基于比例谐振（PR）和比例积分（PI）双环控制的单相PWM整流器的MATLAB仿真模型。该模型实现了电压和电流的双闭环控制，其中电压环采用PI控制器稳定直流母线电压，电流环采用PR控制器精确跟踪交流波形。调制策略采用了SPWM，确保了输入电压和电流的同相位以及低谐波含量。仿真结果显示，在输入电压为AC220V、输出电压为DC400V、负载为10kW的情况下，功率因数达到0.9999以上，谐波含量小于1%。文中还提供了关键参数的选择依据和注意事项，附带了相关参考文献。 适合人群：电力电子工程师、MATLAB仿真开发者、高校师生及相关研究人员。 使用场景及目标：适用于需要进行单相PWM整流器性能评估和优化的研究项目，旨在提高系统的功率因数并降低谐波含量。 其他说明：模型下载包中包含了详细的参考论文，有助于进一步深入理解和改进控制策略。

基于比例谐振控制与SPWM调制的单相PWM整流器双环控制MATLAB仿真研究,基于比例谐振控制与SPWM调制的单相PWM整流器双环控制MATLAB仿真研究,PR与PI双环控制单相PWM整流器 MATLAB仿真模型 simulink (1）基于比例谐振控制的单相PWM整流器MATLAB仿真模型; (2）电压、电流双闭环控制，电压环采用Pl，电流环采用PR，实现电流完美跟踪; (3）调制策略采用SPWM; (4）输入电压电流同相位，仿真功率因数大于0.9999，接近1;(5）输入电流低谐波，仿真谐波含量0.97%，<1 (6）仿真工况为输入电压AC220V，输出电压DC400v，负载10kW;(7）仿真模型带参考lunwen。 ,PR与PI双环控制; 单相PWM整流器; MATLAB仿真模型; Simulink; 比例谐振控制; 电压电流双闭环控制; SPWM调制策略; 输入电压电流同相位; 仿真功率因数; 输入电流低谐波; 仿真工况参数,基于双环控制与PR-PI策略的单相PWM整流器的高效MATLAB仿真模型研究

PR与PI双环控制单相PWM整流器 MATLAB仿真模型 simulink (1）基于比例谐振控制的单相PWM整流器MATLAB仿真模型; (2）电压、电流双闭环控制，电压环采用Pl，电流环采用PR，实现电流完美跟踪; (3）调制策略采用SPWM; (4）输入电压电流同相位，仿真功率因数大于0.9999，接近1;(5）输入电流低谐波，仿真谐波含量0.97%，<1 (6）仿真工况为输入电压AC220V，输出电压DC400v，负载10kW;(7）仿真模型带参考lunwen。 在现代电力电子技术领域，PWM整流器作为交流电能质量控制的重要设备，其控制策略的研究一直是科研和技术开发的热点。本文介绍的是一种基于比例谐振（Proportional-Resonant，PR）控制的单相PWM整流器，并提供了相应的MATLAB仿真模型。该模型采用电压、电流双闭环控制策略，其中电压环采用比例积分（Proportional-Integral，PI）控制，电流环采用比例谐振控制，以实现对电流的完美跟踪。 为了提高整流器的性能，采用了正弦脉宽调制（Sinusoidal Pulse Width Modulation，SPWM）策略，该策略可以有效减少输入电流的谐波含量，使得输入电压和电流保持同相位，从而实现高功率因数运行。在该仿真模型中，输入电压为交流220伏，输出电压为直流400伏，负载为10千瓦，满足了工业应用中对电力转换设备的高功率和高效率要求。 仿真结果表明，该模型在负载10千瓦的工作环境下，输入电流的谐波含量仅为0.97%，远小于1%，接近理想状态。同时，仿真功率因数大于0.9999，表明了整流器在电能转换过程中的高效性和低损耗特性。此外，仿真模型中包含了一个参考论文，为研究者和工程师提供了理论和实际操作的参考依据。 双环控制策略的应用，即电压外环与电流内环的结合，有效提升了整流器对电网波动和负载变化的适应能力，保证了输出电压的稳定性。比例谐振控制具有较好的稳态性能和动态响应速度，能够准确跟踪交流输入电流的参考波形，这对于减少电能损耗、提高电能利用效率至关重要。 