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突发式光收发一体模块

  • 晶闸管投切电容器TSC中功率单元的研究.rar

    随着低压供电系统中感性负荷越来越多,电网对无功电流的需求量急剧增加,为了提高系统供电质量和供电效率,必须对电网进行无功补偿。晶闸管投切电容器(TSC)一种简单易行的补偿措施,并已得到广泛应用。但是长期以来无功补偿装置中的电容器投切开关存在功能单一、使用寿命短、开关冲击大等不足,这些不足严重制约了补偿装置的发展。因此开发大容量快速的集多种功能于一体的电子开关功率单元将是晶闸管投切电容器(TSC)技术中长期研究的主要内容,具有很高的实用价值。 首先,本文回顾了投切开关的发展历史,并指出它们存在的优点和弊端。阐述了晶闸管投切电容器(TSC)的基本工作原理及主电路的组成和实现手段。 其次,提出功率单元的概念,并介绍了它的组成、功能和作用、对功率单元各个组成部分进行研究,主要包括根据系统电压和电流选择晶闸管型号、根据TSC无过渡过程原理的分析来设计过零触发模块、利用补偿电容上的工作电压波形设计多功能卡上的工作指示电路、故障检测电路,根据TSC的保护特点将温度开关串入到控制信号和冷却风扇电路,在温度过高时起到对功率单元的保护作用。然后在理论及设计参数的基础上制造功率单元。在已有的TSC补偿装置上对功率单元的性能进行实验,实验结果表明,论文所设计功率单元能很好的实现投切电容器的作用,还实现各种保护和显示功能,提高效率和补偿效果。 最后,系统地阐述了功率单元作为集成化开关模块在无功补偿领域的优越性,并指出设计中需要完善的地方。

    标签: TSC 晶闸管 功率

    上传时间: 2013-07-19

    上传用户:许小华

  • 果树采摘机器人控制与避障技术研究.rar

    果园收获作业机械化、自动化是广大果农们关注的热点问题,开展果树采摘机器人研究,不仅对于适应市场需求、降低劳动强度、提高经济效率有着一定的现实意义,而且对于跟踪世界农业新技术、促进我国农业科技进步,加速农业现代化进程有着重大的历史意义。 果树采摘机器人是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多种功能于一体的综合系统,它是由机械手固定在履带式移动平台上构成的一类特殊的移动机器人系统。本文在国家“863”高技术项目“果树采摘机器人关键技术研究”支持下,以自行设计的机器人机械结构为研究对象,对果树采摘机器人的控制系统进行了分析、研究和设计,设计了视觉伺服控制器,并对采摘机器人避障技术进行了探讨。主要工作如下: 首先,分析了果树采摘机器人机械结构,介绍了机器人运动学理论,根据自行设计的5自由度机械臂机械特性,采用几何结构算法,建立了果树采摘机器人机械臂的正、逆运动学方程。 其次,基于开放、先进和可靠的考虑,采用开放式结构设计机器人的控制系统。在开放式控制系统设计中,主要对果树采摘机器人硬件组成部分主控计算机、运动控制器、数据采集卡等进行了选型设计。在分析果树采摘机器人工作环境和工作特性的基础上,设计了果树采摘机器人的外围传感器。 再次,根据果树采摘机器人机械结构和控制系统结构组成,设计了PID控制器,应用于机器人视觉伺服控制,实现果树采摘机器人的实时控制。在详细论述关节式机器人避障方法的基础上,对果树采摘机器人避障方法进行了初步的探讨,提出了采用C—空间法实现采摘机器人实时避障。 最后,建立了传感器实验平台,通过实验验证了所设计传感器的正确性。利用固高PAN&TILT两维数控转台和实地拍摄的苹果图像,对所提出的控制方法通过转台控制实验进行了验证。

