Abstract ：

搭载超级电容为储能的有轨电车会是未来城市交通发展的一种新方向，而其充电 装置是供电电网和电容储能元件的接口，使得能量在电网与电车的超级电容电池组之 间得以交换，是搭载超级电容作为储能装置有轨电车供电系统的核心。而目前已有的 充电装置存在着充电电流不可调、充电方式不能自由切换、监控系统实时性差、保护 系统不健全以及成本偏高种种问题。 为解决已有方案中的缺陷，本文对应用于有轨电车的超级电容充电装置及其监控 系统进行了设计和实现，通过硬件和软件的设计完成样机的制作，最后对其主要功能 进行了实验验证。论文首先在对超级电容的储能原理和现有电容充电策略分析的基础 上，设计了恒流、恒功率和恒压的三段式的充电方法，通过加入充电电流的调节进行 充电方式的切换，极大的提高了充电的效率。其次，为充电装置设计了模块化的硬件 拓扑方案，并通过充电全过程的联合仿真验证了其正确性，该方案极大的简化了装置 的硬件电路，提高了装置的便携性并减少了制造成本。随后，为了对充电装置进行有 效的监测和控制，提高控制系统的响应速度，基于实时多任务操作系统（μC/OS-Ⅱ）作 为嵌入式操作系统内核设计了具有数据采集及处理、通信和控制的软件功能模块，达 到了对充电系统实时监控的要求。又针对运行中可能出现的各类故障为其加入了充电 保护和故障检测功能，提高了装置运行的安全性。最后，为验证设计的正确性，通过 实验平台对它的各项功能进行验证实验，使用不同充电策略对装置进行满载充电实验。 本文针对有轨电车搭载的超级电容储能装置进行了充电装置及其监控系统的设 计，对实验装置进行了实现和调试，实现了其对电容的高效充电以及充电过程实时监 测和控制的基本功能，各项指标均达到要求。

Keyword ：

超级电容 充电装置 电容充电方式 监控系统 有轨电车

Cite：

Copy from the list or Export to your reference management。

Abstract ：

传统的阀控液压系统具有功率密度大、精度高、响应快等优点，已被广泛应用于航天、航空、机械等国防及民用行业中，但同时它也存在着成本高、结构复杂、油液容易污染、效率低和不适宜远距离输送动力等缺陷，从而一定程度上限制了其应用范围。近二十年来，国外已相继开展了对直驱式电液伺服系统的研究，并在理论和实践中都有了很大的突破。国内对这方面的研究，起步相对较晚，大多还处于理论研究和试验阶段，考虑到直驱式电液伺服系统对国防和工业发展具有巨大的经济和社会效益，本课题以飞机扰流板直驱式电液伺服系统为研究背景，采用理论分析、仿真建模和试验研究相结合的方法研究其控制性能，为系统实际的应用进行有益的探索和尝试。 论文首先确定了系统的设计方案，选用无刷直流电机作为系统的动力驱动部分，并选用高性能DSP（Digital Signal Processor）芯片作为系统控制器，在此基础上构建了机载直驱式电液伺服系统的地面模拟试验平台。 针对飞机扰流板驱动要求输出力矩大、响应较快以及抗扰动能力好的需求，本文采用了电流、速度和位置三闭环控制方法；并引入μC/OS-II实时多任务操作系统，相较于传统的前/后台程序设计方法，提高了控制系统的实时性、可靠性、可维护性以及可扩展性。 另外，根据系统的设计方案，在AMESim中建立了直驱式电液伺服系统的模型，并结合matlab/Simulink，分别采用PID和模糊自适应PID控制算法，对系统动态性能进行研究，仿真结果表明，相较于传统的PID 控制方法，模糊自适应PID控制具有更好的动态性能和抗扰动性能。 最后，本文对所搭建的直驱式电液伺服控制系统的性能进行了测试。运用PID和模糊自适应PID控制算法，进行了无刷直流电机的调速试验和直驱式电液伺服系统位置控制试验。结果表明，采用模糊自适应PID 控制策略，能够有效地提高系统控制精度，增强系统的抗干扰能力。试验结果验证了理论分析和软硬件设计的正确性，实现了系统设计的要求。

