随着通讯技术和电力系统的发展,对通讯用电源和电力操作电源的性能、重量、体积、效率和可靠性都提出了更高的要求。而应用于中大功率场合的全桥变换器与软开关的结合解决了这一问题。因此,对其进行研究设计具有十分重要的意义。 首先,论文阐述PWM DC/DC变换器的软开关技术,且根据移相控制PWM全桥变换器的主电路拓扑结构,选定适合于本论文的零电压开关软开关技术的电路拓扑,并对其基本工作原理进行阐述,同时给出ZVS软开关的实现策略。 其次,对选定的主电路拓扑结构进行电路设计,给出主电路中各参量的设计及参数的计算方法,包括输入、输出整流桥及逆变桥的器件的选型,输入整流滤波电路的参数设计、高频变压器及谐振电感的参数设计以及输出整流滤波电路的参数设计。 然后,论述移相控制电路的形成,对移相控制芯片进行选择,同时对移相控制芯片UC3875进行详细的分析和设计。对主功率管MOSFET的驱动电路进行分析和设计。 最后,基于理论计算,对系统主电路进行仿真,研究其各部分设计的参数是否合乎实际电路。搭建移相控制ZV SDC/DC全桥变换器的实验平台,在系统实验平台上做了大量的实验。 实验结果表明,论文所设计的DC/DC变换器能很好的实现软开关,提高效率,使输出电压得到稳定控制,最后通过调整移相控制电路,可实现直流输出的宽范围调整,具有很好的工程实用价值。
上传时间: 2013-08-04
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风能作为一种清洁可再生能源,发展迅速,已经成为世界新能源最主要的发展方向之一。本文以863计划项目"MW级风力发电机组电控系统研制"为研究背景,介绍了1.2MW永磁同步电机变速恒频风力发电系统,研究了变流系统中逆变器的控制方法。 本文首先对风力发电进行了概述,介绍了我国和世界风电发展状况以及技术发展趋势。当今风力发电技术,大功率直驱化和双馈是两个发展方向,本课题1.2MW风力发电系统就是采用了永磁同步电机加交直交变流系统的结构模式,中间省去了齿轮箱,减少了维护,具有较好的发展前景。 论文第二章首先对风轮机叶片的空气动力特性进行了分析,介绍了不同风速下风力发电机的控制策略。就直驱技术与变速箱/感应电机技术--目前风力发电领域变速恒频技术的两大发展方向作了较为详细的介绍分析。 在变流系统中,逆变并网是重要的环节,起到了将电能传输到电网的作用。文章中重点分析了三相并网逆变器的主电路结构、原理和工作方法,并进行了理论推导和公式说明。 本文对1.2MW永磁同步电机变速恒频风力发电系统的主电路参数的选择作了理论推导和计算,包括主电路直流侧电容,网侧电感,三重化升压电感,网侧滤波电容等,还确定了斩波和逆变部分所采用的开关管和六相整流所采用的二极管,并在额定正常工作情况下,分别计算斩波和逆变部分开关管的损耗和开关管的结温。 本课题采用瞬时电流法对并网逆变器进行控制。在实验中上确定了电压外环和电流内环的PI参数,顺利完成了闭环控制实验。 文中采用DSP2407高速集成控制芯片是控制的核心,并根据控制流程图对其控制进行了软硬件设计,实现了控制板上的信号采集、运算、故障检测、电路驱动等功能。并进行了小功率试验,得到了较好的电压电流波形,并对波形进行了详细分析,验证了本文采用方法的正确性。
上传时间: 2013-07-06
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河北工业大学硕士学位论文 论文研究在 ARM920T硬件平台以及Linux软件平台上, 通过构建完整的嵌入式Linux系统并移植多媒体播放器MPlayer,完成一款具有转储功能的MP4播放器。在这个过程中研究了Linux系统移植、探索了USB驱动程序、学习了文件系统的构建并完成了多媒体播 放器 MPlayer 的移植,最终实现了一款基于嵌入式 Linux 软件平台具有转储功能的 MP4 播放器,使得 MP4 播放器可以通过 USB 接口对可移动硬盘上的信息进行操作。通过该研究过程构建了嵌入式软件系统,以实现更好的系统性能,最重要的是可以在实践基础上增加对系统移植和驱动开发理论的理解并积累丰富的系统移植经验,以促进我们去理解软件开 发项目及其与目标硬件移植和优化的关系。
上传时间: 2013-07-08