此外，随着数字化和智能化技术的发展，电力电子设备正向着更加高效、智能的方向发展。本文提供的仿真模型和相关技术分析，不仅在学术研究上具有参考价值，也为工程实践提供了重要借鉴，对推动电力电子技术在实际应用中的发展具有积极作用。 通过仿真模型，研究人员可以更加直观地观察到控制策略对整流器性能的影响，如电流波形的跟踪效果、输出电压的稳定性等。同时，借助仿真模型还可以进行不同工况下的模拟测试，评估整流器在实际应用中的性能表现，为产品的设计和优化提供数据支持。 本文介绍的基于比例谐振控制的单相PWM整流器MATLAB仿真模型，不仅在技术上实现了高功率因数和低谐波电流的目标，也为电力电子技术的研究和开发提供了有力工具。通过不断优化控制策略和仿真模型，有望进一步推动电力电子设备的性能提升，满足日益增长的工业需求。

STM32H7系列是意法半导体（STMicroelectronics）推出的高性能微控制器，基于ARM Cortex-M7内核，具有高速处理能力和低功耗特性。在嵌入式开发中，串口通信是一种常用的通信方式，而DMA（直接内存访问）技术可以极大地提高数据传输效率，减少CPU的负担。本文将详细介绍如何在STM32H7上实现串口通过DMA进行字符串输出的实验。 串口通信是嵌入式系统中设备间通信的基本手段之一，通常包括UART（通用异步收发传输器）和USART（通用同步/异步收发传输器）两种。STM32H7支持多种串口，包括UART和USART，它们可以配置为全双工、半双工或单工模式，并且支持DMA传输。 在STM32H7上配置串口DMA时，首先需要设置串口参数，如波特率、数据位、停止位和校验位等。这些参数可以通过HAL库中的`HAL_UART_Init()`函数来设定。接下来，要开启DMA服务，选择合适的DMA通道，并配置相应的传输模式。STM32H7有多个DMA实例（如DMA1、DMA2），每个实例包含多个通道，可以根据需求选择合适的通道进行串口通信。 配置DMA传输时，需要设置源地址（通常为发送缓冲区的地址）、目标地址（对应串口的发送FIFO地址）和传输长度。同时，还需设置传输完成中断或半传输中断，以便在数据发送完成后执行相应的回调函数。 在STM32H7的HAL库中，可以使用`HAL_UART_Transmit_DMA()`函数启动串口的DMA发送。该函数会启动指定串口的DMA传输，并在传输完成后自动触发回调函数。在回调函数中，可以进行一些后续处理，例如更新发送状态、清除发送标志等。 串口DMA字符串输出的实验步骤大致如下： 1. 初始化串口：配置串口参数，如波特率为9600，数据位8，停止位1，无校验。 2. 配置DMA：选择一个空闲的DMA通道，设置源地址为待发送字符串的首地址，目标地址为串口发送寄存器的地址，传输长度为字符串长度+1（包含结束符'\0'）。 3. 注册回调函数：在DMA传输完成时，系统会自动调用预先注册的回调函数，此时可以更新发送状态或执行其他操作。 4. 启动DMA发送：调用`HAL_UART_Transmit_DMA()`函数，传入串口句柄和DMA传输结构体，开始发送字符串。 5. 在回调函数中处理：当DMA传输完成时，回调函数会被调用，可以在这里进行状态更新或启动新的发送任务。 为了确保实验的成功，还需要注意以下几点： - 确保串口和DMA的相关时钟已开启。 - 设置适当的DMA优先级，避免与其他DMA冲突。 - 检查并确保串口和DMA的中断线已被正确连接。 - 在DMA传输过程中，避免对发送缓冲区进行读写操作，以免数据错乱。 通过以上步骤，你可以在STM32H7上实现串口DMA的字符串输出功能，提升串口通信的效率，降低CPU占用率。在实际项目中，这个功能对于大量数据的发送，特别是在实时性要求较高的场景下，有着显著的优势。