    标签: 控制 技术研究

    上传时间: 2013-08-05

    上传用户:liuxiaojie

  • 船舶自动舵故障诊断系统设计与实现.rar

    船舶自动操舵仪又称自动舵,用来保持船舶在给定航向或航迹上航行,是船舶操纵的关键设备。船舶自动舵尚没有专用的故障诊断系统,当前的维修方法不能满足快速保障和应急保障的需要。本文结合某型自动舵微机通道故障诊断科研项目,重点论述某型自动舵数字控制系统的故障诊断设计与实现,研究了基于模糊推理的船舶自动舵故障诊断专家系统和基于支持向量机的船舶自动舵模拟电路故障诊断方法。 对某型自动舵充分调研,在了解系统软、硬件的总体技术要求和指标的基础上,建立检测对象的数学模型和物理模型。确定故障检测的对象特点,为系统故障仿真、参数辨识做好准备,并为后续的故障检测、诊断方法研究提供了参考。 结合某型自动舵数字控制系统实际情况,确定其故障诊断系统采用分层递阶结构。系统底层为基于嵌入式微处理器的信号检测单元,负责获取微机通道的总线控制权以及信号预处理;系统中间层为通讯子系统,负责对底层多个检测单元信息集中传送;系统顶层为故障诊断和显示子系统,负责对微机通道的信息进行综合评价,得出最终诊断结论。 船舶自动舵系统结构繁杂,很多故障很难用精确的公式将它表示出来,提出了基于模糊推理的船舶自动舵故障诊断专家系统,提高了自动舵故障诊断准确性。该系统将模糊数学、模糊诊断原理及专家经验相结合,采用模糊产生式知识表示法,确定模糊关系矩阵及语义距离,设计相关硬件平台,实现了船舶自动舵故障诊断模糊专家系统的各个功能模块。 为解决船舶自动舵模拟电路故障诊断复杂多样难于辨识的问题,提出了基于支持向量机的故障诊断方法。该方法通过电路仿真分析,给出了各故障模式下电压频率响应,提取具有代表性的故障特征,建立了以支持向量机为基础的模拟电路故障诊断模型。实验结果证明,该方法可有效诊断模拟电路中的元件故障,且对于元件容差引起的故障诊断模型的不确定性具有较强的鲁棒性,满足非线性电路的故障诊断要求。

    标签: 自动 故障诊断 系统设计

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:evil

  • 三相桥式整流的功率因数校正技术的研究.rar

    随着电力电子技术的发展,交流电源系统的电能质量问题受到越来越多的关注。传统的整流环节广泛采用二极管不控整流和晶闸管相控整流电路,向电网注入了大量的谐波及无功,造成了严重的污染。提高电网侧功率因数以及降低输入电流谐波成为一个研究热点。功率因数校正技术是减小用电设备对电网造成的谐波污染,提高功率因数的一项有力措施。本文所做的主要工作包括以下几部分: 1.分析了单位功率因数三相桥式整流的工作原理,这种整流拓扑从工作原理上可以分成两部分:功率因数补偿网络和常规整流网络。在此基础上,为整流电路建立了精确的数学模型。 2.这种单位功率因数三相桥式整流的输入电感是在额定负载下计算出的,当负载发生变化时,其功率因数会降低。针对这种情况,提出了一种新的控制方法。常规整流网络向电网注入的谐波可以由功率因数补偿网络进行补偿,所以输入功率因数相应提高。负载消耗的有功由电网提供,补偿网络既不消耗有功也不提供任何有功。根据功率平衡理论,可以确定参考补偿电流。双向开关的导通和关断由滞环电流控制确定。在这一方法的控制下,双向开关工作在高频下,因此输入电感值相应降低。仿真和实验结果都表明:新的控制方法下,负载变化时,输入电流仍接近于正弦,功率因数接近1。 3.根据IEEE-519标准对谐波电流畸变率的要求,为单位功率因数三相桥式整流提出了另一种控制方法。该方法综合考虑单次谐波电流畸变率、总谐波畸变率、功率因数、有功消耗等性能指标,并进行优化,推导出最优电流补偿增益和相移。将三相负载电流通过具有最优电流补偿增益和相移的电流补偿滤波器,得到补偿后期望的电网电流,驱动双向开关导通和关断。仿真和实验都收到了满意的效果,使这一整流桥可以工作在较宽的负载范围内。 4.单位功率因数三相桥式整流中直流侧电容电压随负载的波动而波动,为提高其动、静态性能,将简单自适应控制应用到了直流侧电容电压的控制中,并提出利用改进的二次型性能指标修改自适应参数的方法,可以在实现对参考模型跟踪的同时又不使控制增量过大,与常规的PI型简单自适应控制相比在适应律的计算中引入了控制量的增量和状态误差在k及k+1时刻的采样值。利用该方法为直流侧电压设计了控制器,并进行了仿真与实验研究,结果表明与PI型适应律相比,新的控制器能提高系统的动态响应性能,负载变化时系统的鲁棒性更强。

