本应用笔记介绍一种采用dsPIC数字信号控制器（Digital Signal Controller，DSC）或PIC24单片机来实现无刷直流（Brushless Direct Current，BLDC）电机无传感器控制的算法。该算法利用对反电动势（Back-Electromotive Force，BEMF）进行数字滤波的择多函数来实现。通过对电机的每一相进行滤波来确定电机驱动电压换相的时刻。这一控制技术省却了分立的低通滤波硬件和片外比较器。需指出，这里论述的所有内容及应用软件，都是假定使用三相电机。该电机控制算法包括四个主要部分：·利用DSC或单片机的模数转换器（Analog-to-Digital Converter，ADC）来采样梯形波BEMF信号·PWM导通侧ADC采样，以降低噪声并解决低电感问题·将梯形波BEMF信号与VBUS/2进行比较，以检测过零点·用择多函数滤波器对比较结果信号进行滤波·以三种不同模式对电机驱动电压进行换相：-传统开环控制器·传统闭环控制器比例-积分（Proportional-Integral，Pl）闭环控制器
标签： BLDC
上传时间： 2022-07-01
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本文针对传统放大器信噪分离能力弱，无法检测微弱信号这一现状，设计了一个基于AD630的锁相放大器。系统以开关式相关器为锁相放大器的核心部分进行设计，具有电路简单、运行速度快、线性度高、动态范围大、抗过载能力强等优点。本文设计的锁相放大器硬件主要包括信号通道模块、参考通道模块、相关器模块、电源模块、电压检测模块、显示模块等部分。信号通道模块的输入级通过并联多个放大器的方式有效降低了噪声，通过跟踪带通滤波电路提高了信噪比；参考通道模块包含参考电压放大器、锁相环电路和相移器电路三个部分，可以将输入信号放大10~10000倍：相关器模块是锁相放大器的核心部分，采用高信噪比的AD630芯片进行电路设计，包括相敏检波电路（PSD）和低通滤波电路；电源模块由集成三端稳压器构成，通过模拟电源和数字电源隔离的方式有效降低了电源纹波：电压检测模块通过电阻分压的方式提高了可检测范围；显示模块为数字电压表ZF5135-DC2V，直观显示被检测信号。本文利用Altium Designer软件绘制PCB板对电路进行了测试，结果表明系统能够准确检测到uV级别的信号，并且信噪比较高。相位差在0~360°范围内连续调节时，能够将较微弱的信号从噪声的背景中提取出来并进行放大。同时该系统各级电路之间采用直接耦合的方式，对于频率较低的信号，仍然能进行锁相放大。设计中对锁相放大器理想和非理想模型进行了仿真对比，结果表明在未掺杂噪声时，信号通道将输入信号放大10倍，相位改变180°。最后根据行为级建模和电路实物焊接两种方法进一步分析验证了锁相放大器的工作机理。
上传时间： 2022-07-11
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智能称重系统的设计资料要以微控制器为控制核心，通过称重传感器实现对灌装气体重量的自动检测及控制，但普遍存在称重精度不高、功能不全等问题。本文旨在以高性能STC11F32XE 单片机为控制核心，设计出高精度数据采集、宽温度工作范围的智能燃气灌装称重系统。1 系统硬件电路设计1． 1 整体硬件电路设计燃气灌装称重控制系统主要包括: 信号采集、信号调理、灌装过程控制、数据显示等模块。其中的信号调理模块对传感器的mV 输入信号进行滤波、放大、A/D 转换后送入单片机STC11F32XE 进行处理; 电源电压电路给各模块电路提供数字5 V 和模拟5 V 直流电压; 数码管显示器、键盘、蜂鸣器及指示灯构成人机交互模块; 温度传感器DS18B20 采集环境温度供传感器温度补偿时使用( 见图1) 。1． 2 信号采集及调理电路据设计要求，称重传感器选用铝合金悬臂梁结构的应变片式传感器，其有效的最大输出在20 mV以内，为了拓展其A/D 转换器的满量程有效利用范围，需要对其进行差动放大。同时，为了提高其抗干扰能力，对传感器输出信号进行二阶低通滤波， IN －和IN + 为传感器输出的差动信号，S3 和S4 是磁珠，对高频干扰信号有一定的抑制作用; 运算放大器采用精密双运放OP2177，放大电路的放大倍数由R10、R31 和RG1 决定
标签： 智能称重系统
上传时间： 2022-07-24