在嵌入式系统开发领域，STM32F1系列微控制器因其高性能和丰富功能被广泛应用于各种产品设计中。本实验聚焦于如何使用STM32F1系列中的FSMC（Flexible Static Memory Controller）外设，来驱动LCD屏幕，以实现图形显示。实验的目标芯片包括ST7796S、ST7789V和ILI9341，这些均为常用的液晶显示控制器。本实验的主要内容涵盖显示测试和刷屏帧率计算，并通过FSMC+DMA（Direct Memory Access）方式对比刷屏速度，评估不同驱动方式的性能。 FSMC是一种灵活的静态存储控制器，它允许STM32F1系列微控制器直接与外部存储设备进行通信。FSMC支持多种类型的存储器，如SRAM、PSRAM、NOR Flash和LCD显示器等。在本实验中，FSMC被用来作为与LCD屏幕通信的接口，它负责发送控制命令和图像数据到LCD屏幕。 ST7796S、ST7789V和ILI9341都是常用的TFT液晶显示控制器，它们具有相似的接口和工作原理，因此可以在本实验中兼容使用。ST7796S和ST7789V是专为小尺寸屏幕设计的控制器，常用于便携设备；而ILI9341则支持更大尺寸的显示屏，具有更高的分辨率和颜色显示能力。将这些控制器作为实验对象，可以让我们学习如何通过FSMC来驱动不同尺寸和分辨率的屏幕。 实验中，显示测试是不可或缺的一个环节，它涉及到基本图形的显示，如线条、矩形、圆和基本字符等。这不仅帮助验证FSMC与LCD之间的通信是否正常，也为后续的帧率测试提供了测试图案。 帧率测试是在显示测试的基础上进行的，目的是计算屏幕刷新的速度。帧率通常以每秒刷新的帧数（FPS）来衡量，是衡量显示屏性能的重要指标之一。在此实验中，通过FSMC驱动LCD屏幕，测量不使用DMA和使用DMA两种情况下屏幕刷新的帧率，以了解DMA在提高数据传输效率方面的优势。 DMA是一种允许外设直接访问内存的技术，无需CPU介入。在使用FSMC进行大量数据传输到LCD屏幕时，如果使用DMA，则可以大幅度减轻CPU的负担，提高数据传输的效率，从而提升屏幕的刷新速度。在实验中，通过对比使用DMA和不使用DMA两种情况下的帧率，可以看到显著的性能差异。 整个实验的关键点在于正确配置STM32F1的FSMC外设和定时器，以及DMA控制器。FSMC需要被配置为支持所连接的LCD控制器的接口类型和时序参数，定时器则用于产生精确的时间基准，而DMA则需要正确设置以完成内存和外设之间的高效数据传输。 在实验的根据测试结果得出FSMC+DMA刷屏速度相较于单独使用FSMC的性能提升，并对不同LCD控制器的性能进行评估，从而为后续的项目选择合适的LCD控制器和驱动方式提供数据支持。 本实验是一项深入探究STM32F1系列微控制器在图形显示领域应用的实践。通过FSMC的使用，学习如何实现与多种LCD控制器的通信，并通过实验对比DMA与非DMA模式下屏幕刷新速度的差异，理解DMA技术在提高数据传输效率方面的优势。这些知识和技能不仅能够增强工程师对STM32F1系列微控制器的理解，也为未来在嵌入式系统设计中遇到的图形显示需求提供了实际的解决方案。

《S32K144_RTOS_Keil_Dma_Irq：基于FreeRTOS的S32K144微控制器Keil开发实战》 在嵌入式系统开发领域，S32K144是一款广泛应用的微控制器，由恩智浦半导体（NXP）生产。它具有高性能、低功耗的特性，适用于各种实时操作系统（RTOS）的实施。本项目"**S32K144_RTOS_Keil_Dma_Irq**"是基于S32K144微控制器，结合了FreeRTOS操作系统，Keil集成开发环境（IDE），以及DMA（直接内存访问）和中断处理，旨在提供一个高效、稳定的应用框架。 FreeRTOS是一个轻量级的开源RTOS，适合资源有限的嵌入式设备。它提供了任务调度、同步、通信等核心功能，使得多任务的并发执行成为可能。在本项目中，FreeRTOS组件被整合到S32K144的开发环境中，为开发者提供了一个强大的实时系统平台。 Keil μVision是Keil公司开发的一款广泛使用的嵌入式开发工具，支持多种微控制器和处理器。