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焊缝跟踪

  • 500kWIGBT并联谐振感应加热电源研制.rar

    本课题是针对陕西美泰电气有限公司的一个开发研究项目。在国内,中频大功率感应加热电源虽然有许多研究,但是在控制方式上与选取的功率元件上却有不同,特别是针对DSP控制与选取IGBT作为功率元件的相关文献较少。数字化控制将是一种趋势,而IGBT控制灵活,驱动简单,从而将逐步取代晶闸管,GTO等元件。 本课题主要以并联谐振型感应加热电源为研究对象,采用了IGBT为功率开关元件的主电路,比较了直流调功和逆变调功的优缺点,最终选择了三相全控晶闸管整流的调功方式,同时也描述了重叠时间对逆变器的影响。计算分析了整流侧和逆变侧的必要参数以及并联谐振槽路的参数,本文在MATLAB/Simulink环境下建立了10kHz/500kW并联谐振型感应加热系统的仿真模型,对整流调功、锁相环频率跟踪、逆变器的启动等仿真波形进行了重点分析并得出结论。在此理论基础上,设计了基于DSPTMS320F2812 10kHz/500kW感应加热电源的控制器,其中重点研究了闭环调功控制系统、锁相环频率跟踪系统、重叠时间、整流侧晶闸管脉冲触发产生和相序判断以及逆变器启动的全数字化控制。同时,设计了过压过流保护电路以及外围采样电路、检测电路,特别是过压保护,本文给出了一种箝位思想并对此思想进行了仿真证明了其正确性和可行性,以便使电源和IGBT更安全的工作。最后,对本文所提出的控制方案进行实验验证,证明了本文理论计算分析的正确性和控制方案的可行性。

    标签: kWIGBT 500 并联谐振

    上传时间: 2013-06-09

    上传用户:czh415

  • 光伏并网发电系统控制方法的研究.rar

    太阳能作为一种新型能源以其清洁、储量大、无污染等优点使其利用越来越受到人们的重视,而光伏发电技术的应用更是人们普遍关注的焦点。本文主要研究了光伏并网发电系统的控制方法。由于目前光伏电池的价格高,转换效率比较低,为了降低系统造价和有效的利用太阳能,对光伏并网系统的控制方法的研究显得尤为重要。 本文针对光伏并网发电系统的特点,将其分为三部分进行研究。研究了光伏电池的工作原理及输出特性,在此基础上建立了其仿真模型。利用PSIM仿真软件对不同环境及不同日照强度下的太阳能电池输出特性进行了仿真。仿真与实测数据的对比验证了其仿真模型的正确性,为后续的仿真奠定基础。 光伏板的最大功率点的控制是实现光伏并网高效率的输出的必要条件。采用基于模糊控制的方法求取最大功率点驱动boost升压变换器,用以实现最大功率点跟踪和控制。针对电导增量法和干扰法的不足,研究了基于模糊控制的方法。从仿真及实验的结果均能看出系统的稳态功率损耗大大缩小,提高了其稳态性能。 阐述了并网逆变器的工作原理和控制策略。基于逆变控制方法的研究,对系统进行了仿真与实验。其中控制方法采用电流滞环跟踪控制。从仿真及实验结果中可以看出实现了输出功率因数为1的控制目标。 开发了光伏并网的实验系统,设计了基于DSP的最大功率点控制系统和逆变并网系统。实验结果表明,本文采用的控制策略和设计方法是可行有效的,主电路和控制电路的设计是合理的。