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该文档为电源纹波抑制器的原理与设计总结文档如何 降低 ＡＣ．ＤＣ 和 ＤＣ—ＤＣ 变换器输 出电压 中的纹波和噪声 ，是所有设计和使用该类 电源者较 为 关注的 问题之一 介 绍 了一种综合运 用有 源滤波和无 源滤波设计 电源纹波抑制 器的原 理和方法 。详 细叙述 了有 源低通 滤波的设计原理 、计算方法和采 用计 算机 仿真优化软件设 计无源低通滤 波器的元件 参数的思路与方 法。设 计制作 出的电源纹 波抑 制器具有体积 小、重量轻等特点 ，可 以从较 低的频率开始对 电源中的纹波和噪声进行 有 效的抑 制 ，从 而使得 电源变换 器输 出电压 中的纹波满足许 多要求较 高的应 用场合 。
上传时间： 2022-07-26
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介绍了基于 STC11F32XE 和 A / D 转换器 ADS1230 的燃气灌装称重系统，并提出了其硬件电路设计和软件设计流程。该系统具有对传感器进行温度误差补偿、自动校准等功能。通过试验证明，该系统具有测量精度高、稳定可靠等优点。近年来，国内燃气灌装设备已部分实现智能化，主要以微控制器为控制核心，通过称重传感器实现对灌装气体重量的自动检测及控制，但普遍存在称重精度不高、功能不全等问题。本文旨在以高性能STC11F32XE 单片机为控制核心，设计出高精度数据采集、宽温度工作范围的智能燃气灌装称重系统。1 系统硬件电路设计1． 1 整体硬件电路设计燃气灌装称重控制系统主要包括: 信号采集、信号调理、灌装过程控制、数据显示等模块。其中的信号调理模块对传感器的mV 输入信号进行滤波、放大、A/D 转换后送入单片机STC11F32XE 进行处理; 电源电压电路给各模块电路提供数字5 V 和模拟5 V 直流电压; 数码管显示器、键盘、蜂鸣器及指示灯构成人机交互模块; 温度传感器DS18B20 采集环境温度供传感器温度补偿时使用( 见图1) 。1． 2 信号采集及调理电路据设计要求，称重传感器选用铝合金悬臂梁结构的应变片式传感器，其有效的最大输出在20 mV以内，为了拓展其A/D 转换器的满量程有效利用范围，需要对其进行差动放大。同时，为了提高其抗干扰能力，对传感器输出信号进行二阶低通滤波， IN －和IN + 为传感器输出的差动信号，S3 和S4 是磁珠，对高频干扰信号有一定的抑制作用; 运算放大器采用精密双运放OP2177，放大电路的放大倍数由R10、R31 和RG1 决定。调理电路如图2 所示。
标签： 燃气灌装称重系统
上传时间： 2022-07-29
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c语言的国际标准，把它高通了你就是大师！
上传时间： 2013-07-28
上传用户：thinode
随着电力电子装置越加广泛的投入使用,电能得到了更加充分的应用,但是伴随而来的是越来越多的非线性、冲击性负载的投入使用,电网中谐波污染日益严重,在针对此类谐波抑制和无功补偿装置的研究中,电力有源滤波器APF得到了广泛应用. 与传统无源滤波器比较,有源电力滤波器具有动态响应特性好,滤波特性不受系统阻抗的影响等优势.而APF所采用的谐波电流检测方法,直接决定了谐波的检测精度和跟踪速度,是决定谐波补偿特性的关键.本论文重点研究了谐波电流检测方法. 在众多有源滤波器的谐波及无功电流检测算法中,基于三相瞬时无功功率理论的应用最为广泛.应用此理论的i<,p>-i<,q>岛检测方法计算简单,具有较好实时性,适合电流快速检测的优点；但同时也存在很多局限性. 本文首先通过分析、比较总结出各类APF的优缺点和适用性,系统地研究了有源电力滤波器的两个关键技术:谐波电流检测和PWM信号发生器的控制策略；在此基础上,针对在负载电流有较大突变时补偿电路会产生较大畸变影响补偿效果的问题,以及三相电压畸变时i<,p>-i<,q>检测法存在的误差等问题,从基于DSP控制的三相四线制并联型有源电力滤波器的结构出发进行优化设计,提出了一种改进的i<,p>-i<,q>检测法,在该检测法中增加了平衡.APF直流侧电容总电压和上下电容电压的闭环控制,以消除负载电流突变时产生的畸变；并采用一种新颖的基于低通滤波的A相正序电压提取单元来代替原始的i<,p>-i<,q>检测法的PLL锁相环,在三相电压畸变情况下仍可以正确提取A相正序电压,以精确检测出谐波和无功电流. 最后通过MATLAB6.5对系统进行了仿真验证,仿真结果表明该算法能有效保证检测效果的实时性和精确性,证明了该算法的可行性.
