反激式DC-DC变换器滑模控制研究与仿真

反激式DC-DC变换电路作为光伏逆变器的前级电路,具有转换效率高、转换开关电压应力小等特点。为进一步提高转换效率,研究一种DC-DC变换电路混杂系统建模和滑模控制策略。本文首先分析所提拓扑结构的工作原理,并根据该拓扑电路的工作方式,利用状态空间平均法建立该拓扑的系统数学模型,采用滑模变结构控制方法来控制系统状态之间的切换,最后通过Matlab/Simulink仿真和实验验证该变换器拓扑的实用性和滑模控制策略的有效性。     

电压控制式电动助力转向系统的研究与设计

研究与设计了一种电压控制式电动助力转向系统,采用MCS-51系列中的8052单片机结合A/D和D/A转换器、信号和功率放大器及频率/电压变换器等组成控制器,通过程序实现助力电动机的电压控制,进而控制助力转矩,满足电动助力转向要求。     

多功能温度测控系统的研究

如何提高温度控制仪的控制效果,提高换热效率,对于缓解我国能源紧张的状况,具有长远的意义。本文研究的内容包括多功能温度控制系统的工作原理及一些典型的温度控制器的结构。并设计了"基于单片机的温度控制系统"。设计的主要内容是温度检测与控制系统中控制算法及输出驱动电路的实现。系统的组成包括:温度检测与处理系统、A/D转换电路、单片机系统电路、键盘和显示电路,控制算法主要是对PID控制与模糊PID控制进行了一定的研究。     

基于终端滑模和扰动观测的Buck型变换器复合控制技术

目前功率变换器的控制方法以纯状态反馈为主,当干扰较大时一般需要通过较大的增益来抑制干扰的影响,而高增益控制器通常会影响闭环系统的动态或稳态性能。为进一步提高Buck型变换器控制系统的动态和稳态性能,提出了一种基于非奇异终端滑模控制方法和扰动观测技术的复合控制方案。首先,考虑外界干扰、系统不确定以及参数变化的影响,建立Buck型功率变换器的平均状态模型;其次,基于非奇异终端滑模控制方法,设计滑模控制器,实现Buck型变换器的基本电压调节功能;最后,利用扰动观测技术,构造非线性扰动观测器实现对扰动的观测,并将扰动观测值作为前馈与状态反馈结合形成复合控制,进一步改善了系统的性能。仿真和实验验证了所提方法的有效性。     

可调直流磁场种子处理装置的研究

为农作物种子磁场育种实验设计了一种直流磁场装置。利用Ansoft Maxwell软件,绘制出产生磁场的铁芯线圈模型,确定铁芯和线圈的尺寸和参数。装置硬件部分由LM2596稳压芯片构成的DC-DC电路等部分组成,电压调节范围在0~28 V,电流调节范围在0~2A,磁感应强度调节范围在0~4 000GS,检测显示电路可以精确测量显示电压、电流、磁感应强度大小。用装置进行农作物磁场育种实验,结果表明,种子在4 000GS磁感应强度下经过5min处理的发芽率提高幅度最大。本装置可以实现一般小型农作物种子的磁化处理需求,效果较为明显。     

基于PID控制的温度控制器的设计

为了解决由于温度滞后性而造成在工业与农业生产中温度控制器难以达到控制目标这一问题,设计了一种以铂铑热电偶为传感器,以AT89C51单片机为核心的温度控制系统,该系统采用PID控制,主要是由铂铑10-铂热电偶、信号调理电路、A/D转换电路、AT89C51单片机、显示电路、执行电路等组成。     

电动汽车内DC-DC变换器传导辐射的仿真研究

DC-DC变换器是电动汽车上重要的功率转换器,工作过程中会产生很大的电压变化率和电流变化率,从而在车内产生很大的电磁辐射,有可能导致电动汽车电磁兼容性难以满足相关标准的要求.对DC-DC变换器进行电路分析,建立其等效电路模型,用PSpice软件进行共模干扰仿真.建立复杂程度合适的汽车模型,对共模干扰激励下车内电磁场的分布进行仿真,将仿真结果与GB/T18387-2008中的辐射限值规定进行对比,为电动汽车内传导辐射的仿真研究和电磁兼容设计提供了一种有效的方法.     

