面向低压电网的高精度电量测量装置

设计了一种基于超低功耗MSP430F149为核心的高精度的电量测量装置,该装置由硬件电路和控制软件来共同实现.主要阐述了系统的信号采样、信号隔离及防雷击过电压电路的设计,交流采样和数字滤波的算法,并实现了ModBus-RTU协议下的远程通信等内容.应用结果表明该装置满足工业级的需求,运行稳定可靠,通用性好,测量精度高,具有很强的实用性和推广价值.     

一种基于STM32的光伏汇流箱监测装置

提出了一种光伏汇流箱监测装置,它由主控回路、采样回路和通讯回路构成,且各回路间在电气上相互隔离。主控回路采用抗干扰能力强,外设资源丰富的STM32系列单片机作为主控芯片。采样电路与光伏组串的输出端直接相连,使用线性电阻作为采样元件,并借助光耦实现其与主控回路间交互信号的隔离传输。通讯电路加强了接口的防浪涌保护设计,并利用在UART接收中断中设置同步时钟的方式快速地对信息帧间隔时间进行判断,提高从站返回帧的动态响应速度。     

基于FPGA的数字化光纤传输方案

针对复杂电力电子系统在实时控制和高隔离性能上的要求,提出了一种新颖高效的数字化光纤传输方案,以A/D转换器加现场可编程门阵列(FPGA)为简单架构,先将模拟信号数字化,再进行编码等数据处理,使信号能够通过光纤进行隔离传输,最后在光纤接收端将有效数字信号提取出来。该方案解决了复杂环境下系统对多路、多点采样数据实时性、可靠性及远距离传输的问题,其优点是系统稳定,误码率低,抗干扰能力好,实时性强。实验结果证明了该方案的可行性。     

基于PWM的直流模拟量隔离传输电路

普通光耦受其传输特性影响不适合直接传送直流模拟信号.它一般用于传送数字信号.根据光耦这一特点,提出一种使用脉宽调制技术将直流信号转换成数字波形进行隔离传输的电路.该电路能自动跟踪待传输的直流模拟信号,控制P89LPC901产生12位精度的占空比可调的PWM波,再经光耦隔离后送入低通滤波电路获取直流信号.此电路传输精度高,已用于某型电器设备检测装置中.运行一年多来,性能稳定可靠.     

超声波传输时间精密测量方法及应用研究

根据超声波回波信号是一个变幅周期性信号这一特点,提出一种用数字细分来精密测量超声波传输时间的方法,阐明了超声波换能器驱动电路原理及利用FPGA电路和高分辨率A/D电路通过高频采样来实现这一方法的原理,并采用该方法和电路设计了超声波流量计。指出超声波传输时间测量的分辨率取决于超声波信号的频率和A/D电路的分辨率,为保证测量精度,应尽可能采用较高的采样频率。超声波传输时间的测量综合了全部回波信号采样数据,有很好的可靠性和很强的抗干扰能力。     

基于微线圈阵列的多道神经电刺激信号透皮传输的初步实验研究

通过探索微线圈阵列实现多路神经电刺激信号透皮传输的可行性及影响传输效率的相关因素.根据电磁耦合原理,设计了包括脉冲发生、高频振荡、AM调制、功率放大、选频等刺激信号发射电路,信号接收电路,以及用于多通道信号耦合的微线圈阵列和相应实验测试装置.实验中对电路的性能以及线圈发生横向失配和角形失配时电路的可靠性进行了测试,在此基础上设计了2×2阵列的多通道传输装置.结果表明在调谐网络的作用下通道间信号的干扰较小,各通道输出信号能满足神经电刺激的要求.该方法经试验验证具有可行性,可用作各类植入式医疗仪器刺激或者控制信号的多通道传输装置,具有广泛的应用前景.     

