学模型的建立占推导，并借助MATLAB工具建立系统仿真模型进行仿真。系统仿真结果表明，该系统位置响应超调量小，响应时间短，系统性能优越（3）为了提高运动控制的实时性、可靠性、灵活度，根据运动控制系统的模型，提出了一种FPGA实现的运行控制系统的结构，井详细进行了自适应位置控制模块、速度控制模块、电流变换模块等内部各模块的设计，之后利用HDL进行了有关模块的程序设计和PGA实现仿真（4）针对基于ARM微处理器的主挖与运动轨迹计算系统，进行了系统控制界面的设计，FPGA与ARM芯片、FPGA与上位机等通信程序设计，进行了运动控制中加减速、插补方法的分析与设计关键字：数控机床：水磁同步电机：自适应模糊控制：ARM:FPGA
上传时间： 2022-03-11
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随着材料技术以及开关电源技术的进步，照明领域开启了新的时代。IFD照明作为第四代光源具有节能、环保、高效、长寿命的特点，其正在逐步替代传统白炽灯作为LED灯具的核心部分，LED驱动电源一直是国内外集成电路设计公司重点研究的领域。LED灯具应用于家庭中小功率照明场合时，用户希望其电源具有结构简单，成本低、性能稳定、效率高、安全性高的优点，而市场上现阶段能满足这一特点的ACDC型LED驱动电源不多，因此该类型驱动电源也成为当前研究的重点本文主要任务是根据项目要求对ACDC型LED恒流驱动驱动电源模型进行分析，然后利用 SIMetrix软件对模型进行建模与仿真，通过对驱动电源模型的研究促进集成电路设计人员对恒流驱动电源工作原理的理解进而加快产品研发速度以及提高产品的质量。在建模过程中，首先通过分析和总结不同的恒流控制方式及电路拓扑结构，确定驱动电源模型采用的控制方式为单闭环峰值电流控制模式，其拓扑结构为反激式拓扑结构。然后通过对不同状态下驱动电源的逻辑分析，设计驱动电源的逻辑和功能电路结构。针对当前众多电力电子软件在电子电路建模方面存在的弊端，如仿真收敛性差仿真速度慢、占用系统资源等，本文选用 SIMetrix软件对驱动电源进行建模仿真，该软件可以很好地克服其他软件在仿真收敛性、仿真速度以及占用系统资源等方面的缺点。仿真结果表明驱动电源模型正确。最后，设计基于该驱动模型流片样品的驱动电源测试电路，并搭建测试平台。对驱动电源进行的相关性能测试，测试结果表明驱动电源的负载电流控制精度可达5%，其实测最大效率可达782%，不同故障状态下的功能测试结果表明电源能准确启动保护。因此，根据测试数据分析的结果可以看出该驱动电源在恒流特性、保护功能及效率都满足设计要求，同时通过仿真结果与测试结果的对比分析，也进一步验证了模型的正确性关健词：LED恒流驱动拓扑结构逻辑分析 SIMetrix建模断续模式
上传时间： 2022-03-16
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本文以某油田数字化改造项目为背景，研究内容主要分为如下四个部分（1）三维激光扫描仪在扫描作业中会产生精度不符合项目要求的问题，导致后续的维模型精度无法达到要求。本文系统分析了扫描仪的误差来源，采用单边法和交叉双边法的标定实验方案，可以较快、较准确的检验三维激光扫描仪的精度，为后续数据获取奠定了良好的基础（2）传统的纹理图片采集方法没有规则，拍摄的图片较多，数据量较大，且有时会遗漏部分场景信息。通过对比分析研究前后几次采集的大量纹理图片数据，提出了一种快速、全面的纹理采集方法，提高了采集效率，降低了数据量。通过研究降噪、增强特征等算法，对纹理图片进行处理，获取了较好的模型显示细腻感。最后，通过对比实验分析了上种不同理贴图方法在模型真实度、内存占用量和操作易程度等力面的影响，得出各个贴图方法的优缺点及适用范围，为后续的高质量、快速度的纹理贴图提供了理论依据（3）针对地面激光扫描仪在点云拼接时出现无法识别标靶球的问题，分析研究了大量其它站扫描的点云数据和标靶摆放位置，提出了相应的摆放规则，提高了识别标靶的成功率和点云拼接效率。复杂的曲面类模型在正向建模软件中的操作难度较大，且操作复杂，作者通过转换格式将点云放置在逆向软件中使用曲面拟合建模方法进行三维建模，提高了建模效率。非规則类模型在通过交集、并集和差集操作时会出现模型消失的问题，经过实验和研究，详细提出了其建模步骤，减少了该类问题的出现。团队协同作业的模型整合阶段容易出现材质和模型重复问题，结合项目的建模技术要求提出了相关的模型建模规范，提高了模型整合效率
