混合动力汽车电机驱动系统监测与控制研究

通过串口通信实现混合动力汽车电机驱动系统的电池组电压、电流和加速踏板位置等信号的实时采集、处理和显示,并对驱动系统进行诊断;采用PWM(脉宽调制)技术控制电动机速度;上位机(PC机) 程序采用 Delphi高级语言编写,下位机(单片机)程序采用C语言编写。通过对系统调试与模拟仿真,表明所设计的系统有效和可行。     

锂电池化成用双向Buck-Boost变换器设计

本文设计了一款适用于锂电池化成双向Buck-Boost变换器,系统由双向Buck-Boost变换器、TL494+IR2104 STM32构成的测控电路、TPS54340+TPS7A4001构成的辅助电源三部分组成。恒流充电时,输出电流可控,电流精度不低于5%,充电效率高达99%以上。实验结果表明,该系统可以实现锂电池的充、放电功能。     

基于上位机控制的电焊机遥控操作系统的设计

针对目前采油厂普遍使用的直流电焊机在焊接过程中,需要根据金属质地的不同改变焊接电流大小,同时受空间限制,特殊工况下手工操作不便等问题,对基于上位机控制的电焊机遥控调整焊接电流外加装置进行了研究,提出了一种基于低功耗微处理器MSP430F149控制的无线射频遥控调流装置,该装置由电焊机控制端(下位机)和手持遥控端(上位机)两部分组成.手持遥控调流装置由微处理器MSP430F149,无线通信模块(nRF905),按键电路,显示模块,稳压电源及外围电路组成.电焊机控制装置由微处理器MSP430F149,直流电焊机,环境参数传感器,无线通信模块,稳压电源,有线无线转换开关及电流调节模块组成。实现了直流电焊机工作参数的远程调控,能够节约焊接施工的时间和人力成本,扩展焊机的使用场合。     

手机锂电池充放电过程的研究

利用COBRA3实验设备测试了锂电池待机充放电过程的电压、电流、锂电池电容量及充电量的变化情况。提出通过实时测量锂电池电压值,可精确换算出锂电池的剩余容量的方法。手机待机充电所需时间和关机充电所需时间基本一致。     

光电经纬仪电控系统数据在线调试分析研究

针对光电经纬仪嵌入式电控系统便携式调试的要求,设计了一套在线调试分析系统,上位机采用ATEML公司的哈佛处理器TSC21020-20MB为核心实现嵌入式的MCU控制系统,下位机由美国Silicon Laboratories公司的新一代具有USB2.0接口的C8051F340(简称F340)单片机和普通便携式计算机(简称PC)上运行的GUI程序组成在线调试分析系统。通过下位机在线或事后数据分析,实现了参数整定,协助上位机,进而实现对运动目标的监测、搜索与捕获、精确定向和稳定跟踪。为解决调试问题提供了一种全新的思路和新颖的方法。     

基于STM32的矿山钻机智能监测保护系统设计

为了监测矿山钻机运行状态,提高钻探工作的安全性和效率;利用STM32单片机与安卓嵌入式系统,开发了一种钻机运行状态实时监测与保护系统;该系统由软件与硬件两大部分组成,以单片机为核心的测量电路(下位机)实现对钻机功耗参数(电压、电流、功率)和钻机容易出现高温部位,电机温度的测量。单片机串口将测得的数据发送至Android App(上位机)中实时显示,并完成数据处理与数据存储等功能。最后,软件结合钻机电气参数与电机温度参数,使用PID控制算法,智能管理钻机运行;该系统已运行于某钻探设备公司的钻机测试系统中,实验结果表明,该系统具有良好的性能,可以实时监测钻机运行状态与自动调整钻机运行,确保钻机处于安全的运行状态。     

基于现场可编程门阵列与Labview的脉冲电源控制系统设计

介绍了基于现场可编程门阵列(FPGA)的等离子体磁约束脉冲电源控制系统的设计与实现。该控制系统采用了虚拟仪器技术、嵌入式控制技术、串行通信技术、光电隔离技术等，提高了系统抗干扰性能以及可编程性，实现了多个脉冲电源模块开关器件间的逻辑互锁、参数设置以及远程监控等功能。控制系统具体由实验室虚拟仪器集成环境(Labview)编写的上位机界面、由硬件语言Verilog HDL 编写的下位机以及专用的光电隔离转换电路组成，用于实现多个脉冲电源充放电的时序控制。实验证明了系统在复杂电磁环境下，运行稳定，性能良好。     