压电式土壤湿度计在农业自动化中的应用

压电式土壤湿度计是利用固态压力传感器将土壤湿度计测得的土壤吸力值转换为电压值,供二次仪表(数字仪表或自动记录仪)测量和显示.压电式土壤湿度计由张力计、压力传感器、显示仪表及电源等部分组成.其电压信号经过A/D转换器与接口电路输入微型计算机,进行数据处理,可作为数据库或进行复杂的数值运算或与灌溉系统联接起来,实现微机控制的闭环自动灌溉系统.压电式土壤湿度计在农业自动化中将会发挥越来越大的作用.     

便携式农作物秸秆剪切力测量仪的设计

介绍一种便携式农作物秸秆剪切力测量仪的软、硬件设计.该测量仪采用MSP430F425作为控制核心,采用交流可逆减速电机作为执行机构,通过力传感器采集剪切力信号,经信号调理电路和高精度A/D模块传送至核心控制器,进行数据显示、存储和分析.该测量仪可完全取代万能力学实验台在农作物秸秆剪切力测试方面的功能,同时实现装置的自动化、智能化.经实际应用验证.该测量仪性能稳定、精确可靠.     

基于MSP430的温室多路数据采集系统

设计了一种以MSP430单片机为核心模块的温室多路数据采集系统,用以采集温室内的多路环境参数.采用信号调理电路和MSP430单片机内部A/D转换模块相结合的方式,实现了从模拟信号到数字信号的采集和转换,转换精度可达到10位.该系统具有结构简单、功耗低、工作稳定和可移植性较强等特点,可广泛应用于多路模拟信号的数据采集.     

储能电站变流器设计与仿真研究

为了有效解决交流子网与直流子网间的功率传输,降低电流谐波,基于三相电压源型变流器及变流器的控制方法,在MATLAB R2018a环境下搭建了储能变流器的整体仿真模型。电路主要由三相电网、三相PWM变流器、Buck/Boost变换器和蓄电池构成。三相PWM变流器控制中间电压为稳定在700 V,实现能量由电网与直流母线的双向变换;Buck/Boost变换器实现双向DC/DC功能,对电池进行恒功率充电或恒功率放电;三相PWM变流器采用电压外环、电流内环双闭环PI控制,电网电压和电容电流前馈,电感电流解耦,SVPWM空间矢量调制;Buck/Boost变换器采用PID闭环控制。     

基于单片机的智能交通灯控制系统设计

智能交通灯控制系统硬件部分采用单片机作为核心控制器。在单片机的外围扩展按键电路,状态指示电路,倒计时显示电路等,使硬件电路能完成基本的控制功能。控制系统可以控制交通信号灯的状态变化,用LED灯表示,倒计时间在数码管上显示。在此基础上,增加传感器模块实现对车流量的检测,通过单片机控制改变交通信号灯的变化时间。控制系统可以实现夜间模式,紧急模式等功能。交通信号灯的状态变化时间可以根据车流量的改变而改变,提高了交通控制的效率。     

检测病原菌的阻抗生物传感器系统设计

为了快速、准确地检测食品中有害病原菌的含量,设计了一种能够快速、定量、即时地检测出食品中多种病原菌的阻抗生物传感器系统。系统以STC89C52单片机为核心,使用键盘输入被测物种类,蛋白A修饰叉指微电极,应用电化学阻抗分析测量病原菌在不同浓度下的阻抗值,经过阻抗电压转换电路、电压放大电路、A/D转换等信号处理,最终通过LCD显示出病原菌浓度含量,若病原菌含量超限则报警。该系统能定量检测出多种病原菌的含量,并可实现含量的LCD显示和超限报警。该系统采用软、硬件模块化设计方法,结构紧凑、成本低、分析速度快、灵敏度高。     

电机试验台的控制方式及实现方法

为了实现对小型异步电动机试验台的控制，介绍了一种新的试验工艺和方法。通过采用数字可控硅直流调速装置，拖动一套直流电动机一交流发电机组，作为试验电机电源，来实现电源电压与频率的调节。负载试验与温升试验的负载采用直流发电机；设备的控制采用单独控制和集中控制交互的方式；实验数据的自动采集通过电量变送器实现；电源机组的转速和被试电机的频率通过A／D转换板、D／A转化板以及相应的计算机程序实现。试验结果证明该试验台的控制方法完全可行，实际测量误差〈0．3％。     

