第一篇:小型模擬風洞系統(tǒng)設計報告資料
綜合電子設計
小型模擬風洞系統(tǒng)
2013.9
綜合電子設計
小型模擬 風洞系統(tǒng)
劉石劬 22011231 尹哲浩 22011214 趙正揚 22011212 董元 22011207
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小型模擬風洞系統(tǒng)
2013.9
一、引言
二、設計思路
2.1 整體功能設想 2.2 模塊實現(xiàn)方式確定
三、設計內(nèi)容及部分電路仿真
3.1 輸入模塊設計部分
3.1.1 按鈕功能電路實現(xiàn)與仿真
3.1.2 控制輸入電路實現(xiàn)與仿真 3.2 控制模塊設計部分
3.2.1 硬件選型及論證
3.2.2 風扇控制信號的分析 3.3 整體原理圖與PCB設計
四、整體實物圖即測試結(jié)果
五、課程收獲與心得
六、參考文獻
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一、引言
風洞是空氣動力學研究的重要地面試驗設備,通過對流體力學方法的計算,可以研究物體模型所受不同方向、不同大小的氣動阻力影響,為汽車、高速列車等等的選型提供大量的參考依據(jù)。同時,風洞也是試驗高速飛行器必不可少的一種設備,是保證一個國家航空航天處于領先地位的基礎研究設施[1]。隨著時代的發(fā)展,飛機研究制造業(yè)的競爭越加激烈,尤其在軍事領域,現(xiàn)有風洞試驗設備的模擬能力已經(jīng)成為制約第四第五代戰(zhàn)斗機的研制和未來高超聲速飛行器發(fā)展的瓶頸。
這次課題設計,我們想以自己現(xiàn)有的能力和一些簡單的器材來完成一個簡易的小型風洞設計,用以模擬產(chǎn)生不同風力大小的氣流。我們采用電腦CPU風扇作為風力的發(fā)生裝置,以輸入信號的占空比來調(diào)節(jié)風扇轉(zhuǎn)速的大小,并可以根據(jù)風扇所發(fā)出的風力大小來實現(xiàn)結(jié)果的反饋。
二、設計思路 2.1 整體功能設想
風扇的輸入信號可以控制風扇實現(xiàn)不同的轉(zhuǎn)速,也可以讓風扇的工作處于測試模式下,即風扇的轉(zhuǎn)速按預定的延時變化,風力將由大至小,再由小變大循環(huán)往復。也可以通過鍵盤,讓帆板到達指定高度。
2.2 模塊實現(xiàn)方式確定
(1)輸入模塊:使用者將通過按鈕進行輸入信號的控制,工作時不會存在兩個按鈕同時有效的情況。本模塊的大體部分會以門電路的形式構成,功能上通過計數(shù)器不同的計數(shù)值來形成不同的輸入信號,但必須保證信號的頻率一致。最后,所有檔位的信號必須以同一個輸出端口輸送至風扇,對風扇進行相應的控制。
(2)控制模塊:采用MSP430F6638作為主控芯片,它是由TI公司推出的16位超低功耗、具有精簡指令集(RISC)的混合信號處理器。用LSM303作為檢測角度的傳感器,用AVC 8038風扇作為風力來源。
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三、設計內(nèi)容及部分電路仿真 3.1 輸入模塊設計部分
輸入模塊是指將控制信號輸入風扇前的所有電路,由檔位控制按鈕部分、檔位實現(xiàn)部分、風扇輸入部分等組成。通過對這些部分的整合,可以達成輸出一個頻率相同,占空比可變的方波信號的功能。輸入模塊的設計大多以簡單的數(shù)字門電路來實現(xiàn),使用的芯片也以74LS系列為主。
輸入部分原理圖如下:
3.1.1 按鈕功能電路實現(xiàn)與仿真
我們所設想的的按鈕具體有按下和懸空兩種狀態(tài)。當使用者按下一個按鈕后,對應的檔位就會開始工作,輸出對應占空比的波形。若使用者第二次按同一按鈕,則按鈕將會彈起恢復懸空狀態(tài),對應的檔位不再工作。在一個檔位處于工作狀態(tài)下,使用者按下其他按鈕將不會起任何作用,必須將上一個按鈕取消后,按下的新按鈕才會正常開始工作。
如下圖所示,button1到button3分別為風扇的3個不同檔位的控制按鈕,而button4則為測試模式的控制按鈕。
這四個輸入同時只能有一個有效。對每一個輸入而言,其他3個輸入的或非和它本身相與構成最后的輸出。若在此之前,已經(jīng)有按鈕生效,則或非的值為0,新的按鈕也就無從輸出了。
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以button1和button4為例進行仿真,分別輸入不同頻率的方波。以下I/O分別為button1到button4和output1到output4,每一個output對應相應的button信號。