    标签: 光伏并网发电 系统控制 法的研究

    上传时间: 2013-07-28

    上传用户:yepeng139

  • 光伏发电系统逆变技术研究.rar

    在能源枯竭及环境污染问题日益严重的今天,光伏发电是未来可再生能源应用的一种重要方法。本文以光伏逆变技术为研究对象,对光伏系统最大功率点跟踪方法、光伏智能充电控制策略、光伏并网系统拓扑结构与控制方法、光伏并网与有源滤波统一控制方法等问题进行了深入研究。 在扰动观测法的基础上,提出了一种直接电流控制最大功率点跟踪方法,通过检测变换器输出电流进行最大功率点跟踪控制,简化控制算法,同时省去了扰动观测法中的电压和电流传感器,降低系统成本。 研究了一种实用的光伏系统蓄电池充电控制策略,将最大功率点跟踪与智能充电控制有机结合在一起,充分利用光伏电池的输出功率,缩短充电时间,提高充电效率;研究了一种全数字式逆变器,通过电压有效值外环和瞬时值内环的双闭环控制,既能保证系统输出电压的稳态精度,又能保证瞬变负载条件下的动态特性。研制了一套3kW光伏独立发电系统并进行了实验验证。 针对住宅型光伏并网逆变器体积小、性能价格比高的要求,研究了一种基于导抗变换器的并网逆变器拓扑结构,相比于传统电流型逆变器,本拓扑省去了笨重的电抗器,同时利用高频变压器进行能量传递和电气隔离,进一步降低了系统损耗和体积,降低系统成本。 经研究发现,由于导抗变换器的固有特性,采用传统的SPWM调制方法将导致并网逆变器输出平顶饱和的非正弦电流,造成对电网的谐波污染,提出了一种新型改进调制模式。该方法可以实现高功率因数、低谐波并网发电。根据上述理论分析,研制了一台3kW单相光伏并网逆变器,实验结果验证了理论分析的正确性。 研究了一种三相电流型并网逆变器拓扑结构及其控制方法,采用改进调制模式对其进行控制,在谐波抑制方面取得了满意的效果。提出的三相并网逆变方案,相比于传统三相并网逆变器,具有如下显著优点:系统中任意一相都是一个独立的子系统,不受其它相影响,即使在某一相或某两相损坏的情况下,剩余相也能正常运行,增加了系统的冗余性;在三相电网不平衡情况下,本方法也能提供稳定的三相电流,增加系统抗电网波动能力。初看起来本方案使用的导抗变换器和变压器有3套,但是每相承受的功率容量只有系统总功率的三分之一,这样可以选用较小容量的器件,有利于高频电感和变压器的制作和生产。提出了一种基于导抗变换器的三相电流型逆变器实现方案,利用导抗变换器将输入直流电压变换为高频正弦电流,经高频变压器隔离及电流等级变换后进行裂相调制,输出为三相正弦电流。该方法不仅省去了传统电流型逆变器直流侧电抗器,而且采用高频变换进行功率传输,减小了隔离变压器及输出滤波器的体积,有利于装置的小型化和降低成本。 针对光伏电池输出电压较低的问题,研究了一种单级式三相升压型并网逆变器,通过一级变换同时实现升压和DC/AC变换功能,并且提出了一种基于DSP芯片的控制策略,本方法仅用一个电压传感器就能替代原先的三个电压传感器:每个载波周期短路相只进行一次开关动作,同时任何时刻只有2个开关管导通,可有效降低系统的开关损耗和导通损耗;由于采用DSP控制,具有控制灵活、稳定性高、成本低、并网电能质量好,便于功率调节等优点。 提出了一种光伏并网与有源滤波兼用的统一控制策略,在同一套装置上既实现光伏并网发电,又实现谐波补偿,克服目前的光伏发电装置白天发电、夜间停机的不足,提高系统利用率。详细分析了无功电流和谐波电流的检测方法、光伏并网发电有功指令电流的生成方法及电流环控制器和电压环控制器的设计方法,并对光伏并网发电与有源滤波统一控制模式和单一有源滤波模式进行了讨论,仿真和实验结果验证了所提出的系统结构及控制策略的正确性和可行性。