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本文提出了一种基于USB和FPGA的高性能数据采集模块USB12016(USB总线,A/D垂直分辨率为12位,存储容量为16兆)的软硬件设计与实现方法。该数据采集卡包括模拟输入、A/D转换、数据缓存、FPGA控制电路和USB总线接口等,在一张卡上实现了8通道模拟信号调理、采集、处理,并可实现多卡同步触发采集,具有高精度,低噪声,低失真和测试信号范围宽的特点。USB12016配有系统驱动控制程序软件,在Windows9X/2000版本的操作平台下运行,控制面板完全是虚拟仪器软面板,图形化界面十分友好。USB12016是USB接口技术、FPGA技术和嵌入式技术融为一体的结晶,已成功应用于军事测控领域。
上传时间: 2013-06-12
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在数字化推进速度加快的大背景下,全球农业也由传统农业向现代农业方向转变,而实现农业信息与数字化则是现代化农业的重要标志与核心技术。我国农业具有地域分散、对象多样、生物自身变异大、环境因子不确定等特点,也是受环境影响最明显的领域,因此对环境与生物信息的监测显得十分重要。同时现代无线网络信息技术和计算机应用等技术近几年得到了长足的发展,广泛的应用于工业的各个领域。因此,将这些最新的技术应用于相对发展较慢的农业各领域显得迫在眉睫。 本文根据农业对象具有偏远、分散、易变、多样等特点,提出了一种针对农业环境信息远程监测的系统设计方案,并从软件和硬件二方面详细介绍了系统方案的设计和实现方法。本研究通过采用μC/OS-Ⅱ系统的嵌入式技术,实现了数据采集系统底层网络与信息发布上层网络的无缝连接为建立基于WEB的农业环境远程监测系统奠定了基础,同时也为农业网络通信“最后一公里”问题的解决提供了一种解决方案。 该系统的设计充分利用了网络技术。通过INTERNET,用户可以随时了解农业环境的实时情况以采取措施。系统中嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ的应用提高了系统的实时性、可靠性和可扩展性:减少了对系统硬件的依赖,增加了系统安全性;降低了成本。特别是自主开发的核心板卡,经连续的调试运行稳定、数据可靠。 本文首先介绍了高速实时数据采集系统的发展和现状。由于传统的设计方式的欠缺而考虑到将嵌入式操作系统引入到该系统中,很好的解决了多传感器的接入,使得本系统具有巨大的灵活性和可扩展性。 本文以源码开放的嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ为核心,以LPC2210微控制器为载体,充分利用GPRS无线网络传输技术,实现了高速实时信息监测系统的关键设计。 考虑到该系统以后的可扩展性,在设计的过程中硬件部分预留了一部分接口电路以备后续开发使用;软件的设计过程中应该注意的问题和实际操作中出现的一系列问题以及解决办法在文中都有详细的说明,并且软件的基本构架在文章中也有所体现,文章结尾给出了一些系统经实验后在WEB上发布显示的数据。
上传时间: 2013-07-09
上传用户:juyuantwo
随着计算机网络与嵌入式控制技术的迅速发展,作为传统运输行业的铁路系统对此也有了新的要求,列车通信网络应运而生。经过多年的发展,国际电工委员会(IEC)为了规范列车通信网络,于1999年通过了IEC61375-1标准。该标准将列车通信网络分为两条总线:绞线式列车总线(WTB)和多功能车辆总线(MVB)。MVB是一个标准通信介质,为挂在其上的设备传输和交换数据。而多功能车辆总线控制器(MVBC)是MVB与MVB实际物理层之间的接口,其主要实现MVB数据链路层的功能。由于该项关键技术仍被国外公司垄断,因此开发具有自主知识产权的MVBC迫在眉睫。 鉴于上述原因,本文深入研究了IEC61375-1标准。根据MVBC的技术特点,本文提出了使用FPGA来实现其具体功能的方案。挂在MVB总线上的设备分为五类,他们的功能各不相同。而支持4类设备的MVBC具有设备状态、过程数据、消息数据通信和总线管理功能,并且兼容2类和3类设备。本文的目的就是用FPGA实现支持4类设备的MVBC。 本文采用自顶向下的设计方法。整个MVBC主要划分为:编码模块、译码模块、冗余控制模块、报文分析单元、通信存储控制器、主控制单元、地址逻辑模块。在整个开发流程中,使用Xilinx的ISE集成开发环境。使用Verilog HDL硬件描述语言对上述各个模块进行RTL级描述,并用Synplify Pro进行综合。最后,在ModelSim中对各个模块进行了布线后仿真和验证。 在实验室条件下,通过严格的仿真验证后,其结果证明了本文设计的模块达到了IEC61375-1标准的要求。因此,用FPGA实现MVBC这一方案具有可操作性。 关键词:列车通信网;多功能车辆总线;多功能车辆总线控制器;现场可编程门阵列