由圖可見,即便輸入信號存在高電平上的重疊,但是輸出只會有一個信號為高電平,后出現(xiàn)上升沿的信號暫時無效,直至較早工作的信號降為低電平為止,才會開始工作。
3.1.2 控制輸入電路實現(xiàn)與仿真
控制輸入電路接入按鍵的輸出,通過74161不同方式的計數(shù)產(chǎn)生不同的輸出信號。本電路有4個輸入,分別接至按鈕部分的output1至output4;有2個時鐘脈沖,分別控制檔位1至檔位3的計數(shù)器,和測試模式的額外計數(shù)部分;有3個輸出,分別為檔位1到檔位3的輸出,而檔位4則對前3個輸出同時進行利用,本身并不附加其他的輸出。
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以button1、button3和button4為例,分別仿真單一檔位和測試模式的輸出波形。當button1有效時,button1始終置1,button4亦然。下圖I/O分別為CLK1、CLK2、button1到button4以及output1到output3。
在button1有效下,output1的輸出結(jié)果:
在button3有效下,output3的輸出結(jié)果:
在button4有效下,測試模式的輸出結(jié)果:
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通過對于CLK2的調(diào)節(jié),可以控制測試模式下風扇轉(zhuǎn)速由小到大再到小,在每個檔位停留的時間,只需輸入不同頻率的方波即可。
最后,控制輸入電路的3個輸出將以三態(tài)門的形式進行線與作為最后輸進風扇的輸入信號。每個三態(tài)門的EN端接各自對74161的使能信號作為控制端。當對應的計數(shù)器工作時,該計數(shù)器的輸出有效。
我們利用quartus ii5.0對以上電路與實現(xiàn)功能,在quartus ii 5.0中,我們可以直接通過其中所繪原理圖進行仿真,同時也可以相應生成相關程序如下:
module windpit(button4,button1,button2,button3,CLK2, CLK1,output2,output1,output3,output4);
input
button4;input
button1;input
button2;input
button3;input
CLK2;input
CLK1;output output2;output output1;output output3;output output4;
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2013.9 wire
WIRE_71;wire
WIRE_72;wire
WIRE_73;wire
WIRE_74;wire
WIRE_8;wire
WIRE_75;wire
WIRE_10;wire
WIRE_76;wire
WIRE_77;wire
WIRE_78;wire
WIRE_15;wire
WIRE_19;wire
WIRE_24;wire
WIRE_25;wire
WIRE_79;wire
WIRE_27;wire
WIRE_28;wire
WIRE_29;wire
WIRE_30;wire
WIRE_31;wire
WIRE_32;wire
WIRE_36;wire
WIRE_37;wire
WIRE_38;wire
WIRE_39;wire
WIRE_80;wire
WIRE_81;wire
WIRE_82;wire
WIRE_83;wire
WIRE_84;wire
WIRE_57;
assign output2 = WIRE_79;assign output1 = WIRE_8;assign output3 = WIRE_73;assign WIRE_71 = 1;assign WIRE_74 = 0;
74161 b2v_inst(.CLRN(WIRE_71),.CLK(CLK1),.ENP(WIRE_72),.LDN(WIRE_73),.A(WIRE_74),.D(WIRE_74),.ENT(WIRE_72),.B(WIRE_74),.C(WIRE_74),.QB(WIRE_28),.QA(WIRE_29));
assign output4 = WIRE_75 ? WIRE_8 : 1'bz;assign WIRE_37 = ~(WIRE_10 | WIRE_76 | WIRE_77 | WIRE_78);