发光及显示器件光电特性测试系统设计

为了提高发光及显示器件光电特性测量实验的智能化程度,减小人为误差,并考虑工作温度对其光电特性的影响,设计了一种能够自动、同步测量发光体亮度、温度、伏安特性和寿命的系统。系统主要由LS-110型亮度计、GPD-3303型电源、自制的温度测量模块及测量软件四部分组成。基于实验室虚拟仪器工程平台,利用亮度计对器件的亮度进行测量,利用单片机和温度传感器对器件的温度进行测量,通过上位机程序控制电源步进输出、读取实际输出电流值和电压值,并将采集到的数据发送到上位机,实时绘制出了亮度-电压、电流-电压、温度-电压、亮度-温度、电流-温度、亮度-电流特性曲线。系统目前可以同时对器件的亮度、温度和伏安特性进行自动测量和直观显示,并且具备自动保存数据和图像的功能,实现了发光及显示器件光电特性测量的智能化,具有综合性强、精确度及自动化程度高、操作简易等特点。     

锂电池混合动力轮胎吊AFE变换器控制策略研究

针对传统采用不可控AC/DC变换器的混合动力轮胎式起重机系统,直流母线电压泵升导致的柴油发电机空转,造成能量浪费的问题。采用可控的有源前端变换器取代不可控的二极管整流,建立了AFE功率外环电流内环以及电压外环电流内环两种双环控制方法以实现柴油发电机输出功率的高效利用。运用matlab/simulink搭建了仿真模型,分别进行了锂电池混合动力RTG系统重载、轻载、空载下的动态仿真,仿真结果表明,两种双环控制方法均能实现锂电池混合动力RTG系统柴油发电机的恒功率输出,控制系统具有较好的动态性能。     

某型瞄准线稳定测试系统RS232串行通信的研究

某型瞄准线稳定测试系统是用于测试和检验班组武器系统、轻型低空反导转管机枪等武器系统中的光电跟踪子系统瞄准线独立性能的专用设备;介绍利用LabWindows/CVI实现上位机与下位机之间的通信,设计了瞄准线稳定测试系统,分析了下位机需要实时检测的物理量信息;为了提高系统的可视性和实现对下位机的控制,通过RS232串行通信技术向上位机传输数据;对上位机利用LabWindows/CVI的控件实现数据采集,数据显示和存储进行了研究;实验结果表明,基于LabWindows/CVI的RS232串行通信的上位机数据采集与显示系统具有可视性强、操作简单等特性。     

原位表征技术在全固态锂电池中的应用

近年来,可移动消费电子与电动汽车等产业发展迅速,迫切需要发展高能量密度与高安全稳定性的锂电池,以提高这些设备的长续航与长期稳定运行的能力.这使得全固态锂电池极具潜力,并获得迅速发展.然而,高性能全固态锂电池的发展需要对其充放电机制与性能衰减机理等有深入的认识,对电池内部及界面的微观结构、物相组成、化学成分及局域化学环境等动态演变规律有系统深入的理解.基于此,本文总结归纳了典型原位表征技术,包括原位显微技术(原位扫描电子显微镜(SEM),原位透射电子显微镜(TEM))、原位X射线技术(原位X射线衍射(XRD)、原位X射线光电子能谱(XPS)、原位近边结构X射线吸收光谱(XANES)、原位X射线层析成像等)、原位中子技术(原位中子衍射(ND)、原位中子深度剖析(NDP))以及原位波谱技术(原位拉曼光谱、原位核磁共振(NMR)与原位核磁共振成像(MRI))等的基本原理、功能、及其应用于研究固态锂电池中电极材料与界面在服役状态下、真实电化学过程中的动态过程与失效机制的代表性研究进展,并对未来先进原位表征技术在全固态锂电池研究中的应用进行了探讨和展望.     

超导磁体低温液位监测单元的设计与实现

介绍了一种应用于超导磁体的低温液位监测单元的设计与实现.设计了压控电流源电路和电压-频率转换电路用于液氦的液位测量,并设计了电容-频率转换电路用于液氮的液位测量;设计了以STM32微控制器为核心的数字电路,用于压控电流源的控制、频率信号的处理和液位监测数据的数字化显示;同时通过CAN总线把液位的监测数据自动发送至上位机,完成液位监测单元的远程控制.测试结果证明了该设计的可行性.     

基于FPGA的脉冲电源及其控制系统设计

针对等离子体特定领域的应用需求,研制了一种基于上位机监控且具有手动/自动控制功能的脉冲电源。详细介绍了脉冲电源主电路、检测电路、驱动电路、数字脉宽调制(DPWM)产生模块以及脉冲变压器的设计方法。该电源采用现场可编程门阵列(FPGA)作为主控芯片,产生DPWM信号及继电器控制信号,经驱动电路放大后驱动逆变全桥及继电器。设计了过温和短路保护电路,通过DS18B20温度传感器和QBC10PS5霍尔电流传感器对电源模块的工作温度和电流进行实时采样。实际应用测试表明,该电源满足设计指标要求。     

基于RTW的双向充放电机实时控制技术

随着智能电网和绿色能源技术的快速发展,双向充放电机也越来越受到关注;文章主要研究双向充放电机充电过程中电压的稳定性和放电过程中并网电流波形的畸变率;提出了一种基于RTW的matlab/simulink控制方法,在simulink环境下搭建仿真模型和控制模型,然后将达到预期效果的仿真模型所对应的控制模型编译为代码并烧写到DSP中;此种方法在能够保证在恒流源和恒压源两种充电模式中电流和电压的稳定性,在放电过程中并网谐波电流总畸变率小于5%,功率因数基本为1;仿真结果和基于DSP2812的硬件平台实验都证明了这种方法的有效性。     

