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无线同步

  • 基于DSP的永磁同步电机伺服系统的研究.rar

    伺服系统是一种输出能够快速而精确地响应外部的输入指令信号的控制系统。伺服系统在工业控制和家用电气、航空航天等领域的应用越来越广泛。现代工业生产对伺服设备的性能也提出了越来越高的要求。因此,研制高性能、高可靠性的交流伺服系统有着十分重要的现实意义。 在伺服领域,永磁同步电机在结构特点和运行方式上具有比其它类型的传统伺服电机更为优秀的运行性能和更广泛的适用范围,被越来越多的应用到交流伺服系统。以数字信号处理技术为基础、以永磁同步电机为执行电机,采用高性能控制策略的全数字化永磁同步交流伺服控制系统必将成为伺服控制系统发展的趋势。 本论文在研究永磁同步电动机运行原理的基础上,详细讨论了磁场定向矢量控制理论,确定了id=0的控制策略和空间矢量脉宽调制(SVPWM)的电压调制方法。本文采用TI公司生产的专门用于电机控制的数字信号控制芯片DSP(TMS320LF2407A)作为控制系统核心处理芯片,设计了一套基于DSP的全数字永磁同步电动机伺服控制系统。论文详细论述了控制电路各部分及外围辅助电路的设计和调试,包括功率驱动电路,供电电路与电源电路以及传感器电路等等。软件开发均在TI的CCStudl02.2集成开发环境下完成,软件采用汇编语言编写,完成了主程序模块和子程序模块设计,实现了电流A/D采样、模型切换、转速PI调节等功能,实现了位置、速度和电流双闭环矢量控制,同时给出了主程序和各个子程序模块的流程图。 实验结果表明,基于DSP实现的全数字化交流伺服系统具有响应速度快、速度超调小、转矩脉动小等特点,具有良好的动静态特性以及较高的精度。基本达到了课题预期的效果,从而证明了系统设计的可行性。

    标签: DSP 永磁同步电机 伺服系统

    上传时间: 2013-05-18

    上传用户:bpbao2016

  • 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

  • 绕组励磁同步电机无传感器矢量控制的研究.rar

    绕组励磁同步电机具有功率因数可调、效率高等优点,在工业大功率场合获得了广泛应用,因此研究和开发高性能的绕组励磁同步电机驱动系统具有重大的经济价值和社会效益。目前开发高性能绕组励磁同步电机驱动系统所采用的控制方案主要有两种:一种是直接转矩控制(DTFC);另一种是磁场定向矢量控制(FOC)。绕组励磁同步电机的矢量控制策略具有控制结构简单,物理概念清晰,电流、转矩波动小,转速响应迅速,易实现数字控制等优点。因此,在交流传动领域中,越来越受到学者的关注。但是,无论在国内还是国外,交直交型绕组励磁同步电机矢量控制系统的研究还缺乏全面深入的理论研究,还没有建造起矢量控制系统的理论体系构架。本文对绕组励磁同步电机矢量控制系统进行了初步的理论探讨,并进行了详细的实践研究,为以后更深入、广泛地研究此系统,打好坚实的基础。本论文主要研究内容如下: @@ 通过广泛的查找文献,对几种常见的同步电机传动系统进行了综述,分析了同步电机变频调速原理,在此基础上,讲述了无传感器技术在同步电机中的应用现状。无传感器技术主要有两大类:基于基波量的检测方法和基于外加信号的激励法。随后,对转子初始位置的估计进行了综述,其方法有:基于电机定子铁芯饱和效应的转子位置估计,高频信号注入法,基于定子绕组感应电压的估计法和基于相电感计算法等。绕组励磁同步电机转子初始位置估计的研究还很少。 @@ 对绕组励磁同步电机矢量控制的理论进行了全面深入地研究,建立起矢量控制的理论体系构架。 @@ 首先,基于磁势等效原理,将三相静止交流信号等效变换为两相旋转直流信号,将交流电机等效为直流电机进行控制。在Clarke变换和Park变换的基础上,得到凸极同步电机转子磁场定向的电压矩阵方程、功率方程和运动方程。根据上述方程,绘出dq轴的等值电路及矢量图,得到状态空间描述的dq轴数学模型。 @@ 其次,根据模型参考自适应原理,对同步电机转速进行估计。忽略同步电机d轴阻尼绕组的作用,取同步转速为零,得到同步电机αβ静止坐标系下 的数学模型。将不含有转子转速信息的方程作为参考模型,将含有转速参数的方程作为可调模型,根据波波夫超稳定性和正性原理,对转子转速进行估计。@@ 最后,根据模型参考自适应估计的转子转速,设计磁通观测器来估计转子磁通,实现磁通反馈闭环控制。磁通观测器采用降维观测器,仅对转子磁通分量进行重构,并通过极点配置算法,合理配置观测器的极点,使观测器满足系统的性能指标,达到磁通观测的目的。 @@ 新颖的空间矢量脉宽调制算法。从空间矢量的基本概念入手,深入分析了定子三相对称电压与空间电压矢量之间的关系。由三相电压源型逆变器输出电压波形得到六个有效开关状态矢量,这六个开关矢量和两个零矢量合成一组等幅不同相的电压空间矢量,去逼近圆形旋转磁场。其次,根据空间电压矢量所在的扇区,选择相邻有效开关矢量,在伏秒平衡的法则下,计算各有效开关矢量的作用时间。并且,探讨了扇区判断和扇区过渡问题,定性分析了空间矢量脉宽调制(SVPWM)的性能。最后,根据每个扇区中开关矢量作用时间,采用软件构造法,在TMS320LF2407A硬件上实现了SVPWM。实验结果表明,该算法简单易实现,能够有效的提高直流母线的电压利用率,具有在低频运行稳定,逆变器输出电流正弦度好等优点。 @@ 空间矢量过调制算法的研究。在上述线性调制的基础上,提出一种基于电压空间矢量的过调制方法。过调制区域根据调制度分成两种不同的模式,分别为模式Ⅰ(0.907