标签： 数据融合
上传时间： 2022-03-17
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静电放电（Electrostatic Discharge，ESD）是构成集成电路可靠性的主要因素之一，存在于生产到使用的每一个环节，并成为开发新一代工艺技术的难点之一，近年来，对ESD的研究也因而越来越受到重视，仿真工具在ESD领域的应用使得ESD防护的研究变得更为便利，可大幅缩短研发周期然而，由于ESD现象复杂的物理机制，极端的电场及温度条件，以及ESD仿真中频繁的不收敛现象，都使得FSD的仿真变得极为困难本文详细阐述了ESD的来源、造成的危害以及如何测试集成电路的防静电冲击能力，并基于 Sentaurus软件，对ESD防护器件展开了的分析、研究，内容包括1）掌握ESD保护的基本理论、测试方法和防护机理2）研究了工艺仿真流程的步骤以及网格定义在工艺仿真中的重要性，并对网格定义的方法进行了探讨3）硏究了器件仿真流程以及器件仿真中的物理模型和模型函数，并对描述同一物理机制的的各种不同模型展开对比分析.主要包括传输方程模型、能帶模型、各种迁移率退化模型、雪崩离化模型和复合模型4）研究了双极型晶体管和可控硅（Silicon Controlled rectifier，SCR）防护器件的仿真，并通过对仿真结果的分析，研究了ESD保护器件在ESD应力作用下的工作机理关键词：静电放电；网格；器件仿真；双极型晶体管；可控硅
上传时间： 2022-03-30
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应用无迹卡尔曼滤波算法（UKF）进行锂电池的SOC估计,采用Thevenin二阶RC等效电路模型,对HPPC电池脉冲充放电实验数据进行Matlab处理,得到较为准确的模型.通过在Matlab中编写算法程序,对不同工况的估计值与实际值进行误差估算及对比分析,通过此算法进行SOC估计,得到该算法可有效降低系统误差并纠正SOC的初值偏差.The non trace Calman filter （UKF） is applied to the SOC estimation of lithium battery. The Thevenin two order RC equivalent circuit model is used to process the HPPC battery pulse charge discharge experimental data by Matlab processing, and a more accurate model is obtained. By writing algorithm program in Matlab, the error estimation and comparison analysis of the estimated value and actual value of different states are carried out, and the SOC estimation is carried out by this algorithm. The algorithm can effectively reduce the system error and correct the initial value deviation of the SOC.
