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究与设计

  • 永磁同步伺服电动机的设计研究.rar

    永磁同步电动机交流伺服系统作为交流伺服系统的主流,在工业生产自动化领域中应用广泛、前景广阔。永磁同步伺服电动机作为伺服系统的执行机构,其性能的优劣在很大程度上决定了整个伺服系统的性能。因此,精心设计性能优异的永磁同步伺服电动机具有重要的理论意义和应用价值。本课题系统研究了永磁同步伺服电动机的本体设计,包括设计方法、性能计算、有限元分析、参数计算、控制仿真、实验测试等。 首先,综述和分析了永磁同步伺服电动机的研究现状、存在问题和发展前景,研究了永磁同步伺服电动机的设计特点和方法。开发了永磁同步伺服电动机的电磁计算程序,结合有限元计算数值的校正,完成对样机的性能计算,计算结果较为准确。 接着,深入分析永磁同步伺服电动机的气隙磁场,得到充磁方式、极弧系数、不均匀气隙、永磁体厚度等因素对气隙磁场的影响,绘制了各因素对气隙磁场基波和谐波总量影响的曲线,通过优化设计,得到了明显改善的正弦气隙磁场。并拓展研究总结了不同永磁体形状和尺寸对永磁直流电动机在换向和性能上的影响,取得有实用价值的研究成果。 然后,基于Ansoft、MagNet电磁分析软件建立了永磁同步伺服电动机的有限元分析模型,深入研究了电机的反电势波形、稳态运行性能和齿槽转矩,计算了直、交轴同步电抗等重要参数。建立了永磁同步伺服电动机Id=0控制的Matlab/simulink仿真模型,并进行了仿真研究。 最后,对永磁同步伺服电动机进行了实验测试和分析,包括反电势波形与磁场波形测试、性能曲线测试、直交轴同步电抗的测量。对测试结果与设计结果进行了比较分析,验证了设计方法的正确性。

    标签: 永磁同步 伺服 电动机

    上传时间: 2013-08-04

    上传用户:qazwsxedc

  • 异步电机矢量控制系统的分析与设计.rar

    矢量控制一直是电机控制领域的热门话题。本文以异步电机为研究对象,以矢量控制的解耦思想为基础,采用自动控制的有关方法,对矢量控制进行了探讨,着重研究了矢量控制系统中控制器的设计。 @@ 本文对矢量控制和自动控制的相关理论进行了简单的介绍,包括矢量控制的原理、坐标变换、控制系统的性能指标等。按照矢量控制的解耦思想将耦合的交流电机模拟为解耦的直流电机进行控制,解耦后的交流电机可对转子磁链和转速进行独立控制。在设计磁链控制器和速度控制器时,通过使用自动控制的相关原理,使得转子磁链和电机转速达到了预期的性能要求。本文使用的设计方法是先在连续域下设计控制器,然后将其离散化为数字控制器,并对连续域下的控制器和离散域下的控制器进行了仿真和比较。电机转速是本文的一个重要参数,文中专门设计了转速实验,并对测量结果进行了误差分析。最后,对本文设计方法的不足之处进行了简单的说明,也给出了对应的改善方法。 @@ 仿真表明,本文设计的矢量控制系统达到了良好的控制效果。 @@关键字:矢量控制、磁链调节器、速度调节器

