交流电机,特别是异步笼型电机,因具有结构简单,坚固耐用,价格便宜等特点而得到广泛应用。经过一个多世纪的发展,其调速方法同趋成熟,而交流调速的最理想方法还是变频调速。随着工业需求的快速增长,高压大功率成为发展的必然趋势,但是在中高压大功率调速领域,大都采用电动机定速运行。 直到20世界末采用全控型电力电子器件的高压大功率交流变频调速产品诞生,大功率传动领域巨大节能需求得到释放。多电平功率变换技术可以使耐压值较低的全控型电力电子器件可靠应用于高压大功率领域,并有效减少PWM控制产生的高次谐波。当前,级联式多电平功率变换电路在高压电机调速和电力系统无功补偿领域已获得实际应用。 本课题以10kV,250kW高压变频器为背景,主要研究级联式多电平高压变频器在异步电机控制领域的应用。在对高压变频器工作原理与结构设计研究的同时,对主电路进行谐波改善分析。高压变频器很难做成通用变频器,所以最好设计与之相适应的高压变频电机。通过对这种新型电机设计的研究,更好地发挥了变频调速技术的优势。在本课题中,还采用了MATLAB7.0/Simulink6.0仿真软件,对功率单元移相多重化进行了仿真,为进一步的研究做准备。 依照本课题的研究,最终目的是为高压变频器在异步电机控制领域的应用作结构优化,器件搭配的指导,并在运行过程中通过调试和仿真提供不断改善的最佳方案。
上传时间: 2013-05-17
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本文以异步电机参数离线自整定及参数在线辨识为对象,从理论分析,算法提出,仿真证明和实验验证四部分进行了深入研究。 异步电机参数离线自整定及参数在线辨识技术的研究,为异步电机控制性能的不断提高提供了保障,以使更好,更精确的控制方式能够应用到工程实际中去。 由于在工程中使用的电机和变频器不一定能够匹配,而需要在电机运行之前由专业的工程师对变频器作重新设置,此过程复杂,耽误时间而且需要专业人员操作。 本文提出一套异步电机参数离线自整定算法,使用C语言编程,并在一台2.2KW电机的硬件实验平台上验证了该算法,实现了电机在运行之前,变频器自动测试出电机的基本参数,为矢量控制等控制方式提供所需要的电机参数。 电机在运行过程中,由于温度等因素的影响,电机的参数会发生变化,影响电机运行的稳定性,所以要对电机参数做在线辨识。本文对异步电机参数在线辨识作了理论分析和方法总结,为下一步工作打下基础。 算法的实现需要相应的硬件实验平台,本文对硬件实验平台作了详细介绍,包括主电路的设计、IGBT的驱动保护电路设计、DSP数字控制器的设计。 本文还对文中提出的实验方法作了MATLAB/Simulink仿真,验证了该方法的可行性,对实验有指导意义。
上传时间: 2013-04-24
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电梯在垂直升降的过程中,由于功率变化范围很大,节能潜力巨大。本文主要工作在于结合电梯系统的特点,对超级电容储能系统中超级电容容量需求及其他相关参数的设置进行详细讨论。也对与之配套的双向DC/DC变换器进行研究。 本文在研究了电梯系统的结构和运行特点的基础上,对其运行过程中能量状态的变化进行了详细分析,得到了储能装置中超级电容器容量的计算方法,并在此基础上,根据超级电容器容量需求与系统前级双向整流器功率的关系,提出了一套简单有效的能量管理方案,减少了储能装置中超级电容器的容量需求。并且对于超级电容容量设置给出了一般的原则。 储能装置与系统直流母线之间需要双向变换器进行能量传递,本文对于各种双向直流变换器拓扑的优缺点进行了比较,结合在超级电容储能装置中的具体应用需要,得出BUCK/BOOST型变换器更适合本文中的应用。 本文为储能装置设计了基于DSP(数字信号处理器)全数字控制的具有多种工作方式的双向DC/DC变换器的小功率样机,在电容器放电时,以恒流模式向直流母线输送能量;在电容器充电时,以分段恒流模式或恒压模式进行充电。文中给出了详细的硬件电路以及数字控制部分的设计过程,并通过实验进行了验证。
上传时间: 2013-04-24