    标签: 光伏发电系统 逆变 技术研究

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:dancnc

  • 基于DSP的太阳能独立光伏发电系统的研究与设计.rar

    随着煤炭、石油和天然气等化石燃料迅速消耗,以及由此带来的能源危机与环境污染日益加剧,近年来世界各国都在积极寻找和开发新的、清洁、安全可靠的可再生能源。太阳能具有取之不尽、用之不竭和清洁安全等特点,是理想的可再生能源。20世纪70年代后,太阳能光伏发电在世界范围内受到高度重视并取得了长足进展。太阳能光伏发电技术作为太阳能利用的一个重要组成部分,并被认为是二十一世纪最具发展潜力的一种发电方式。太阳能光伏发电系统的研究对于缓解能源危机、减少环境污染以及减小温室效应具有重要的意义。 由于太阳能电池阵列是光伏发电系统的核心部件和能源供给部分,因此在光伏发电系统仿真模型的研究中,太阳电池阵列仿真模型的研究至关重要。本文根据硅太阳电池的工程用数学模型建立了太阳能电池阵列的MATLAB仿真模型,分析了太阳辐射强度和温度对太阳电池阵列仿真模型精度的影响,提出了在不同太阳辐射强度时参数的优化设计计算公式,并将仿真结果与实际太阳电池阵列的测量结果进行了比较。 基于太阳能电池阵列的仿真模型,本文建立了太阳能光伏发电系统最大功率点跟踪MATLAB仿真模型,并对两种常用最大功率点跟踪方法进行了仿真比较研究,验证了理论分析的正确性。 本文针对目前应用广泛的太阳能独立光伏发电系统进行了研究,对系统中常用的DC/DC变换器拓扑及其优缺点进行了总结,并研究了一种新的带有双向变换器的太阳能独立光伏发电系统,对其主电路参数进行了设计,完成了基于TMS320F2812 DSP控制系统的硬件电路设计和软件设计。

    标签: DSP 太阳能 光伏发电系统

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:sclyutian

  • 基于DSP的永磁同步电动机矢量控制系统的研究与软件开发.rar

    随着永磁同步电机在许多领域得到广泛应用,对永磁同步电机的研究成为一种必然的发展趋势,具有实际的意义和价值。本文采用TI公司专用于电机控制的TMS320F240型数字信号处理器作为核心,开发了全数字化的永磁同步电机矢量控制调速系统的软件,并在改进的清华电机控制试验平台上进行了带机试验,结果验证了系统设计方案的可行性。 本文首先深入的研究了永磁同步电机的矢量控制理论,建立了永磁同步电机数学模型,并在此基础上讨论了永磁同步电机的矢量控制调速方案;然后,以清华电机控制试验平台为基础介绍了控制系统硬件结构,其中主要论述了控制电路各部分及外围辅助电路的设计和调试。在硬件的基础上,软件采用汇编语言编程,实现了转速和电流双闭环矢量控制,并给出了系统主程序和PWM下溢中断处理程序流程图,永磁同步电机矢量控制的主要控制策略如转子相位的初始化、电流采样、速度位置采样、矢量坐标变换、sinθ、cosθ值生成、PI调节、空间电压矢量(SVPWM)模块等都是在PWM下溢中断服务子程序中完成的。为达到数值的统一,对软件中所采用的参数进行了定标。最后在基于硬件平台的基础上,对软件进行带机调试,试验表明电机能快速响应并跟踪给定转速,从而证明整个系统设计的正确性。 另外,本文还在MATLAB/SIMULINK的基础上,建立采用模糊神经网络控制器的永磁同步电机的仿真模型,仿真结果表明:该控制系统具有较好的位置响应和抗干扰能力强。 在论文的最后,对全文的工作做了总结。