在这里，S32K144的开发工作就是在Keil环境下进行的。通过Keil，开发者可以编写、编译、调试代码，并且可以直接运行和测试工程，大大提高了开发效率。 关于 DMA，它是微控制器中一种重要的数据传输机制。在S32K144中，DMA可以实现数据的快速、非阻塞传输，减轻CPU负担，提高系统性能。在本项目中，DMA可能被用于高优先级的任务，如外设与内存之间的大量数据交换，或者周期性的任务执行，如定时采集或发送数据。 中断是嵌入式系统中的另一关键特性，它允许系统对突发事件做出即时响应。在S32K144上，中断处理程序可以被设计来处理特定事件，如外部信号、定时器溢出或者DMA传输完成等。中断与FreeRTOS结合，可以确保实时性，同时保持任务调度的有序性。 压缩包内的"S32K144_RTOS_DEMO_V1.05"很可能包含了该工程的源代码、配置文件、文档等资源。通过这些资料，开发者可以学习如何配置FreeRTOS任务，如何设置DMA通道，以及如何编写中断服务程序。此外，版本升级记录可能提供了从旧版本向新版本迁移的指导，帮助用户理解改动并顺利升级。 总结来说，"S32K144_RTOS_Keil_Dma_Irq"项目展示了如何利用S32K144的硬件资源，结合FreeRTOS、Keil IDE、DMA和中断处理来构建一个功能丰富的嵌入式系统。这对于学习和实践S32K144微控制器的开发，以及提升对实时操作系统、DMA和中断处理的理解都极具价值。开发者可以借此深入探索并掌握嵌入式系统的实际应用。

gd32f303单片机串口+DMA代码完整运行代码，仅供参考

PWM（脉冲宽度调制）是一种广泛应用于电子领域的技术，可以通过调整脉冲宽度来控制电路中电压和电流的有效值。在单片机领域，通过单片机输出PWM脉冲是一种常见的需求，特别是在电机控制、电源管理和信号生成等方面。本文将介绍两种单片机输出PWM脉冲的方法，以及它们的实现原理和示例程序。 首先需要了解的是51单片机，它是最常见的单片机之一，拥有定时器、中断、I/O口等多种硬件资源，但在一些早期的型号中，单片机内部并没有专门的硬件PWM输出功能。因此，需要通过软件结合定时器来模拟产生PWM信号。 方法一：固定脉宽PWM输出 在51单片机中，可以使用定时器配合软件来生成PWM波形。定时器设置为16位模式，通过软件计算并设置定时器初值，产生固定周期和宽度的PWM信号。通常，使用定时器中断服务程序来翻转PWM输出脚的状态，通过改变定时器重载值来调整占空比，从而改变输出信号的占空比。 程序清单中展示了固定脉宽PWM输出的实现，其中PwmData0和PwmData1是定时器重载值，它们决定了PWM脉冲的高电平和低电平持续时间。通过设置定时器初值和中断服务程序，可以生成固定周期的PWM脉冲。在定时器中断服务程序中，通过判断PWM输出标志PwmF的状态来决定是否翻转PWM输出脚。 方法二：可变脉宽PWM输出 为了使PWM信号的脉宽可变，可以使用两个定时器。其中，T0定时器用来控制PWM的占空比，而T1定时器则用来控制脉冲的宽度，最大脉宽可以设置为65536微秒。两个定时器均设置为16位定时器。在主程序中，根据需要调整PwmData0和PwmData1的值，PwmData0用于设定T0定时器的重载值，而PwmData1用于设定T1定时器的重载值。通过启动两个定时器的中断服务程序，在中断服务程序中加载相应的初值并启动定时器，实现可变脉宽的PWM输出。 此外，为了提高信号的驱动能力并降低外部干扰，通常会采用高速光耦如6N137来实现PWM信号的电气隔离。在输出端，再将PWM信号进行倒相处理。 实际应用中，需要根据单片机的晶振频率（如12MHz）计算定时器的初值，以满足PWM波形的精确时序要求。示例程序中包含了定时器初值的设置和中断服务程序的编写方法，以实现PWM的精确控制。 总结来说，单片机输出PWM脉冲的两种方法主要依赖于定时器和中断机制，通过软件计算和定时器重载值的设置来模拟PWM输出。这种方法虽然在处理能力上有限制，但在不需要很高精度的场合是非常实用的。通过阅读和理解本文介绍的方法和示例程序，可以加深对单片机PWM输出技术的理解，并在实际项目中灵活应用。