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目前以IGBT为开关器件的串联谐振感应加热电源在大功率和高频下的研究是一个热点和难点,为弥补采用模拟电路搭建而成的控制系统的不足,对感应加热电源数字化控制研究是必然趋势。本文以串联谐振型感应加热电源为研究对象,采用TI公司的TMS320F2812为控制芯片实现电源控制系统的数字化。 首先分析了串联谐振型感应加热电源的负载特性和调功方式,确定了采用相控整流调功控制方式,接着分析了串联谐振逆变器在感性和容性状态下的工作过程确定了系统安全可靠的运行状态。本文设计了电源主电路参数并在Matlab/Simulink仿真环境下搭建了整个系统,仿真分析了串联谐振型感应加热电源的半压启动模式及锁相环频率跟踪能力和功率调节控制。 针对感应加热电源的数字控制系统,在讨论了晶闸管相控触发和锁相环的工作原理及研究现状下详细地分析了本课题基于DSP晶闸管相控脉冲数字触发和数字锁相环(DPLL)的实现,得出它们各自的优越性,同时分析了感应加热电源的功率控制策略,得出了采用数字PI积分分离的控制方法。本文采用TI公司的TMS320F2812作为系统的控制芯片,搭建了控制系统的DSP外围硬件电路,分析了系统的运行过程并编写了整个控制系统的程序。最后对控制系统进行了试验,验证了理论分析的正确性和控制方案的可行性。
上传时间: 2013-05-25
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本文研究了基于ARM的嵌入式微处理器构成的传感图像液晶显示系统,该系统充分利用ARM9的嵌入式微处理器芯片S3C2410内部丰富的接口资源,采取软硬件协同设计的方法完成设计,使系统更易集成。本文首先针对系统需求设计了各相关模块的接口电路,然后对Linux系统下整个图像采集系统的程序设计作了详细的分析,重点设计完成了LCD驱动程序与USB接口驱动程序。在完成各相关模块驱动的基础上设计完成了图像采集与显示程序,实现了图像数据的采集、传输和图像正常显示。系统设计采集速率为30帧/秒,图像画面流畅,功能稳定,并且数据传输采用DMA传输方式,使显示数据不经过CPU而直接传送到显示缓冲区,加快了数据传输速度。本系统结构紧凑,运行过程中不需PC机介入,使配置更灵活,显示界面更友好。基于嵌入式系统的图像采集处理技术在当前正处于起步阶段,研究前景广阔,可广泛应用于工业自动化生产,监护、防盗系统,机器人视觉等技术领域中。
上传时间: 2013-08-05
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视频监控系统是安全防范系统的组成部分,它是一种防范能力较强的综合系统。视频监控以其直观、方便、信息内容丰富而广泛应用于许多场合。嵌入式视频监控系统是以应用为中心、软硬件可裁减的、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积等综合性严格要求的专用计算机系统,亦即为监控系统量体裁衣的专用计算机系统。嵌入式视频监控系统主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件、嵌入式操作系统及应用软件系统等组成,它是集软硬件于一体的可独立工作的“器件”。在视频监控上的嵌入式应用将是视频监控领域的一个重要发展方向。 论文首先阐述了嵌入式网络视频监控系统的发展、现状以及整体构建,然后介绍了嵌入式Linux操作系统以及ARM处理器的发展情况,分析了主要外围电路的设计,以及如何在ARM硬件平台上进行嵌入式Linux内核的编译与移植,介绍了Bootloader的启动原理及运行过程,并对在Linux操作系统下的USB驱动程序的开发进行了研究。本文重点讨论了图像采集、编码和网络通信程序的设计原理与实现。最后进行了系统整体测试,并提出进一步开发设想。 本文的研究结果具有较大的工程实际意义,对于基于IP技术的各种视频通信应用具有一定的参考价值。
上传时间: 2013-06-28
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在特定的工业测控应用中对处理器的功耗有严格的要求,类似X86处理器芯片系列由于继承了原有8086的构架,功耗很大,不能满足要求。当前应用广泛的ARM系列处理器有低功耗、高处理器能力的优点,非常适合于此类应用。由于ARM处理器并没有对PC/104总线有支持,所以本设计使用CPLD可编程逻辑完成ARM本地总线与PC/104总线的转换。文章完成了以下工作: 1.介绍了工业控制计算机的发展情况和当前使用广泛的PC/104计算机,描述了嵌入式系统的发展历史和软硬件组成,分析了X86与ARM处理器构架的特点与优缺点; 2.从PC/104总线规范出发,对基于ARM处理器的PC/104工业控制嵌入式工控机进行了总体设计,软硬件选型部分对当前流行的软硬件系统进行了详细地描写,硬件处理器选用SAMSUNG公司的S3C2410,软件系统采用嵌入式Linux操作系统; 3.