非接触式IC卡节水控制器(简称水控器或水控机),就是采用非接触式IC卡读写器控制出水,对用水实行无人收费管理]。它是一种集计量功能及控制功能为一体的装置,是一种利用现代微电子技术、现代传感技术、非接触式IC卡技术对用水量进行计量并能进行用水数据传递及结算交易的新型装置。有水龙头流水的场所都可以利用控制器达到节水的目的。如:浴室、集体和个人公寓、开水房等场所。该装置采用国内最常见的Philips公司生产的Mifare1 S50非接触式IC卡作为通讯卡,具有体积小、携带方便、防水防潮、坚固耐磨等优点,并且能方便的配合售饭机、门禁系统、考勤系统等一起使用,构成校园一卡通、企业一卡通系统。
上传时间: 2013-04-24
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在分析现有的雕刻机数控系统优缺点基础上,结合高速数控技术的发展,提出了基于高性能DSP开发高性价比的雕刻机直流伺服控制系统的总体设计方案。围绕系统的总体设计方案,在插补算法研究方面,通过小线段高速加工速度衔接的递归数学模型的建立和速度轮廓曲线的修正,实现了具有前瞻功能的自适应插补算法。为了提高雕刻机的跟踪性能和定位精度,在直流伺服控制系统设计中引入了零相位误差跟踪控制器(ZPETC),通过模型辨识、非线性摩擦补偿及干扰观测器的设计,克服了ZPETC存在的对系统建模误差和参数变化敏感的缺点。 在上述研究的基础上,搭建了以TMS320C2812型32位定点DSP为控制核心、以L6203为功率驱动模块、以小功率直流电机为执行机构的二维直流伺服实时运动控制硬件系统,且在DSP开发平台上完成了系统的所有软件开发。为了实现系统对高速数据通讯的要求,对DSP串口通讯实时性及提高措施进行了深入研究,提出了一种多缓冲区并行协作的方法,很好地解决了数据的实时通讯问题。系统联调实验结果表明:所设计的雕刻机直流伺服控制系统运行稳定、跟踪精度高,加工速度快,可广泛应用于数控雕刻机产品。
上传时间: 2013-04-24
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随着电力电子技术、微处理器技术以及新的电机控制技术的发展,交流调速性能日益提高。变频调速技术的出现使交流调速系统有取代直流调速系统的趋势。但是国民经济的快速发展要求交流变频调速系统具有更高的调速精度、更大的调速范围和更快的响应速度,一般的通用变频器已经不能满足工业应用的需求,而交流电机矢量控制调速系统能够很好的满足这个要求。矢量控制(Field Oriented Control),能够实现交流电机电磁转矩的快速控制,本文对三相交流异步电机的矢量控制系统进行了研究和分析,以高性能数字信号处理器为硬件平台设计了基于DSP的三相交流异步电机的矢量控制系统,并分析了逆变器死区效应的产生,实现了逆变器死区的补偿。 本文介绍了交流调速及其相关技术的发展,变频调速的方案以及国内外对矢量控制的研究状况。以三相交流异步电机在三相静止坐标系下的数学模型为基础,通过Clarke变换和Parke变换得到三相交流异步电机在两相旋转坐标系下的数学模型,并利用转子磁场定向的方法,对该模型进行分析,设计了转子磁链观测器,以实现交流电机电流量的有效解耦,得到定子电流的转矩分量和励磁分量。仿照直流电机的控制方法,设计了矢量控制算法的电流与速度双闭环控制系统。设计了以TMS320LF2407A为主控制器的硬件平台,在此基础上实现了矢量控制算法,论述了电压空间矢量调制(SVPWM)的原理和方法,并对其进行了改进。最后对逆变器的死区进行了补偿。 实验表明基于转子磁场定向的矢量控制(FOC)系统,结构简单,电流解耦方便,动态性能好,精度较高,能够基本满足现代交流电机控制系统的转矩和速度要求。
上传时间: 2013-05-24
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滚筒式洗衣机在其工作运转,尤其是其脱水甩干时的振动,一直是个突出的问题。滚筒洗衣机在运行过程中由于衣物的不平衡分布,会使滚筒受到变载荷与变方向偏心力激励的作用并引起激烈的振动,使得整机的振动不仅产生很大的噪音,而且对洗衣机机械与电器部件的寿命产生影响。因为传统机械减振方法存在通用性方面的限制,近年来随着技术的发展,从机电一体化系统的角度出发,综合运用机械、电子、电机等方面的技术,提高洗衣机的振动控制效果已成为趋势。 