Keyword ：

直驱式电液伺服系统DSPμC/OS-IIAMESim模糊控制

Cite：

Copy from the list or Export to your reference management。

Abstract ：

数控系统是数控雕铣机的核心，是实现机械制造自动化的关键，直接影响到一个国家的制造业水平。我国是一个制造业大国，要想成为制造业强国，就必须自主研发数控系统。嵌入式技术的蓬勃发展为研制拥有自主知识产权的高性价比嵌入式数控系统提供了条件，这对于提高我国中高档数控系统的技术水平具有十分重要的意义。 本文以一台小型雕铣机为控制对象，首先对小型雕铣机的主轴系统进行了设计，然后对雕铣机的控制特点进行分析，在此基础上，确定了小型雕铣机数控系统的功能要求和开发目标，并引入嵌入式系统开发的一些观点，提出了小型雕铣机数控系统的嵌入式解决方案——以ARM微处理器作为系统的硬件平台，以源代码开放的嵌入式实时多任务操作系统μC/OS-II作为系统的软件平台，构建了嵌入式数控系统的总体结构。该结构具有资源利用率高、可靠性高、体积小以及成本低等优点。 本文根据系统的功能要求，以LPC2292微控制器为核心设计了嵌入式数控系统的主控模块、机床接口模块、人机界面模块和数据通信模块，并利用Altium Designer绘制了原理图和四层PCB，最后对电路板进行了调试，完成了嵌入式数控系统硬件部分的研发。 本文在LPC2292微控制器上移植μC/OS-II构建嵌入式数控系统的软件平台，并基于μC/OS-II开发小型雕铣机嵌入式数控系统的应用软件。系统软件具有实时性好、结构简单、扩展方便等优点。 为了验证系统设计方案的可行性和系统的性能，本文最后进行了软硬件集成调试，同时将嵌入式数控系统和小型雕铣机连接，进行实际的加工试验。结果表明，嵌入式数控系统设计方案可行，系统基本实现了开发目标而且具有较好的性价比。

Keyword ：

ARM 雕铣机 嵌入式系统 数控系统

Cite：

Copy from the list or Export to your reference management。

Abstract ：

基于嵌入式系统的电气参数测量仪可以在用户设定的工作方式下，对电网或电力设备的电压、电流、频率、相位、功率和阻抗等电气参量进行测量、显示和存储，并进行简单的谐波分析。该测量仪采用基于嵌入式系统的设计方案，具有成本低、准确度高、功能齐全、便于携带和更新升级等特点。系统硬件采用了以32位嵌入式微处理器MCF5307为核心的主系统板，并设计了信号调理、数据采集、人机接口、数据存储和数据传输等模块。测量仪可对三相电压、电流信号实现准同步采样，具有自动切换量程和手动或自动记录超过预设电压、电流有效值的电压、电流波形数据的功能。在主系统板上扩展了CF卡及以太网等辅助接口，以实现将数据传输至上位机进一步处理和分析，扩展并完善了测量仪的功能。系统软件选用Nucleus Plus作为仪器的操作系统，实现了电量测量仪器在嵌入式实时多任务操作系统中的移植。在此基础上，采用C语言进行应用程序的开发。系统软件采用模块化设计思想，方便系统的设计、调试及维护，也可减小软件故障率和提高软件的可靠性。为了减小准同步采样时由于普通FFT算法的泄漏效应和栅栏效应造成的误差，提高电量数字化测量的准确度，参考电量测量领域数字化测量方法的相关资料，编写了窗函数插值的高准确度FFT算法。所研制的样机在实验室进行了模拟测试，实验结果表明本文所研制的基于嵌入式系统的电气参数测量仪在功能和技术指标上均达到了设计要求，目前在宁夏电网系统中试运行情况良好。

Keyword ：

电量测量谐波分析嵌入式系统窗函数插值高准确度FFT算法Nucleus Plus

Cite：

Copy from the list or Export to your reference management。

Abstract ：

微机继电保护是用微型计算机构成的继电保护，是电力系统继电保护的发展方向，它具有高可靠性，高选择性，高灵敏度。PA100装置为由微机实现的数字式中低压电压等级的直接接地系统、小电阻接地系统、消弧线圈接地系统、不接地系统中的线路过流保护及测控装置。本文针对PA100继电保护产品在实际应用中存在的问题，结合继电保护的发展趋势，对其进行了深入研究，在具有丰富运行经验的PA100产品基础上设计出一套更通用的馈线保护装置PA150。本文根据馈线微机保护的技术要求提出了PA150的技术方案。在该方案中PA150采用背插式结构，方便装配和维护；采用交流同步采样的方法测量电压、电流、频率、功率等参数，采用高性能芯片MAX125提高测量准确度；此外PA150可自带防跳功能。在PA150的设计中采用模块化的设计方法设计了以80C196KB为核心的硬件系统，该系统由电源模块、中央控制模块、输入模块、输出模块、人机对话模块、通信模块组成，具有很好的灵活性和可移植性。因为采用传统的程序管理方法和进程模式的软件设计思想不能满足微机保护装置的功能要求，PA150上采取实时多任务操作系统(RTOS)。本文在分析国内外RTOS软件的基础上，对其实现的原理、方法进行了论述，提出了实现任务调度的具体方法，成功开发了应用在PA150上的RTOS。该系统具有针对性强、调度灵活、实时性强、可靠性高的特点，并为嵌入式软件的开发提供了与硬件无关的通用软件平台。本文分别采用加权平滑滤波方法和傅氏算法完成测量和保护的任务程序设计，在硬件设计的基础上进行了软件的流程设计，给出了主要程序模块的设计流程图并完成了软件设计。实验证明，本文所设计的馈线保护装置功能及技术指标满足设计要求。最后本文举例说明了PA150馈线微机保护装置在实际工程中的应用。