隔离开关动作位置测量装置设计

隔离开关是变电站中最常见的开关设备之一,近年来,隔离开关故障频发,其中又以机械故障占比最大,严重威胁电力系统的安全稳定。本文总结隔离开关机械故障特征,设计了一种以姿态传感器为基础,搭配无线传输和高压取能技术的隔离开关动作测量装置。分析采集信号与故障关系,提出了一种依据触头姿态角、转动速度、温度及磁场来综合判别隔离开关故障的方法,能够及时发现隔离开关的故障,对于维护电网安全稳定具有重要意义。     

基于HCNR201的高精度模拟信号隔离电路设计

为解决煤巷掘进过程中的探掘矛盾,研制了基于双频激电法和电场聚焦偏转效应的矿用聚焦双频激电仪。该仪器要求输出单路幅值可控、5路相互隔离的双频调制方波电流,同时完成输出电压电流值的高精度隔离采样。论文深入分析了基于线性光耦HCNR201的高精度线性隔离放大器的工作原理,从理论上推导了电压传递函数关系;提出了矿用聚焦双频激电仪隔离电路设计方案,完成了高精度模拟信号隔离电路设计(包括输出电压电流隔离采样电路及电压隔离控制电路)。通过搭建电压隔离采样电路并对其测试结果精度进行分析,表明该电路可实现0~2.5 V直流电压信号的高精度采集。     

基于磁隔离技术的RS485隔离中继器的研制

针对煤矿井下RS485通信特点及传统的RS485隔离中继器存在的问题,研制了基于磁隔离技术及收发自动转换控制技术的RS485隔离中继器。建立了该中继器信号传输理论模型,分析了数据传输状态工作原理,证明其在低频与高频信号传输两种情况下存在不同的机理,但均可实现RS485通信信号的零延时传输。搭建了该中继器性能测试平台,研究了其数据传输、功率及延迟时间特性,通过波形测试,验证了上述理论模型;通过功率特性测试及延迟时间特性测试,深入研究了该中继器的功率特性与延迟时间特性。通过实际通信测试,证明该中继器实现了RS485隔离中继通信功能。     

基于DSP的车载机车信号检测系统

以双TMS320F2812为采样及数据处理核心,设计了实时通用式机车信号检测系统.通过感应线圈收集轨道信号并经调理后输出,应用采样DSP的内部A/D模块采样,通过SPI传输到数据处理核心芯片,应用欠采样定理对信号进行处理后进行FFT变换实现键控移频信号解调及相应频谱分析得到编码规则及相关行车指令.系统采用双机备份设计保证可靠性.经实际应用证明:该系统在强电磁干扰较环境中能稳定运行,系统具有较高的频谱分辨率及实时性.     

采用单片机的直流电机无线遥控系统

为对分布于大型建筑各处的通风电机进行遥控启停、转向和转速控制,研究了采用单片机的直流电机无线遥控控制系统,分析了控制系统的硬件组成、软件设计和控制原理。控制系统以AT89S51单片机为核心,电机调速部分采用脉宽调制(PWM)技术,以IR2108作为驱动芯片设计驱动电路,无线遥控部分选用PT2262/PT2272编解码器,实现了对直流电机的遥控控制。研究结果表明该系统具有实用性好、结构简单、成本低、体积小和性能可靠等特点。     

高速列车牵引供电系统建模及短时断电工况仿真

为研究不同丁况下高速列车牵引供电系统的工作状态和性能,根据CRH2型高速列车牵引供电系统的实际结构与参数,采用Matlab/Simulink软件建立了整个系统的仿真模型,模型中牵引变流器采用正弦脉宽渊制(SPWM)和空间矢量脉宽调制(SVPWM)两种方式,牵引电机采用适用于高速列车的瞬态电流控制和转子磁场定向矢量控制策...     

基于FPGA的异步电动机变频调速系统

针对传统的单片机(MCU)或数字信号处理器(DSP)以软件方式实现的控制系统普遍存在速度慢、稳定性差等问题,以实现全数字电机控制器的集成化为背景,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)硬件设计方案,并结合EDA模块化的设计方法和Verilog HDL硬件描述语言,在一片FPGA芯片中得到了验证和实现;采用"top-down"设计思想,对系统按功能划分模块进行了设计;首先对各功能模块进行了设计、仿真、验证,然后将整个系统组合起来进行了仿真、验证,最后利用FPGA进行了硬件验证;在此基础上,完成了异步电机SVPWM调制方式的V/F开环变频调速系统的实验。研究结果表明,该系统稳定性高、占用资源少、复用性高,在实时性、灵活性等方面有着MCU、DSP无法比拟的优越性,为设计高性能的电机控制专用芯片奠定了基础。     