汽缸套电镀铬厚度精密测控系统设计

汽缸套电镀层厚度精密测控系统采用模块化设计,以89C52单片机为控制芯片,电流分流器为信号采集元件。6个分流器分别采集6个汽缸套的电镀电压信号,经直流放大电路放大后,由多路模拟转换开关分时选通各汽缸套的电压信号,送入A／D转换电路,再将转变后的数字量送入单片机进行计算处理,实现了多汽缸套同时电镀时镀层厚度的单独测控,保证了电镀质量。试验结果表明,该系统测控精度高,多缸套电镀层厚度尺寸的一致性好。     

高精度数显温度测量控制器

控制系统用双向可控硅作无触点控制开关,并用光电耦合器将高、低压隔离,既安全又节能。为此,用集成电路温度传感器AD590、A/D转换器7107及光电耦合器等器件,制作了高精度数显温度测量控制器。该测温控制器的特点是:电路简单、易制作、工作稳定可靠,测温控温范围为-55°～ 150℃,测温精度为0.1℃,高亮度显示,适用于工农业自动控制中测温控制。     

作物需水信息远程实时采集系统的设计

作物需水信息的快速获取和实时传输是实现智能诊断和精量灌溉的前提。为此,设计了一种实时采集影响作物需水多环境参数的多通道数据采集系统。该系统以超低功耗单片机MSP430F149为核心处理模块、西门子MC39i为无线传输模块,以计算作物需水量的彭曼—蒙特斯公式中的主要气象要素(温度、湿度、日照时数、风速、辐射)和土壤湿度作为采集对象,根据各传感器输出信号设计了数据采集通道数量及类型。设计选用了系统的实时时钟电路、数据存储模块、LCD液晶显示以及控制键盘等电路,开发了系统各模块的控制软件,实现了通道选择、数据采集、数据处理、液晶显示及无线数据传输等功能。经电位器模拟输出电压测试,系统能实现数据采集和实时显示的功能,可以应用于灌溉决策系统中作物需水信息的实时监测。     

馈能悬架自适应离线神经网络逆控制

在馈能悬架系统馈能回路中引入Boost/Buck型DC-DC变换器,将DC-DC变换器的非线性数学模型描述为稳态分量和扰动分量之和,设计了自适应离线神经网络逆控制器。控制器由离线神经网络逆控制器和自适应控制器组成,离线神经网络逆控制器产生直流变换器的稳态输入,并利用变换器的稳态分量产生训练离线神经网络逆控制器的样本,自适应控制器产生补偿系统参数变化和不确定性扰动的动态输入。在此基础上,对控制器的性能进行了快速控制原型试验验证。最后,对馈能悬架进行了仿真研究。结果表明,自适应离线神经网络逆控制器能够使电动机电磁阻尼力较好地跟踪理想力,改善车辆的舒适性和平顺性,并有效地回收部分悬架振动能量,实现自供能控制。     

基于霍尔传感器反馈的AVR单片机直流电机伺服系统设计

文章介绍了以ATmega8单片机作为核心控制芯片,采用PWM控制方式,应用PID控制算法,通过直流电机驱动芯片LM298和霍尔传感器实现的速度反馈闭环控制系统,给出了硬件电路和相应的软件设计.     

基于单片机的小尺度荷电燃烧控制系统

面向小尺度荷电燃烧装置,设计了基于单片机的控制系统,并进行了控制实验研究。设计中采用了STC89C52芯片、步进电动机驱动芯片、数模转换芯片、MAX232电平转换芯片、液晶显示LCD1602和矩阵键盘等,构建了基于单片机和电压反馈的步进电动机控制系统。通过键盘输入相关控制参数,结合电压采样信号可以实时控制步进电动机,由步进电动机驱动旋钮调节高压直流电源,从而控制火焰燃烧状态。运用计算机与单片机之间串口实时采集数据的实验结果表明:当其他条件相同时,回路电流随着极距的减小而增大;当极距固定时,相同电压作用下,增大流量,回路电流增大。当微尺度喷管流量过大、电压过高时,空气扰动等都容易导致极板间放电,火焰跳跃甚至熄火。以检测的反馈电压作为反馈变量,与键盘电压设定值相比较,以步进电动机为执行器可实现对外加高压直流电源的快速调节,从而实现对燃烧系统的闭环实时控制。本研究为复杂的燃烧过程提供了简单的电学控制方法。