该文主要研究的是感应电动机无速度传感器矢量控制变频调速及参数辨识.首先,利用坐标变换的方法推导出感应电动机在两相殂止和两相同步旋转坐标系中的数学模型,并对电机动态特性进行了仿真.用矢量控制理论和电压解耦的方法建立了转差型电压乔量解耦控制系统.利用神经网络的方法和模型参考自适应(MRAS)的方法实现转速辨识,仿真结果验证了辨识方法是可行的.利用系统固有了硬件资源(如PWM逆变器、微机控制系统)发出一定规则的脉冲实现电动机参数的静态测试,仿真结果表明它能为矢量控制系统提供较高精度的电机参数,具有一定的实际意义.为了实现电机转速高速响应的目标,用大规模数字信号处理器DSP产现系统控制,文中给出了控制思想.
上传时间: 2013-04-24
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电力变压器是电力系统中及其重要的电气设备,它的安全运行直接关系到电力系统的稳定。变压器长期在电网中运行会发生各种故障和事故,一旦遭到破坏,损失巨大。通过预防性试验和油中溶解气体的气相色谱分析结果判断变压器的绝缘状况,对防止事故的发生有很大作用,但定期的预防性试验可能出现过多的维修和不必要的停机,又不能及时发现故障;而变压器在线监测可以及早发现变压器故障,避免事故的发生,而且可以降低维护成本。 变压器中最常发生故障的部位是绕组,它的损坏率约占整个变压器故障的60%~70%。诊断绕组变形的方法中,频率响应法、阻抗分析法、低压脉冲法虽然有可取之处,但是都属于离线方法,不能及时发现变压器的故障,不适于在线测量;通过实时计算变压器绕组短路电抗来在线诊断变压器故障是一种有效的在线监测方法。 本文根据变压器绕组的短路电抗在正常运行时不发生变化,而在变压器内部故障时要发生变化的特性,应用辩识理论,利用变压器三相电压、电流的测量值来辨识绕组的短路电抗。把辨识结果对比正常时的三相绕组的短路电抗,可以发现绕组是否异常及故障发生的部位,保证变压器元件得到及时更换,防止变压器非正常退出运行。 本文采用傅立叶算法来计算变压器三相电压、电流采样信号的基波分量的幅值与相角,实现变压器绕组的参数辨识,此时并没有考虑衰减直流分量。经过分析,当采样信号中存在衰减直流分量时傅立叶算法就会产生误差,而递推最小二乘法和卡尔曼滤波效果很好。 最后本文介绍了变压器绕组参数辨识的实际应用与误差分析,分析了系统中软件、硬件方面的问题对测量短路电抗造成的影响;以及参数辨识的软件设计和运行试验,验证了方案的可行性。
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近年来,随着多媒体技术、计算机网络与通信技术的的快速发展,传统的监控系统也不断向着新的发展方向进行着不断的更新与发展。进而随着嵌入式技术的出现以及人们对降低监控系统成本和提高可靠性的迫切需求,基于嵌入式系统的网络视频监控系统将成为新的研发热点。 本文的目的是把嵌入式技术与计算机网络技术相结合,构造一个性能稳定且具有较强处理能力的数字化远程视频监控系统。该监控系统以嵌入式Linux系统平台作为服务器端,服务器程序在其上以后台方式运行,等待监控系统环境中的客户机使用浏览器向其发送访问请求,实现在局域网乃至Internet网上对摄像头的远程控制。 