基于CPLD的彩色线阵CCD在木板色选系统中的应用

针对彩色线阵光电耦合器件(CCD)在木板色选系统中驱动电路的设计问题,提出了一种基于复杂可编程逻辑器件(CPLD)的驱动电路设计方案。首先给出了该驱动的系统框图,并介绍了其工作原理,然后对其中各重要模块进行了详细的介绍。该系统采用了Altera公司的EPM240复杂可编程逻辑器件;分析了彩色线阵CCD芯片TCD2252D的驱动时序图;通过硬件描述语言(VHDL)实现了各脉冲信号的发送,并给出了各脉冲参数之间的时序关系。简要介绍了从RBG色彩空间到HSL色彩空间的转换。最后,在QUARTUS 2上进行信号的软件仿真测试,并用逻辑分析仪检测实际电路。应用及实践结果表明,该基于CPLD的驱动电路方案具有可靠性高、成本低廉、维护方便的优点、具有很强的可扩展性,适用于CCD传感器驱动电路的设计。     

基于MC37I的数传终端设计

为解决污染现场的数据上传(至服务中心)问题,将通用分组无线业务(GPRS)技术应用到环境污染监测领域,数据采集模块通过串口与GPRS模块连接,将数据以无线方式上传.介绍了一种基于MC37I和STC12C5A56S2无线数据传输终端的设计.研究分析了系统的硬件结构设计,介绍了PPP协议的数据包结构,重点分析了PPP协议数...     

基于SOPC的步进电机加减速PWM控制器IP核设计

为解决步进电机运动系统中电机加速和减速过程的控制等问题,将脉冲宽度调制(PWM)和现场可编程门阵列(FPGA)IP核技术应用到设计方案中.提出了一种基于可编程片上系统(SOPC)实现步进电机加减速PWM控制器IP核的设计方法,并以此说明了该设计思想及其实现途径.通过HDL硬件描述语言编写功能逻辑、Avalon总线接口与...     

基于嵌入式系统的立式中空成型装置设计

论述了基于ARM 7 TDMI与嵌入式C-OSII实时操作系统的新型立式中空成型装置的设计,该装置使用多组PID闭环控制模块,通过嵌入式数控系统控制系统各个单元与24工位的旋转立式中空成型装置准确配合,形成高速旋转的立式中空成型系统,达到12 000个/小时的吹瓶速度。     

电动车安全性能检测线的电磁兼容性分析与设计

为解决基于STC12C5A单片机的电动自行车安全性能检测系统的测量控制单元的抗干扰性、测量稳定性等问题,将电磁兼容性(EMC)设计技术应用到系统设计中。针对不同的干扰源和耦合通道,结合电源设计、模拟量输入电路设计、开关量输入/输出电路设计以及印刷电路板布局设计方法,分析了电磁干扰源、耦合通道和控制测量系统之间的关系。在电动车生产厂家的电磁环境中使用电动自行车安全性能检测系统,进行了抗干扰性对比试验,其结果表明电磁兼容性设计后,生产环境对系统的干扰下降到1%以内,测量系统工作稳定。     

CRH3动车组牵引传动系统的负荷建模

针对如何分析整个牵引供电系统负荷特性以及建立高铁牵引供电品质分析平台的问题,采用矢量控制系统控制异步牵引电机,搭建了CRH3型高速动车组(EMU)牵引传动系统的Matlab/Simulink仿真模型.在此基础上,根据该动车组主要负荷成分为感应电动机的特点,采用感应电动机并联指数形式的静态模型,建立了该动车组负荷的数学模...     

一种新的协同设计环境中访问控制模型研究

通过对现有访问控制方法的研究,针对其中的不足和协同设计环境中对访问控制的特殊要求,提出了一个新模型RTBAC。该模型综合了基于任务的访问控制（TBAC）和基于角色的访问控制（RBAC）模型,从而将静态访问控制和动态访问控制相结合,并在此基础上引入了用户委托。系统基于B／S架构满足了计算机支持的协同设计（CSCD）系统的需求;引入权限加减机制,弥补了控制粒度过大的问题;通过矩阵计算和验证状态加快了访问和协同设计的速度。研究结果表明,提出的新模型可加快协同访问控制速度,增强协同访问控制的安全性和有效性。