本文从课题要求和实际应用出发,在与日本松下公司合作的基础上,针对National NA—V82型号滚筒洗衣机,以电力电子用数字控制开发系统MyWay PE—Expert作为控制系统,构建了滚筒洗衣机驱动系统平台,并开发了一种新型的低振动的滚筒洗衣机驱动控制方法。本文的结构和主要研究内容如下: 第一章简单介绍了滚筒洗衣机的发展现状,通过对课题的背景介绍,阐述了课题的实际意义。其后详细介绍了传统的机械减振手段以及新型的通过电机控制技术实现的减振方法。通过对两者的分析比较,提出了本文的主要工作及方案。 第二章介绍了驱动系统主要硬件组成及各部分之间的连接,给出了驱动系统的详细连接图。同时给出了基于矢量控制的驱动系统基本控制方法的原理和说明。最后还介绍了振动测量设备并确定其使用方案。 第三章研究了振动产生的机理,对振动规律进行分析。提出了基于加速度传感器的偏心负载位置以及质量的实时测定方法。并通过仿真和实验分析,研究了脉动转矩对电机振动的影响。最后在此基础之上,提出了基于脉动转矩的低振动的滚筒洗衣机驱动系统控制方法:分段线性化振动抑制法以及自振动抑制法。 第四章通过实验研究,确定低振动驱动控制方法所需要的相关参数。并验证了偏心负载位置以及质量实时测定方法的精度和基于脉动转矩的低振动的滚筒洗衣机驱动系统控制方法的效果。 第五章总结了研究的主要工作,并对未来的工作方向进行了研究和讨论。
上传时间: 2013-04-24
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本文首先简述了交流调速系统的发展和研究重点,介绍了异步电机调速系统的不同控制策略,详细论述了异步电机矢量控制系统的基本原理:异步电机的数学模型和坐标变换、矢量控制的基本方程式、转子磁链的观测方法、矢量控制的系统结构等,并重点分析了空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术的基本原理、控制算法以及在TMS320LF2407中的实现方法。 从工程实际应用出发,本文设计和开发了一套以DSP芯片TMS320LF2407为核心的有速度传感器异步电机矢量控制系统,并给出了硬件和软件的实现方法。该系统的功率电路采用电压型的交-直-交变压变频结构,由整流电路、滤波电路及智能功率模块IPM(PM15RSH120)逆变电路构成;控制电路以DSP芯片TMS320LF2407为核心,加上PWM信号发生电路、定子电流检测电路、直流母线电压检测电路、智能功率模块驱动电路、速度检测电路、系统保护电路等,构成了功能齐全的异步电机全数字化矢量控制系统。 在此基础上,本文对无速度传感器异步电机矢量控制系统进行了有益的探索。提出了改进的电压型转子磁链估算模型,消除了电压型转子磁链估算模型中纯积分环节所固有的漂移问题和积累误差对实际系统性能的影响。在传统型参考自适应系统基础上,将系统中原有的自适应调节机构用一个具有在线学习能力的模糊神经网络取代,提出一种基于模糊神经网络的异步电机转速估计方法,并给出了速度估计器的模糊神经网络结构和学习算法。最后对基于模糊神经网络转速估计的异步电机矢量控制系统进行了仿真,结果表明该系统具有良好的性能。
上传时间: 2013-07-02
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无刷直流电机以体积小、重量轻、效率高、调速性能好、无换向火花及无励磁损耗等诸多优点被大量应用于家电、交通、医疗器械、数控机床及机器人等领域,现代工业的快速发展对无刷直流电机控制系统的性能要求也越来越高。可以预见,随着永磁材料和电力电子器件价格进一步的降低,无刷直流电机驱动理论的研究不断深入,无刷直流电机的应用前景将更加广泛。 本文通过阅读大量文献资料,介绍了无刷直流电机的发展现状、研究动态及工作原理等。在控制策略上,采用了基于智能控制思想的模糊控制,其特点是不依赖于对象模型,利用制定的控制规则进行了模糊推理从而获得合适的控制量。运用Matlab/Simulink对控制系统进行了建模和仿真,其中速度环采用模糊PI调节,电流环采用传统的PI调节,为后面的实验提供了理论分析的基础。 结合无刷直流电机的结构,利用电机内部的霍尔元件检测转子位置。根据模糊控制器的设计方法,给出了模糊控制查询表。采用TI公司的数字信号处理器TMS320F2812作为主控芯片,在硬件上设计了整流电路、逆变电路、驱动电路、调理及保护电路等;在DSP软件开发环境CCS下,采用C语言和汇编语言进行了混合编程,实现了转子位置信号的读取、PWM波的产生、AD采样、速度模糊PI调节及电流调节等功能。 通过对整个控制系统的软硬件联合调试,进行了相关实验。相对传统的控制系统,采用模糊PI控制的系统具有响应速度快、超调量小、稳定性好等优点。实验结果表明了无刷直流电机模糊控制系统设计的正确性。最后对整个设计进行了总结,对后续的工作给出了自己的见解。