    标签: DSP 永磁同步电动机 矢量控制系统

    上传时间: 2013-07-27

    上传用户:er1219

  • 基于ARMDSP架构的太阳能光伏智能并网逆变器.rar

    随着世界能源危机的到来,太阳能光伏发电在能源结构中正在发挥着越来越大的作用。而太阳能光伏发电系统的核心部件并网逆变器的性能还需要进一步提高。为了迎合市场上对高品质、高性能、智能化并网逆变器的需求,我们将ARM+DSP架构作为并网逆变器的控制系统。本系统集成了ARM和DSP的各自的强大功能,使并网逆变器的性能和智能化水平得到了显著提高。本论文是基于山东大学鲁能实习基地“光伏并网逆变器项目”,目前已经试制出样机。本人主要负责并网逆变器控制系统的软硬件设计工作。本文主要研究内容有: @@ 1.本并网逆变器采用了内高频环逆变技术。文中详细分析了这种逆变器的优缺点,进行了充分的系统分析和论证。 @@ 2.采用MATLAB/Simulink软件对并网逆变器的控制算法进行仿真,包括前级DC-DC变换的控制算法以及后级DC-AC逆变的控制算法。通过仿真验证了所设计算法的可行性,对DSP程序开发提供了很好的指导意义。 @@ 3.本文将ARM+DSP架构作为逆变器的控制系统,并设计了相应的硬件控制系统。DSP控制板硬件系统包括AD数据采集、硬件电流保护、电源、eCAN总线,SPI总线等硬件电路。ARM板硬件系统包括SPI总线、RS232总线、RS480总线、以太网总线、LCD显示、实时时钟、键盘等硬件电路。 @@ 4.本文设计和实现了两种最大功率点跟踪控制算法:功率扰动观察法或增量电导法;孤岛检测方法采用被动式和主动式两种检测方式,被动式所采用的方法是将过/欠电压和电压相位突变检测相结合的方式,主动式采用正反馈频率偏移法;为了实现并网逆变器的输出电流与电网电压同频同相,使用了软件锁相环控制技术。本文分别给出了以上各种算法的控制程序流程图。 @@ 5.本文也给出了AD数据采集、eCAN总线、RS232、RS485、以太网、PWM输出等程序流程图,以及DSP和ARM之间的SPI总线通信程序流程图。并且分别给出了ARM管理机控制系统主程序流程图和DSP控制机控制系统主程序流程图。 @@ 6.最后对并网逆变器样机进行实验结果分析。结果显示:该样机基本上实现了本文提出的设计方案所应完成的各项功能,样机的性能比较理想。 @@关键词:太阳能光伏;并网逆变器;SPWM; DSP; ARM

    标签: ARMDSP 架构 太阳能光伏

    上传时间: 2013-07-09

    上传用户:赵安qw

  • 基于FPGA利用FFT算法实现GPSCA码捕获的研究.rar

    随着中国二代导航系统的建设,卫星导航的应用将普及到各个行业,具有自主知识产权的卫星导航接收机的研究与设计是该领域的一个研究热点。在接收机的设计中,对于成熟技术将利用ASIC芯片进行批量生产,该芯片是专用芯片,一旦制造成型不能改变。但是对于正在研究的接收机技术,特别是在需要利用接收机平台进行提高接收机性能研究时,利用FPGA通用可编程门阵列芯片是非常方便的。在FPGA上的研究成果,一旦成熟可以很方便的移植到ASIC芯片,进行批量生产。本课题就是基于FPGA研究GPS并行捕获技术的硬件电路,着重进行了其中一个捕获通道的设计和实现。 GPS信号捕获时间是影响GPS接收机性能的一个关键因素,尤其是在高动态和实时性要求高的应用中或者对弱GPS信号的捕获方面。因此,本文在滑动相关法基础上引出了基于FFT的并行快速捕获方法,采用自顶向下的方法对系统进行总体功能划分和结构设计,并采用自底向上的方法对系统进行功能实现和验证。 本课题以Xilinx公司的Spartan3E开发板为硬件开发平台,以ISE9.2i为软件开发平台,采用Verilog HDL编程实现该系统。并利用Nemerix公司的GPS射频芯片NJ1006A设计制作了GPS中频信号产生平台。该平台可实时地输出采样频率为16.367MHz的GPS数字中频信号。 本课题主要是基于采样率变换和FFT实现对GPS C/A码的捕获。该算法利用平均采样的方法,将信号的采样率降低到1.024 MHz,在低采样率下利用成熟的1024点FFT IP核对C/A码进行粗捕,给出GPS信号的码相位(精度大约为1/4码片)和载波的多普勒频率,符合GPS后续跟踪的要求。 同时,由于FFT算法是以资源换取时间的方法来提高GPS捕获速度的,所以在设计时,合理地采用FPGA设计思想与技巧优化系统。基于实用性的要求,详细的给出了基于FFT的GPS并行捕获各个模块的实现原理、实现结构以及仿真结果。并达到降低系统硬件资源,能够快速、高效地实现对GPS C/A码捕获的要求。 本研究是导航研究所承担的国家863课题“利用多径信号提高GNSS接收机性能的新技术研究”中关于接收机信号捕获算法的一部分,对接收机的设计具有一定的参考价值。