    标签: 异步电机 矢量控制系统

    上传时间: 2013-06-17

    上传用户:edrtbme

  • 并联三相三线制有源电力滤波器的仿真与设计.rar

    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应用到各个领域,给电网注入了不可忽视的无功以及谐波电流。 本文首先介绍了谐波的概念和谐波的危害,阐述了谐波问题研究的必要性和紧迫性,并对谐波抑制的方法作了简单的介绍。并在此基础上,通过对有源滤波器和无源滤波器各自的优缺点以及有源滤波器装置的结构、原理的分析,提出了基于DSP控制器的三相三线制并联型有源电力滤波器装置的设计方案。 并联有源电力滤波器主电路设计是核心环节之一。本文在三相三线并联型有源电力滤波器数学模型的基础上,通过对采用空间矢量调制的有源电力滤波器的工作过程的研究和分析,揭示了主电路各参数之间的相互关系。根据瞬态电流跟踪指标的要求推导出并联APF输出电感的估算公式。基于对电流跟踪误差矢量的度量,推导出直流侧电容电压临界值表达式。详细介绍了输出滤波器参数的设计方法。 实时、高精度的谐波检测是有源电力滤波器的重要部分。本文详细地介绍了瞬时无功功率理论,选择检测负载电流的方式以提取谐波。提出了用滑窗迭代作为低通滤波的数字算法,以快速分离负载电流中的基波分量得到谐波指令。以全数字控制为重点,对电流环的数字控制方式,包括数字PI调节器的设计做出了比较详细的分析。 本文用MATLAB/SIMULINK中的电力系统模块对有源电力滤波器进行了动态仿真研究。仿真结果表明这种拓扑结构的有源电力滤波器对电力系统中的谐波抑制具有较好的效果。 在理论分析和仿真研究的基础上,设计了基于TMS320LF2407A控制的并联型电力有源滤波器,对其控制系统硬件构成进行了详细的介绍。研制了实验样机,对并联型电力有源滤波器进行了初步的实验研究。

    标签: 并联 三相 三线制

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:shiny3333

  • 异步电机在线故障诊断系统研究与设计.rar

    电机是现代工业生产和日常生活最主要的原动力和驱动装置。电机一旦发生故障,会造成不同程度的经济损失和社会影响。因此研究不同场合、不同运行状态下电机故障诊断理论和相关技术具有很高的实用价值。 电机出现故障时,故障信号中往往含有大量的时变、短时突发性质的成分。因此可以通过检测、分析故障信号,获得电机的故障信息。传统的信号分析方法,如傅立叶变换,是一种纯频域分析,缺乏空间局部性,不能满足故障信号分析的要求。而小波分析和小波包分析法具有良好的时频局部性,能够将信号在任意频段进行划分,从而使在不同频段的各种故障特征信号更加容易被识别和提取。基于小波包分析处理非平稳信号的优越性,本文选用小波包分析对电机故障信号进行分析检测。 本文在研究了异步电机常见故障类型和诊断方法的基础上,详细分析了电机滚动轴承异常、转子断条、气隙偏心等故障原因,采用基于信号分析法中的振动诊断法和定子电流检测法,对电机滚动轴承故障、转子断条故障进行诊断。对于存在已知轴承故障的电机,在故障状态下采集到振动信号,利用峭度值计算和小波包分析相结合的方法,选用db3作为小波基,进行小波包分析,对包含有故障特征频率信息的信号进行重构,获得轴承故障特征频率,根据故障特征频率的数值和能量,确定出轴承故障的类型。应用小波包分析和FFT相结合的方法,选用Coif5为小波包基,检测转子断条故障特征频率。在此基础上,采集故障电机的振动信号和电流信号,并分别应用上述方法进行了仿真模拟实验,结果表明这些方法是准确可行的。 论文以DSP为核心,完成了电机故障诊断系统的硬件电路的设计,包括信号检测电路、调理电路,A/D转换电路等,并给出了主要的软件流程图。

    标签: 异步电机 故障诊断 系统研究

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:kristycreasy

  • 单相数字式光伏并网逆变器的研究与设计.rar

    近年来,光伏发电技术取得了长足的进步,太阳能已经成为当今能源的一个重要补充。光伏并网发电是太阳能大规模利用的必然趋势。本文以光伏并网发电系统的核心设备并网逆变器为研究对象,首先给出了单相光伏并网逆变器的详细的硬件设计过程,然后对光伏阵列的最大功能点跟踪、逆变器的特性及控制方法、并网系统的人机交互子系统等进行了深入的研究。 并网逆变器的硬件设计是整个系统的基础和难点之一。本文设计了1套额定功率为3KW的两级式光伏并网逆变器,采用F2812DSP作为系统的控制核心。文章对整个硬件的设计过程和电路原理进行了详细分析。 为提高系统效率,光伏阵列都要求工作在最大功率点处。本文在分析了各种MPPT方法的优缺点的基础上,提出了基于移相全桥电路的电导增量法,给出了整个算法在DSP中的实现过程。 并网逆变器输出级的跟踪控制技术是系统设计的关键点之一。本文详细分析了逆变器输出级的电路工作模式和数学模型,深入分析了T型输出滤波器的原理及电网电压对输出电流的影响,提出了基于前馈补偿的数字PI控制,并给出了其在DSP中的实现过程。 为完成对并网系统的监控和设置,设计了人机交互子系统,该系统是一个小型嵌入式系统,用MODBUS协议实现了子系统和控制系统的通信。本文详细分析了整个子系统的软硬件设计过程。 最后,对整个系统进行了实验验证,结果表明了系统方案的可行性,系统实现了稳定可靠运行。