上传时间: 2013-04-24
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基于FPGA的智能小车系统就是本地计算机通过接入Internet小车实现对远端工作现场、危险工作地段等特殊环境进行监视和控制的系统。智能小车是智能行走机器人的一种,这种智能小车可以适应不同环境,不受温度、湿度、空间、磁场辐射、重力等条件的影响,可以在人类无法进入或生存的环境中完成人类无法完成的探测任务。适用于国防及民用多个领域。整个系统以遥控小车装置为基础,通过配置在上面的摄像头实现图像的采集及对行车道的检测,通过配置的红外测温仪探测环境和目标的温度,具有一定的智能性。其明显的优点是可以通过网络远程控制小车运行及采集现场的温度、图像等相关信息,完成人类在特定条件下无法完成的工作。对人类的科学研究、探索未知领域、远程监控等有着重要的意义。 论文在深入研究SOPC和嵌入式操作系统的基础上,提出了基于FPGA的智能小车远程监控方案。采用FPGA来实现,可以充分利用现有的IP核,功能扩展容易,设计开发成本低,上市时间快,修改方便,甚至可以远程重构系统。与单片机相比,集成度高,可靠性好,调试和维护方便。 论文主要内容包括以下几个部分:在对智能小车功能分析的基础上,设计了硬件系统,并在FPGA上构建了基于Nios Ⅱ的嵌入式系统,配置了SPI、串行口和以太网接口模块和驱动程序,以及各种存储器。移植了μClinux操作系统,配置嵌入式Web服务器,编写CGI程序,设计了动态网页;并对行车道检测系统进行了研究,在DSP Builder中构建了该模块,并在Matlab中进行了仿真。在研究数码相机模块和红外测温模块的基础上,编写了图像采集和温度测量程序以及小车运动控制程序,并对系统进行了调试,初步达到通过Internet实现远程监控的目的。
上传时间: 2013-05-24
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目前,许多高校在机房管理上使用了IC 卡,其中少数机房是使用接触式IC卡,众所周知,接触式IC 卡在可靠性、易用性、安全性、高抗干扰性和工作距离方面不及非接触式IC 卡,因此很多接触式IC 卡基本已被非接触式IC 卡取代。 经过调研发现,使用IC 卡的机房管理系统的基本工作方式是每个机房中配置了1个IC 卡读写终端和1 台监控机。IC 卡读卡终端只是一个普通的读卡器,只负责读取卡内信息,并通过串口等通信方式将IC 卡信息传输给监控机,读卡终端本身没有信息存储功能,实际的计费管理完全是通过监控计算机控制,监控计算机向中心服务器端定时或实时传输刷卡信息。由于整个系统要占用一台微机,而且中间的信息传递、计费环节都要由它来完成,不仅浪费资源,而且也增加了安全隐患。在这种工作模式下,会出现一些问题和漏洞: 1) 可靠性不高由于读卡设备与监控计算机之间的信息传输只是暂时保存在监控计算机中,如果监控计算机遭到病毒袭击或者出现硬件故障,将出现无法挽回的后果。而且由于学生信息都保存在监控计算机中,因此存在着人为伪造、篡改和徇私舞弊行为的极大可能。 2) IC卡的特点未完全体现IC卡除了能标识身份外,还有电子钱包功能,能对其进行充值和扣款,但是上述方法基本上IC卡只用做标识身份,实际的每次扣款,都是由监控计算机和中心服务器来完成,基本与读卡设备无关。 3) 不方便学生上机和收费管理学生每次上机刷卡,都要由监控计算机连接中心服务器端,由中心服务器端读出学生信息,进行核对,而且对学生的扣款需要额外的计算机软件来进行计时和计费处理,显得比较繁琐。 鉴于以上问题,为提高机房管理效率,降低工作强度,并及时处理机房发生的故障,采用机房计费管理系统势在必行。如果能在读卡终端设备中完成计费的大部分功能,并且增加存储功能,这样就可以减少监控计算机的负担,甚至读卡终端设备可以直接与中心服务器通信,不仅能增加系统的可靠性和安全性而且还充分利用了IC 卡的功能,还降低了财务统计和计算带来的麻烦。 目前已经应用于机房管理的解决方案主要有3种方式,即:软硬件结合控制方式、帐号方式和门禁方式。