文中把系统设计分为三大部分:系统硬件设计、嵌入式Linux在硬件平台的实现和系统软件设计。硬件设计部分首先提出了整个硬件系统的实现方案,接着详细介绍了S3C2410处理器与存储器、以太网控制器芯片以及USB和串口的接口电路设计;第二部分详细叙述了嵌入式Linux在本系统硬件平台的移植实现及应用程序的开发特点,重点讲述了本系统平台上Linux的引导加载程序Bootloader的设计过程;系统软件部分首先介绍了USB接口摄像头驱动在嵌入式Linux下的实现,重点讲述了Video4Linux下视频采集的实现,接着论述了如何实现图像的JPEG压缩,最后针对基于B/S模式的网络通信系统结构,详细阐述了网络通信的具体实现过程和方法。 最后在办公室局域网通过对系统测试,显示了系统运行结果,实现了利用局域网或Internet网对远程环境进行监控的功能。
上传时间: 2013-07-04
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随着电力电子技术的飞速发展,越来越多的电力电子装置被广泛应用到各个领域,其中相当一部分负荷具有非线性或具有时变特性,使电网中暂态冲击、无功功率、高次谐波及三相不平衡问题日趋严重,给电网的供电质量造成严重的污染和损耗.因此,对电力系统进行谐波抑制和无功补偿,提高电网供电质量变得十分重要.电力有源滤波器(Active Power Filter,简称APF)与无源滤波器相比,APF具有高度可控制和快速响应特性,并且能跟踪补偿各次谐波、自动产生所需变化的无功功率和谐波功率,其特性不受系统影响,无谐波放大威胁.并联型电力有源滤波器(Shunt Active Power Filter,简称SAPF)更是得到了广泛的应用. 近年来,自适应算法中的递推最小二乘法(简称RLS)应用越来越广泛,该算法简单,收敛速度快.应用基于RLS自适应算法的滤波器(简称RLS滤波器),可以快速有效的滤除杂波,同时自动调整滤波器参数,不断改进滤波性能,最终得到所需的信号. 本文研究了基于平均功率和RLS自适应算法的并联型有源滤波器.它的参考电流是一个同电网相电压同相位的三相平衡的有功电流,它包含两个分量:一个是由实测的三相负载瞬时功率计算得到的,基于平均功率算法的电网应该为负载各相提供的有功电流瞬时参考值;另一个是为了维持有源滤波器中逆变器的直流母线电压基本恒定,主要通过RLS滤波器计算得出的电网各相应该提供的有功电流瞬时参考值.两个分量的计算共同构成了该有源滤波器参考电流的计算.补偿电流指令值与实际补偿电流比较生成控制逆变桥工作的PWM脉冲,生成补偿电流,达到补偿负载无功和抑制谐波的目的. 应用RLS滤波器得到维持直流母线电压恒定的直流侧有功系数A<,dc>,克服了传统PI控制中参数难以得到且由于参数过于敏感而导致补偿后电流纹波太大的问题.使得当稳态时SAPF自身的功率损耗和暂态负载变化时因为直流侧电容提供电网和负载之间的有功功率差而引起的电压的波动迅速反馈到指令电流的计算中.RLS算法收敛快,SAPF实时性大大提高.基于该方法的SAPF结构简单,无需锁相器. 根据本文的算法应用MATAB建立了仿真系统,仿真结果表明基于该算法的SAPF的可行性和实时性.