标签： 卡尔曼滤波
上传时间： 2022-05-03
上传用户：默默
随着新理论、新器件、新技术的不断出现或成熟，功率超声技术在国民经济各个部门中日益广泛应用。超声波电源为超声波换能器提供电能，超声波换能器将电能转换为动能，完成超声波清洗、防垢除垢等功能。本文主要对高频超声波电源进行了理论分析与设计。 首先对超声波电源基本拓扑结构进行了分析，提出了超声波电源功放电路可以采用的三种方案：半桥功率放大电路、全桥功率放大电路、推挽功率放大电路。通过对比分析了各种方案的优点和缺点，确定了超声波电源功率放大电路的方案。针对超声波电源的具体要求，设计了整流滤波电路，功率放大电路、驱动电路、缓冲电路、功率反馈电路、保护电路。其中，给出了整流滤波电路和功率放大电路的参数计算。 其次对超声波换能器的特性进行了分析，介绍了超声波换能器的串联谐振频率和并联谐振频率。然后对几种常用的匹配网络进行了分析，包括单个电感的匹配、电感-电容匹配、改进的电感-电容匹配，分析了其优点和缺点。 然后由于超声波电源需具有性能高、功率大、成本低的特点，要求能较好适应超声波换能器阻抗变化、频率漂移等所带来的疑难问题。本文介绍了超声波电源几种常见的频率跟踪方案。本文研究的是一种传统的自激式超声波电源，串联谐振频率在20KHz左右，频率跟踪采用负载分压式反馈系统，在以前手动调节电感的基础上，通过在反馈回路添加通过AVR单片机控制数字电感来跟踪超声波换能器的谐振频率，易操作，能稳定运行。 最后在理论设计的基础上，对超声波电源各个组成电路进行了实际制作，在超声波电源与超声波换能器匹配无误、工作稳定后，对有关电路进行了现场试验验证。实验结果表明，该超声波电源具有一定的使用价值。
上传时间： 2022-06-08
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摘要：文中分析了功率因数校正的必要性，对有源功率因数校正主电路拓扑做了对比分析，确定本文选用无桥拓扑。分析了无桥PFC电路的原理和优缺点，可以看到无桥电路具有开关器件少，功耗低，成本小，电路体积小的优点。在控制方案选择单周期控制，并采用Malab Simulink仿真平台建立仿真模型，通过仿真表明，单周期控制的无桥PFC达到功率因数提高的目的。关键词：功率因教校正；无桥；单周期；Matlab随着电力电子技术的发展，电网中整流器、开关电源等非线性负载不断增加。这些存在冲击性的用电设备，将引起网侧输人电流发生严重畸变，产生大量造波污染，导致电网功率因数过低，所以提高功率因数势在必行"早期功率因数校正采用在整流器后加滤波电感电容实现，功率因数一般只有0.6左右；在20世纪90年代，有源功率因数校正（APFC）产生，是在整流器和负载之间接入一个DC/DC开关变换器，应用电流反馈技术，使输入端电流波形跟踪交流输入正弦电压波形，可以使输入电流波形接近正弦，功率因数可提高到0.99以上。由于该方案采用了有源器件，故称为有源功率因数校正APFC1有源功率因数校正主电路拓扑1.1 传统Boost拓扑传统Boost PFC电路由整流桥和PFC组成，如图1所示。传统Boost PFC电路工作时通过控制开关管的动作，采用反馈来控制电流波形，这样可以使交流网侧输入电流跟踪输入交流电压而接近正弦波，来提高功率因数。但其流通路径有3个半导体工作，当变换器功率和开关频率提高时，系统的系统通态损耗明显增加，整体效率低29
上传时间： 2022-06-17