对系统硬件各个部分实现细节进行了描写,包括最小系统、CAN网络、以太网络和PC/104总线控制器;其中着重对PC/104总线控制器的实现方案进行了讨论,分析了ARM本地总线时序和PC/104总线时序,最后使用VHDL语言实现了了总线控制器逻辑; 4.移植了嵌入式Linux操作系统,Linux操作系统移植分为配置、编译和下载运行调试三个步骤;基于Linux操作系统编写了PC/104总线驱动,驱动完成映射PC/104地址到系统虚拟地址和中断绑定;编写了基于PC/104的CAN总线驱动,分析了驱动初始化、中断处理流程、数据缓冲区管理和文件操作接口,描写了驱动的编译和下载过程;最后给出了应用程序接口; 5.根据机车工业控制领域的具体要求,开发了实际系统,给出了系统主要参数指标;对系统的运算性能进行了测试,测试表明定点运算能力与X86相当,符合设计要求:系统通过铁标高低温测试和射频干扰测试,并进行了为期3个月的装车试运行,试运行过程中系统工作正常,完全能够满足设计要求。
上传时间: 2013-07-10
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本文根据大楼电梯视频监控系统的要求,提出了一种基于嵌入式技术的网络视频监控系统实现方案。系统以嵌入式Linux和嵌入式微处理器S3C2410X为核心平台,通过嵌入式平台建立的基于TCP/IP协议的视频服务器,将USB摄像头采集来的图像数据压缩后,经过网络传输,完成对监控现场的网络视频监控任务。首先阐述了嵌入式网络视频监控系统的发展、现状以及整体构建,然后介绍了嵌入式Linux操作系统以及ARM处理器的发展情况,分析了主要外围电路的设计,以及如何在ARM硬件平台上进行嵌入式Linux内核的编译与移植,介绍了Bootloader的启动原理及运行过程,并对在Linux操作系统下的USB驱动程序的开发进行了研究。本文重点讨论了图像采集、编码和网络通信程序的设计原理与实现。最后进行了系统整体测试,并提出了进一步开发设想。
上传时间: 2013-06-15
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本文介绍了嵌入式操作系统引导程序-Bootloader 的概念和作用。以加载Linux 操作系统内核为例,重点阐述了Bootloader 运行过程的具体步骤及其实现方法。关键词:Boo
上传时间: 2013-05-26
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自上世纪90年代Linux首次应用于嵌入式系统,至今已过了近10年。10年间,随着芯片技术、总线技术以及计算机技术的发展,嵌入式处理器也从8位单片机时代发展到了如今高低端处理器百花齐放的时代。32位、16位处理器的价格不再是那么高不可攀。在这种背景下,本课题拟研究一种适用于小规模现场的,低成本的,具有RS-232C和CAN总线通讯方式且可在线进行软件更新的监控系统。 现今,很多监控系统都以装有微软操作系统的IPC作为监督平台,以单片机、PLC、DSP等作为DDC控制器,通过串口等方式通讯。其开发周期短,但成本总体较高,通讯方式单一。 本课题首先对几种嵌入式处理器和嵌入式操作系统进行比较,确定了以ARM核的处理器和Linux作为本监督平台的处理器和操作系统;其次研究了Linux在ARM上的移植以及运行过程,包括引导加载程序vivi、Linux2.6内核、根文件系统、各种外设(包括触摸屏与以太网等)驱动程序的移植,以及基于Qt/E的串口通讯的图形用户界面的开发;最后对CAN总线以及RS-232C通讯方式在ARM7核的处理器及单片机上的应用进行研究。 基于以上研究开发的监控系统的监督平台以S3C2410处理器为核心,以Linux2.6内核为操作系统,以触摸屏为主要人机界面,具有RS-232C和以太网通讯方式,其成本较低,体积较小,功能较为灵活;其DDC控制器由基于STC5410AD和ARM7核的LPC2119的两块控制板以及一块RS-232C与CAN总线转换板组成,其控制功能更加强大,通讯方式也更加多样化;另外,监督平台与DDC控制器均可在线更新程序,降低了系统维护难度。 经过实践调试,本监控系统的软硬件均工作正常,实现了预期目标。本监控系统可应用于电力、化工、机电等多个领域的现场,具有较强的通用性。
上传时间: 2013-07-08
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