太阳能跟踪控制系统的设计

为了提高太阳能利用率,提出一种新的太阳能跟踪方式,通过光敏电阻构成的光电传感器检测光线强度,根据光强偏差闭环控制步进电动机的转动,保证太阳光线与光伏电池板平面始终垂直,使光伏电池板输出功率最大。设计了基于AT89C52单片机为控制核心,驱动2组步进电动机,从方位角和高度角2个方向调整太阳能电池组方阵的姿态,实现双轴跟踪。试验结果表明,该控制系统能准确跟踪光源,实现电动机转动,工作性能稳定。采用单片机的太阳能跟踪控制系统具有成本低、精度高的优点。     

一种高精度双轴太阳能自动跟踪系统的设计

分析了当前太阳能跟踪系统中常用的方法及其优、缺点。提出了一种以单片机STC12C5206AD为控制核心,通过时钟控制粗调定位,然后利用光电转换电路,精确跟踪太阳的方案。试验结果表明,采用该方案既保证较高的太阳利用率,又避免了无效电能损耗和机械磨损。     

高精度双轴伺服太阳能跟踪系统的设计应用

随着太阳能的广泛利用,如何提高对太阳能的利用率,成为太阳能研究的焦点问题之一。理论分析表明,采用跟踪技术可以提高41.34%的能量接收率。提出了基于可编程逻辑控制器欧姆龙PLC(Programmable Logic Controller)的太阳能跟踪系统,使跟踪装置的控制器根据相关的公式和参数计算出白天太阳的位置,再转化成相应的脉冲发送给伺服驱动器,驱动伺服电机实时跟踪太阳。此系统在自东向西追踪太阳的同时,使太阳能板倾斜从而跟踪太阳的高度变化,从而获得最大的光伏发电效率。     

用于太阳能集热装置的太阳跟踪传感器

太阳跟踪系统精度偏低对太阳能热发电的效率的提高有一定的影响,如何提高跟踪系统的精度也是研究太阳能利用的一个重要方面。本文介绍了一种新的太阳跟踪传感器的设计方法,把太阳位置的偏差信号通过数模转换转化成数字量作为控制信号来精确控制步进电机调整传感器位置,与以往运用简单的电平信号来判断太阳位置的方法相比,能够实现高精度测量,也有利于把信号的传输。实验表明,测量精度能够满足太阳跟踪系统的需要,该设计具有一定的实用价值。     

双轴高精度太阳能自适应跟踪系统研究与设计

为对太阳能进行精确跟踪采集与开发利用,对太阳能自动跟踪采集技术和太阳能跟踪设备的结构设计和运行机理进行了研究,设计了一种基于PLC视日跟踪和DSP图像采集跟踪之间自动切换的跟踪方法.首先对PLC太阳位置单独控制跟踪方式进行阐述,然后利用图像处理器采集太阳光斑信息,最后通过DSP图像处理算法转换成太阳质心的偏转角度,反馈...     

太阳能跟踪系统的智能控制及系统设计

研究了光伏发电和最大功率点跟踪的基本原理及特性,并基于MPPT原理的控制思想,提出了一种新的太阳光跟踪方式用来提高光伏发电的效率。首先建立了用模糊控制算法实现的太阳光跟踪系统,仿真验证了方案的可行性;然后采用CycloneII 2C70 FPGA为研究开发平台,搭建了以步进电动机等为主的执行机构,实现了该智能型太阳光跟踪系统的功能,该系统对提高光伏发电的太阳能利用率具有重要意义和应用价值。     

太阳能跟踪控制器设计

本文对太阳能跟踪系统进行了自动跟踪系统控制部分设计。系统采用光电检测追踪实现对太阳光线的跟踪,从而提高太阳能的利用效率。     

高精度恒压计量泵控制系统的设计

针对传统计量泵在压力调节、流量控制方面存在精度低、稳定性差等问题,设计了一种基于嵌入式系统的高精度恒压恒速计量泵控制系统。该系统以ARM处理器为开发平台,采用模块化的设计思想,硬件部分设计了数据采集模块、数据存储模块、数据处理模块、控制模块以及通讯模块等。通过单片机STM32的定时器输出PWM波实现对步进电机的精密控制,利用光电编码器以及压力变送器采集电机的转速和计量泵出口压力值,求出计量泵出口压力值与理论值的差值,采用模糊PID算法将压力差值转换为控制脉冲信号,实现对恒压恒速输出过程的实时调节。实际试验结果表明,设计的计量泵控制系统具有控制精度高、稳定性好等优点,具有广泛的应用价值。     

一种高精度高速跟踪轴角转换器的设计

随着整机系统使用的轴角转换器精度和跟踪速率不断提高的要求,研制了一种高精度高速跟踪轴角转换器.此处介绍了该高精度高速跟踪轴角转换器的设计,采用低分辨率下高速跟踪、高分辨率下精确读采数的模式,实现了在一个轴角转换器内的高精度高速跟踪.     

基于FPGA的高精度模拟量输出卡设计

针对遥测系统中采集模拟量信号精度低、质量差等问题,本文在模拟量信号日益精度化、多样化、复杂化的趋势下设计了更为高精度的模拟量输出卡.本设计采用了以现场可编程门阵列(FPGA)为中心的逻辑控制器、16位高精度的数模转换器LTC2642实现了DA的高精度转换,输出的模拟量信号通过16位通道的模拟开关ADG1606将96路信...     