    标签: 单相 光伏并网 数字式

    上传时间: 2013-05-26

    上传用户:88mao

  • 基于无线传感器网络的水环境多参数监测系统的研究与实现.rar

    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。

    标签: 无线传感器网络 多参数 水环境

    上传时间: 2013-06-01

    上传用户:无聊来刷下

  • 双相DC-DC电源管理芯片均流控制电路的分析与设计.rar

    电源是电子设备的重要组成部分,其性能的优劣直接影响着电子设备的稳定性和可靠性。随着电子技术的发展,电子设备的种类越来越多,其对电源的要求也更加灵活多样,因此如何很好的解决系统的电源问题已经成为了系统成败的关键因素。 本论文研究选取了BICMOS工艺,具有功耗低、集成度高、驱动能力强等优点。根据电流模式的PWM控制原理,研究设计了一款基于BICMOS工艺的双相DC-DC电源管理芯片。本电源管理芯片自动控制两路单独的转换器工作,两相结构能提供大的输出电流,但是在开关上的功耗却很低。芯片能够精确的调整CPU核心电压,对称不同通道之间的电流。本电源管理芯片单独检测每一通道上的电流,以精确的获得每个通道上的电流信息,从而更好的进行电流对称以及电路的保护。 文中对该DC-DC电源管理芯片的主要功能模块,如振荡器电路、锯齿波发生电路、比较器电路、平均电流电路、电流检测电路等进行了设计并给出了仿真验证结果。该芯片只需外接少数元件就可构成一个高性能的双相DC-DC开关电源,可广泛应用于CPU供电系统等。 通过应用Hspice软件对该变换器芯片的主要模块电路进行仿真,验证了设计方案和理论分析的可行性和正确性,同时在芯片模块电路设计的基础上,应用0.8μmBICMOS工艺设计规则完成了芯片主要模块的版图绘制,编写了DRC、LVS文件并验证了版图的正确性。所设计的基于BICMOS工艺的DC-DC电源管理芯片的均流控制电路达到了预期的要求。

    标签: DC-DC 双相

    上传时间: 2013-06-06

    上传用户:dbs012280

  • 基于DSP高频通讯全桥开关电源的研究与设计.rar

    近年来,随着大规模集成电路的飞速发展,微控制器和数字信号处理器的性价比不断提高,数字控制技术已逐步应用于大中功率高频开关电源。相对于传统模拟控制方式,数字控制方式具有电源设计灵活、外围控制电路少、可采用较先进的控制算法、具有较高可靠性等优点。 高频开关电源具有体积小、重量轻、效率高、输出纹波小等特点,现已逐步成为现代通讯设备的新型基础电源系统。针对传统开关电源中损耗较大、超调量较大、动态性能较差等问题,本文采用基于DSP的全桥软开关拓扑结构。全桥软开关移相控制技术由智能DSP系统完成,采样信号采用差分传输,控制算法采用模糊自适应PID算法,产生数字PWM波配合驱动电路控制全桥开关的通断。在输入端应用平均电流控制法的有源功率因数校正,使输入电流跟随输入电压的波形,从而使功率因数接近1。最后通过Matlab仿真结果表明模糊自适应PID控制算法比传统PID控制算法在超调量,调节时间,动态特性等性能上具有优越性。 论文以高频开关电源的设计为主线,在详细分析各部分电路原理的基础上,进行系统的主电路设计、辅助电路设计、控制电路设计、仿真研究、软件实现。重点介绍了高频变压器的设计及模糊自适应PID控制器的实现。并将辅助电源及控制电路制成电路板,以及在此电路板基础上进行各波形分析并进行相关实验。