新型等高仪转台运动控制系统设计

新型等高仪是一种具有特殊应用功能的高精度天体测量望远镜。在简要介绍新型等高仪及其转台运动控制系统的要求后,提出了仪器转台运动控制系统的总体设计方案。以可编程多轴运动控制器(PMAC)为核心,构建了仪器转台运动控制系统硬件,并开发了相关的控制软件。介绍了该仪器转台运动控制系统的主要硬件模块、系统配置、控制系统PID参数整定和调节方法、运动控制系统上位机和下位机的软件设计方法以及各功能的具体实现过程、系统测试和运行情况。     

用于标定CCD相机的高精度数控LED点光源

介绍了一种以发光二极管（LED）点光源作为相机标定光源的方法。根据LED点光源的特性,用恒流源给LED点光源提供所需的电流,用光照度计测量LED光源的光强度。由ARM单片下位机控制恒流源;通过串行通讯与上位机交换数据;由计算机作为上位机来管理数控恒流源和光照度计;根据所测光度值来调节电流,直到光度达到预想值。实验分析显示：LED点光源作为标定光源可以达到CCD标定的要求,精度也较高,能够很好地自适应控制LED的光照强度,达到了预期的效果,且系统使用方便灵活,性能稳定可靠。     

基于光纤布拉格光栅传感的锂电池内部状态原位监测

锂电池内部的应力和温度变化难以监测是影响电池安全运行的最大隐患，提出采用光纤布拉格光栅传感技术，在锂电池内部植入光栅对电池阳极的温度和应力变化信息进行实时采集，实现了对锂离子电池阳极的原位监测，建立了电信号与光学传感信号之间的联系。实验结果表明，锂电池工作循环中，锂离子的脱嵌和嵌入会引起温度变化，对应传感器波长偏移达100 pm，温度上升11.1℃；在排除温度因素的影响后，循环电流的跳变会引起阳极收缩，产生的应力使波长漂移达21.96 pm，约为18.3με。此外，研究了不同充放电速率对电池的影响，10 mA电流比2.5 mA电流时温度提高了2.8倍，应力提高了4.4倍。所植入光栅监测系统既可以高精度地测量电化学反应引起的温度、应力变化，同时解调速度快，有利于实时、准确监测锂电池的热失控及形变鼓包故障，研究结果有望为锂电池的安全使用提供有效的实验依据。     

基于单片机和LabVIEW的无线火灾监测系统设计

设计了一款的RFTR1无线火灾监测报警系统,重点介绍系统的实现过程。系统以单片机STC12C5A60S2为核心控制器,利用LabVIEW开发环境设计上位机的监测界面,上位机通过串行口与单片机通信,从而实现对多路数据的采集与监测。设计并解释系统的硬件连接,对系统作软件设计,解释了LabVIEW监测平台的应用,经测试系统运行正常。系统具有无需布线、对功能变化的适应性强、系统数据及信息显示直观、人机交互界面好、抗干扰能力强、安装调试简便等特点。     

用于合肥光源200 MeV直线加速器束流位置测量的信号处理系统

 合肥光源(Hefei Light Source，HLS)200 MeV直线加速器的束流横向位置是一个重要的运行参数，直接决定注入的效率，为此新开发了一种非拦截型、高精度、易于将测量结果数字化的条带电极束流位置测量系统（beam position monitor, BPM），该系统由条带电极和信号处理系统组成。信号处理系统选用对数比的信号处理方法，由带通滤波器（BPF）、对数检波模块、信号放大器、模数转换模块和上位机组成。带通滤波器选用中心频率为2.856 GHz、带宽为10 MHz的腔体滤波器，对数检波模块采用对数放大器AD8313芯片，模数转换模块采用NI公司的PXI-5102，上位机的数据采集程序采用Labview编写。本系统有效地采用了虚拟仪器（VI）的技术，具有模块化、开放性、易于交互、可扩展的特点，测试结果表明，其分辨率达到0.1 mm，符合设计要求。     

超导材料轴向应变性能测试平台设计

为超导材料临界电流与应力-应变测试提供稳定可靠的测试系统,使用实验室现有的超导材料拉伸装置SUPUM (Superconductor Under Mechanical-Stress)、1.2 kA直流电源、Keithley 2182纳伏表等设备,开发了一套基于Labview的超导材料轴向应力-应变与临界性能测试平台。上位机测试软件采用多线程、动态调用等方法,对伺服电机运动控制、直流电源升流控制、实时数据采集三个模块进行灵活调用,方便了实验操作。实验表明,此系统数据采集与控制过程稳定可靠,实时性好,满足超导材料轴向应力-应变与临界电流测试要求。