assign WIRE_10 = ~button4;assign WIRE_19 = ~(WIRE_78 & WIRE_15);
assign output4 = WIRE_72 ? WIRE_73 :
1'bz;
74161 b2v_inst2(.CLRN(WIRE_71),.CLK(CLK2),.ENP(button4),.LDN(WIRE_19),.A(WIRE_74),.D(WIRE_74),.ENT(button4),.B(WIRE_74),.C(WIRE_74),.QD(WIRE_78),.QC(WIRE_76),.QB(WIRE_77),.QA(WIRE_15));
assign WIRE_83 = ~(WIRE_24 & WIRE_25);
assign WIRE_57 = ~(WIRE_79 & WIRE_27);
assign WIRE_73 = ~(WIRE_28 & WIRE_29);
assign WIRE_72 = WIRE_30 | button3;assign WIRE_84 = WIRE_31 | button2;assign WIRE_75 = WIRE_32 | button1;assign WIRE_80 = ~WIRE_77;assign WIRE_81 = ~WIRE_76;assign WIRE_82 = ~WIRE_78;assign WIRE_32 = WIRE_36 | WIRE_37;assign WIRE_31 = WIRE_38 | WIRE_39;assign WIRE_36 = WIRE_78 & WIRE_80 & WIRE_81;
assign WIRE_38 = WIRE_77 & WIRE_76 & WIRE_82;
assign WIRE_8 = ~WIRE_83;
assign WIRE_39 = WIRE_77 & WIRE_81 & WIRE_82;
assign WIRE_30 = WIRE_80 & WIRE_76 & WIRE_82;
assign output4 = WIRE_84 ? WIRE_79 : 1'bz;
74161 b2v_inst6(.CLRN(WIRE_71),.CLK(CLK1),.ENP(WIRE_84),.LDN(WIRE_57),.A(WIRE_74),.D(WIRE_74),.ENT(WIRE_84),.B(綜合電子設計
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2013.9 WIRE_74),.C(WIRE_74),.QB(WIRE_79),.QA(WIRE_27));
74161 b2v_inst7(.CLRN(WIRE_71),.CLK(CLK1),.ENP(WIRE_75),.LDN(WIRE_83),.A(WIRE_74),.D(WIRE_74),.ENT(WIRE_75),.B(WIRE_74),.C(WIRE_74),.QB(WIRE_24),.QA(WIRE_25));
endmodule
3.2 控制模塊設計部分 3.2.1 硬件選型及論證
角度檢測方案的選擇與論證
方案一:采用LSM303 加速度傳感器檢測平臺傾角。其核心為數(shù)字三軸加速度傳感器和三軸磁力計,它體積小,價格低廉,工作可靠。并且其16位模式使其測量精度有保證,在測量微小的角度變化上誤差很小。
方案二:采用電位器檢測擺桿傾角。用電阻分壓方式可以實現(xiàn)電位器對角度變化的感應,但必須經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換才能將信號傳給處理器處理。此時,電位器的靈敏度和模數(shù)轉(zhuǎn)換器的精度都會對測量結(jié)果產(chǎn)生直接影響,誤差一般很大。
方案三:采用增量式旋轉(zhuǎn)編碼器檢測擺桿傾角。增量式旋轉(zhuǎn)編碼器的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時,有相應的脈沖輸出,其計數(shù)起點任意設定,可實現(xiàn)多圈無限累加和測量。需要提高分辨率時,可利用90 度相位差的A、B 兩路信號進行倍頻或更換高分辨率編碼器。2000 線的編碼器轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)一周可以輸出2000 個脈沖,可以實現(xiàn)極高精度的角度檢測,但其價格較高。
綜合以上三種方案,選擇方案一。
