《基于FPGA的AC-AC谐振变换器实现》 文章探讨了一种创新的非接触电能传输系统中的核心技术——AC-AC谐振变换器,它能够实现从低频到高频的直接转换。这种变换器的恒幅控制策略是其核心,通过分析其运行模式,设计了一个基于Field Programmable Gate Array(FPGA)的控制系统,进而通过实验验证了这一方案的可行性。 非接触电能传输系统主要依赖高频交变磁场来传递能量,而FPGA因其可编程性和高效率,成为实现AC-AC谐振变换器控制的理想选择。在能量注入式AC-AC谐振变换器的拓扑结构中,四个MOSFET开关管与反并联二极管及RLC串联谐振网络共同作用,形成能量注入和回馈的双向流动。在不同的输入电压极性下,电路会经历能量注入、自由谐振和能量回馈三种工作模态,以实现电能的高效传输。 为了确保系统在零电流开关(Zero Current Switching,ZCS)模式下运行,并维持输出谐振电流的恒定幅值,文章设计了一个基于FPGA的双闭环控制系统。内环检测谐振电流的过零点,实现ZCS软开关,外环则通过误差比较器调整输出电流,以保持其在设定范围内。这种控制策略确保了系统在不同工作模态下的稳定运行。 具体到硬件实现,文章采用了Altera公司的EP2C5T144C8 FPGA芯片,设计了控制电路板,其中包括三路输入信号处理:50 Hz交流电源过零信号、谐振电流过零信号和误差信号。高速比较器LM319用于检测电流峰值,高速光耦隔离器件6N137则提高了隔离驱动电路的抗干扰能力和响应速度。FPGA根据设定的开关控制逻辑,实时调整MOSFET的状态,从而控制谐振电流峰值。 控制算法流程设计是系统的另一关键部分。通过对谐振电流峰值、电流方向和50 Hz低频信号方向的连续检测,系统能够在不同工作模态间切换,以保持输出电流的恒幅特性。实验结果表明,无论在空载还是10 W负载条件下,基于FPGA的谐振变换器都能有效维持谐振电流峰值的稳定性。 本文深入研究了基于FPGA的AC-AC谐振变换器的实现,通过精确的控制策略和硬件设计,实现了非接触电能传输系统中高效稳定的电流传输。这种方法对于优化能源转换效率,提升非接触电能传输系统的性能具有重要意义。
2024-07-30 05:02:06 272KB FPGA
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FFT是离散傅立叶变换的快速算法,可以将一个信号变换到频域。有些信号在时域上是很难看出什么特征的,但是如果变换到频域之后,就很容易看出特征了。这就是很多信号分析采用FFT变换的原因。另外,FFT可以将一个信号的频谱提取出来,这在频谱分析方面也是经常用的。 虽然很多人都知道FFT是什么,可以用来做什么,怎么去做,但是却不知道FFT之后的结果是什意思、如何决定要使用多少点来做FFT。 现在就根据实际经验来说说FFT结果的具体物理意义。一个模拟信号,经过ADC采样之后,就变成了数字信号。采样定理告诉我们,采样频率要大于信号频率的两倍。< 采样得到的数字信号,就可以做FFT变换了。N个采样点,经过FFT之后,就可以得到N个点的FFT结果。为了方便进行FFT运算,通常N取2的整数次方。假设采样频率为Fs,信号频率F,采样点数为N。那么FFT之后结果就是一个为N点的复数。 每一个点就对应着一个频率点。这个点的模值,就是该频率值下的幅度特性。具体跟原始信号的幅度有什么关系呢?假设原始信号的峰值为A,那么FFT的结果的每个点(除了第一个点直流分量之外)的模值就是A的N/2倍。而第一个点就是直流分
2024-07-29 17:40:14 10.85MB stm32