    标签: GPSCA FPGA FFT

    上传时间: 2013-07-22

    上传用户:user08x

  • 基于FPGA通信原理实验系统的研究.rar

    通信与信息技术行业飞速发展,已成为我国支柱产业之一。随着该行业的迅速发展,社会对具备实际动手能力人才的需求也不断增加,高校通信教学改革势在必行。在最初的通信原理实验设备中每个实验独立占用一块硬件资源,随着EDA技术的发展,实验设备厂商将CPLD/FPGA技术作为独立的一项实验内容,加入到通信原理实验设备中。FPGA技术具备集成度高、速度快和现场可编程的优势,适合高集成度和高速的时序运算。本文总结现有通信原理实验设备的优缺点,采用FPGA技术设计出集验证性和设计性于一体,具备较高的综合性和系统性的通信原理实验系统。  本系统提供了一个开放性的硬件、软件平台,从培养学生实际动手能力出发,利用FPGA在通用的硬件上实现所有实验内容。学生在本系统上除了能完成已固化的实验内容,还可以实现电子设计开发和验证。这对培养学生的实践能力大有裨益。  本文结合数字通信系统基本模型,把基于FPGA的通信原理实验系统划分为信号源模块、发送端模块、信道仿真模块、接收端模块和同步模块几部分。其中,模拟信号源采用DDS技术,能够生成非常高的频率精度,可作为任意波形发生器。发送端和接收端模块结合到一起组成多体制调制解调器,形成多频段、多波形的软件无线电系统。载波同步采用全数字COSTAS环提取技术,具备良好的载波跟踪特性,利用对载波相位不敏感 的Gardner算法跟踪位同步信号。  本文首先介绍了通信原理实验系统的研究现状和意义;然后根据通信系统模型从《通信原理》各个章节中提炼出各模块的实验内容,分别列出各实验的数字化实现模型;继而根据各模块资源需求选取合适FPGA芯片,并给出硬件设计方案;最后,给出各模块在FPGA上具体实现过程、系统测试结果及分析。测试和实际运行结果表明设计方法正确,且功能和技术指标满足设计要求。 关键词:通信原理,实验系统,FPGA,DDS,多体制调制解调,全数字COSTAS环,位同步

