本文论述了基于ST7FMC的电动摩托车控制系统的研究。 近年来,由于燃油交通工具尾气排放对城市空气造成的严重污染,以及人们生活水平、环保意识的逐渐提高,绿色交通工具己成为时代发展的重要课题。考虑到我国目前的国情,发展电动车具有重要的环保意义。 随着电机技术及功率器件性能的不断提高,电动车的控制器发展迅速。但是目前市场上大多数的电动车产品均采用低集成度元件控制装置,功能过于简单,不能充分发挥系统潜力及处理一些特殊的控制问题。 提出了基于意法半导体芯片ST7FMC的永磁无刷直流电动机的控制系统设计方案,进行了低成本、高智能的无刷直流电机控制系统设计,能满足更多应用场合的需要。主要从以下几个方面进行了分析与研究: 首先,建立无刷直流电机的数学模型,并分析其电机运行特性。 其次,根据ST专用单片机的特点详细设计了系统的控制策略:将调速系统设计为电流、速度双闭环的PI算法控制,以保证调速性能和电流控制精度;采用ST芯片固有的寄存器进行速度的检测,比较精确;将相电流检测设计成母线电流PWM On中点检测;采用了高性能的驱动集成电路IR2136来驱动MOSFET组成的全桥逆变电路;驱动方式采用新型的凸形波驱动控制方法。 最后,组装了试验样车,通过实验室观测及实地运行,验证了系统运行的可靠性。 由此得出结论:本课题设计的基于ST7FMC的电动摩托车控制系统具有运行性能良好、可靠性高的特点,为后续的研究工作提供了一定的基础。
上传时间: 2013-05-17
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随着现代科学技术的迅速发展和人们对数据采集技术要求的日益提 高,近年来数据采集技术得到了长足的发展,主要表现为精度越来越高, 传输的速度越来越快。但是各种基于ISA、PCI 等总线的数据采集系统存 在着安装麻烦、受计算机插槽数量、地址、中断资源的限制、可扩展性 差等缺陷,严重的制约了它们的应用范围。USB 总线的出现很好的解决了 上述问题,它是1995 年INTEL、NEC、MICROSOFT、IBM 等公司为解决传 统总线的不足而推出的一种新型串行通信标准。为了适应高速传输的需 要,2004 年4月,这些公司在原来1.1 协议的基础上制定了USB2.0 传输 协议,使传输速度达到了480Mb/s。该总线具有安装方便、高带宽、易扩 展等优点,已经逐渐成为现代数据采集传输的发展趋势。 以高速数字信号处理器(DSPs)为基础的实时数字信号处理技术近 年来发展迅速,并获得了广泛的应用。TMS320C6713 是德州仪器公司 ( Texas Instrument ) 推出的浮点DSPs , 其峰值处理能力达到了 1350MFLOPS,是目前国际上性能最高的DSPs 之一。同时该DSPs 接口丰 富,扩展能力强,非常适合于做主控芯片。 基于TMS320C6713 和USB2.0,本文设计了一套多路实时信号采集系 统。该设计充分利用了高速数字信号处理器TMS320C6713 和USB 芯片 CY7C68001 的各种优点,实现了传输速度快,采样精度高,易于扩展,接口简单的特点。在本文中详细讨论了各种协议和功能模块的设计。本文 的设计主要分为硬件部分和软件部分,其中硬件部分包括模拟信号输入 模块,AD 数据采集模块,USB 模块,所有的硬件模块都在TMS320C6713 的协调控制下工作,软件部分包括DSP 程序和PC 端程序设计。总的设计 思想是以TMS320C6713为核心,通过AD 转换,将采集的数据传送给 TMS320C6713 进行数据处理,并将处理后的数据经过USB 接口传送到上位 机。
上传时间: 2013-04-24
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永磁无刷直流电动机是一种机械、电气、电子一体化的高技术产品,具有结构简单、运行可靠、使用寿命长等优点,在现代轻重工业中应用广泛。现代工业技术和生产需求的快速发展对永磁无刷直流电动机控制系统的性能要求不断提高,因此研究具有响应速度快、调节能力强、控制精度高的无刷直流电动机控制系统具有十分重要的意义。 本文介绍了永磁无刷直流电动机控制系统的组成和研究方向,介绍了英飞凌XC167Cl高性能16位单片机,进而对永磁无刷直流电动机的类型进行了介绍,同时分析了永磁无刷直流电动机的工作原理,建立了比较完善的数学模型,并详细阐述了转矩脉动产生的原因和消除转矩脉动的一般方法。 本文设计并实现了基于英飞凌XC167Cl高性能16位单片机的转速和电流双闭环永磁无刷直流电动机控制系统。系统采用PWM方式实现对电机的控制。转速和电流双闭环数字PI器的应用使得控制系统具有良好的动态和静态性能。单片机和液晶显示与键盘给定模块之间的串行通信实现了控制系统信息在人机间的传输,为系统的调试带来了灵活性,也为控制系统中参数的实时监控和给定提供了方便。 在本文的最后,就采集到的部分波形,分析了实验结果,并提出了对本系统的总结和展望。 实验表明,本文所采用的英飞凌XC167Cl高性能16位单片机具有极高的性能,以其为核心的控制系统具有运行性能良好、调试方便、升级换代容易等特点,为后续的研究工作提供了实验基础和借鉴。
