异步电动机直接转矩控制技术是近年来发展起来的一种新型、高性能交流调速技术。它利用电压源型逆变器的工作过程,控制定子磁链的走或停,即调整定子磁链与转子磁链的夹角大小,从而对电机转矩进行直接控制以获得良好的动态性能。 论文首先探讨了直接转矩控制技术的现状和发展趋势,阐述了直接转矩控制的基本原理,分析了常用的圆形磁链轨迹控制方法,详细介绍了直接转矩控制系统主要模块的设计和实现。在分析交流异步电机动态数学模型、转矩和磁链计算方程的基础上,分析了直接转矩控制的异步电动机在低速运行时存在转矩脉动和转速波动较大的问题。基于占空比控制和离散占空比控制的异步电动机直接转矩控制方法,由电机电磁转矩公式和合成电压矢量理论推导了直接计算占空比的方法,在不影响系统各方面性能指标的情况下使降低转矩脉动的计算量大大减少,方便了计算和使用。两种方法均具有系统结构简单、占空比计算量小等优点。研究结果验证了这两种方法的正确性和有效性。在第一种方法中加入了单神经元控制器,使系统的动静态性能得到了提高。接着对利用空间电压矢量调制的直接转矩控制系统进行了研究。仿真结果表明此种方法能够有效的降低转矩脉动,使系统性能得到提高。 以TMS320F2812DSP为CPU搭建了直接转矩控制硬件实验平台,调试了硬件电路。编写了相关软件流程图和程序清单。
上传时间: 2013-04-24
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近年来,语音识别研究大部分集中在算法设计和改进等方面,而随着半导体技术的高速发展,集成电路规模的不断增大与各种研发技术水平的不断提高,新的硬件平台的推出,语音识别实现平台有了更多的选择。语音识别技术在与DSP、FPGA、ASIC等器件为平台的嵌入式系统结合后,逐渐向实用化、小型化方向发展。 本课题通过对现有各种语音特征参数与孤立词语音识别模型进行研究的基础上,重点探索基于动态时间规整算法的DTW模型在孤立词语音识别领域的应用,并结合基于FPGA的SOPC系统,在嵌入式平台上实现具有较好精度与速度的孤立词语音识别系统。 本系统整体设计基于DE2开发平台,采用基于Nios II的SOPC技术。采用这种解决方案的优点是实现了片上系统,减少了系统的物理体积和总体功耗;同时系统控制核心都在FPGA内部实现,可以极为方便地更新和升级系统,大大地提高了系统的通用性和可维护性。 此外,由于本系统需要大量的高速数据运算,在设计中作者充分利用了Cyclone II芯片的丰富的硬件乘法器,实现了语音信号的端点检测模块,FFT快速傅立叶变换模块,DCT离散余弦变换模块等硬件设计模块。为了提高系统的整体性能,作者充分利用了FPGA的高速并行的优势,以及配套开发环境中的Avalon总线自定义硬件外设,使系统处理数字信号的能力大大提高,其性能优于传统的微控制器和普通DSP芯片。 本论文主要包含了以下几个方面: (1)结合ALTERA CYCLONE II芯片的特点,确定了基于FPGA语音识别系统的总体设计,在此基础上进行了系统的软硬件的选择和设计。 (2)自主设计了纯硬件描述语言的驱动电路设计,完成了高速语音采集的工作,并且对存储数据芯片SRAM中的原始语音数据进行提取导入MATLAB平台测试数据的正确性。整个程序测试的方式对系统的模块测试起到重要的作用。 (3)完成高速定点256点的FFT模块的设计,此模块是系统成败的关键,实现高速实时的运算。 (4)结合SOPC的特性,设计了人机友好接口,如LCD显示屏的提示反馈信息等等,以及利用ALTERA提供的一些驱动接口设计完成用户定制的系统。 (5)进行了整体系统测试,系统可以较稳定地实现实时处理的目的,具有一定的市场潜在价值。
上传时间: 2013-05-23
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相对于JPEG中二维离散余弦变换(2DDCT)来说,在JPEG2000标准中,二维离散小波变换(2DDWT)是其图像压缩系统的核心变换。在很多需要进行实时处理图像的系统中,如数码相机、遥感遥测、卫星通信、多媒体通信、便携式摄像机、移动通信等系统,需要用芯片实现图像的编解码压缩过程。虽然有许多研究工作者对图像处理的小波变换进行了研究,但大都只偏重算法研究,对算法硬件实现时的复杂性考虑较少,对图像处理的小波变换硬件实现的研究也较少。 本文针对图像处理的小波变换算法及其硬件实现进行了研究。