    标签: 三相桥式 整流 功率因数

    上传时间: 2013-06-15

    上传用户:WS Rye

  • 混合动力汽车驱动系统设计及控制系统的研究.rar

    混合动力汽车采用内燃机和电机作为动力源,成为解决排污和能源问题最具现实意义的途径之一,集成一体化起动/发电机(ISG)技术是当前国际公认的未来汽车的先进技术之一,也是当代汽车发展的重要方向。论文以ISG型混合动力汽车为研究对象,进行了混合动力汽车驱动系统和动力总成控制系统等方面的研究。 本文系统地分析了串联式、并联式以及混联式混和动力汽车动力总成构型的优缺点,介绍了ISG型混合动力汽车结构及主要特点的基础上,首先通过对各总成选型分析,选择了发动机、电机、电池等部件,接着根据性能指标,确定了发动机、电机、电池等部件参数匹配。 动力总成控制系统作为HEV控制系统的关键,主要负责对行驶需求功率的合理分配,保证HEV高效运行,使发动机燃油消耗和排放达到最优。动力总成控制系统的硬件采用了TMS320F2812芯片,由于它功能强大,I/O资源丰富,并且支持广泛用于汽车电控的CAN通讯,因此,非常适合于混合动力汽车的实时控制。本文研究了动力总成控制系统的总体结构,以TMS320F2812型DSP为核心,组建了混合动力总成控制系统的硬件系统。在充分利用DSP内部模块的基础上对它的外部总线进行扩展。并设计了电源模块、A/O模块、IO模块、CAN总线模块和串口通讯模块。在模块化设计方式基础上建立了混合动力控制策略的软件设计。 为了证明设计方案的可行性和DSP总成控制系统的控制性能,在MATIAB/Simulink环境下,以hdvisor为仿真平台,依据系统的结构、控制策略,对相关模块进行修改,建立了ISG型混合动力汽车整车的仿真模型。利用建立的模型,在Advisor仿真软件中输人仿真参数,设置仿真性能,汽车动力性、经济性以及一些重要性能曲线的仿真结果。与同样参数设置的传统燃油汽车仿真结果进行比较表明,油耗和排放都得到了很好的降低。