上传时间: 2013-04-24
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能源和环境的双重压力、电子技术与控制理论的飞速发展使得柴油机控制能够采用电子控制技术,并成为柴油机控制的研究热点。本文针对我国内燃机车牵引用的柴油机(12V240ZJ6E),主要研究其电控单体泵的电子控制技术。实现了电控单体泵在实验台上的电子控制,为最终降低内燃机车柴油机在轻载工况下的燃油消耗率并改善其排放打下基础。在以下三方面展开研究工作: 首先,根据柴油机的燃油喷射原理,深入研究高压燃油在泵-管-嘴系统中的传递规律,分析燃油喷射系统的各种电子控制方式,结合我国内燃机车柴油机改造的现状并参考国内外应用实例,确定采用“电控单体泵系统”方案。针对性地分析电控单体泵的特性,总结出电控单体泵的控制规律。 其次,设计电控单体泵的高速大流量电磁阀驱动模块,其性能直接影响电磁阀的响应特性。通过计算和试验对比的方法获得不同驱动电压、不同续流回路情况时的动态响应,找出最优电路参数和控制参数。用于多缸柴油机的驱动模块可以修正各单体泵喷油特性的差异。 第三,设计凸轮轴转速的测量模块。采集安装于凸轮轴上的测速齿轮的脉冲信号,计算凸轮轴的瞬时转速和相位,并对瞬时转速进行预测,为查找脉谱表以确定喷油定时和喷油量奠定基础。凸轮轴转速的预测方法为“相邻区间+自适应参数修正”。 最后,设计控制电路,以数字信号处理器为主控芯片。在数字信号处理器中完成柴油机的转速测量和电磁阀驱动脉冲生成。由于内燃机车上的电磁环境比较恶劣,采用了抗干扰措施。 通过上述工作,掌握了电控单体泵系统的基本特性,完成了电子控制单元主要电路的设计,并实现凸轮轴的测速和电磁阀的控制。电子控制单元在电控单体泵试验台上进行了试验。结果表明,测速准确、电磁阀驱动及其控制方式合理,为后续工作打下良好的基础。
上传时间: 2013-04-24
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永磁同步发电机由于一系列高效节能的优点,在工农业生产、航空航天、国防和日常生活中得到广泛应用,并且受到许多学者的关注,其研究领域主要涉及永磁同步发电机的设计、精确性能分析、控制等方面。 本课题作为国家自然科学基金项目《无刷无励磁机谐波励磁的混合励磁永磁电机的研究》的课题,主要研究永磁电机的电磁场空载和负载计算,求出永磁电机的电压波形和电压调整率,为分段式转子的混合励磁永磁电机的研究奠定基础,主要做了以下工作: 首先介绍了永磁同步发电机的基本原理,包括永磁同步发电机的结构形式和永磁同步发电机的运行性能,采用传统解析理论给出了电压调整率的计算方法及外特性的计算模型;然后用有限元ANSYS对永磁同步发电机样机进行实体建模,经过定义分配材料、划分网格、加边界条件和载荷、求解计算等,得到矢量磁位Az、磁场强度H、磁感应强度B等结果,直观地看出电机内部的磁场分布情况。 其次根据电磁场计算结果,应用齿磁通法对其进行后处理。该方法求解转子在一个齿距内不同位置处的磁场,以定子齿的磁通为计算单位,根据绕组与齿的匝链关系,计算出磁链随时间的变化,进而得到永磁同步发电机空、负载时电压大小及波形。通过计算结果写实验结果对比,验证了齿磁通法的正确性,为计算永磁同步发电机各种性能特性提供有力工具。 最后,基于齿磁通法对永磁同步发电机的外特性进行了深入研究,定量分析了结构参数对外特性的影响规律,提出了有效降低电压调整率的方法的是:增加气隙长度g的同时,适当增加永磁体的磁化方向的长度hm;此外,要尽量的减少每相串联匝数N和增大导线面积以减小阻抗参数。通过改变电机的结构参数,对其电磁场进行计算,找到永磁电机电压调整率的变化规律,为加电励磁的混合励磁永磁电机做准备,达到稳定输出电压的目的。
上传时间: 2013-04-24
