励磁系统是电力系统控制的重要组成部分,它直接影响着发电机的运行可靠性、经济性和电力系统运行的稳定性。励磁系统性能的优化与控制策略的研究,对发电机乃至整个电力系统的安全运行具有决定性的意义。 本文针对300MW同步发电机的技术特点,全面论述了励磁系统主电路拓扑及辅助电路的工作原理。为提高励磁系统的控制精度与实时性,本文以16位DSP为控制核心,对励磁调节单元软硬件的实现进行研究,以满足发电机在不同运行工况下对励磁系统控制性能的要求。 其次,本文在详细阐述PID+PSS控制和线性最优励磁控制理论的基础上,客观分析了两种控制方式的优点与不足,综合二者的优点引出了综合励磁控制的研究方法并在微机上成功实现。通过实验发现,综合励磁控制器的性能更优越,其提高了励磁系统的控制精度,改善了机组运行的稳定性。同时针对单参量PSS存在反调的不足,进行了算法改进,给出了加速功率型PSS的数学推理与软件实现;根据机组的运行结果可知,该算法的改进不仅解决了传统PSS的反调问题,而且优化了PSS抑制低频振荡的性能。 最后,本文利用发电机park微分方程,推导了发电机起励与灭磁的数学方程。在Matlab/Simulink仿真环境下,建立了起励与灭磁的仿真模型。给出了发电机自并起励、他励起励和故障灭磁的仿真结果,并对结果进行客观地分析,得出了有用的结论。
上传时间: 2013-04-24
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随着全球能源危机和环境污染问题的日益严重,开发利用清洁的可再生能源势在必行。太阳能是当前世界上最清洁、最现实、大规模开发利用最有前景的可再生能源之一。其中太阳能光伏利用受到世界各国的普遍关注,而太阳能光伏并网发电是太阳能光伏利用的主要发展趋势,必将得到快速的发展。此外,高性能的数字信号处理芯片(DSP)的出现,使得一些先进的控制策略应用于光伏并网逆变器成为可能。本论文就是在此背景下,对太阳能并网发电系统中的核心器件并网逆变器进行了较为深入的研究,具有重要的现实意义。 太阳能光伏并网发电系统的两个核心部分是太阳能电池板的最大功率点跟踪(MPPT)控制和光伏并网逆变控制。 首先,本文对太阳能电池的工作原理及工作特性进行介绍,详细分析太阳能电池工作的等效电路和数学模型。 其次,本文对几种传统的最大功率点跟踪(MPPT)控制算法进行了研究、分析和比较,提出各自优缺点。基于最大功率跟踪过程的快速性和稳定性,设计采用改进的间歇扫描法来实现光伏发电系统中太阳能电池的最大功率输出,以提高系统的性能和最大功率点跟踪速度。 再次,针对既可独立运行又可并网运行的单相光伏逆变器,本文采用有效值外环、瞬时值内环的控制方法,既保证了逆变器输出的静态误差为零,又保证了逆变器良好的输出波形。给出了同时满足独立和并网两种运行模式的输出滤波器结构和元件参数的计算过程,并通过仿真和实验验证了设计的合理性。 随后,详细讨论了并网过程中的软件锁相环技术,对锁相环电路的组成、工作原理进行了研究,实验结果表明此方法可靠有效,能使逆变器输出电流与电网电压完全同相,达到功率因数为1的目的。 最后,采用TI公司的TMS320LF2407A作为主控芯片,研制完成1.5kW实验样机,分别得出了独立运行和并网运行时的实验结果,结果表明,所采用的控制策略和设计的硬件电路能够满足设计要求,系统可安全、稳定运行。
上传时间: 2013-05-18
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蓄电池作为一种储能设备,广泛应用于国民经济的各个部门。近几年来,电动汽车行业迅速发展,对于纯电动汽车蓄电池是唯一的动力源,需要定期的满充满放的维护来提高电池性能,同时测量电池实际安时数。蓄电池的充放电技术与蓄电池相伴而生,与蓄电池的发展和应用有着密切的关系。充放电系统性能直接影响着蓄电池的技术状态,使用寿命,并决定着放电时对电网污染的程度。 目前,大功率蓄电池充放电系统仍大量采用晶闸管移相控制技术,该技术具有技术成熟,价格低廉的优点,但网侧功率因数低,对电网的污染大。而消除电网谐波污染、提高功率因数是电力电子领域研究的重大课题之一。本文为大功率锂离子蓄电池充放电设计的系统采用电压型PWM整流器和双向DC/DC变换器的结构,在实现能量双向流动的同时,实现网侧电流波形的正弦化控制,具有节能,对电网污染小等优点。 本文设计了主电路参数并在MATLAB/Simulink环境下进行了仿真。本文还提出了以MC9S12D64为核心的双向DC/DC变换器控制板和控制器的硬件、软件的完整的设计方案。充电采用恒流充电和恒压充电相结合的控制策略,实现单体电池电压控制,提高了充放电控制性能和安全性。充放电系统样机测试结果表明:满载时,系统效率80%以上,功率因数99%以上,谐波含量5%以下,满足设计要求,验证了系统设计的可行性。