風扇選型即與論證
由于本系統(tǒng)的風扇需要提供足夠大的風力才能使帆板達到較高的角度。系統(tǒng)采用AVC 8038高轉(zhuǎn)速暴力風扇,最高風量達到180.97CFM,可以滿足設計需求。
電機控制算法的論證與選擇
電機控制算法的選擇直接影響到系統(tǒng)的性能和技術指標,在本系統(tǒng)的設計中起著關鍵的作用。較為可行的方案有:
方案一:采用最優(yōu)控制算法【3】。最優(yōu)控制算法是將控制要求轉(zhuǎn)化成某個性能指標,使其達到最優(yōu)的一種算法。但最優(yōu)控制算法對過程的最優(yōu)控制的一個重要前提就是最優(yōu)化系統(tǒng)中的數(shù)學模型是完全正確的,而且其運算量較大,單片機很難滿足要求。
方案二:采用PID控制算法【4】。PID控制算法是運用反饋求和后的誤差信號的比例(0階位置項)、積分(誤差累積項)、微分(1階速度項)進行系統(tǒng)校正的一種控制算法??捎糜诒豢貙ο蟮慕Y(jié)構和參數(shù)不能完全掌握,或得不到精確數(shù)學模型的情況。其運算量較小,但系統(tǒng)控制器的結(jié)構和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗和反復調(diào)試來確定。
綜合考慮采用PID控制算法。
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3.2.2 風扇控制信號的分析
本系統(tǒng)采用PID控制算法來計算電機控制量PWM波的輸出。
KP參數(shù) 純比例系數(shù)作用下的系統(tǒng)有如下特點:
1)對于正作用的調(diào)節(jié)系統(tǒng),頂點、谷底均發(fā)生在同一時刻。
2)對于負作用的調(diào)節(jié)系統(tǒng),被調(diào)量的頂點就是輸出的谷底,谷底就是輸出的頂點。
3)對于正作用的調(diào)節(jié)系統(tǒng),被調(diào)量的曲線上升,輸出曲線就上升;被調(diào)量曲線下降,輸出曲線就下降。兩者趨勢完全一樣。
4)對于負作用的調(diào)節(jié)系統(tǒng),被調(diào)量曲線和輸出曲線相對。波動周期完全一致。
5)只要被調(diào)量變化,輸出就變化;被調(diào)量不變化,不管靜態(tài)偏差有多大,輸出也不 會變化。
由于輸出波動=被調(diào)量波動*比例增益,純KP參數(shù)作用下就是一個比例作用。定義Error=目標角度-當前角度;電機的驅(qū)動信息在KP參數(shù)作用下 PWM=KP*Error。KI參數(shù)
僅靠比例系數(shù)調(diào)節(jié)非線性系統(tǒng)顯然是不夠的,故我們又引入KI參數(shù)。
I就是積分作用。一句話簡述之:如果調(diào)節(jié)器的輸如偏差不等于零,就讓調(diào)節(jié)器的輸出按照一定的速度一直朝一個方向累加下去。積分相當于一個斜率發(fā)生器。啟動這個發(fā)生器的前提是調(diào)節(jié)器的輸如偏差不等于零,斜率的大小與兩個參數(shù)有關:輸入偏差的大小、積分時間。
在本系統(tǒng)中,我們將采樣以及調(diào)節(jié)的程序放在定時中斷內(nèi),故可認為每次的積分時間是保持不變的,考慮積分時間相當于在KI參數(shù)上乘以一個固定的比例參數(shù),并不改變其本質(zhì)。故在本系統(tǒng)中我們只考慮輸入偏差的大小。
定義iError+=Error;同時采用P、I參數(shù)調(diào)節(jié)下有PWM=KI*Error+ KP*Error。KD參數(shù)
為了提高系統(tǒng)穩(wěn)定性,在采用了P、I參數(shù)的基礎上,我們再次引入D參數(shù)。D就是微分作用,根據(jù)微分作用的特點,咱們可以得出單純微分作用下的推論:
1)微分作用與被調(diào)量的大小無關,與被調(diào)量的變化速率有關; 2)與被調(diào)量的正負無關,與被調(diào)量的變化趨勢有關;
3)如果被調(diào)量有一個階躍,就相當于輸入變化的速度無窮大,那么輸出會直接到最小或者最大;
3.3整體原理圖與PCB設計
原理圖如下:
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PCB:
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四、整體實物圖即測試結(jié)果