上传时间： 2013-04-24
上传用户：jackgao
IIR数字滤波器是冲激响应为无限长的一类数字滤波器，是电子、通信及信号处理领域的重要研究内容，国内外学者对IIR数字滤波器的优化设计进行了大量研究。其中，进化算法优化设计IIR数字滤波器虽然取得了一定的效果，但是其也有自身的一些不足；另外，基于粒子群算法以及人工鱼群算法的IIR数字滤波器优化设计也取得了较好的效果。但这些方法都是将多目标优化问题转化为单目标优化问题，这种方法是将每个目标赋一个权值，然后将这些赋了权值的目标相加，把相加的结果作为目标函数，在此基础上寻找目标函数的最小值，这样做造成的问题是可能将其中的任何一种满足目标函数值最小的情况作为最优解，但实际上得到的不一定是最优解。也就是说，单目标的方法难以区分哪一种情况为最优解，这样的寻优模型从理论上来说是难以得到最优解的。另外，在将多目标转化为单目标时，各个目标的权值难以确定，而且最终只能得到唯一解。针对这些问题，本文在研究传统遗传算法、进化规划算法以及量子遗传算法的IIR数字滤波器优化设计的基础上，将重点研究IIR数字滤波器的粒子进化规划优化、遗传多目标优化以及量子多目标优化。另外，由于在通信系统中IIR数字滤波器有广泛应用，并且大量采用FPGA实现，多目标优化方法得到的滤波器性能也值得验证，因此，对多目标优化方法得到的IIR数字滤波器系数进行FPGA仿真验证有重要的现实意义。 @@ 论文的主要工作及研究成果具体如下： @@ 1.分析IIR数字滤波器的数学模型及其优化设计的参数；针对低通IIR数字滤波器，采用遗传算法及量子遗传算法对其进行优化设计，并给出相应的仿真结果及分析。 @@ 2.针对使用进化规划算法优化设计IIR数字滤波器时容易陷入局部极值的问题，研究粒子进化规划算法，并将其应用于IIR数字滤波器的优化设计，该算法将粒子群优化算法与进化规划算法相结合，继承了粒子群算法局部搜索能力强和进化规划算法遗传父代优良基因能力强的优点。将这种新的粒子进化规划算法应用于IIR低通、高通、带通、带阻数字滤波器的优化设计，显示了较好的效果。 @@ 3.优化设计IIR数字滤波器时，通常将多目标转化为单目标的优化问题，这种方法虽然设计简单，但是在将多目标转化为单目标时，各个目标的权值难以确定，而且最终只能得到唯一解，不能提供更多的有效解给决策者。针对常 用基于单目标优化算法的不足，在分析IIR数字滤波器优化模型和待优化参数的基础上，本文研究遗传算法的IIR数字滤波器多目标优化设计方法，该方法将多个目标值直接映射到适应度函数中，通过比较函数值的占优关系来搜索问题的有效解集，使用这种方法可以求得一组有效解，并且将多目标转化为单目标的优化方法得到的唯一解也能被包括在这一组有效解中。@@ 4.将量子遗传算法应用于IIR数字滤波器多目标优化设计，研究量子遗传算法的IIR数字滤波器多目标优化设计方法，并将优化结果与传统遗传算法的多目标优化方法进行了比较。仿真结果表明，在对同一种滤波器进行优化设计时，使用该方法得到的结果通带波动更小，过渡带更窄，阻带衰减也更大。 @@ 5.针对IIR数字滤波器的硬件实现问题，在对IIR数字滤波器的结构特征进行分析的基础上，分别采用遗传多目标优化方法量子多目标方法优化设计IIR数字滤波器的系数，然后针对两组系数进行了FPGA( Field-Programmable GateArray，现场可编程门阵列)仿真验证，并对两种结果进行了对比分析。 @@关键词：IIR数字滤波器；优化设计
上传时间： 2013-06-09