Keyword ：

电力系统微机保护馈线实时操作系统

Cite：

Copy from the list or Export to your reference management。

Abstract ：

继电保护是电力系统安全稳定运行的保障。随着保护技术的不断发展，对硬件系统逐渐有了归一化的要求，即采用统一的硬件系统，能够满足不同原理、不同逻辑的多种保护，这样便于工程设计和现场的运行维护，且对提高保护装置的可靠性也非常有利。 微机技术、电子信息技术的发展推动了微机继电保护的快速发展，不断有新的技术、新的集成电路产品应用在继电保护装置的设计中，其中数字信号处理器（DSP）以其在数值运算处理方面的突出特点，非常适合用于需要大量逻辑、数值运算的继电保护系统中。 本文介绍了一个以DSP处理器为核心的继电保护硬件系统的设计方案，分析了主要元器件的选型和特点，给出了主要电路的设计。系统采用32位的浮点DSP芯片，配合可在系统编程（ISP）的复杂可编程逻辑器件（CPLD）、高精度的16位A/D转换器等主要器件，组建了一个具有24路模拟量输入通道、24路开关量输入通道、24路开关量输出通道、3路串行通信接口的硬件系统，该硬件系统支持嵌入式实时多任务操作系统（RTOS），可以实现系统软件的多任务处理和使用高级语言编程，提高软件的工作效率。 为了提高对硬件系统的维护能力，文中设计了用于测试装置功能和技术指标的测试程序，同时考虑到装置运行在强电磁干扰的工况下，在硬件系统设计中采取了多种预防电磁干扰的措施。 文中最后给出了系统测试结果，表明系统功能完善，各项技术指标均优于原设计指标。

Keyword ：

DSP 继电保护 抗干扰 硬件设计

Cite：

Copy from the list or Export to your reference management。

Abstract ：

无线传感器网络是由大量具有感知、计算和无线通信能力的微型节点通过自组织的方式构成的网络。这些节点的成本和功耗成为无线传感器网络实用性的关键因素。面向低成本、低功耗和低数据传输率的应用需求而产生的ZigBee技术将很适合用于无线传感器网络。基于ZigBee技术的无线传感器网络节点可以应用在工业控制、消费性电子设备、汽车自动化、农业自动化和医用设备控制等多个领域。本文对无线传感器网络和ZigBee技术进行了研究，设计了一种低成本的无线传感器网络节点，对其硬件系统和软件系统进行了详细的设计与实现。 首先，论文对无线传感器网络节点的硬件系统进行了设计与实现，包括控制处理模块、无线传输模块和传感器模块。系统集成了温度传感器和语音传感器，并为扩展其它传感器提供了一线接口和I2C接口。语音传感器模块提供了语音数据缓冲区以对编解码数据进行缓存，同时进行串并和并串转换。严格的时序设计保证了缓冲区和编解码芯片之间数据传输的同步。 然后，论文对无线传感器网络节点的软件系统进行了设计与实现。基于一线协议，按照温度传感器的操作时序编写了温度采集驱动程序；为使用语音传感器录制和播放语音提供了编程接口和应用框架；基于抢占式实时多任务操作系统μC/OS，设计了精简的ZigBee协议栈，实现了组网和数据的收发功能，并提供了方便的应用程序编程接口。 最后对系统进行了硬件调试和软件测试。测试程序实现了温度的采集，使用语音编程接口实现了语音的录制和播放。通过节点的入网测试和数据收发验证了协议栈的有效运行。