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近年来,由于能源危机和环境污染,世界各国均在投巨资发展燃料电池汽车。双向DC/DC变换器作为燃料电池汽车的中重要部件,需要随着行驶状态的改变,频繁地切换其工作状态,其动态性能好坏,直接决定汽车动力系统的响应速度。本文主要致力于对DC/DC变换器在不同控制策略下的动态性能进行研究,并在保证其稳态性能的前提下提高系统动态性能。 本文首先研究了线性控制策略下DC/DC变换器的动态性能。介绍了闭环控制系统在频域和时域的动态性能指标以及二者之间的关系。当系统受到外部干扰较小时,采用频域分析方法,对Buck和Boost变换器进行了小信号建模,并对其在不同线性补偿网络控制作用下的动态性能进行对比分析。当系统受到较大干扰时,采用时域分析方法,文中介绍了DC/DC变换器大信号建模方法,并对PID参数在工程上整定方法加以分析。 DC/DC变换器是一非线性系统,应用线性控制策略不可避免地存在一定局限性—动态性能和稳态性能之间的矛盾。针对这一问题,引入了模糊—PI控制,将其应用于DC/DC变换器,以在保持系统稳态性能不变的前提下,提高其动态性能。以Buck DC/DC变换器为例,详细介绍了模糊-PI控制器的设计过程,并对设计的闭环控制系统用MATLAB进行建模与仿真。最后,通过实验对比验证了模糊—PI控制的有效性。 和线性控制策略相比,模糊—PI控制在一定程度上提高了系统的动态性能,但效果有限。本文引入了另一种非线性控制策略——滑模控制策略。滑模控制策略是目前动态性能最好的控制策略之一,可以极佳地发挥系统的硬件潜能。 本文首先介绍了滑模控制相关知识,推导了其应用于Buck和Boost变换器的理论基础。设计出针对不同被控对象和工作状态的控制策略,对每种控制策略通过仿真分析验证其有效性。就滑模控制存在的静差问题、抖振问题和变频问题均提出了行之有效的解决方案。快速响应特性
上传时间: 2013-08-01
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我国电网无功补偿容量不足和配备不合理,特别是可调节的无功容量不足,快速响应的无功调节设备更少。冲击性负荷更会使得电网无功功率不平衡,将导致系统电压的巨大波动、善变,严重时会导致用电设备的损坏,出现系统电压崩溃和稳定性被破坏事故。 FC+TCR型静止无功补偿装置响应速度快,可以动态补偿无功功率,提高系统功率因数,抑制系统电压波动和闪变,因此在电气化铁路、电弧炉、轧机等的负荷无功补偿上得到广泛应用。中小用户由于成本高较少使用,但中小用户无功补偿容量及市场巨大,研制适合中小用户的FC+TCR型静止无功补偿装置很有必要。基于此目的,本文研制一台10kV FC+TCR型静止无功补偿装置,并以此为研究对象进行设计理论研究工作。 本文根据负荷无功功率的变化情况,计算了静止无功补偿装置的主电路参数,设计配备了高电位取能触发板和BOD过电压保护板。选择以TMS320F2812为核心的嵌入式控制板为主要部件,设计信号接入电路和晶闸管触发脉冲形成电路,构成最基本的静止无功补偿控制器。 基于瞬时无功补偿理论和不平衡负荷的平衡化原理(Steinmetz原理),建立补偿电纳计算模型,通过电压电流瞬时值采样计算需要补偿的瞬时无功功率和电纳,根据补偿电纳通过查表方法求得晶闸管的控制角,并将其应用到静止无功补偿装置样机中。仿真结果表明,算法是快速有效和准确的,主电路的参数是合理的,具有实际工程应用价值。
上传时间: 2013-08-02
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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
上传时间: 2013-04-24