### 电力电子技术MATLAB仿真：同步旋转坐标变换与PWM整流器 #### 一、电力电子技术概述 电力电子技术作为一门交叉学科，主要研究电力变换与控制领域中的问题，涉及电力系统的能量转换和传输过程。随着电力电子器件的发展，如IGBT、MOSFET等高性能半导体器件的广泛应用，电力电子技术已成为现代工业自动化、新能源开发、智能电网等领域不可或缺的技术之一。 #### 二、PWM整流器控制与同步旋转坐标变换 ##### 1. PWM整流器简介 PWM整流器（Pulse Width Modulation Rectifier）是一种能够通过调节开关频率来控制直流侧输出电压或电流的整流设备。相比传统的相控整流器，PWM整流器具有更高的效率、更好的动态性能以及更低的谐波失真等优点。 - **应用范围**：广泛应用于电动车辆驱动、可再生能源发电系统、不间断电源（UPS）、工业电机驱动等领域。 - **工作原理**：通过PWM信号控制开关器件的通断，实现对输入交流电的有效利用，使得输出的直流电压稳定且可控。 ##### 2. 同步旋转坐标变换 同步旋转坐标变换（Synchronous Rotating Coordinate Transformation）是一种用于电力电子系统控制的重要技术手段，主要用于将静止坐标系中的变量转换为旋转坐标系中的变量，从而简化了控制算法的设计。 - **变换目的**：消除交流系统中变量的波动性，简化控制系统的设计。 - **常见类型**：dq变换是最常见的同步旋转坐标变换，可以将三相静止坐标系下的交流量转换为旋转坐标系下的直流量或低频交流量。 - **实现方法**：通常通过Park变换或Clarke变换进行坐标变换，再结合PLL（Phase-Locked Loop）锁相环等技术来实现同步旋转。 #### 三、PWM整流器的数学模型与控制策略 ##### 1. 数学模型建立 根据给定内容中的部分数学模型，我们可以进一步理解PWM整流器的工作原理及其数学建模方法： - **三相电流模型**：在理想开关假设下，通过基尔霍夫电流定律建立了三相输入电流之间的关系。 - **直流电容充放电模型**：基于基尔霍夫电流定律，给出了直流电容充放电过程中电流的计算公式。 - **理想开关电压模型**：描述了桥臂输出端电压与直流母线电压之间的关系。 - **连接电抗器模型**：建立了连接电抗器上电压与电流之间的关系式。 ##### 2. 控制策略 - **Ip/Iq控制方法**：该方法适用于PWM整流器、STATCOM（静态同步补偿器）、APF（有源电力滤波器）等多种场合，通过控制直流侧电流或电压来实现对系统功率因数的调节。 - **AB、BC、AC两桥臂回路三电压方程**：通过基尔霍夫电压定律建立了不同桥臂间的电压关系式，这些方程有助于理解和分析PWM整流器的工作状态。 #### 四、MATLAB仿真在电力电子技术中的应用 MATLAB作为一种强大的数值计算软件，在电力电子技术的研究与教学中发挥着重要作用。通过MATLAB/Simulink平台，可以方便地构建PWM整流器的仿真模型，并对其进行深入分析。 - **模型搭建**：利用Simulink库中的模块快速构建PWM整流器的拓扑结构。 - **参数设置**：根据实际需求调整PWM整流器的各项参数，如开关频率、直流侧电容值等。 - **仿真分析**：运行仿真模型，观察并记录PWM整流器在不同工况下的性能指标，如输入电流THD（Total Harmonic Distortion）、输出电压稳定性等。 - **优化设计**：通过对仿真结果的分析，不断调整模型参数，以优化PWM整流器的整体性能。 #### 五、案例分析：变速恒频双馈风力发电机交流励磁电源研究 根据提供的案例信息，“变速恒频双馈风力发电机交流励磁电源研究”是一篇针对风电领域的学术论文。