基于FPGA的高精度频率计的设计与实现

为了实现对正弦信号频率的高精度测量,设计了一种基于FPGA的数字频率计;除测量频率外,该装置还可以测量双路方波信号的时间间隔和脉冲信号占空比.该频率计以FPGA和单片机为核心,采用“多路并行计数法”实现信号频率的高精度测量.输入信号经高频放大和比较模块转换为方波信号输入FPGA单元,经多路不同倍数分频后进行并行计数,最后由单片机选择输出精度高的一路计数值,利用换算关系得出最终的测量结果.经测试,该数字频率计可实现1 Hz～199 MHz、10 mVrms～1Vrms正弦信号的频率测量,相对误差的绝对值不大于0.0001％;100 Hz～1 MHz、50 mV～1 V同频方波的时间间隔测量,测量范围为0.1μs～100 ms,相对误差的绝对值不大于1％;50mV～1 V、1 Hz～5 MHz脉冲信号的占空比测量,相对误差的绝对值不大于1％.因此,具有测量精度高、测量频率范围宽和测量幅度范围大的特点.     

基于FPGA的等精度频率计设计

本文利用FPGA(现场可编程门阵列)芯片设计了等精度频率计,该频率计的测量范围为0~100MHz。仿真和实验结果表明,该频率计有较高的实用性和可靠性。     

高精度管线测量机器人多传感器集成方法

针对现有地下管道探测方法适用性差、易受环境干扰、测量精度低等问题,提出了一种基于管道测量小车,多传感器数据融合的高精度管线测量机器人集成方案。系统以管道测量小车为平台,FPGA为控制核心,挂载惯性测量单元、里程测算单元,通过实时测量管道小车的姿态信息,同时融合里程数据及起止位置坐标推算地下管道的埋深、走向等信息。测试结果表明,本系统的适用性好、抗干扰性强,实现了对地下管道三维航迹参数的实时测量,以及测量数据的同步传输和存储;数据解算达到了95 m横向重复性±40 mm,高程重复性优于±20 mm的高精度曲线测量指标。     

一款高精度直流电源设计

针对航空航天领域飞行器测控系统需要高精度、宽功率输出的高性能直流电源,设计了一款以单片机(C8051F005)为核心,应用高速高精度运放(OPA551PA、AD780)等高性能元器件,优化电路结构,构建多路输出高精度直流电源系统。设计的直流电源通过严格测试,具有稳定性好,输出精度高(可达±0.05 V)等性能,满足了测控系统的电源要求。     

基于单片机的高精度频率计设计

介绍了基于AT89系列单片机的高精度频率计的设计方案,描述了它的系统组成、工作原理和软件设计。此外,阐述了利用单片机实现多周期同步法测量频率的方法,包括同步接口电路设计和测量原理。该频率计采用单片机与频率测量技术相结合,利于多周期同步测量法的实现和灵活的测量自动控制,并且大大提高了测量的精度。     

一种高精度带隙基准电压源设计

在传统带隙基准产生原理的基础上,改变了利用运算放大器做反馈网络的稳定机制,引入与电源电压无关的电流源对整个基准电路进行反馈控制,克服了运放失调电压对基准电路精度的影响,提高了电路的电源电压抑制比(PSRR),基准电压的温度系数仅有9ppm/℃。结合电路的蒙特卡罗分析结果设计了电阻分压网络,熔丝和8选1控制器构成了Triming电路,实现了对基准电路进行单步0.006V的微调,最大调整范围可达0.065V,消除了生产过程中工艺偏差带来的影响,从另一个方面保证了基准电压的精度     

基于FPGA的高速激光照相系统的时序控制器设计

高速激光相照系统以双目视觉为基础,利用脉冲激光器作为光源照亮弹丸,使用高速相机进行拍照,获取弹丸在飞行过程中的图像进而获得弹丸运动以及姿态参数。时序控制器是连接相机、脉冲激光器、触发靶等设备的关键部件,主要功能是控制系统各部分之间的时序,同时还有计时功能。时序控制器可根据要求输出相机启动触发信号和多次脉冲激光器闪光信号。在相机快门打开的时间内激光器多次闪光,相机可在一次曝光时间内拍摄多张图像,实现对高速飞行的目标弹丸进行拍照。     

带有跟踪微分器的无模型自适应控制器

将跟踪微分器加入到无模型自适应控制器中,结合跟踪微分器与无模型自适应控制器的优点,设计出一种适合于诸如非线性、时滞、时变、强耦合等复杂系统的控制器.该控制器利用跟踪微分器安排过渡过程,实现了对强干扰、大时滞系统的快速、无超调控制,并且进行了与非线性PID(proporrtional integral derivative)控制器的对比仿真研究.仿真结果表明:带有跟踪微分器的无模型自适应控制器具有的优点,适合于处理带有强干扰以及时滞系统的控制问题.     

低功耗IEPE传感器数据采集系统的设计与实现

针对IEPE传感器数据采集系统中传感器输出的信号动态范围大、幅值较高,不宜进行直接采集的问题,并且为提高数据采集的精度,降低功耗,设计了IEPE传感器数据采集系统。设计采用了低功耗可程控前端信号调理电路,高精度模数转换电路及微功耗电源电路,大大提高了数据采集系统的精度,降低了其电路的功率损耗。整个数据采集系统以FPGA为主控芯片,操作方便,工作稳定,经实验验证和分析,能广泛应用于相关工程领域。     

基于FPGA的高精度数据采集卡设计

针对以往采用MCU设计实现的数据采集卡速度低、容量小,无法胜任一些实时性高、数据量大的数据采集要求,本文采用CPLD和DSP进行信道前端处理,以FPGA为采集的核心控制芯片并用于参数的存储与读写,设计了一种快速、高精度数据采集卡.在FPGA内部实现了133MHz的PCI总线,无需专用接口芯片,简化了电路设计,提高了系统的稳定性.实验表明,数据采样率最高可达20MSps,而且具有功耗低、稳定性高、可以进行多通道扩展的特点.