现代家庭中单相供电的用电设备如电脑、电视机、冰箱等都具有非线性特性,都会产生谐波污染电网。本文针对这一现象研究了单相并联电压型有源电力滤波器(APF),设计了一个APF控制系统来产生与谐波电流大小相等方向相反的补偿电流,并使补偿电流实时地跟踪谐波电流,从而消除谐波电流达到净化电网。 本文对提出的APF控制系统从模拟和数字两个方面进行了深入的研究。 首先,设计了APF的主电路结构,确定了系统中电感电容等元件参数,并根据仿真结果系统地分析了参数变化对系统补偿效果的影响,然后根据补偿效果选择最佳的参数值。 其次,针对控制系统要求,选用适合系统的电流电压PI双环控制系统,通过参数优化后得到了控制器的最优参数,使控制效果达到最优。并从理论上详细分析了无差拍控制算法。 最后,利用滞环比较原理制作了10KHz的三角波发生器,用于PWM调制电路。在对硬件描述语言以及FPGA设计流程深入理解的基础上,利用Verilog语言实现了双环PI控制器和PWM发生电路的数字化,使得有源电力滤波器补偿精度提高,有更好的可修改性,可使用于很多不同的非线性负载。
上传时间: 2013-07-27
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随着现代工业的高速发展,电力系统的非线性负荷日益增多,严重地污染了电网的环境,威胁着电网中的各种电气设备的安全经济运行,不论从保证电力系统和供电系统的安全经济运行或是从保证设备和人身的安全来看,对谐波污染造成的危害影响加以经常监测和限制都是极为迫切的。谐波测量是谐波治理的重要前提条件,也是分析解决谐波治理问题的基本问题。国内外已有各种谐波检测的研究,形成了多种谐波检测方法,基于快速傅立叶变化的FFT是当前谐波检测中应用最为广泛的一种谐波检测方法。特别是经过技术补偿后的FFT算法,在谐波检测中具有更好的性能。但该方法在实现上主要是采用通用DSP器件(比如TI公司产品),其实时性不强,影响了检测性能。随着微电子技术和数字信号处理技术的发展,基于FPGA的数字信号处理具有高速、开发简便、易于形成ASIC等优势而得到了广泛的应用。论文在分析谐波测量方法的基础上,提出了基于FPGA实现电网谐波测量系统。以嵌入式处理器NiosⅡ为核心,实现了电网谐波分析的周期图功率谱分析方法。在整个系统硬件设计的基础上,主要完成了基-28点、16点、32的FFT模块、完成了求模运算模块以及输出显示模块。通过比较仿真得到的方波、正弦信号的谱结构与实际系统输出的谱结构,验证了该实现方法的正确性。
上传时间: 2013-06-30
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随着技术的飞速发展,电力电子装置如变频设备、变流设备等容量日益扩大,数量日益增多。由于非线性器件的广泛使用,使得电网中的谐波污染日益严重,给电力系统和各类用电设备带来危害,轻则增加能耗,缩短设备使用寿命,重则造成用电事故,影响安全生产,电力谐波已经成为电力系统的公害。除了传统的滤波方法,例如,无源滤波、改变系统的拓补结构来抑制谐波外,人们已广泛应用有源滤波器(APF)来消除注入电网的谐波,而实现有源滤波策略的前提就是能够实时、精确地检测出谐波电流。谐波检测是谐波研究中的一个重要的分支,是解决其他相关谐波问题的基础,因此进行谐波检测的研究具有重要的理论意义和实用价值。设计一种精度高、实时性好且适用范围宽的谐波电流检测方法是国内外众多学者致力研究的目标。 本文主要从谐波检测理论和实现方法上探讨了高精度、高实时性谐波检测数字系统的相关问题。论文中阐述了电力系统谐波的相关概念和产生原理,并分析了电力谐波的特点,对国内外各种谐波检测方法进行了分析和研究。在检测理论上,本文采用FFT理论来计算谐波含量,研究了Radix-2 FFT在谐波检测中的应用,综述了可编程元器件的发展过程、工艺发展及目前的应用情况,并介绍了一种主流硬件描述语言VHDL。最后以FPGA芯片XC2S200为硬件平台,以ISE6.0为软件平台,利用VHDL语言描述的方式实现了512点16Bit的快速傅立叶变换系统,并进行了仿真、综合等工作。仿真结果表明其计算结果达到了一定的精度,运行速度可以满足一般实时信号处理的要求。
上传时间: 2013-06-02