上传时间: 2013-06-27
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随着现代电机技术、现代电力电子技术、微电子技术、控制技术及计算机技术等支撑技术的快速发展,先前困扰着交流伺服系统的电机控制复杂、调速性能差等问题取得了突破性的进展。交流伺服系统的性能日渐提高,价格趋于合理。交流伺服系统取代直流伺服系统尤其是在高精度、高性能要求的伺服驱动领域成了现代伺服控制系统的一个发展趋势。由于感应电机具有结构坚固,制造容易,价格低廉等优势,因而感应电机伺服系统具有很好的发展前景,代表了将来交流伺服技术的发展方向。 首先,本文结合大量的文献资料,总结和分析了当前交流伺服系统的发展现状,明确了加强开发交流感应电机伺服系统的意义。 其次,深入研究了矢量控制的坐标变换理论和交流感应电机的数学模型。在此基础阐述了基于转子磁场定向的矢量控制原理,建立其相应的控制方程。结合空间矢量脉宽调制(SVPWM)的原理,提出了交流伺服系统的控制方案。 再次,本研究以DSP TMS320F2812A为核心控制单元,以一体化智能功率模块(ASIPM)为功率电路主体,基于模块化设计原则设计和实现了一台软、硬件结合的全数字化控制系统;并对设计中的一些关键环节进行了理论研究和实践探索。 最后,对感应电机伺服系统进行了试验研究。本文通过实验分析,验证了系统设计方案的有效性和可行性,并指出了系统进一步的改进方向。
上传时间: 2013-06-01
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汽车转向系统是影响汽车操纵稳定性、主动安全性和舒适性的关键部件。电动助力转向(EPS)是一种全新的汽车动力转向技术,具有节能环保的优点,与汽车的发展主题相符。随着现代汽车工业的发展,汽车电控系统不断增多,这些复杂的系统,使得汽车故障自诊断功能要求越来越高。本文主要围绕国家自然科学基金项目:电动助力转向与汽车性能协调系统的分析及综合控制研究(项目编号:50475121),针对EPS故障分析和诊断展开研究。主要内容如下: 首先,建立了EPS系统的基本故障树模型,确定系统的故障形式,了解故障发生的原因和故障模式的传播途径,以实际开发的转向轴助力式电动助力转向系统为研究对象,建立了转向轴助力式电动助力转向系统的具体故障树模型,并对其主要故障进行了诊断分析。 其次,提出了将CAN总线技术应用到EPS系统故障诊断中的思想,阐述了基于神经网络的故障诊断策略,查找故障,执行相应操作。设计了包括控制单元的传感器故障信号采集电路及CAN控制器的EPS故障诊断系统,给出了详细的硬件电路图及ARM处理器-LPC2131单片机之间的接口硬件电路图,软件设计主要包括控制系统的程序设计,CAN总线接口的程序设计,包括一些初始化程序,信号采集,故障诊断显示程序等。 最后,利用Visual Basic语言完成了故障诊断系统的上层管理系统监控界面的设计,实现与故障节点的数据交换,达到诊断控制的要求。 实验测试结果表明,本文提出的基于CAN总线的EPS故障诊断系统的方案是可行的,且系统的各个部分运行稳定、可靠,满足设计功能和要求。
上传时间: 2013-07-18