对文献[13]提出的“内嵌延拓提升小波变换”(Combiningthedata-extensionprocedureintothelifting-basedDWTcore)快速算法进行仔细分析,提出一种基于提升方式的5/3小波变换适合硬件实现的算法,在MATLAB中仿真验证了该算法,证明其是正确的。并设计了该算法的硬件结构,在MATLAT的Simulink中进行仿真,对该结构进行VHDL语言的寄存器传输级(RTL)描述与仿真,成功综合到Altera公司的FPGA器件中进行验证通过。本算法与传统的小波变换的边界处理方法比较:由于将其边界延拓过程内嵌于小波变换模块中,使该硬件结构无需额外的边界延拓过程,减少小波变换过程中对内存的读写量,从而达到减少内存使用量,降低功耗,提高硬件利用率和运算速度的特点。本算法与文献[13]提出的算法相比较:无需增加额外的硬件计算模块,又具有在硬件实现时不改变原来的提升小波算法的规则性结构的特点。这种小波变换硬件芯片的实现不仅适用于JPEG2000的5/3无损小波变换,当然也可用于其它各种实时图像压缩处理硬件系统。
上传时间: 2013-06-13
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交流电动机是一个多变量、高阶、强耦合的非线性系统,不象直流电机那样易于控制转矩,采用矢量控制技术可解决传统交流调速的难题,使交流电机可以按直流电机的控制规律来进行控制,而无传感器矢量控制技术由于可以省去速度传感器,使相应的交流调速系统变得简便、廉价和可靠,所以成为当前研究的热点,本论文工作就是这方面的一个尝试。 论文首先介绍了矢量控制技术的基本理论。对感应电动机在三相静止坐标系下强耦合和互感变参数的数学模型,通过坐标变换,导出感应电机在两相同步旋转坐标系下的数学模型,然后将同步坐标系按转子磁场定向,实现了对转子磁链和转矩的分别控制,从而可以按直流电机的控制规律来控制交流电机。 其次,论文基于同步轴系下的感应电动机电压磁链方程式,提出了一种感应电动机按转子磁场定向的矢量控制方法,利用在同步轴系中T轴电流的误差信号实现对电机速度的估算,这种速度估算方法结构简单,有一定的自适应能力。同时在该无传感器矢量控制系统中,由于采用了经典的PI调节器,使得控制系统更为简单易行。 论文利用MATLAB建立了该无传感器矢量控制系统的仿真模型。为提高系统的适应性和仿真结果的准确性,仿真模型采用了标么值系统,并考虑了控制周期和采样信号周期对仿真结果的影响。讨论了离散控制引起的相位补偿问题,使仿真结果更接近实际工程系统。 最后,通过仿真进一步验证了本文提出的无传感器矢量控制系统的正确性和可行性,也证明了速度估计模型对速度估计准确,且对参数的变化有较强的鲁棒性。
上传时间: 2013-06-02
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设计出一个用计算机中的普通声卡,而不是专业的环保设备对环境噪声进行采集和分析的系统。它利用噪声的时间特性、数据库技术以及labVIEW平台编写程序,实现信号的采集和分析。能用离散傅立叶变换数据
上传时间: 2013-05-20
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远程控制的目的旨在突破地域和环境上的限制,对现场设备的运行状态及各种参数进行远程监控。尤其是在现场设备分布离散、工作环境恶劣等情况下,远程控制技术的采用实现了跨地域的集中控制,节省了人力物力,降低了生产成本,提高了生产率和经济效益。 本文采用ARM7TDMI系列S3C44BOX嵌入式微处理器和μC/OS—Ⅱ作为系统开发平台,研究并完成了操作系统的移植、应用程序的编写和系统的集成测试。在充分理解μC/OS—Ⅱ文件体系结构和移植条件的基础上,移植了OS_CPU.H、OS_CPU_AASM和OS_CPU_C.C三个文件。自定义了手机短信的通信格式。应用程序的编写完成了对串口信息的监测、读写、分析与执行。根据系统功能制定需要被操作系统调度的任务及任务优先级。系统调试主要分为两个步骤,先于宿主机上脱机调试程序代码,成功后通过JTAG端口下载到目标机上进行在线调试。 本文将移动通信技术和嵌入式技术结合起来应用到远程控制系统中。凭借SMS短消息业务所具有的操作简便、收费低廉、可靠性高等特点来发送对远程设备的监控指令;嵌入式实时操作系统的移植则更好地实现了对监控指令的分析与执行,提高了系统的执行效率。