    标签: 绕组 励磁 同步电机

    上传时间: 2013-07-25

    上传用户:gaorxchina

  • 电动汽车永磁同步电动机及其控制器研究.rar

    20世纪90年代以来,为了缓解能源和环境对人类生活和社会发展的压力,世界各国都投入了大量资金开发电动汽车。在日本、美国、法国等汽车强国已经开发出一些商品化的电动汽车。我国在“十五”期间,国家电动汽车重大科技专项确立以燃料电池汽车、混合电动汽车、纯电动汽车以及相关的多能源动力总成控制、驱动电机、动力蓄电池及燃料电池等关键零部件研发。 与其它驱动电机相比,永磁同步电动机具有高效率、高功率密度和良好的控制特性,受到人们的普遍关注,越来越多地应用于电动汽车的驱动装置中。本文课题以印度REVA公司小型纯电动汽车驱动用永磁同步电动机及其控制器为研究对象,对永磁同步电动机本体及控制器硬件进行了比较深入的研究,设计并制作了永磁同步电动机试验样机以及基于TMS320LF2407A DSP的永磁同步电动机控制器,在此基础上展开了初步试验研究。 本文首先比较了当前常用电动汽车驱动电机的特点,并综述了电力电子和计算机控制技术在汽车驱动中的应用;然后分析永磁同步电机气隙磁场对电机性能的影响,针对电动汽车驱动电机的特点,提出了T形转子永磁同步电动机,不仅使永磁同步电动机的气隙磁场接近正弦同时解决了高速运行时磁钢的固定问题;同时,制作了基于TMS320LF2407A DSP和IPM模块的永磁同步电动机矢量控制器,并对控制器进行了驱动无刷直流电动机的负载实验和永磁同步电机的空载实验;最后,分析永磁同步电机矢量控制的数学模型,并建立了永磁同步电机的SVPWM驱动的仿真模型,进行了id=0的矢量控制系统仿真,研究了永磁同步电机参数对系统动态响应的影响。

    标签: 电动汽车 永磁同步电动机 控制器

    上传时间: 2013-07-23

    上传用户:cooran

  • 基于ZigBee的短距离通信技术研究.rar

    集成了传感器、嵌入式计算、网络和无线通信四大技术而形成的ZigBee技术是一种全新的信息获取和处理技术,能够协作实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息,并对信息进行处理,传送到需要的用户。ZigBee技术作为一个全新的领域,对国内外的研究者提出了大量的挑战性课题。时钟同步是所有分布式系统的重要组成部分,也是ZigBee技术的一项重要支撑技术,大多数ZigBee技术应用比如环境监测系统,导航系统等都需要所搜集的传感数据具有准确时间信息,否则采集的信息就是不完整的。 本论文介绍了国内外在ZigBee技术的发展与现状,对IEEE802.15.4/ZigBee的协议栈做了分析,对现存的几种主要的时钟同步算法做了研究。本太阳能航标灯同步闪课题中,为了便于太阳能给航标灯供电,需要通过休眠机制来降低功耗;为了保证ZigBee网络中各设备协同工作,时钟同步显得更为重要,它为本系统中的每个航标灯提供正确的时钟信息,不但提高系统的传输质量和效率,而且让航标灯的同步闪光,在航道中起到很好的助航作用。接着,给出了系统的具体实现过程,包括各硬件模块的设计原理、电路原理图及主要模块的详细实现过程。最后,指出本文的不足及需要改进的地方。其中本文重点包括以下三个方面: 1.针对网络拓扑结构、协议体系结构以及干扰抑制技术进行深入分析,并与其它无线通信技术进行比较及对其相互干扰进行研究。 2.对ZigBee节点时钟同步算法工作原理做了详细的研究,总结了这些算法的优缺点,并在对比现有的几种时钟同步算法的基础上对泛洪时间同步协议多跳时钟同步算法的改进。 3.设计了太阳能航标灯同步闪光系统,给出了硬件原理图及软件流程,并且在制PCB板中电磁兼容问题的解决进行了详细描述。 结果表明,该系统稳定、可靠、高效,具有很高的实用价值。