上传时间: 2013-07-18
上传用户:wxhwjf
固态硬盘是一种以FLASH为存储介质的新型硬盘。由于它不像传统硬盘一样以高速旋转的磁盘为存储介质,不需要浪费大量的寻道时间,因此它有着传统硬盘不可比拟的顺序和随机存储速度。同时由于固态硬盘不存在机械存储结构,因此还具有高抗震性、无工作噪音、可适应恶劣工作环境等优点。随着计算机技术的高速发展,固态硬盘技术已经成为未来存储介质技术发展的必然趋势。 本文以设计固态硬盘控制芯片IDE接口部分为项目背景,通过可编程逻辑器件FPGA,基于ATA协议并使用硬件编程语言verilog,设计了一个位于设备端的IDE控制器。该IDE控制器的主要作用在于解析主机所发送的IDE指令并控制硬盘设备进行相应的状态迁移和指令操作,从而完成硬盘设备端与主机端之间基本的状态通信以及数据通信。论文主要完成了几个方面的内容。第一:论文从固态硬盘的基本结构出发,分析了固态硬盘IDE控制器的功能性需求以及寄存器传输、PIO传输和UDMA传输三种ATA协议主要传输模式所必须遵循的时序要求,并概括了IDE控制器设计的要点和难点;第二:论文设计了IDE控制器的总体功能框架,将IDE控制器从功能上分为寄存器部分、顶层控制模块、异步FIFO模块、PIO控制模块、UDMA控制模块以及CRC校验模块六大子功能模块,并分析了各个子功能模块的基本工作原理和具体功能设计;第三:论文以设计状态机流程和主要控制信号的方式实现了各个具体子功能模块并列举了部分关键代码,同时给出了主要子功能模块的时序仿真图;最后,论文给出了基于PIO传输模式和基于UDMA传输模式的具体指令操作流程实现,并通过SAS逻辑分析仪和QuartusⅡ对IDE控制器进行了功能测试和分析,验证了本论文设计的正确性。
上传时间: 2013-07-31
上传用户:liangrb
PID算法自从问世以来,一直受到广泛的关注。随着现代控制理论及智能控制技术的发展,PID算法也得到了长足的发展。结合传统的PID控制算法,针对特定的控制领域,出现了一些新的控制算法,模糊PID控制算法就是在此基础上渐渐形成并凸显其控制特色。 同时随着微电子技术的发展,现场可编程逻辑器件FPGA的发展及其EDA技术的日渐成熟,为集成控制芯片开拓了广阔的发展空间。FPGA的发展为基于硬件的算法模块的实现提供了可能性,同时节省了外围的电路,使算法模块的集成度大大提高。 本文针对当前国内外在算法研究方面的热点问题,对模糊PID算法进行了深入的分析和研究。通过对汽轮机调节系统的结构分析,对其进行了数学建模。采用某汽轮机的实际设计运行参数,利用Matlab仿真软件,对该汽轮机的数学模型进行了甩负荷动态特性仿真。仿真结果表明,模糊PID可以更好地解决汽轮发电机组在甩负荷过程中由于机组转子飞升量太大而导致危急保安装置动作,使得汽轮发电机组意外停机的问题,能够保证汽轮发电机组在意外甩负荷时机组正常的机械运转。根据模糊控制理论的特点及EDA技术和FPGA可编程逻辑器件的发展现状,提出了在FPGA上实现模糊PID算法的具体实现方案。在综合分析算法特性的基础上,选择Altera公司生产的CycloneⅡ系列中的EP2C35F672C6作为目标芯片,利用分层模块化设计思想,在Altera公司提供的QuartusⅡ开发环境中,利用原理图设计输入和VHDL设计输入相结合的方式实现了模糊PID控制算法,同时分别对实现的各个功能模块和整个算法模块进行了功能时序仿真。根据仿真结果分析,该设计实现了的模糊PID控制功能。 该控制算法模块的FPGA实现很好的避免了因CPU或者其它问题导致算法程序跑飞、程序死循环、复位不可靠等问题,提高了控制的可靠性。同时加强了模块的通用性,减少了系统硬件开发周期,节省了外围设备的电路,降低了设计开发成本。
上传时间: 2013-07-21