Keyword ：

无线传感器网络ZigBee技术μC/OS操作系统IEEE802.15.4协议栈

Cite：

Copy from the list or Export to your reference management。

Abstract ：

双辊柔性卷板作为一种新型卷板工艺，可以克服传统卷板技术的许多缺陷，是一种比较有应用前景的筒形件生产工艺。本课题的目的是研究双辊柔性卷板工艺，并开发相应的数控化试验台。课题首先从研究双辊柔性卷板工艺入手，分析影响产品成形的各个因素，总结易于实现数控的数学模型，接着设计了卷板试验台的机械结构，然后在工艺及机械结构的基础上，构建了实现数控化所需的软硬件。本文首先从理论方面对板料弯曲成形做了定性分析，找出影响成形曲率半径的各参数，然后用LS-Dyna软件对柔性卷板进行了有限元模拟，并搭建了简易实验平台进行卷板实验，将有限元分析数据与实验数据相结合，进一步对柔性卷板工艺进行分析，并总结易于实现数控的卷板公式。本文在确定柔性卷板的功能需求和开发目标的基础上，设计了数控化卷板试验台本体的各机械结构，主要为刚性辊压下单元及柔性辊转动单元。刚性辊压下单元采用步进电机经减速器减速，然后通过丝杠螺母副驱动刚辊压下。柔性辊(主轴)转动单元采用交流电机经皮带轮及涡轮蜗杆两级减速后驱动柔性辊实现。本文在对柔性卷板实现数控化方面，以单片机和外部功能扩展元器件作为系统的硬件平台，以开放源代码的嵌入式实时多任务操作系统uC/OS－II为软件平台，构建了嵌入式数控系统的总体结构。硬件方面，设计并实现了嵌入式数控系统的主控模块、扩展功能模块和人机界面模块等。软件方面，在W78E516B上移植uC/OS－II构建了数控系统的软件平台，并基于uC/OS－II开发了卷板机数控系统的应用软件。最后，在完成了机械加工装配及软硬件调试之后，进行了实际卷板实验。实验表明，双辊柔性卷板用于卷板加工工艺是可行的、柔性卷板试验台设计合理、数控系统的功能有效。开发的数控试验台实现了开发目标，具有较好的性价比。

Keyword ：

柔性卷板数控系统卷板试验台嵌入式系统

Cite：

Copy from the list or Export to your reference management。

Abstract ：

介绍了基于新型高性能DSP芯片TMS320F2812和现场可编程门阵列ACEX EP1K 208_3 FPGA实现的断路器同步关合控制平台的设计,控制单元采用嵌入式实时多任务操作系统μC/OS-Ⅱ作为系统软件平台,以DSP作为主控制单元,FPGA作为执行单元,用VHDL语言实现执行电路的设计,该方案提高了系统运行的可靠性并且利于系统功能扩展,并已在实验室调试通过.

Keyword ：

FPGA TMS320F2812 μC/OS-Ⅱ 同步

Cite：

Copy from the list or Export to your reference management。

Abstract ：

本文根据电力系统监控技术的发展现状，针对以往电力系统在线监控系统存在的可靠性，灵活性，可扩展性等方面存在的缺陷，提出了一种修改了以上缺点的硬件平台系统，同时，该系统具有强大的通讯功能，并与软件系统结合，提供了强大的可编程性能，使得该系统可以适用于多种电力系统在线设备与自动化装置，如RTU/FTU/TTU，继电保护，故障录波器，接地故障检测，电能质量监测，相量测量装置PMU等。该系统采用FreeScale公司的ColdFire系列MCU为主处理器，辅以ADI公司的ADSP-218X系列DSP进行数字信号处理等实时计算功能，具有RS232/RS485/CAN现场总线/10M/100M Ethernet网络口/USB口等通讯口，并提供了I2C/SPI等串行总线以方便外围扩展。此外，由于本系统采用了Actel公司的ProASICPlus系列XFPGA控制相关逻辑，因此具有强大的灵活性和可编程能力。由于本平台采用了I2C总线扩展数字量输入输出，采用简单的串行信号扩展模拟量输入，因此扩展接线简单，便于进行电气隔离。不仅提高了抗干扰性能，也有利于保证系统的安全可靠性。本平台的硬件可编程性，可以满足各种采样方式，如同步采样，异步采样，同时采样，非同时采样等，结合DSP的强大计算能力，可以采用各种数字信号处理方法加以计算，得到高速实时的计算结果。该系统的软件采用了Linux实时多任务操作系统，使用了面向对象的基于设备驱动和文件系统的编程方法，使得基于本平台的设备的研发可以象使用PLC或工控机那样灵活简捷，从而提高开发效率，加快开发进度。本硬件平台已经完成原理样机。基于本平台的配电自动化监控器已经完成实验样机，经测试，满足国标要求。

Keyword ：

可编程逻辑器件数据采集在线监测

Cite：

Copy from the list or Export to your reference management。