上传时间: 2013-05-25
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随着太阳能发电技术的日益成熟,太阳能的发电应用在世界范围内得以迅速推广。因此,太阳能光伏发电系统设计的作用越来越被人们所重视。 在现阶段,光伏发电系统的设计主要以系统工程师的设计为主,很少有计算机辅助的成分,因此设计出的方案带有较大的主观性和不确定性。由于光伏发电系统的设计过程中涉及到的数据量很大,所以工程师在设计过程中难免会忽略甚至错误地计算某些数据,从而导致部分资源没能得到合理地利用。如果能将计算机辅助设计融入到光伏发电系统的设计中来,一是可以大量节省光伏系统设计的时间,二是可以确保设计出的方案具有较高的实用性,并且可以使各种资源得到最大的利用。 国外目前应用的光伏系统设计相关软件主要有:德国西门子的PVDesigner,瑞士的PVSyst,加拿大的RETScreen,德国的PVSOL等。而国内在光伏系统设计方面的软件产品几乎为空白,因此开发一款适合在国内使用的光伏系统辅助设计软件具有重要的意义。 综上所述,本课题有较大的需求空间,并具有广阔的发展前景,对发展国内光伏发电系统具有深远的意义,同时具备应用和研究价值。笔者建立了光伏发电系统辐射量计算的数学模型,并根据数学模型应用Visual C#开发出适用于Windows平台的光伏系统辅助设计软件。该设计软件除了能进行一般的数据计算之外,更重要的是能自动地求出太阳电池组件、逆变器数目以及它们各自的串并联数目,为光伏发电系统的设计者解决设计中最为困难的问题,省去设计者大量的重复而复杂的分析和计算,为光伏发电系统的应用打开一扇方便之门。而通过实例验证,笔者设计的光伏系统辅助设计软件可为光伏发电系统提供较为合理的配置方案。
上传时间: 2013-04-24
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非接触电能传输技术是一门新兴的能量传输技术,它集合了电力电子能量传输技术、磁场耦合技术以及现代控制理论。由于这种电能传输方式没有接触摩擦,可减少对设备的损伤,不会产生易引燃引爆的火花,解决了给移动设备特别是在恶劣环境下,工作设备的供电问题。在交通运输、航空航天、机器人、医疗器械、照明、便携式电子产品、矿井和水下应用等场合有着广泛的应用前景。本文对非接触电能传输技术进行了理论和实验研究。主要研究内容如下: ⑴介绍了非接触电能传输技术的国内外研究现状,发展前景,基本原理与所涉及到的关键技术。 ⑵通过建立漏感模型,对采用各种补偿方式时,补偿电容的选择进行了分析与研究,并对不同补偿方式时,负载对系统传输效率的影响进行了分析。 ⑶介绍了PWM调制硬开关技术、软开关技术,比较分析了应用于无接触电能传输系统主变换器的几种逆变器拓扑结构,详细分析了移相全桥变换器的工作原理,在此基础上,对变换器进行改进,提出了基于移相全桥控制的谐振变换器,并对变换器的工作原理进行了详细分析。 ⑷对系统原副边主电路的主要参数进行了分析与设计,对松耦合变压器的结构选择、主要参数进行了分析与设计。 ⑸分别用通用DSP芯片TMS320F2812和专用控制芯片UC3875对系统的控制电路进行了设计。 ⑹对系统进行了仿真研究,在仿真成功的基础上,采用UC3875控制方案制作了实验样机,进行了实验研究。
上传时间: 2013-07-19
上传用户:libenshu01
近年来,随着计算机技术、网络技术与无线通信技术的高速发展和广泛应用,无线传感器网络已成为国际上备受关注的前沿热点之一。无线传感器网络在军事应用、环境监测、医疗护理、空间探索等方面都显示了广阔的应用前景,被认为是21世纪最有发展前景的技术之一。 本文通过对无线传感器网络的发展现状、发展趋势以及水环境多参数监测特点的研究,提出了面向水环境多参数监测应用的无线传感器网络系统的解决方案,分析了系统设计的目标和功能,并指出了系统软硬件平台的设计要求与设计原则。依托2006年江苏省科技攻关项目“总线化智能多参数高精度检测与控制仪表”,设计了基于Silicon Laboratories的C8051F310处理器和CC2420射频芯片的硬件开发平台,详细地描述了硬件平台中各个功能模块的细节,并在此平台上实现和改进了SimpliciTI协议和IEEE802.15.4/Zigbee协议,最后对系统进行了测试。整个系统以无线传感器网络技术为核心,增强了系统的灵活性、可维护性和可扩展性,同时系统模块化、开放式的结构使系统具有良好的可移植性。 将无线传感器网络技术应用于水环境多参数监测,涉及到传感器技术、无线通信技术、计算机应用技术等多种技术。到目前为止,随着科学技术的不断进步,它还在不断地完善,前景尤为广阔。