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视频序列中运动目标的检测是计算机视觉和图像编码研究领域的一个重要课题,在机器人导航、智能监视系统、交通监测、医学图像处理以及视频图像压缩和传输等领域都有广泛的应用。FPGA作为当今主流的大规模可编程专用集成电路,可以满足高速图像处理的需要。使用FPGA可以充分利用硬件上的并行性,从本质上改善图像处理的速度,使对大数据量的图像处理达到实时性。本文提出基于FPGA的运动目标检测系统,对以后算法的改进,输入输出图像大小的变化,图像采集和显示设备更换等都具有灵活性。 本文对目前运动目标检测的主要算法研究分析,根据背景减法的适用环境和特点提出改进的W4运动检测算法。该算法具备背景减法的优点,并且克服了W4运动检测算法在环境变化较快或环境变化较频繁条件下对运动目标进行检测的局限性。 本文首先在MATLAB中对改进的W4运动检测算法进行仿真,然后将算法移植到FPGA中实现。设计图像采集、图像检测和VGA显示等模块,完善运动目标检测系统。根据算法和运动目标检测系统的特点提出一种基于改进的W4算法的快速检测方法,该方法以块为单位进行运动目标检测,可以有效地提高图像处理的速度,使系统满足实时性要求。
上传时间: 2013-07-20
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·论文摘要:利用声卡DSP技术和LabVIEW多线程技术,提出了一种基于声卡的数据采集与分析的廉价设计方案,具有实现简单、界面友好、性能稳定可靠等优点。在LabVIEW环境中实现了音频信号的采集分析及数据存盘重载。PC上配置多块声卡即可构成实时、高信噪比的多通道数据采集系统。可以推广到语音识别、环境噪声监测和实验室测量等多种领域,应用前景广阔。
上传时间: 2013-06-18
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构建了基于单片机芯片MC9S12DG128与FPGA的电池管理系统,实现了数据监测、电池均衡、安全管理、荷电状态(SOC)估计、局域网(CAN)通信等功能。详细介绍了使用该系统模块的电池包的分布式结构特点,电池管理模块的CAN总线接口及硬件和软件功能设计。
上传时间: 2013-11-07
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采用一种具有双参数控制的结构实现并网运行和负序电流的消除,直流侧的电压控制环作为并网的基础控制,同时提取电网电压和逆变器输出电压的负序分量并加以控制,当两者相等时就可以达到消除负序电流的目的,然后对负序电压的获取以及电流的跟踪控制作了分析。最后利用Matlab/Simulink对系统进行仿真,验证了系统的可行性。
上传时间: 2013-10-16
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分析了蓄电池不一致性的原因,在此基础上,设计了一种简单、实用、高效的均衡充电系统。在电池组充电时实施PWM分流,实时监测控制各单体的工作情况。通过独立均衡模块,实现蓄电池组的均衡充电,克服单体间的不一致性。该方法可大大延长电池的使用寿命,实验验证了该方案的可行性。
上传时间: 2013-10-20
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为更好地研究风力发电机在一定的电网电压跌落故障下的动态响应,以单台1.5 MW 双馈风力发电机(DFIG)为研究对象,设计了Crowbar电路,通过构建电网电压跌落仿真模型,分别对机端电压、电流、转子电流、输出的有功功率和无功功率、直流侧电压、电磁转矩在故障期间的动态响应进行了仿真。探讨了相应的控制策略,为进一步研究低电压穿越标准下的控制策略提供了依据,同时也为研制兆瓦级变频器打下基础。测量结果表明这种控制方式能使DFIG在电压跌落故障下实现不间断运行,有效提高了DFIG风电机组运行的可靠性。
上传时间: 2013-11-11
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为提高发电机并联供电时负载分配均衡性,以运X飞机分布式环形配电网络为背景,运X飞机配电系统中的八台发电机采用分组并联的方式接入配电网,选取前舱配电系统上的两台发电机,研究当两台直流发电机分组并联时的负载分配均衡性条件,以及影响负载均衡分配的因素,更进一步提出负载均衡分配的解决方法。
上传时间: 2013-11-05
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