    标签: 混合动力 汽车驱动 控制系统

    上传时间: 2013-07-08

    上传用户:cx111111

  • 模块化UPS并联及控制技术研究.rar

    随着用户对供电质量要求的进一步提高,模块化UPS 并联系统获得了越来越广泛的应用。本文以模块化UPS为研究对象,根据电路结构,将其分为直流部分模块化和交流部分模块化分别进行讨论。整流环节对Boost-PFC 电路进行并联控制,实现直流部分的模块化;逆变环节在瞬时电压PID 控制的基础上,引入了瞬时均流的并联控制策略,实现交流部分的模块化。 介绍了有源功率因数校正技术的基本原理和控制思路,分析了单管双Boost-PFC电路的工作过程,并将其简化等效成常规的Boost 电路进行分析和控制。根据控制系统的结构,分别对电流控制环和电压控制环进行了分析,得出了电感电流主要受电流指令的影响,而输入输出电压差的影响则相对比较小;输出电压主要受参考给定指令电压、缓启给定指令电压以及输出电流等因素的影响。根据电流环和电压环的解析表达式,给出了并联控制的方法及原理。 对单相电路、三相电路以及多模块并联电路分别进行了仿真验证,对多模块的并联系统进行了实验验证。建立了单相逆变器的数学模型,并加入PID 控制器,得到了输出电压的解析表达式,得出逆变器输出电压与参考给定电压和输出电流有关。利用极点配置的方法得到了模拟域PID 控制器参数的计算公式,并采用后向差分法,将其转换到数字域,得到了数字PID 控制器参数与模拟域参数的换算关系。通过实验测试和曲线拟合的办法,得到了实际逆变器的电路参数。通过对所设计的数字PID 控制器进行仿真和实验,验证了理论分析和计算。建立了PID 电压闭环的多逆变器并联系统数学模型,分析得出并联系统的输出电压主要由系统中各模块的平均给定电压决定,同时也受较高次的输出谐波电流影响,受输出基波电流影响相对较小;环流主要受模块的给定电压与系统平均给定电压的偏差影响。针对环流产生的原因,提出了一种瞬时均流控制策略来减小系统环流对给定电压偏差的增益,从而达到瞬时均流的目的。 对两逆变模块并联的系统在各种工况下进行了仿真和实验,验证了理论分析的正确性和这种瞬时均流控制策略的可行性。

    标签: UPS 模块化 并联

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:ggwz258

  • 一种单相交流斩波变换器的研究.rar

    本文致力于可并联运行的斩控式单相交流斩波变换器的研究。交交变换技术作为电力电子技术一个重要的领域一直得到人们的关注,但大都将目光投向AC-DC-AC两级变换上面。AC/AC直接变换具有单级变换、功率密度高、拓扑紧凑简单、并联容易等优势,并且具有较强扩展性,故而在工业加热、调光电源、异步电机启动、调速等领域具有重要应用。斩控式AC/AC 电压变换是一种基于自关断半导体开关器件及脉宽调制控制方式的新型交流调压技术。 本文对全数字化的斩控式AC/AC 变换做了系统研究,工作内容主要有:对交流斩波电路的拓扑及其PWM方式做了详细的推导,着重对不同拓扑的死区效应进行了分析,并且推导了不同负载情况对电压控制的影响。重点推导了单相Buck型变换器和Buck-Boost 变换器的拓扑模型,并将单相系统的拓扑开关模式推导到三相的情况,然后分别对单相、三相的情况进行了Matlab仿真。建立了单相Buck 型拓扑的开关周期平均意义下的大信号模型和小信号模型,指导控制器的设计。建立了适合电路工作的基于占空比前馈的电压瞬时值环、电压平均值环控制策略。在理论分析和仿真验证的基础上,建立了一台基于TMS320F2808数字信号处理器的实验样机,完成样机调试,并完成各项性能指标的测试工作。

    标签: 单相交流 斩波 变换器

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:visit8888

  • 位置伺服控制系统.rar

    随着国内交流伺服电机等硬件技术逐步成熟,高运算能力的控制芯片与电机控制技术相结合,具有高效、节能和可移植性好等特点,这样使得交流伺服系统成为现代电机伺服驱动系统的一个发展趋势。 本文主要是基于MCU研究和设计了交流永磁电机位置伺服控制系统。针对三相永磁同步电机的物理方程,通过坐标转换,在d-q旋转坐标系下建立转矩方程,采用Id=0的矢量控制策略,建立一套完整的全数字交流位置伺服控制系统。 硬件方面,采用的是瑞萨公司专用电机控制Tiny系列芯片M30262F8作为控制芯片,并由三菱公司的第三代IPM模块PS21564实现功率驱动,简化了系统电路,缩小了系统的体积,提高了系统的可靠性。由交流电流传感器检测三相定子绕组电流;由增量式磁性编码器检测永磁转子位置,并设计一种比较快速的转子初始检测方法。 软件方面,采用结构化语言C和单片机M16C汇编语言混编,实现了单片机初始化、三环控制、电流跟随型PWM控制,提高编写代码的效率,同时保证系统的实时控制性能;由软件方式实现经典PID控制和简单模糊控制相结合构成“串联校正”闭环控制系统,提高了系统的快速性和抗干扰能力。此外,本文对控制策略进行了研究,阐述了模糊PID控制策略;还介绍了SPWM、SVPWM和跟随型PWM调制。 实验结果表明,本文所设计的伺服控制系统能实现电机的启动,调速和定位等,并能达到系统的性能指标。