    标签: DSP 高频 通讯

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:s蓝莓汁

  • 基于LabVIEW和SOPC的智能型函数发生器的研究与设计.rar

    函数发生器又名任意波形发生器,是一种常用的信号源,广泛应用于通信、雷达、导航等现代电子技术领域。信号发生器的核心技术是频率合成技术,主要方法有:直接模拟频率合成、锁相环频率合成(PLL)、直接数字合成技术(DDS)。DDS是开环系统,无反馈环节,输出响应速度快,频率稳定度高。因此直接数字频率合成技术是目前频率合成的主要技术之一,其输出信号具有相对较大的带宽、快速的相位捷变、极高的相位分辨率和相位连续等优点。本文的主要工作是采用SOPC结合虚拟仪器技术,进行DDS智能函数发生器的研制。 本文介绍了虚拟仪器技术的基本理论,简要阐述了仪器驱动程序、VISA等相关技术。对SOPC技术进行了深入的研究:SOPC技术是基于可编程逻辑器件的可重构片上系统,它作为SOC和CPLD/FPGA相结合的一项综合技术,结合了两者的优点,集成了硬核或软核CPU、DSP、锁相环、存储器、I/O接口及可编程逻辑,可以灵活高效地解决SOC方案,而且设计周期短,设计成本低,非常适合本设计的应用。本文还对基于DDS原理的设计方案进行了分析,介绍了DDS的基本理论以及数学综合,在研究DDS原理的基础上,利用SOPC技术,在一片FPGA芯片上实现了整个函数发生器的硬件集成。 本文就函数发生器的设计制定了整体方案,对软硬件设计原理及实现方法进行了具体的介绍,包括整个系统的硬件电路,SOPC片上系统和PC端软件的设计。在设计中,LabVIEW波形编辑软件和函数发生器二者采用异步串口进行通信。利用LabVIEW的强大功能,把波形的编辑,系统的设置放到计算机上完 成,具有人机界面友好、系统升级方便、节约硬件成本等诸多优势。同时充分利用了FPGA内部大量的逻辑资源,将DDS模块和微处理器模块集成到一个单片FPGA上,改变了传统的系统设计思路。通过对系统仿真和实际测试,结果表明该智能型函数发生器不仅能产生理想的输出信号,还具有集成度高、稳定性好和扩展性强等优点。关键词:智能型函数发生器,虚拟仪器,可编程片上系统,直接数字合成技术,NiosⅡ处理器。

    标签: LabVIEW SOPC 智能型

    上传时间: 2013-07-09

    上传用户:zw380105939

  • 太阳能电池阵列模拟器的研究与设计.rar

    21世纪,人类面临着实现经济和社会可持续发展的重大挑战,能源问题越来越突出,太阳能等可再生能源逐渐成为人类关注的焦点。时至今日,人类对光伏系统的研究越来越深入广泛,但在光伏系统的研发过程中,太阳能电池由于受日照强度、环境温度影响较大,导致实验成本过高,研发周期变长。太阳能电池阵列模拟器便能较好地解决这一问题。 @@ 本文首先对比了模拟式太阳能电池模拟器和数字式太阳能电池模拟器的优缺点,选取了数字式太阳能电池阵列模拟器作为研究对象,并对研究太阳能电池阵列模拟器的实际意义作了阐述。随后描述了太阳能电池的输出特性,讨论了适合工程计算的太阳能电池阵列数学物理模型。 @@ 本文研究的太阳能电池阵列模拟器由功率电路和控制电路两部分组成。功率电路选取了半桥型DC/DC电路作为主电路拓扑,对其工作过程进行了分析,并对各部分电路进行了设计。然后设计了电压电流双闭环调节器,在此基础之上用PSIM仿真软件对所设计的太阳能电池阵列模拟器进行了仿真,包括静态工作点的仿真以及动态响应速度的仿真,通过仿真验证了模拟器能够达到所要求指标。 @@ 控制电路板是整个模拟器的核心控制部分,通过控制运算提供输出电压的参考值,进而提供控制功率管开通关断的PWM信号。本文选取了microchip公司的dsPIC30F2023作为主控制芯片,分析了该型号微处理芯片的性能特点,介绍了模拟信号采样电路、232通讯电路、人机交互界面电路等外围电路的硬件设计,调节器采用了数字PID控制。 @@ 在MPLAB集成开发环境中进行了软件方案的设计,主要包括主程序、生成PWM程序、AD采样、故障处理、人机交互程序等,介绍了各个模块的程序流程。 @@ 软硬件系统设计完成后,最终实现了太阳能电池阵列模拟器,可以为光伏系统的研究提供一个良好的实验平台。 @@关键词:太阳能电池阵列模拟器;半桥型DC/DC变换器;dsPIC30F2023

    标签: 太阳能电池 阵列 模拟

    上传时间: 2013-07-28

    上传用户:cceezzpp