上传时间: 2013-06-01
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随着计算机和微电子技术的飞速发展,基于数字信号处理的示波器、信号发生器、逻辑分析仪和频谱分析仪等测量仪器已经应用到各个领域并且发挥着重要作用,但这些仪器昂贵的价格阻碍了它们的普遍使用。 本文针对电子测量仪器技术发展和普及的情况,结合用FPGA实现数字信号处理的优势,研究一种基于FPGA的辅助性独立电予测量仪器的软件系统。这种仪器可以作为数模混合电路测试和验证的工具,用来观察模拟信号波形、数字信号时序波形、模拟信号的幅度频谱,也可以用来产生DDS信号。在硬件选择上,使用具有Altera公司CycloneⅡ器件的平台来实现单片DSP系统,这种芯片成本低廉、工作速度快、技术兼容性好;在软件设计上,采用基于FPGA的可编程数字逻辑设计方法,这种方法具有开发难度小、功能扩展简单等优点。设计中采用的关键技术包括:基于FPGA和IP Core的Verilog HDL设计、数据采集、数据存储、数据处理以及数据波形的实时显示。对这些技术的研究探讨不仅有理论研究价值,在科学实验和产品设计中同样具有重要的实用价值。系统的设计以低资源、高性能为目标,设计中采用了科学的模块划分、设计与集成的方法,在保持原四种信号处理功能不变的前提下,尽量多的节约各种FPGA资源,为实现低成本的辅助电子测量仪器提供了可能。
上传时间: 2013-06-05
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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
上传时间: 2013-06-23
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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。
上传时间: 2013-06-01
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本文设计的变频调速恒压供水系统由上位机、PLC、变频器、压力变送器等组成。本系统包含三台水泵电动机,采用通用变频器来实现对三相水泵电动机组的软启动和变频调速,运行切换采用“先开先停”的原则。压力变送器检测当前水压信号,送入PLC与设定值经PID比较运算,从而控制变频器的输出电压和频率,进而改变水泵电动机组的转速来改变供水量,最终保持管网压力恒定在设定值附近。把模糊控制算法引入到控制系统中,从而改善了系统的静动态特性。 模糊控制是一种不依赖于被控过程数学模型的仿人思维的控制技术。它可以利用领域专家的操作经验或知识建立被控系统的模糊规则,有较好的知识表达能力。但传统的模糊控制同PID算法一样,均为“事后调节”,因而对大迟延对象的控制效果不是很理想。预测控制的核心是不仅注意过去及现在的目标值,而且注意将来的目标值,使受控量和目标值的偏差尽可能地小,从而提高系统的控制性能。预测控制和模糊控制是各自独立发展起来的两类控制方法,在二者充分发展的基础上,提出将预测的思想和模糊的思想结合起来,形成一种新的控制方法——模糊预测控制FPC。 本文将FPC技术应用于供水系统,设计出自调整修正因子模糊PID控制器,克服了传统PID控制设计中的参数调整困难的问题。模糊PID控制是在大误差范围内采用模糊控制,以提高动态响应速度;在小误差范围内采用PID控制,引入积分控制作用以消除静态误差,提高控制精度。本设计通过变频调速实现恒水压控制,并针对系统的时滞特点采用Smith预估控制器进行补偿。利用Matlab对其模型进行仿真,仿真结果与传统控制算法相比较,该算法具有鲁棒性好,实现简单,易于在线调整等优点,系统响应曲线没有超调,系统的建立时间比较短,抗干扰能力强。 通过对上位机和PLC之间通信的分析和研究,完成了上、下位机的通信设置,给出了上位机监控程序编写方法,通过通信模块实现了对供水系统的远程监控及故障报警。 所开发的系统将FPC与PLC相结合,克服了传统的调节器的缺点,充分发挥了PLC控制灵活、编程方便、适应性强的优点,提高了控制的精确度。实验结果表明,该系统能对异步电动机转速实现精确控制,实用性强,具有一定的推广价值。
上传时间: 2013-05-19
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