上传用户：熊少锋
作为电子类专业学生，实验是提高学生对所学知识的印象以及发现问题和解决问题的能力，增加学生动手能力的必须环节。本设计的目的就是开发一套满足学生实验需求的信号源，基于此目的本信号源并不需要突出的性能，但经济上要求低成本，同时要求操作简单，能够输出多种波形，并且利于学生在此平台上认识信号源原理，同时方便在此平台上进行拓展开发。 设计中运用虚拟仪器技术将计算机屏幕作为仪器面板，采用EPP接口，同时在FPGA上开发控制电路，为后续开发留下了空间，同时节省了成本。本设计采用地址线16位，数据线12位的静态RAM作为信号源的波形存储器，后端采用两种滤波类型对需要滤波的信号进行滤波。启动信号时软件需要先将波形数据预存在存储器中便于调用，最后得到的结果基本满足教学实验的需求。 本文结构上首先介绍了直接采用DDS芯片制作信号源的利弊，及作者采用这种设计的初衷，然后介绍了信号源的整体结构，总体模块。以下章节首先介绍FPGA内部设计，包括总体结构和几大部分模块，包括：时钟产生电路，相位累加器，数据输入控制电路，滤波器控制电路，信号源启动控制电路。 然后介绍了其他模块的设计，包括存储器选择，幅度控制电路的设计以及滤波器电路的设计，本设计的幅度控制采用两级DA级联，以及后端电阻分压网络调节的方式进行设计，提高了幅度调节的范围。对于滤波器的设计，依据不同的信号频率，分成了4个部分，对于500K以下的信号采用的是二阶巴特沃斯有源低通滤波，对于500K以上至5M以下信号采用的五阶RC低通滤波器。 在软件设计部分，分成两个部分，对于底层驱动程序采用以Labwindows/CVI为平台进行开发，利用其编译和执行速度快，并且和LabVIEW能够很好连接的特性。对于上层控制软件，采用以LabVIEW为平台进行开发，充分利用其图化设计，易于扩展。 论文最后对所做工作进行了总结，提出了进一步改进的方向。
上传时间： 2013-04-24
上传用户：afeiafei309
本论文设计了一种基于FPGA的高速FIR数字滤波器,滤波器实现低通滤波,截止频率为1MHz,通带波纹小于1 dB,阻带最大衰减为-40 dB,输入输出数据为8位二进制,采样频率为10MHz。 论文首先简要介绍了数字滤波器的基本原理和线性FIR数字滤波器的性质、结构,根据滤波器的性能要求选择窗函数、确定系数,在算法上为了满足数字滤波器的要求,对系数放大512倍并取整,并用Matlab对数字滤波器原理进行了证明。同时简述了EDA技术和FPGA设计流程。 其次,论文说明了FIR数字滤波器模块的划分,并用Verilog语言在Modelsim环境下进行了功能测试。对于数字滤波器系数中的-1,-2,4这些简单的系数乘法直接进行移位和取反,可以极大的节省资源和优化设计。而对普通系数乘法采用4-BANT(4bits-at-a-time)的并行算法,用加法累加快速实现了乘积的运算；另外,在本设计进行部分积累加时,采用舍取冗余位,主要是根据设计时已对系数进行了放大,而输出时又要将结果相应的缩小,所以在累加时,提前对部分积缩小,从而减少了运算量,从时间和资源上都得到了优化。 论文的最后分别用Modelsim和Quartus II进行了FIR数字滤波器的前仿真和后仿真,将仿真的结果和Matlab中原理验证时得到的理想值进行了比较,并对所产生的误差进行了分析。仿真结果表明：本16阶FIR数字滤波器设计能够实现截止频率为1MHz的低通滤波,并且工作频率可达150MHz以上。
上传时间： 2013-05-24
上传用户：qiaoyue