    标签: 位置伺服 控制系统

    上传时间: 2013-05-19

    上传用户:327000306

  • 光伏并网发电系统及其控制策略的研究.rar

    随着能源的紧张和环境污染日益严重,开发和利用太阳能已受到越来越多的重视。通过光伏并网发电系统将太阳能转换为电能,并将电能输送到电网上,是太阳能利用的主要形式。 本文对光伏并网发电系统的控制策略进行了深入的研究。首先,分析了太阳能电池发电的基本原理,得出了太阳能电池的等效模型,通过分析太阳能电池的I-V特性,可以看出太阳能电池是一非线性电源,而且输出电能受环境温度和光照强度的影响,为了使太阳能电池能够最大效率地将太阳能转化为电能,需要对其进行最大功率点跟踪。通过分析和对比各种最大功率点跟踪方法的优缺点,采用了改进扰动观察法结合BOOST升压电路来对电池板进行最大功率点跟踪的方案。其次,分析对比并网电流的各种控制方式,确定采用滞环比较方式对并网电流进行控制,为了使并网电流稳定可靠地向电网送电,采用双闭环控制策略对并网逆变器进行控制,使逆变器输出电流能与电网电压同频同相,以单位功率因数向电网输电。最后,对光伏并网发电系统的孤岛效应进行了研究,介绍了各种孤岛检测方法,分析了基于正反馈的主动移频式孤岛检测方法(AFDPF)的参数优化方案,为AFDPF检测盲区的分析提供理论依据。 本文在MATLAB/Simulink仿真环境下,利用SimPowerSystems功能模块建立了仿真模型,对太阳能电池板的数学模型,最大功率点跟踪控制策略,并网控制策略进行验证仿真。仿真结果证明了本文的方案和控制策略的正确性。

    标签: 光伏并网 发电系统 控制策略

    上传时间: 2013-07-14

    上传用户:prczsf

  • 3kW光伏并网逆变器最大功率点跟踪控制的研究.rar

    光伏发电是集开发可再生能源、改善生态环境于一体的重大课题,有巨大的经济、社会效益和学术研究价值。 本文首先介绍了3kW光伏并网逆变器系统的组成和结构。3kW光伏并网逆变器采用两级式结构,主电路由前级Boost变换器和后级的单相逆变桥组成。控制部分以DSP(DSP56F803)为核心,实现了光伏阵列最大功率点的跟踪控制,以及产生与电网压同频同相的正弦电流,实现并网的功能。本文重点对逆变器系统的最大功率点跟踪(MPPT)控制进行研究。 针对基于外特性建立的光伏阵列模型虽然简单、参数易解,但精度低的问题,本文建立了基于物理特性的光伏阵列模型,并考虑光照强度、环境温度对光伏阵列的影响,模型参数与实际参数严格对应。将几种最大功率点跟踪算法应用于所建立的光伏阵列模型使用MATLAB进行仿真,分析仿真结果,比较各种算法的优缺点,总结出每种算法所适用的环境,并给出了最大功率点跟踪控制在并网逆变器系统的实现策略。 设计了适用于额定功率为100W的光伏阵列最大功率点跟踪的Boost电路,分别给出了利用PIC单片机16F873实现扰动观察法和增量电导法的程序流程图,实现了这两种算法控制下光伏阵列的最大功率点跟踪,并分析了两种算法的跟踪性能。

    标签: 3kW 光伏并网 逆变器

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:fudong911