上传时间: 2013-06-25
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LAMOST(Large Sky Area Multi-Obiect Fiber Spectroscopy Telescope,大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜)需要对焦而上的4 000个光纤定位单元进行精确定位,一个光纤定位单元需要两个步进电机来驱动,即需要对8 000个电机进行驱动控制。如何对这8 000个电机进行有效的控制,是本文主要的研究内容。 本义引入EDA(Electronic Design Automation),技术,以FPGA和CAN总线为硬件载体来进行设计。FPGA相比较于DSP,单片机而言,具有10管脚多,资源丰富,使用灵活等优点,可以存片内集成多个电机的摔制,这样对于提高系统的集成度,节约成本无疑有着很大的帮助。 在电机的控制当中,其失步和过冲会直接影响到系统的精度,所以需要对电机脉冲频率加以控制,对于在平稳状态下能正常工作的电机,失步往往发生在启动停止等脉冲频率突然发生改变的时刻。具体实现方法是通过实验找出一条理想的加减速曲线,再将曲线离散化,并把离散化后的加减速分频系数存储在FPGA片内ROM里而,当电机运行到对应的步数时,取出分频系数来获取对应的运行频率。 在LAMOST观测中,光纤定位单元的零位是个很重要的基准,在每次观测之前,电机都要回零,理论上电气零位和机械零位在同一点上,如果电气检测到达零位则认为已经到达机械零位位置。但是实际中由于装配等一些原因,可能会出现零位短路和零位断路的情况。零位断路是指电机处于机械零位,但是电气不能检测到;零位短路是指电机不在机械零位,但是电气已经检测到处于零位。这两种情况会造成越界和机械零位一直被挤压的后果,有可能会损坏光纤定位单元,为了防止这些情况出现,软件程序中加入了计数器,从而从有效地保护了光纤定位单元,同时将这些状况向上反馈,以便维护和检修。 在本文完成之时,能够控制驱动336个光纤定位单元的小系统已经在北京天文台兴隆观测站实际投入运行,并于2007年5月28日获得首条光谱,取得了不错的效果。
上传时间: 2013-04-24
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设计了一个嵌入式语音识别系统,该系统硬件平台以ADSP-BF531为核心,采用离散隐马尔可夫模型(DHMM)检测和识别算法完成了对非特定人的孤立词语音识别。试验结果表明,该系统对非特定人短词汇的综合识别率在90%以上。该系统具有小型、高速、可靠以及扩展性好等特点;可应用于许多特定场合,有很好的市场前景。文中讲述了该系统CODEC、片外RAM、ROM以及CPLD等与DSP的接口设计,语音识别运用的矢量量化、Mel倒谱参数、Viterbi等有关算法及其实际应用效果。
上传时间: 2013-10-28
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舰船电力系统网络重构可以看作为一个多目标、多约束、多时段、离散化的非线性规划最优问题。根据舰船电力系统特点,提出了一种改进的粒子群优化算法。在传统粒子群算法的基础上,运用混沌优化理论进行初始化粒子的初始种群,提升初始解质量;同时,引进遗传操作以改进粒子群算法易陷入局部极值的缺点。通过对典型的模型仿真表明,该算法具有更好的寻优性能,并且有效地提高了故障恢复的速度与精度。
上传时间: 2014-12-23
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在基本Sprott-B混沌系统数学模型的基础上,引入一个控制参数进行系统改造,构建出一个恒定Lyapunov指数谱鲁棒混沌系统。通过相轨图、Lyapunov指数谱和分岔图等动力学工具对系统进行了仿真分析。研究结果表明,系统对唯一的控制参数保持恒定的Lyapunov指数谱,从而工作于鲁棒混沌状态,理论分析则揭示出控制参数对于系统的混沌振荡具有线性或非线性调幅作用。此外,在以改进的Euler算法进行离散化后,采用微控制器MSP430F249进行了实验验证,证明了系统的可实现性。
上传时间: 2014-01-06
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