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本文在此背景下,针对非线性PID控制、自抗扰控制以及Smith预估器和前馈控制展开研究。为了提高控制器的稳定性和鲁棒性,设计了ADRC-Smith预估控制器和前馈ADRC控制器,将其应用于大时滞温度控制系统,并在此基础上设计了吹塑机控制系统解决方案,通过大量的理论研究、仿真和实验,实现了良好的控制效果。论文的主要工作有: 1.研究了自抗扰技术和温度控制的现状以及温度控制的特点。 2.研究了ADRC的发展史,深入了解ADRC的原理与优点。ADRC在控制非线性对象时比PID具有更好的控制性能,但是参数调节理论不完善,阻碍了其广泛应用。 3.通过MATLAB仿真,得到ADRC参数之间的内在规律,通过将ADRC的参数统一到一个时间因子上,达到简化调节参数个数的目的,从而降低调试难度,同时,在无时滞温控实验平台上进行实验,验证了参数调节规律的可行性。 4.自抗扰控制器在大时滞温控上的应用,以前文献一般将时滞环节等效成一阶惯性环节,这样就要求增加ADRC的阶次,增加了调节参数个数,在参数调节理论不完善的情况下无疑是增加了调试难度。本文将ADRC分别与Smith预估器和前馈控制器相结合,设计了ADRC-Smith预估控制器和前馈ADRC控制器来解决具有大时滞控制问题。这两类新控制器的优点是不增加ADRC的阶次,是解决不确定大时滞被控对象的新途径,也是ADRC控制器实际应用上的一次创新。 5.在可编程计算机控制器(PCC)搭建的大时滞温控实验平台上进行实验,将前馈ADRC控制器和贝加莱专用温度控制器PIDXH的控制效果进行比较,实验结果表明前馈ADRC控制器在稳定性、鲁棒性等方面都优于PIDXH控制器。 6.研究了吹塑机控制系统解决方案,并在吹塑机上实验前馈ADRc控制器,得到了良好的控制效果,进一步验证了算法的可行性。
上传时间: 2013-04-24
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近年来,世界各国竞相发展绿色可再生能源,太阳能因其洁净、储量巨大等优点倍受青睐。在太阳能的各种应用中,光伏发电倍受关注。随着光伏组件价格的不断降低和电力电子技术的发展,光伏发电的系统容量和变换设备的转换效率不断增加,体积逐渐减小,对光伏发电系统相关设备的设计和制造提出了新的要求。 本文从提高光伏发电系统整体效率的角度出发,以光伏发电系统中电能变换装置作为研究目标,研究光伏发电中的关键性技术之一——光伏阵列的最大功率点跟踪技术。主要研究适用于光伏发电系统的最大功率点跟踪变换器的拓扑;研究光伏发电系统的最大功率点跟踪变换器的控制方法。论文在分析研究光伏电池的工作原理及输出特性的基础上,分析研究了几种基于DC/DC变换器的最大功率跟踪算法及各自优缺点和适用场合。在拓扑研究方面,分析研究了Buck、Boost和全桥电路应用于光伏发电中的优缺点以及适用的最佳功率等级,并对这三种电路的功率损耗进行分析,通过仿真进行验证。探讨了把软开关技术、三电平技术应用于光伏发电系统的可行性,并详细分析了应用于光伏发电系统的移相全桥ZVS DC/DC变换器电路的换流过程。在理论分析的基础上,论文设计实现了应用移相全桥软开关DC/DC变换电路作为主电路的MPPT变换器,构建了1000W小型独立光伏发电系统,进行仿真和实验,对实验结果进行损耗分析。证实了移相全桥ZVS DC/DC变换电路作为中小型光伏发电系统的前级变换器,可以在实现太阳能光伏阵列的最大功率点跟踪的同时,保证开关管实现软开关,从而提高了系统的转换效率和功率密度。
上传时间: 2013-05-23
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数控编程是目前数控系统中非常重要的环节之一,它在实现加工自动化、提高加工质量和加工精度、缩短产品研制周期等方面发挥着重要的作用。数控机床加工过程中,遇到比较复杂的零件时,使用人工编写数控程序需要大量的时间,并且容易出错。但是,随着CAD/CAM技术的推广和应用,采用CAD/CAM集成技术编制数控加工程序已经成为当今的主流。因此,开发高效的数控自动编程系统已经成为众多专业人员的研究方向。 从目前的国内外技术水平来看,自动编程系统通常都采用面向现有的AutoCAD系统,通过二次开发,扩展CAD系统的CAM功能的方式来实现,如MasterCAM、CAXA等,但是这些系统价格昂贵。因此,在通过AutoCAD系统平台上开发自动编程系统,使其具备CAM功能,是实现某些特殊编程系统的一种途径。 本课题基于ObiectARX技术,在AutoCAD软件平台上,针对SKC800S型数控冲床自动送料机床,研究与开发了数控加工图形自动编程软件系统。该课题主要完成以下内容: 1、深入研究ObjectARX编程技术。 2、深入研究AutoCAD图形数据库的结构,以便构造合适的算法,提取必要的信息。 3、开发出友好的用户界面。 4、通过构造合适的类,实现数控加工程序地自动生成。 5、编写帮助文档,方便编程人员使用。 在本系统软件的设计中,严格遵循开放、模块化的设计要求。经过加工试验,本课题所研发的自动编程系统得到较好的应用效果,并且具有友好的人机界面、良好的操作性,达到了预期开发目标。 本课题的研究为进一步研究数控复合加工机床提供了思路,打下了良好的基础。同时,本文对于从事自动编程系统研究开发的相关人员也具有一定的参考价值。