    标签: ZigBee 短距离 技术研究

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:海陆空653

  • 基于ZigBee无线传感网络的嵌入式智能家居监控系统研究.rar

    随着21世纪的到来,特别是近年来现代高科技和信息技术正在由智能大厦走向智能化住宅小区,进而走进家庭。人们对家居生活环境的要求也越来越高,并将注意力越来越多的放在了生活环境的安全性、舒适性和便利性上。 家居无线监控问题是当今国际建筑智能化领域的前沿性研究课题。无线传感网络的出现克服了家庭中布线的烦琐,充分体现了智能家居系统的灵活、方便、高效。本项目研究开发了基于ZigBee技术和Internet技术的智能家居监控系统,将Internet的远程监控与ZigBee短距离控制相结合,实现系统的家居无线控制和数据采集,避免了综合布线,可扩展性好。 本文首先进行系统总体设计,结合底层ZigBee无线传感网络的特点和系统总体网络监控的要求,将该系统设计分为四部分:无线传输模块、数据处理模块、以太网传输模块、上位机显示界面。然后对ZigBee协议标准做了全面地研究分析,同时给出了基于CC2430的无线传输模块的软硬件设计和星型网络搭建,并给出了测试结果。接着设计了基于TMS320F2812的数据处理模块,给出了硬件电路和外围辅助电路设计方案,并为其移植了实时操作系统μc/OS-Ⅱ。本设计完成了基于RTL8019AS的以太网传输模块设计和系统的以太网通信程序的设计,实现了从底层ZigBee无线传感网络的数据采集最终到监控机的数据传输并测试成功。最后在VC++6.0环境下,应用Windows Sockets套件接口开发显示界面对底层采集的数据分类显示。 整个智能家居监控系统能够对家用电器的完成开关量的控制,还能够对三 表(水表、电表、燃气表)进行无线抄表,最重要的是可监测来自家庭安防传感器(火警、煤气泄露)的数据,以备物业等部门监控。通过测试后,证实了设计方案的正确性,结果满足系统设计要求,该设计具有一定的新颖性和实用性。关键词:智能家居,ZigBee,数据处理,μC/OS-Ⅱ,Windows Sockets

    标签: ZigBee 无线传感网络 嵌入式

    上传时间: 2013-06-28

    上传用户:shinnsiaolin

  • 基于卡尔曼滤波算法的永磁同步电机无速度传感器控制研究.rar

    永磁同步电机是同步电机的一个重要类型,其转子一般采用稀土永磁材料做激磁磁极,与传统同步电机相比,体积和重量大为减小,而且结构简单,运行可靠,维护更方便。现代电气传动控制的发展趋势之一是开发新的交流调速与伺服系统。无论在矢量控制还是标量控制中,转速与位置的闭环控制都需要在电机轴上安装一个速度传感器,但是由于速度传感器的引进不仅增加了成本,降低了系统可靠性,还存在安装问题,效果并不十分理想。因此高性能无速度传感器控制成为近年来电机研究的热点。 本文在系统介绍卡尔曼滤波器的基础上,将其引入到永磁同步电机无速度传感器状态观测中。由于永磁同步电机是一个强耦合的多阶非线性系统,本文采用了工程实际中普遍采用的泰勒展开式截断的方法,对电机方程线性化处理,将卡尔曼滤波算法推广至非线性系统,并加入了反映电机系统模型误差和环境干扰的系统噪声和测量噪声模型,形成扩展卡尔曼滤波算法。扩展卡尔曼滤波器将电机转子位置与转速作为系统状态变量进行实时估算,并将所得信息反馈到永磁同步电机控制系统中。通过仿真,与电机实际运行状态进行比较,证明了扩展卡尔曼滤波具有良好的动态跟踪能力和抗噪声能力。 针对扩展卡尔曼滤波算法在无速度传感器控制中存在的不足,本文给出了降阶线性卡尔曼滤波算法。降阶线性卡尔曼滤波算法重新选择了系统状态变量,建立新的完全线性化的系统方程,并且卡尔曼滤波算法中的系统协方差矩阵成为时不变序列,因此可以直接应用线性卡尔曼滤波算法。仿真结果证明,与扩展卡尔曼滤波算法相比,新的算法更加简单,减轻了繁重的参数调节任务,易于数字化实现,不仅具备扩展卡尔曼滤波算法的优势,而且在某些性能方面超越了扩展卡尔曼滤波算法。 通过分析得知,由于将系统模型不确定性与测量噪声体现在系统方程中,因此卡尔曼滤波算法在状态估算方面具有良好的性能。本文以降阶线性卡尔曼滤波 算法为理论基础,以永磁同步电机为对象,以数字信号处理器(DSP)为核心,设计了电机状态观测系统的设计方案。整个方案在不增加成本的基础上,充分利用数字信号处理器(DSP)丰富的资源和强大的运算能力,通过检测电机相电流,实时估算出电机转子位置与转速。本系统可以代替传统速度传感器,为电机控制系统提供转子位置和转速反馈信息。本文的下一步主要工作便是将此系统付诸实践,应用于实际工程中,对卡尔曼滤波算法在永磁同步电机无速度传感器控制方面的性能进行进一步研究。关键词:永磁同步电机;无速度传感器;卡尔曼滤波

