新型指令变换器测试系统设计

指令变换器是测试飞行器工作参数和各路信号的关键设备,故设计一种新型的测试指令变换器工作的系统。该系统采用FPGA为主控制芯片,设计了4个模块,其中综合模块解析转发命令与数据,与其他3个模块配合接收和输出测试所需信号,包括48路电压可调的直流量模拟信号,8路时统信号以及PCM数据。试验结果表明,该系统可靠性高,性能稳定。     

小型高效数字式双向DC/DC变换器设计

设计了由STM32F103C8T6单片机控制的基于储能系统的数字式双向DC/DC变换器,不同于传统双向DC/DC变换器中 Buck/Boost模块分离设计的思想,主功率变换电路采用升降压为一体的拓扑结构,减小了变换器体积,采用更适合非线性系统的模糊PID控制方式,减小了输出电压的超调量,增加了系统的安全性,变换器的充放电电流以及系统的工作状态均可由OLED显示,样机测试中,电流波动小,电压稳定性高,应用于试验台LED节能灯,效果良好。     

基于FPGA+Si8235控制的LLC谐振变换器设计

为了增加LLC谐振变换器控制灵活性,降低驱动电路的损耗,提出了基于FPGA控制和Si8235驱动的方案;分析了LLC谐振变换器的增益特性;对载波调制隔离驱动芯片Si8235的开通和关断时间进行了测试比较,设计加速关断的优化驱动电路;实验证明,LLC谐振变换器使用FPGA+Si8235组合的控制驱动策略,使电路更加简单,能实现更快的驱动速度,提高控制灵活性和增加性能效率。     

推挽DC-DC变换器建模与控制设计

运用状态空间平均法,推导出连续导电模式下非理想电压型推挽DC-DC变换器功率级电路的低频小信号传递函数,仿真出变换器功率级电路的幅频和相频曲线（Bode图）,通过优化设计反馈补偿电路,可以提高电压型推挽DC-DC变换器系统的稳定性和动态特性。对一台电压型推挽DC-DC变换器样机进行仿真和控制设计,应用网络分析仪Agilent4395A分别测试功率级电路和变换器系统的Bode图,并应用示波器测试变换器系统的负载动态响应,验证了建模和控制设计的正确性。     

基于Cuk变换器的光伏脉冲充电系统

本文分析了BUCK变换器和BOOST变换器在离网型光伏发电系统MPPT电路中的缺点,提出了一种基于Cuk变换器的蓄电池组脉冲充电电路,采用PIC单片机进行控制,实验结果表明该控制电路实现了对蓄电池的脉冲充电,与BUCK、BOOST变换器相比,大大提高了系统的工作效率。     

基于MCP2515的CAN总线通信单元设计

CAN总线接口芯片MCP2515采用SPI接口,具有体积小、低功耗、功能完善、使用方便等特点。为了实现基于该接口芯片的CAN总线通信单元设计,采用DSP+FPGA架构,在FPGA内部实现SPI接口逻辑和MCP2515指令转换逻辑,以完成不同的SPI指令,在DSP中接收上位机指令和完成对MCP2515的控制。实际测试结果表明,该通信单元设计合理,运行稳定,满足了实际需求。     

基于FPGA的数字量变换器的设计

针对航天测试领域对各种数字量的测试要求,其相应测试设备即测试台的研究和应用就显得至关重要,文中在介绍了现场可编程门阵列FPGA的功能特性的基础上,利用FPGA产生控制信号来对数据选择器进行控制,从而产生了一种效率更高、更准确的陀螺脉冲信号。并且还实现了2路不带电和六路28V带电的指令,同时拥有了传统的数字量变换测试平台和指令量变换测试平台的功能。给出了测试台各路信号的设计方法,阐述了它的实现原理,并成功应用于某飞行器测试系统中。     

基于FPGA和ADV212的图像实时压缩系统设计

设计了一种基于FPGA和ADV212为核心的图像数据实时压缩系统。该系统采用LVDS传输图像数据,利用FPGA为主控单元完成图像数据的接收,以及对ADV212的模式配置,数据写入,读取并把压缩数据实时上传到上位机,经过实际测试,该系统处理速度高,压缩较好,失真度小,具有较高的实用价值。     