測試結(jié)果:帆板能在0度~75度范圍內(nèi)可調(diào),滿足設計要求。測試過程詳見附件中的視頻。
五、收獲心得
這個短學期的綜合電子課程設計這門課讓我們接觸到了較為貼近實際的電子設計方面內(nèi)容,既包含模擬系統(tǒng)部分,也包括數(shù)字系統(tǒng)部分,從對它不是非常了解到大家一起合作完成一個設計項目,中間遇到了許許多多的困難,但也被我們一一解決。這個學習與鍛煉的過程讓我們受益匪淺,也讓我從中感受到了綜合電子設計的樂趣。
我們經(jīng)過精心地討論與選擇,最后確定的題目是設計一個小型模擬風洞系統(tǒng),其中輸入的功能選擇部分主要是由數(shù)字系統(tǒng)實現(xiàn),并運用quartus進行仿真,而控制的模塊主要是有模擬系統(tǒng)實現(xiàn)。因為這次混合系統(tǒng)的設計既需要用到protel軟件,又需要用到quartus軟件,而這兩個軟件以前我們接觸的也不是很多,所以運用起來也遇到了很多困難,但我們從不放棄,通過與組員的思考討論,從互聯(lián)網(wǎng)上獲取幫助,還有向同學老師請教等方法,我們克服了困難并最終完成了既定目標與任務。一種成就感與喜悅之情溢于言表。
這次的綜合電子設計讓我收獲很多,也讓我感悟很多。從中我們學到了許多關于電子設計和protel、quartus軟件的知識,既鍛煉了我們的實踐動手能力,又增強了我們的團隊合作精神,讓我們了解如何更好地與他人合作從而完成一個項目。我們感受到了自學對于一個大學生是多么的重要,只有一個會充分利用網(wǎng)絡與圖書館資源,善于請教老師與同學并喜歡努力刻苦思考鉆研的人才能獲得最多的收獲。當然,我們也從這次實踐中享受到很多樂趣,同時也讓我們對電子設計產(chǎn)生極大的興趣。我們會在以后的學習生活中,更主動積極地去汲取更多的相關知識,不斷拓展自己的知識面,提高相應的專業(yè)技能。
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六、參考文獻
【1】戰(zhàn)培國.國外風洞試驗的新機制_新概念_新技術.[J].液體力學實驗與測量.2004.12。
【2】李東生等.Protel 99SE 電路設計教程[M].電子工業(yè)出版社.2007年7月。【3】最優(yōu)控制理論與應用/邵克勇[M].化學工業(yè)出版社,2011 【4】PID控制器參數(shù)整定與實現(xiàn)[M]黃友銳.北京:科學出版社,2010
第二篇:設計小型液冷系統(tǒng)論文
引 言
電子設備元器件一直是朝著提高集成度、減小元器件尺寸及增加時鐘頻率的趨勢發(fā)展。高集成度、微小的元器件尺寸及大時鐘頻率帶來的是元器件功率和熱流密度急劇增加而產(chǎn)生的過高溫升。實驗證明,電子器件的可靠性與溫度成反比。在傳統(tǒng)熱設計中,散熱方式以傳導、自然冷卻、強迫風冷為主,隨著元器件熱流密度的不斷增大,傳統(tǒng)散熱方式已無法滿足散熱要求,液冷技術比空氣冷卻效率高出 100~2000 倍,液冷散熱技術越來越多地應用于機載電子設備。在航空應用環(huán)境,對于機載電子設備的尺寸和重量有嚴格要求,因此液冷系統(tǒng)的小型化研究十分必要。液冷技術及液冷系統(tǒng)原理
液冷技術是指冷卻介質(zhì)為液體的冷卻技術。其原理就是利用冷卻液的流動帶走元器件產(chǎn)生的熱量從而降低發(fā)熱元器件的溫度。液冷系統(tǒng)主要由液冷散熱器、循環(huán)管路、泵、儲液箱、二次換熱器 5 部分組成。其工作原理如圖1 所示,冷卻介質(zhì)在泵的作用下從儲液箱泵出流入液冷散熱器內(nèi),將電子元器件產(chǎn)生的熱量帶走,再經(jīng)過二次換熱器將熱量散發(fā)到空氣熱沉中,冷卻后的液體再次流回儲液箱,如此循環(huán)往復來達到控制元器件溫度的目的。小型液冷系統(tǒng)的設計
在標準 1ATR 機箱內(nèi)設計液冷系統(tǒng)并實現(xiàn)液冷系統(tǒng)的小型化。小型液冷系統(tǒng)自帶冷卻液驅(qū)動、存儲、二次換熱系統(tǒng),僅需要飛機提供冷卻空氣,即可實現(xiàn)高熱流密度元器 件 的溫 度 控制,可 以有效解 決高熱流 密度元器 件的散熱 問題。
小型液冷系 統(tǒng)主要由驅(qū)動模塊、液冷散熱器、空氣/液體二次換熱器 3部分組成。驅(qū)動模塊為小型液冷系統(tǒng)提供冷卻液的驅(qū)動、存儲、冷卻液流量控制;液冷散熱器對高功耗元器件進行散熱,元器件產(chǎn)生的熱量傳遞給液冷散熱器內(nèi)的冷卻液,冷卻液將熱量帶出,達到控制元器件溫度的目的;空氣/液體二次換熱器將冷卻液吸收的元器件熱量散發(fā)到空氣熱沉中,使得冷卻液溫度降低,達到循環(huán)利用的目的。