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本书主要阐述设计射频与微波功率放大器所需的理论、方法、设计技巧,以及将分析计算与计算机辅助设计相结合的优化设计方法。这些方法提高了设计效率,缩短了设计周期。本书内容覆盖非线性电路设计方法、非线性主动设备建模、阻抗匹配、功率合成器、阻抗变换器、定向耦合器、高效率的功率放大器设计、宽带功率放大器及通信系统中的功率放大器设计。 本书适合从事射频与微波动功率放大器设计的工程师、研究人员及高校相关专业的师生阅读。 作者简介 Andrei Grebennikov是M/A—COM TYCO电子部门首席理论设计工程师,他曾经任教于澳大利亚Linz大学、新加坡微电子学院、莫斯科通信和信息技术大学。他目前正在讲授研究班课程,在该班上,本书作为国际微波年会论文集。 目录 第1章 双口网络参数 1.1 传统的网络参数 1.2 散射参数 1.3 双口网络参数间转换 1.4 双口网络的互相连接 1.5 实际的双口电路 1.5.1 单元件网络 1.5.2 π形和T形网络 1.6 具有公共端口的三口网络 1.7 传输线 参考文献 第2章 非线性电路设计方法 2.1 频域分析 2.1.1 三角恒等式法 2.1.2 分段线性近似法 2.1.3 贝塞尔函数法 2.2 时域分析 2.3 NewtOn.Raphscm算法 2.4 准线性法 2.5 谐波平衡法 参考文献 第3章 非线性有源器件模型 3.1 功率MOSFET管 3.1.1 小信号等效电路 3.1.2 等效电路元件的确定 3.1.3 非线性I—V模型 3.1.4 非线性C.V模型 3.1.5 电荷守恒 3.1.6 栅一源电阻 3.1.7 温度依赖性 3.2 GaAs MESFET和HEMT管 3.2.1 小信号等效电路 3.2.2 等效电路元件的确定 3.2.3 CIJrtice平方非线性模型 3.2.4 Curtice.Ettenberg立方非线性模型 3.2.5 Materka—Kacprzak非线性模型 3.2.6 Raytheon(Statz等)非线性模型 3.2.7 rrriQuint非线性模型 3.2.8 Chalmers(Angek)v)非线性模型 3.2.9 IAF(Bemth)非线性模型 3.2.10 模型选择 3.3 BJT和HBT汀管 3.3.1 小信号等效电路 3.3.2 等效电路中元件的确定 3.3.3 本征z形电路与T形电路拓扑之间的等效互换 3.3.4 非线性双极器件模型 参考文献 第4章 阻抗匹配 4.1 主要原理 4.2 Smith圆图 4.3 集中参数的匹配 4.3.1 双极UHF功率放大器 4.3.2 M0SFET VHF高功率放大器 4.4 使用传输线匹配 4.4.1 窄带功率放大器设计 4.4.2 宽带高功率放大器设计 4.5 传输线类型 4.5.1 同轴线 4.5.2 带状线 4.5.3 微带线 4.5.4 槽线 4.5.5 共面波导 参考文献 第5章 功率合成器、阻抗变换器和定向耦合器 5.1 基本特性 5.2 三口网络 5.3 四口网络 5.4 同轴电缆变换器和合成器 5.5 wilkinson功率分配器 5.6 微波混合桥 5.7 耦合线定向耦合器 参考文献 第6章 功率放大器设计基础 6.1 主要特性 6.2 增益和稳定性 6.3 稳定电路技术 6.3.1 BJT潜在不稳定的频域 6.3.2 MOSFET潜在不稳定的频域 6.3.3 一些稳定电路的例子 6.4 线性度 6.5 基本的工作类别:A、AB、B和C类 6.6 直流偏置 6.7 推挽放大器 6.8 RF和微波功率放大器的实际外形 参考文献 第7章 高效率功率放大器设计 7.1 B类过激励 7.2 F类电路设计 7.3 逆F类 7.4 具有并联电容的E类 7.5 具有并联电路的E类 7.6 具有传输线的E类 7.7 宽带E类电路设计 7.8 实际的高效率RF和微波功率放大器 参考文献 第8章 宽带功率放大器 8.1 Bode—Fan0准则 8.2 具有集中元件的匹配网络 8.3 使用混合集中和分布元件的匹配网络 8.4 具有传输线的匹配网络 8.5 有耗匹配网络 8.6 实际设计一瞥 参考文献 第9章 通信系统中的功率放大器设计 9.1 Kahn包络分离和恢复技术 9.2 包络跟踪 9.3 异相功率放大器 9.4 Doherty功率放大器方案 9.5 开关模式和双途径功率放大器 9.6 前馈线性化技术 9.7 预失真线性化技术 9.8 手持机应用的单片cMOS和HBT功率放大器 参考文献
上传时间: 2013-04-24
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