基于滑模控制的DC-DC降压变换器实验平台

为了实现DC-DC降压变换器的高精度控制,设计了一种基于滑模控制的输出电压调节器。首先根据DC-DC降压变换器的工作原理建立了系统的动态模型;接着利用转换后的受扰动态模型设计了滑模控制器,同时基于李雅普诺夫函数证明了闭环系统的稳定性;最后使用Matlab/Simulink软件和DC-DC降压变换器硬件电路搭建了实验测试平台。测试结果表明与传统的PID控制方法相比,DC-DC降压变换器系统在所设计的滑模控制器的作用下可以获得更快的动态性能与更强的扰动抑制能力。该实验平台不仅有利于大学生理解和掌握滑模控制理论,还可以提高大学生的工程应用能力。     

二象限DC-DC变换器光伏发电系统设计

对光伏发电问题进行了研究,提出了二象限DC-DC变换器的设计,变换器主电路采用半桥式双向直流变换的结构拓扑,实现了能量的双向流动和升降压功能;控制电路采用TMS320LF2407DSP为中心控制芯片,由专门的电压、电流采样调理电路以及驱动电路完成脉冲宽度调制（PWM,Pulse WidthModulation）信号的产生和输出,并对PWM信号的产生、输出进行电力电子仿真（PSIM,Power Simulation）,结果表明,该变换器能够实现蓄电池的充放电和升降压电路功能,提高光伏组件的利用率。     

数字信号处理器在复合三电平DC-DC变换器中的应用

介绍了TMS320F2812 DSP在复合三电平DC-DC变换器控制电路中的应用.通过对DSP的编程调试,能够产生PWM脉冲信号,实现功率器件的驱动控制,还可以对变换器提供必要的保护,并通过对反馈电压、检测电流的采集和转换,实现变换器系统的双闭环控制.与变换器传统的模拟控制方式相比,采用DSP的数字控制方式的变换器不存在温漂问题、控制灵活、控制精度高、控制功能强.并通过一台120 W,80 kHz的样机进行实验,验证了基于TMS320F2812 DSP的变换器各项指标的优越性.     

基于USB接口的便携式数据采集系统的设计

为了设计一种便于野外使用的数据采集器,文中研究基于USB接口的便携式数据采集器的系统组成,并进行工程实现。该数据采集系统采用两路14位40MHz的A/D变换器,利用VHDL语言完成了FPGA的逻辑设计与综合,从而实现对FIFO的读写时序控制与USB控制器之间的数据传输,并给A/D提供要求的时钟。利用VC 应用程序设计数据采集系统的控制界面,对采集的数据进行存储,用动态波形显示进行回放等,并有良好的人机界面。     

Boost变换器的控制器设计及粒子群优化

PWM型Boost变换器是一个强非线性离散系统,其中的控制器参数整定一直是一个难点,本文针对这一问题研究了利用PSO设计控制器参数。首先,在分析了Boost变换器模型及其非线性特性的基础上,搭建了带有PI控制器的Boost变换器仿真模型,接着,采用粒子群算法分别以ITAE 指标和ISE指标对Boost变换器的PI控制器进行了参数整定。最后,进行了仿真验证和硬件验证,仿真结果和硬件验证结果表明,采用ITAE指标整定的控制器Boost变换器输出电压响应无稳态误差、无超调,同时具有最小的调节时间。     

不连续导通模式PSM PT控制开关变换器

脉冲跳周期调制（Pulse Skip Modulation,PSM）采用ON/OFF控制对输出电压进行调整,提高了开关变换器的轻载效率,但存在输出电压纹波大的缺点。文中结合开关变换器的脉冲序列调制（Pulse Train,PT）控制与PSM技术,提出了开关变换器的PSM PT控制技术,其降低了输出电压的纹波,并使PT控制开关变换器在空载时能稳定工作。     