上传时间: 2013-05-24
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本课题是应北京奔驰--戴姆勒克莱斯勒汽车制造有限公司的要求而研究的一种射频信号源。要求能产生并发射音乐调制的射频信号,用于其车载收音机的性能和接收效果的测试,能使收音机连续搜台,并且要分多个频段对其收音机的中波段进行逐台测试。因为以前的车载收音机都是通过电缆有线连接到其收音机上,但这样往往得不到实际效果,而且使用麻烦,所以在设计系统时选择使用无线射频(调幅)信号源,这样更容易让该公司方便使用,系统中还设计了很简洁的键盘和LCD交互界面,使工人操作时很容易上手。 在考虑系统方案的过程中,我们选择了少有人涉及的丁类放大器作为首选的放大电路,并使用单片机作为控制器。单片机已经是一种很成熟的微处理器,能很方便的产生数字音乐信号。 本论文的安排如下: 首先概述数字功率放大器和射频的发展及国内外发展情况。 第2章对论文的来源及整体方案做了简要的介绍。 第3章对单片机数字部分做了详细的论述,讲述了数字信号的产生原理,分频系数的确定,以及各个硬件的具体功能。 第4章将是本文的重点,论述了数字功率放大部分的数学原理,并详细介绍了数字功放的原理。现在,数字功率放大器虽然在射频领域少有具体应用,但数字世界的发展步伐将无法停止,这就要求对原有的传统意义上的放大电路进行改进,具有一定的创新意义。 第5章对滤波网络和输出匹配网络进行了深入的理论分析和研究,并将研究应用于实际,最终得到了比较满意的现场效果。 最后一章总结了在实际研究中遇到的问题和解决方法,并对本课题的发展做了总结。
上传时间: 2013-06-18
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现代社会,以计算机技术为核心的信息技术迅速发展,信息容量呈爆炸式的增长,人们获得的信息的途径也越来越多,这其中人类获得的视觉信息很大部分是从各种各样的电子显示器件上获得的,随着微电子技术和材料工业的进步,图像显示技术飞速发展,出现了多种新型显示器,其中一些在显示品质上已经接近或者超过了传统的阴极射线管显示器(CRT),同时这些显示器件满足设备了小型化和低功耗的要求。 经过二十多年的研究、竞争和发展,平板显示器件尤其是液晶显示器件(LCD)已经脱颖而出大规模的进入市场,成为新世纪显示器件的主流。其中TFT-LCD是目前唯一在亮度、对比度、功耗、寿命、体积和重量等综合性能上全面赶上和超过CRT的平板显示显示器件。它的性能优良、大规模生产特性好,自动化程度高,原材料成本低廉,发展空间广阔,迅速成为新世纪的主流产品,是21世纪全球经济增长的一个亮点。 本论文在深入理解了LCD显示机理,尤其是TFT-LCD的显示驱动原理的基础上,利用纬视晶公司提供的TFT液晶模块,以嵌入式目前比较常用的FPGA系列芯片中的EP1C6Q240C6为核心设计制作出了由单片机(MCU)+可编程逻辑器件(FPGA-FieldProgrammableGateArray)+SRAM的液晶显示控制系统。文章阐述了该控制系统从硬件选型,到系统模块硬件电路设计以及系统软件设计的整个过程。该控制系统的功能模块主要包括:电源模块、可编程逻辑器件模块、微处理器模块、静态RAM模块以及触摸屏控制模块。其中微控制器模块采用C语言编程,实现对液晶屏得数据传以及其它控制功能,可编程逻辑器件(FPGA)模块采用VHDL语言编程,实现对屏的时序控制,最终实现对液晶屏图像显示的控制。最后通过对使用该控制板点亮的液晶屏进行光学测试验证了这种设计方案的可靠型和稳定性。 本设计具有较大的实用价值,可为以后液晶屏控制系统的研制提供参考。
上传时间: 2013-07-22
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