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现场可编程门阵列(FPGA,Field Programmable Gate Array)是可编程逻辑器件的一种,它的出现是随着微电子技术的发展,设计与制造集成电路的任务已不完全由半导体厂商来独立承担。系统设计师们更愿意自己设计专用集成电路(ASIC,Application Specific Integrated Circuit).芯片,而且希望ASIC的设计周期尽可能短,最好是在实验室里就能设计出合适的ASIC芯片,并且立即投入实际应用之中。现在,FPGA已广泛地运用于通信领域、消费类电子和车用电子。 本文中涉及的I/O端口模块是FPGA中最主要的几个大模块之一,它的主要作用是提供封装引脚到CLB之间的接口,将外部信号引入FPGA内部进行逻辑功能的实现并把结果输出给外部电路,并且根据需要可以进行配置来支持多种不同的接口标准。FPGA允许使用者通过不同编程来配置实现各种逻辑功能,在IO端口中它可以通过选择配置方式来兼容不同信号标准的I/O缓冲器电路。总体而言,可选的I/O资源的特性包括:IO标准的选择、输出驱动能力的编程控制、摆率选择、输入延迟和维持时间控制等。 本文是关于FPGA中多标准兼容可编程输入输出电路(Input/Output Block)的设计和实现,该课题是成都华微电子系统有限公司FPGA大项目中的一子项,目的为在更新的工艺水平上设计出能够兼容单端标准的I/O电路模块;同时针对以前设计的I/O模块不支持双端标准的缺点,要求新的电路模块中扩展出双端标准的部分。文中以低压双端差分标准(LVDS)为代表构建双端标准收发转换电路,与单端标准比较,LVDS具有很多优点: (1)LVDS传输的信号摆幅小,从而功耗低,一般差分线上电流不超过4mA,负载阻抗为100Ω。这一特征使它适合做并行数据传输。 (2)LVDS信号摆幅小,从而使得该结构可以在2.5V的低电压下工作。 (3)LVDS输入单端信号电压可以从0V到2.4V变化,单端信号摆幅为400mV,这样允许输入共模电压从0.2V到2.2V范围内变化,也就是说LVDS允许收发两端地电势有±1V的落差。 本文采用0.18μm1.8V/3.3V混合工艺,辅助Xilinx公司FPGA开发软件ISE,设计完成了可以用于Virtex系列各低端型号FPGA的IOB结构,它有灵活的可配置性和出色的适应能力,能支持大量的I/O标准,其中包括单端标准,也包括双端标准如LVDS等。它具有适应性的优点、可选的特性和考虑到被文件描述的硬件结构特征,这些特点可以改进和简化系统级的设计,为最终的产品设计和生产打下基础。设计中对包括20种IO标准在内的各电器参数按照用户手册描述进行仿真验证,性能参数已达到预期标准。
上传时间: 2013-05-15
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可重构计算技术兼具通用处理器(General-Purpose Processor,GPP)和专用集成电路(Application Specific Integr—ated Circuits,ASIC)的特点,既可以提供硬件高速的特性,又具有软件可以重新配置的特性。而动态部分可重构技术是可重构计算技术的最新进展之一。该技术的要点就是在系统正常工作的情况下,修改部分模块的功能,而系统其它模块能够照常运行,这样既节约硬件资源,又增强了系统灵活性。 可重构SoC既可以在处理器上进行编程又可以改变FPGA内部的硬件结构,这使得SoC系统既具有处理器善于控制和运算的特点,又具FPGA灵活的重构特点;由于处理器和FPGA硬件是在同一块硅片上,使得它们之间的通信宽带大大提高,这种平台很适合于容错算法的实现。 本文基于863计划项目;动态重构计算机的可信实现关键技术,重点研究应用于恶劣环境中FPGA自我容错的体系结构,提出了一套完整的SoC系统的容错设计方案,并研究其实现技术,设计实现了实现该技术的硬件平台和软件算法,并验证成功。 论文取得了如下的创新性研究成果: 1、设计了实现动态重构技术的硬件平台,包括高性能的FPGA(内含入式处理器PowcrPC)、PROM、SRAM、FLASH、串口通信等硬件模块。 2、说明了动态重构技术的设计规范和设计流程,实现动态重构技术。 3、提出了一种基于动态重构实现容错的方法,不需要外部处理器干预,由嵌入式处理器负责管理整个过程。 4、设计并实现了嵌入式处理器运行时需要的软件,主要有两个功能,首先是从CF卡中读入重构所需的配置文件,并将配置文件写进FPGA内部的配置存储器中,改变FPGA内部的功能。其次,是实现容错技术的算法。
上传时间: 2013-04-24
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