DC-DC buck变换器的混沌现象分析及其控制

作为典型的分段光滑系统,DC-DC变换器中会出现诸多复杂的非线性现象,如分岔与混沌。文中从系统传递能量的角度分析了电压反馈型DC-DC buck变换器中混沌产生的机理,指出系统能量的增加是使系统产生混沌的主要原因。在此基础上,提出了一种采用以电感电流为控制变量的脉冲反馈控制器,实现了对电压反馈型DC-DC buck变换器混沌现象的控制。最终通过理论分析、数值计算及电路仿真证实了该方法的正确性及有效性。上述研究结果有助于加深对电路系统动力学特性的认识与理解,对优化系统参数、提高系统性能具有理论和实用价值。     

三电平DC-DC变换器的统一建模研究

三电平变换器的统一建模是对变换器进行控制和优化的基础.但是,对于三电平变换器而言,其开关数目多,工作模态复杂,用传统建模方法对之进行统一建模相当困难.脉冲波形积分法是一种新的统一建模方法,为此,本文首次采用脉冲波形积分法,对三电平变换器的统一建模进行了研究.以非隔离三电平变换器为例,详细阐明了其统一建模原理,并给出了输入输出共地和输入输出不共地的Buck变换器的统一建模方法.仿真分析与实验结果表明,脉冲波形积分法是一种对三电平变换器进行统一建模的有效工具,为三电平变换器的有效控制奠定了基础.     

一种用于数字峰值电流模Buck的高精度DPWM设计

为减小脉冲关断延迟,提出了一种用于数字峰值电流模Buck的高精度数字脉冲宽度调制器(DPWM)的设计方案。采用粗调与细调相结合的分段式架构思想,粗调部分由全局时钟控制计数器-比较器模块构成,细调部分由锁相环组成的相移电路、计数器-比较器、多路选择器和逻辑门构成,以此产生不同精度的两段式延迟叠加,实现较高的DPWM输出精度。采用Vivado和Xilinx7系列FPGA,仿真并测试了搭载高精度DPWM的Buck。仿真结果表明,DPWM时间分辨率为250 ps,精度为0.01%。此外,测试结果表明,与低精度DPWM相比,设计的高精度DPWM一定程度上抑制了系统的极限环振荡,提高了Buck的环路带宽及系统稳定性。     

开关脉冲式自毁指令的可靠传输设计

针对开关脉冲信号作为紧急自毁指令传输可靠性低的问题,分别从硬件和软件逻辑两方面进行优化。在硬件方面,引入双冗余和低功耗设计,增加了指令传输和备用电源供电的可靠性。在软件方面,从FPGA出现亚稳态、开关脉冲指令的边沿抖动效应及空间电磁辐射三个方面进行误判原因分析,对同步接收后的指令信号采用差额投票表决算法实现软件基础滤波,增加容错性的同时缓解了指令判别的延迟,保证了指令判别的可靠性。经仿真与实验测试,该设计可满足隔离式开关脉冲指令在72m电缆下长期可靠传输。     

高升压Boost变换器的拓扑结构和理论分析

由于高升压Boost变换器被广泛用于可再生能源发电系统中,因此本文针对常用的三类高升压Boost变换器从控制的角度进行了分析研究。首先研究了变换器的平均模型和系统的小信号模型,然后得到输出电压与占空比的传递函数。通过对三类Boost变换器的传递函数进行分析和研究可知,混合型的Boost变换器具有比较好的特性,控制方式简单,而其它Boost变换器为非最小相位系统,需要采用双环控制来调节输出电压,控制方式比较复杂。     

一种交错并联的多路输出BUCK变换器

针对EMI干扰源,设计了一种交错并联控制方式的多路输出BUCK变换器。详细介绍了交错并联控制的工作方式,对其进行了时域和频域分析,与同相控制方式进行了比较,并通过Saber仿真软件对其进行了仿真验证。最后完成了一台28V输入,四路18V/1.5A输出的实验样机,测试结果表明,交错并联控制方式可以有效的减小干扰源的1次谐波的幅值,提高基波频率,为实现LOW-EMI变换器提供有效途径。