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傅里叶反变换matlab代码Python中的非均匀快速傅立叶变换 该库为Python提供了更高性能的CPU / GPU NUFFT。 该库最初是Jeff Fessler和他的学生所编写的Matlab NUFFT代码的移植端口,但是已经进行了全面的改进,并添加了GPU支持。 该库未实现所有NUFFT变体,仅实现了以下两种情况: 1.)从均匀的空间网格到非均匀采样的频域的转换。 2.)从非均匀傅立叶样本到均匀间隔的空间网格的逆变换。 那些对其他NUFFT类型感兴趣的人可能想考虑通过进行非官方python包装的。 转换以单精度和双精度变体实现。 基于低内存查找表的实现和完全预先计算的基于稀疏矩阵的实现都可用。 请参阅和以获取完整的许可证信息。 相关软件 软件包中提供了另一个具有CPU和GPU支持的基于Python的实现。 NUFFT的Sigpy实现非常紧凑,因为它用于从通用代码库为CPU和GPU变体提供及时的编译。 相反, mrrt.nufft将预编译的C代码用于CPU变体,并且GPU内核在运行时使用NVIDIA提供的NVIDIA运行时编译(NVRTC)进行编译。 该工具实现了更广泛的一组非
2024-07-24 10:31:18 114KB 系统开源
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为校正Pareto-Beta跳扩散期权定价模型,首先,利用Pareto-Beta跳扩散模型和双指数跳扩散模型之间的联系使模型参数减少,然后,通过使欧式期权价格和相应的市场价格之间的均方误差最小将模型校正问题转化为局部最优化问题,通过在均方误差项增加一个惩罚函数保证了解的存在性和唯一性.为了提高模型校正的效率,利用快速傅立叶变换方法计算欧式期权价格.最后,将模型和校正算法应用于S&P 500指数期权进行实证分析,数值结果显示,所提校正算法具有较好的稳定性.
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应用于PMP,PMD的算法,相位测量,投影测量 傅里叶变换方法可用于干涉条纹的处理,用来检测光学元件的质量。在主动光学三维测量中,结构照明型条纹与干涉条纹具有类似的特征。1983 年M. Takeda和K. Mutoh将傅里叶变换用于三维物体面形测量,提出了傅里叶变换轮廓术(Fourier Transform Profilometry,FTP)。这种方法以罗奇光栅产生的结构光场投影到待测三维物体表面,得到被三维物体面形调制的变形光场成像系统将此变形条纹光场成像于面阵探测器上,然后用计算机对像的强度分布进行傅里叶分析、滤波和处理,得到物体的三维面形分布。在实际应用中,为了获得较高的测量精度,增加系统的分辨率,通常使用正弦光栅代替罗奇光栅。
2024-07-10 17:53:21 3KB pmp
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整数提升5/3小波变换(Integer Lifted Wavelet Transform, ILWT)是一种在数字信号处理领域广泛应用的算法,特别是在图像压缩和分析中。它通过使用提升框架,以更高效的方式实现离散小波变换(DWT)。Matlab作为强大的数值计算环境,提供了方便的工具来实现这一过程。下面我们将详细探讨ILWT的基本原理、Matlab中的实现方法以及如何进行分解和重构。 **一、整数提升5/3小波变换** 5/3小波变换是一种具有较好时间和频率局部化特性的离散小波变换类型,其主要特点是近似系数和细节系数的量化误差较小,因此在数据压缩和信号去噪等方面有较好的性能。提升框架是5/3小波变换的一种实现方式,相比传统的滤波器组方法,提升框架在计算上更为高效,且更容易实现整数变换。 提升框架的核心是通过一系列简单的操作(如预测和更新)来实现小波变换。在5/3小波变换中,这些操作包括上采样、下采样、线性组合和舍入。提升框架的优势在于,它可以实现精确的整数变换,这对于需要保留原始数据整数特性的应用至关重要。 **二、Matlab实现** 在Matlab中,实现整数提升5/3小波变换通常涉及编写或调用已有的M文件函数。根据提供的文件名`decompose53.m`和`recompose53.m`,我们可以推测这两个文件分别用于执行分解和重构过程。 1. **分解过程(decompose53.m)** - 分解过程将原始信号分为多个尺度的近似信号和细节信号。对输入信号进行上采样,然后通过预测和更新操作生成不同尺度的小波系数。在5/3小波变换中,通常会生成一个近似系数向量和两个细节系数向量,分别对应低频和高频部分。 