鉴于设计要求,并且考虑到安全、可靠、简单等因素,如果在软硬件结合控制方式中,把更多的任务交由读卡终端,比如由读卡终端来存储数据、计费管理,同时如果读卡终端能实现TCP/IP 通信,那么监控计算机的任务就大大降低,甚至可以由读卡终端直接与中心服务器通信。就减少了一些不必要的麻烦和安全风险。本论文的设计就是基于这一点来进行的。 本系统要求数据传输稳定可靠,实时性要好,另外考虑到性价比等因素,综合考虑选择将μC/OS-II 操作系统移植到ARM7 上作为开发平台。在此平台基础上,考虑到TCP/IP协议栈的实现与要采用的硬件的性能以及实现的成本有关。从解决这一技术问题出发,结合本论文研究的应用对象,决定使用嵌入式操作系统,此种方案可以描述为嵌入式TCP/IP协议栈+嵌入式操作系统+微控制器。 本文介绍了一种基于ARM7的IC 卡机房管理终端的设计方案。该系统在ARM7的基础上实现了μC/OS-Ⅱ操作系统的移植和TCP/IP协议栈的嵌入,能够正确读写IC 卡信息,增加了SD 卡存储功能,完成计费操作,实现液晶显示功能,能够通过以太网或串口直接与服务器通信。 本文详细介绍了整个机房管理系统终端的硬软件设计,给出了嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ在ARM7 处理器上的详细移植过程,介绍了一种TCP/IP协议栈和基于套接字的编程方法,同时也提供了一种多卡操作的防冲突机制。 同目前大多数机房管理系统相比,该系统有如下特点: 1) 由于使用了嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ,提高了系统的实时性和反应时间,任务管理和调度更加方便有效。 2) 由读卡终端来进行计费操作,降低了服务器端的工作压力,同时降低了安全风险。 3) 增加了数据存储功能,提高了系统的可靠性,有利于数据的查询和故障的恢复。 4) 增加了对无效卡、注销卡和欠费卡的判断与处理,对恶意操作或者有意或者无意的逃费操作采取了积极有效的措施。 5) 以太网通信克服了以往串口通信的传输距离短、传输速率慢等缺点,使得通信更加方便、高效,并且可以进行远距离传输和控制。
上传时间: 2013-07-09
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该文研究了两相逆变器-异步电动机系统的SVPWM控制技术,该系统可以广泛应用于小功率、宽调速运行的场合.通过对电机基本方程进行Kron变换,建立了系统完整的数学模型.论文在分析国内外两相逆变器异步电动机的SVPWM控制基础上,提出四个电压矢量八个工作空间的SVPWM控制技术,推导了控制参数和计算公式,提出了使电机具有圆形旋转磁场的调制比优化方案,给出了实施该方案的逆变器功率管的导通顺序和逆变器的输出电压波形.编制了系统仿真程序,给出SVPWM控制,两相逆变器-异步电动机系统样机的电压、电流、转速、转矩仿真波形曲.并与采用其他控制方式,进行仿真结果比较.论证了该文提出的SVPWM控制技术在两相逆变器-异步电动机系统中明显地减小了电流谐波、转矩脉动.论文建立了基于DSP控制器的两相逆变器-异步电动机系统试验装置系统,系统由DSP控制器、控制电路、功率驱动电路、逆变器主电路、异步电动机等组成.完成了各工作区的SVPWM信号的生成,与理论实现一致.
上传时间: 2013-07-27
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现代社会中相控阵雷达的应用越来越广泛,相控阵雷达在目标识别、空间探测、雷达成像等先进技术领域的研究不断深入。相控阵雷达的各个部分开始采用全数字化的控制方式,这对波束控制器提出了更高的技术要求:运算速度快、设备量少、数据吞吐量大、工作方式多、集成度高。为适应这些要求,结合嵌入式技术的发展,论文先介绍了相控阵雷达波控系统的基本功能和发展趋势,然后阐述了波束控制系统的实现方法,接着提出基于嵌入式ARM(Advanced RISC Machines)的雷达波束控制主控系统的详细设计方案和开发调试过程,论证了基于ARM嵌入式处理器实现雷达波束控制主控系统的运算、控制、通信等功能的可行性,最后给出了波控分系统通常采用的几种工程实现方法和其原理框图,通过软硬件相结合的设计满足雷达波控系统对组件的控制功能,完善波控系统的通用化和系列化设计思想。
上传时间: 2013-04-24
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