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本文首先介绍了卫星导航接收机的发展现状与趋势。接着对比分析了现如今主流的接收机技术：超外差式、零中频式、低中频式及数字中频式结构，介绍了各结构的拓扑结构并对比了相互之间的优缺点，然后根据B1导航信号的特征参数要求，确定本文接收机所采用低中频结构的技术指标。结合选择的芯片参数搭建系统仿真模型，利用系统仿真软件ADS对接收机前端链路进行行为级仿真，验证设计方案的可行性，分模块设计了接收机前端系统的各功能电路，主要有多级低噪声放大器、选频滤波电路、本振电路、混频器电路以及系统自动增益控制电路。针对卫星导航信号接收机前端必须具备高灵敏度、强选择性以及一定动态范围的特点，需要平衡设计低噪声放大器噪声性能与单级增益，以及折中接收机前端镜像频率抑制性能与信道的选择性。利用仿真软件辅助设计了电路原理图与印刷电路板版图，对其PCB贴片后进行测试与调试。最后将调试好的模块级联成系统，测试射频前端系统的性能并加以册NWL.Clogin.com最终实现的接收机射频前端5V电压供电，接收信号中心频率1561.098MHz，链路最大增益为122dB，系统噪声小于2dB.中频信号中心频率46.1MHz，带宽为4.3MHz，纹波在1.5dB内，带外抑制与镜像抑制都大于30dB，端口驻波比小于2.0，测试结果基本满足设计指标要求。
上传时间： 2022-06-20
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本文围绕光伏离网发电系统的高效率发电技术和逆变控制技术进行了研究，主要内容如下：（1）研究了单相全桥光伏离网逆变器主电路拓扑结构，详细分析了全桥逆变电路的工作原理。研究了面积中心等效SPWM控制算法及电压电流双闭环PI控制算法，在此基础上实现逆变器的稳压控制。（2）重点研究了光伏阵列的输出特性、最大功率点跟踪（MPPT）控制算法和蓄电池充电特性。在对比分析几种常见MPPT控制算法的基础上，提出了一种改进型变步长扰动观察的MPPT控制方法，同时介绍了几种实现MPPT算法的常用DCIDC变换电路，对Boost变换电路的原理进行了分析，并基于Boost电路建立了改进型变步长扰动观察法MPPT控制系统的Matlab/Simulink仿真模型，仿真结果表明改进型变步长扰动观察的MPPT算法能有效地跟踪太阳能光伏系统的最大功率点，提高了系统动态和稳态性能；设计了带MPPT和恒压充电功能的光伏充电控制器，有效地提高了光伏阵列的利用率并实现了蓄电池充电控制的优化。（3）给出了20KW光伏离网逆变器的主电路元件参数及部分硬件电路的原理图设计。（4）给出了详细的软件控制系统设计方案和各功能子模块的软件流程图.重点阐述了带死区补偿的DSPWM控制信号、稳压控制及信号检测的软件实现方法。
上传时间： 2022-06-21
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电力电子技术的发展使电机驱动系统摆脱了常规两电平逆变器拓扑的限制，电机驱动系统与多电平逆变器的结合成了新的思路。多电平逆变器的输出电平数多，因此其输出波形更好，在大容量交流调速系统中优势明显。作为多电平逆变器的研究基础，三电平逆变器应用最为广泛，而其中首选的是二极管钳位型三电平逆变器。因此采用二极管钳位型三电平逆变器驱动PMSM的模型预测控制系统作为研究对象。在PMSM驱动系统中，位置与转速的检测是非常重要的，一般采用的方法是通过机械传感器来进行测量，但这种测量方法在实际应用中有很多缺陷，会降低电机系统的稳定性和可靠性，同时会增加成本。而无速度传感器技术是通过检测电机中的电流或电压，来对电机的实际转速和位置信息进行估计，这种技术省略了常规使用的机械传感器，能够实现电机系统的高精度、高动态性能的控制。因此PMSM的无速度传感器控制技术成为了近些年的研究热点。主要研究内容分为以下几个方面：（1）基于同一Pl转速调节器，设计三电平逆变器驱动PMSM模型预测转矩控制系统，与两电平逆变器驱动PMSMMPTC系统对比，并对两个系统的运行性能进行对比分析。（2）为进一步提高系统响应性能，克服未知负载转矩扰动、增强系统鲁棒性，设计扩张状态负载转矩观测器，进而得到将负载转矩观测器和基于幂函数滑模转速调节器相结合的复合控制器。（3）设计基于分数阶滑模观测器的PMSMMPCC系统，实现对电机转速的快速准确估计。
上传时间： 2022-06-24
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