2. **重构过程(recompose53.m)** - 重构是将小波系数反向转换回原始信号的过程。这涉及到逆向执行提升框架中的操作,即下采样、上采样、线性组合和舍入。通过重新组合各个尺度的系数,可以恢复出与原始信号尽可能接近的重构信号。 **三、代码实现细节** 在Matlab中,可以使用循环结构来实现提升框架的迭代,或者使用内建的小波工具箱函数,如`wavedec`和`waverec`,它们封装了提升框架的具体实现。不过,由于题目中提到的是自定义的`decompose53.m`和`recompose53.m`,我们可能需要查看这两个文件的源代码来了解具体实现步骤。 Matlab提供了一个灵活的平台来实现整数提升5/3小波变换,使得研究人员和工程师能够快速地进行信号处理和分析实验。通过理解ILWT的原理和Matlab中的实现,我们可以更好地利用这种技术来解决实际问题,例如图像压缩、噪声消除和数据压缩等。
2024-07-03 11:23:15 1KB Matlab 提升小波变换
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内插双正交整数小波变换(IWT)支持高效的图像无损压缩并且具有较低计算复杂度,但是为了保证整数输出,变换中包含了浮点数缩放因子并额外增加了三个提升步骤,降低了整数小波变换对图像的有损压缩效率。提出了一种基于优化因子的静止图像编码算法。在小波变换过程中,新算法利用一组基于2的整数次幂的分数代替浮点数缩放因子,消除变换中的浮点数乘法操作,降低变换的计算复杂度。实验结果表明,采用优化因子的图像压缩算法不仅有效降低了编码中小波变换的计算复杂度,而且获得了与采用浮点数缩放因子的内插双正交整数小波变换相近的峰值信噪比。
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FPGA 硬件电流环 基于FPGA的永磁同步伺服控制系统的设计,在FPGA实现了伺服电机的矢量控制。 有坐标变换,电流环,速度环,位置环,电机反馈接口,SVPWM。 Verilog 一种基于FPGA的永磁同步伺服控制系统,利用FPGA实现了对伺服电机的矢量控制。这个系统涉及到坐标变换、电流环、速度环、位置环、电机反馈接口以及SVPWM等关键技术。 FPGA(现场可编程门阵列):FPGA是一种可编程逻辑器件,它由大量的逻辑门、存储单元和可编程互连组成。通过在FPGA上配置不同的逻辑电路,可以实现各种功能,包括数字信号处理、控制系统等。 永磁同步伺服控制系统:永磁同步伺服控制系统是一种用于驱动永磁同步电机的控制系统。它通过对电机的电流、速度和位置进行控制,实现对电机的精确控制和定位。 伺服电机矢量控制:伺服电机矢量控制是一种先进的电机控制技术,通过对电机的磁场矢量进行控制,实现对电机的精确控制和定位。它可以提供更高的控制精度和动态性能。 坐标变换:坐标变换是指将一个坐标系中的信号或数据转换到另一个坐标系中。在永磁同步伺服控制系统中,坐标变换常用于将电机的三相电流转换到矢量控制所需
2024-07-01 20:54:59 81KB fpga开发
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利用稀疏性实现分数域估计,包括三部分: 1. 无噪声下的算法 2. 噪声下基于矫正的估计算法 3. 噪声下基于投票的估计算法
2024-06-30 10:29:43 5.61MB matlab
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buck-boost变换器的非线性PID控制,主电路也可以换成别的电路。 在经典PID中引入了两个TD非线性跟踪微分器,构成了非线性PID控制器。 当TD的输入为方波时,TD的输出,跟踪方波信号也没有超调,仿真波形如下所示。 输入电压为20V,设置输出参考电压为10V,在非线性PID的控制下,输出很快为10V,且没有超调。 当加减载时,输出电压也一直为10V。 整个仿真全部采用模块搭建,没有用到S-Function。
2024-06-20 16:13:40 350KB
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