    标签: FPGA 通信原理 实验系统

    上传时间: 2013-07-07

    上传用户:evil

  • 基于FPGA的GPS接收机基带处理器的研究与设计.rar

    互联网、移动通信、星基导航是21世纪信息社会的三大支柱产业,而GPS系统的技术水平和发展历程代表着全世界卫星导航系统的发展状况。目前,我国已经成为GPS的使用大国,卫星导航产业链也已基本形成。然而,我们对GPS核心技术(即如何捕获卫星信号并保持对信号的跟踪)的研究还不够深入,我国GPS产品的核心部分多数还是靠进口。因此,对GPS核心技术的研究是非常紧迫的。 本文首先介绍了GPS的定位原理,之后阐述了GPS接收机的基本原理一直接扩频通信和GPS信号的结构与特性。从这些方面出发研究接收机基带处理器的捕获与跟踪设计方案。 设计过程中,先详细分析了滑动相关的捕获算法和基于FFT的快速捕获算法,并利用matlab进行了验证。由于前者灵活性好且可捕获到高精度的码相位和载波频率,适合于本文的硬件接收机,所以本文确定了滑动相关的捕获方案。 接着分析了跟踪环路的特点,跟踪模块采用码跟踪环和载波跟踪环耦合的方法实现。由于GPS系统通常工作在非常低的信噪比环境中,而非相干环在低信噪比下环路跟踪性能较好,所以码跟踪环采用非相干(DDLL)环实现。这种跟踪环路采用的鉴相器是能量鉴相器,对数据的调制和载波相位都不敏感,鉴相器不会产生不确定量。由于输入信号存在180°相位翻转,而COSTAS锁相环允许数据调制,对I支路和Q支路信号的180°相位翻转不敏感,所以载波跟踪环采用COSTAS锁相环实现。上述算法在matlab环境下得到了验证。 基带处理器电路的主要模块在Quartus II8.0开发平台上利用VHDL硬件描述语言实现。然后利用EDA仿真工具ModelSim-Altera6.1g进行了逻辑仿真。本设计满足系统功能和性能的要求,可以直接用于实时GPS接收机系统的设计中,为自主设计GPS接收机奠定了基础。 最后,由于在弱电磁环境下,捕获失锁后32PPS信号会丢失。所以设计了一个能授时和守时的算法去得到与GPS时同步的精确授时秒信号。并且实现了这个算法。

    标签: FPGA GPS 接收机

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:zuozuo1215

  • 基于FPGA的GSM解扩解调的设计与实现.rar

    扩频通信系统与常规的通信系统相比,具有很强的抗窄带干扰,抗多径干扰,抗人为干扰的能力,并具有信息隐蔽、多址保密通信等优点,在近年来得到了迅速的发展。论文针对直扩通信系统中伪码和载波同步问题而展开,研究了直扩系统的结构、性能及完成了相关参数的计算,改进了包络算法,设计了解扩和解调器,最后用ISE9.1实现了解扩和解调器的仿真波形,验证了设计的正确性。 论文研究了扩频通信系统的特点、国内外发展现状及理论基础,完成了DS-QPSK接收机的解扩器和解调器的设计与实现。解扩器主要围绕着伪码的捕获与跟踪这一核心,分析了解扩器的结构、性能及其完成了相关参数的计算,完成了数字下变频器、伪码发生电路、伪码相关积分提取电路、多通道快码捕获电路、伪码跟踪鉴相电路、伪码时钟调整电路的设计,并在ISE9.1编程综合得到仿真结果,验证了设计的正确性。由于相关积分包络算法是整个系统的基础和核心,为了减少时延和系统所占硬件资源,改进了包络算法并得到了仿真验证。结果表明,它不但减少了硬件资源的占用、缩短了延时,而且对整个系统的优化起着决定性的作用。论文给出了伪码同步的仿真结果及资源占用情况,有力地说明了解扩器占用资源少、时延短等特点。 解调器研究了频偏及载波相位误差对信号的影响及同步方案,完成了数控振荡器、反正切鉴频器、环路滤波器的设计并得到了相关的仿真波形,实现了载波的跟踪,给出了仿真结果及资源占用情况,对系统实现过程中的一些经验进行了总结。最后是对论文工作的一些总结和对今后工作的展望。

    标签: FPGA GSM 解调

    上传时间: 2013-06-13

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