该论文重点探讨了如何利用PWM整流器控制技术来提高风力发电机的运行效率及稳定性。通过研究PWM整流器的控制算法，实现了对风力发电机交流励磁电源的有效控制，进而提升了整个风电系统的性能。 - **研究背景**：随着可再生能源技术的发展，风力发电已成为重要的清洁能源之一。然而，风速的不稳定性导致风力发电机输出功率波动较大，因此需要采用先进的控制技术来保证系统的稳定运行。 - **关键技术**：同步旋转坐标变换技术、PWM整流器控制策略等被广泛应用于风力发电系统中，以实现对发电机励磁电源的有效控制。 - **研究成果**：通过理论分析与实验验证，证明了采用PWM整流器控制技术可以显著提高风力发电机的工作效率和可靠性。 #### 六、总结 PWM整流器及其控制技术是电力电子领域的重要研究方向之一，其在新能源发电、工业驱动等多个领域都有着广泛的应用前景。通过MATLAB仿真工具的支持，不仅可以加深对PWM整流器工作原理的理解，还可以为实际工程设计提供有力的参考依据。未来，随着电力电子器件技术的进步和控制算法的不断创新，PWM整流器将在更多场景中展现出其独特的优势。

在探讨STM32F103微控制器使用HAL库实现ADC单通道数据采集，并通过DMA（Direct Memory Access）进行数据转存，最后通过串口通信将数据输出的整个流程时，我们首先需要理解几个关键的技术概念。 STM32F103是ST公司生产的一款广泛应用于嵌入式领域的Cortex-M3内核的微控制器。它具备丰富的外设接口和灵活的配置能力，特别适用于复杂的实时应用。ADC（Analog-to-Digital Converter）是一种模拟到数字转换器，用于将模拟信号转换为数字信号，这是将真实世界中的物理量如温度、压力、光强等转换为微控制器可处理的数据形式的关键步骤。STM32F103具有多达16个外部通道的12位模数转换器。 HAL库是ST官方提供的硬件抽象层库，它为开发者提供了一套标准的编程接口，可以屏蔽不同型号STM32之间的差异，使开发者能够更专注于应用逻辑的实现，而不是底层的硬件操作细节。 DMA是直接内存访问的缩写，这是一种允许硬件子系统直接读写系统内存的技术，无需CPU的干预。这对于提高系统性能尤其重要，因为CPU可以被解放出来处理其他任务，而不必浪费资源在数据拷贝上。 整个流程涉及到几个主要的步骤：通过ADC采集外部信号，将模拟信号转换为数字信号。然后，利用DMA进行数据的内存拷贝操作，将ADC转换得到的数据直接存储到内存中，减少CPU的负担。通过串口（USART）将采集并存储的数据发送出去。 在编写程序时，首先需要初始化ADC，包括配置采样时间、分辨率、触发方式和数据对齐方式等。接着初始化DMA，设置其传输方向、数据宽度、传输大小和内存地址。之后将DMA与ADC相关联，确保两者协同工作。 当ADC采集到数据后，DMA会自动将数据存储到指定的内存区域，这一过程完全由硬件自动完成，不需要CPU介入。通过串口编程将内存中的数据格式化后发送出去。在这个过程中，CPU可以继续执行其他的程序任务，如处理采集到的数据、进行算法计算或者响应其他外设的请求。 实现上述功能需要对STM32F103的硬件特性有深入的理解，同时熟练运用HAL库提供的函数进行编程。开发者需要正确配置STM32CubeMX或者手动配置相应的库函数来完成初始化和数据处理流程。 了解了这些基础知识后，具体的实现过程还需要参考STM32F103的参考手册、HAL库函数手册和相关的应用笔记。这些文档会提供关于如何设置ADC，配置DMA，以及初始化串口的详细步骤和代码示例。 STM32F103的HAL库编程不仅要求程序员具备扎实的硬件知识，还要求能够熟练使用HAL库进行程序设计。通过实践和不断调试，可以加深对微控制器工作原理和编程模型的理解，这对于开发复杂的应用系统至关重要。 由于DMA的使用极大地提升了数据处理的效率，因此在许多需要连续高速数据采集的场合，如信号处理、图像采集和通信等领域，STM32F103结合HAL库和DMA的使用变得十分常见和有效。