    标签: 卡尔曼 滤波算法 永磁同步电机

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:lifangyuan12

  • 永磁同步直线电机的矢量控制.rar

    本文分析了永磁同步直线电动机的运行机理与运行特性,并通过坐标变换,分别得出了电机在a—b—c,α—β、d—q坐标系下的数学模型。针对永磁同步直线电机模型的非线性与耦合特性,采用了次级磁场定向的矢量控制,并使id=0,不但解决了上述问题,还实现了最大推力电流比控制。为了获得平稳的推力,采用了SVPWM控制,并对它算法实现进行了研究。 针对速度环采用传统PID控制难以满足高性能矢量控制系统,通过对传统PID控制和模糊控制理论的研究,将两者相结合,设计出能够在线自整定的模糊PID控制器。将该控制器代替传统的PID控制器应用于速度环,以提高系统的动静态性能。 在以上分析的基础上,设计了永磁同步直线电机矢量控制系统的软、硬件。其中电流检测采用了新颖的电流传感器芯片IR2175,以解决温漂问题;速度检测采用了增量式光栅尺,设计了与DSP的接口电路,通过M/T法实现对电机的测速。最后在Matlab/Simlink下建立了电机及其矢量控制系统的仿真模型,并对分别采用传统PID速度控制器和模糊PID速度控制器的系统进行仿真,结果表明采用模糊PID控制具有更好的动态响应性能,能有效的抑制暂态和稳态下的推力脉动,对于负载扰动具有较强的鲁棒性。

    标签: 永磁同步 直线电机 矢量控制

    上传时间: 2013-07-04

    上传用户:13681659100

  • 基于DSP的永磁同步电机新型矢量控制技术研究.rar

    应用于电动汽车驱动领域的永磁同步电机交流驱动系统是由永磁同步电机、电力电子技术和控制技术相结合而形成的新型交流驱动系统。因其具有良好的运行性能而成为当代电气传动领域研究的热点之一。 永磁同步电机是一个多变量、非线性、高强耦合的系统,其输出转矩与定子电流不成正比,而是复杂的函数关系,因此要得到好的控制性能,需要进行磁场解耦。矢量变换控制技术正好适用于永磁同步电机的这种特点。 本文在数字电机控制专用DSP芯片TMS320LF2407的基础上,以永磁同步电机为研究对象,对其矢量控制技术进行了研究和设计。 首先课题根据永磁同步电机实际物理模型,分析推导得到了永磁同步电机的三相静止坐标系下及两相旋转坐标系下的数学模型。 接着课题对永磁同步电机运行特性进行了分析和研究。在此基础上,课题提出了一种新型的永磁同步电机矢量控制系统,在这个系统上,课题提出了应用不同矢量控制策略的矢量控制方法,并对其做了仿真验证。 结果表明,课题设计的系统以及应用不同矢量控制策略的矢量控制方法准确可行。 这个控制系统便于实现多种矢量控制方法,为永磁同步电机扩速增效提供了理论平台。 在理论分析、仿真通过基础上,课题对驱动系统的硬件和软件两个方面进行了具体的设计。 课题完成了DSP控制系统关键硬件电路的设计,并设计制作了一块应用SCALE模块的IGBT驱动电路,此驱动电路响应迅速、抗干扰性强,驱动性能优越。此外,课题完成了永磁同步电机矢量控制系统全数字化设计,调试通过了速度位置检测、电流检测、PI调节、坐标变换等应用模块。 课题最后对整个系统的做了全面的总结,并对今后的工作方向进行了展望。

    标签: DSP 永磁同步电机 技术研究

    上传时间: 2013-06-22

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  • 基于DSP的300MW同步发电机励磁系统研究.rar

    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。

    标签: DSP 300 MW

    上传时间: 2013-04-24

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