小型液冷系統(tǒng)的設計方案見圖 2。驅(qū)動模塊插入機箱的插槽內(nèi),空氣/液體換熱器嵌入在機箱側(cè)壁上。儲液箱中的低溫冷卻液在驅(qū)動系統(tǒng)中微泵的作用下流入液冷散熱器中與元器件進行熱交換,熱交換后的高溫冷卻液流入機箱側(cè)壁與冷卻空氣進行熱交換,將冷卻液熱量散失到環(huán)境中后重新回到儲液箱中,如此循環(huán)。
2.1 驅(qū)動模塊的小型化設計
驅(qū)動模塊小型化設計主要是將微泵、儲液箱、電源及控制電路集成在一個模塊內(nèi),以實現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)的集成化、模塊化、小型化,必須從組成系統(tǒng)的各個部件入手。
1)泵的小型化。受驅(qū)動模塊內(nèi)部安裝空間的限制,小型液冷循環(huán)系統(tǒng)采用微型泵來滿足小型化要求。選擇泵的型號前應精確計算系統(tǒng)流動阻力和冷卻液所需 的 流 量,根據(jù)系統(tǒng)流阻曲線與泵的工作曲線選擇合適的微型泵,應盡量使所選泵在其高效工作區(qū)范圍內(nèi)即額定工況點附近運行。經(jīng)過系統(tǒng)流阻及冷卻液流量精確計算后,本系統(tǒng)選擇微型齒輪泵,微型齒輪泵具有自吸能力,通過電機控制流量,流量精度高,體積小,能夠滿足系統(tǒng)對壓力、流量及小型化的要求。
2)儲液箱的小型化。根據(jù)傳熱理論精確計算系統(tǒng)所需的冷卻介質(zhì)流量,儲液箱中冷卻液出口應設計在儲液箱底部低點,內(nèi)部應設計斜面以避免死水區(qū)的形成,以便有效利用冷卻液,實現(xiàn)儲液箱小型化要求。
3)電源及控制電路小型化。根據(jù)微型齒輪泵供電要求選擇微型電源模塊,根據(jù)驅(qū)動模塊內(nèi)部空間設計微型控制電路,控制電源模塊輸出 0~5 V 的電壓,調(diào)節(jié)齒輪泵電機轉(zhuǎn)速,實現(xiàn)對流量的精確控制。
2.2 液冷散熱器的小型化設計
液冷散熱器小型化設計關鍵是在有限的空間內(nèi)實現(xiàn)換熱效率的最大化。通常液冷通道的設計對實現(xiàn)高效換熱至關重要。
在液冷框體內(nèi)設計流道,通過冷卻液在液冷通道內(nèi)的流動將元器件熱量帶走。液冷通道設計為蛇形并聯(lián)管路,蛇形通道增加熱交換時間及面積,并聯(lián)管可有效降低流阻,同時避免堵塞,提高可靠性。
通過對液冷散熱器進行熱性能仿真,優(yōu)化液冷散熱器內(nèi)部流道結(jié)構形式,增加冷卻液流動通路尺度,增加有效換熱面積,降低熱源溫度,有效提高液冷散熱器散熱性育。
3結(jié)語
機載電子設備的性能要求不斷提高,功耗不斷增大,同時又對“小、低、輕”的要求越來越迫切。本文將液冷系統(tǒng)設計在一個標準IATR機箱內(nèi),對液冷系統(tǒng)的各組成部分的小型化設計進行了探討,提出了電子設備液冷系統(tǒng)二次換熱器嵌入式設計方法,將電子設備機箱側(cè)壁設計為液冷系統(tǒng)二次換熱器,極大地縮小了液冷系統(tǒng)的體積,實現(xiàn)了液冷系統(tǒng)的小型化。小型液冷系統(tǒng)自帶冷卻液驅(qū)動、存儲、二次換熱系統(tǒng),僅需要吃機提供冷卻空氣即可實現(xiàn)對高熱流密度元器件的溫度控制。通過實驗,測試了該系統(tǒng)的高效散熱性能,與傳統(tǒng)風冷機箱相比,元器件溫度大幅下降。該小型液冷系統(tǒng)具有結(jié)構緊湊、維護方便、換熱效率高等優(yōu)點,為后續(xù)電子設備液冷系統(tǒng)高效散熱及小型化設計提供參考。
第三篇:小型超市管理系統(tǒng)設計說明書
小型超市管理系統(tǒng)設計說明書
系統(tǒng)概述
小型超市管理系統(tǒng)的設計對一個超市的運轉(zhuǎn)是十分重要的。改革開放以來,我國逐步進入市場經(jīng)濟,外國企業(yè)的進入,給我國的本土經(jīng)濟帶來巨大的沖擊。因此,為了使我們自身的企業(yè)更好地應對外來競爭的壓力,我們的企業(yè)迫切地需要管理制度的完善。
小型超市管理系統(tǒng)是現(xiàn)存信息系統(tǒng)中較為復雜的一類,這是由超市自身的目標、任務和性質(zhì)所決定的。它應用于用戶權限管理、進貨管理、銷售管理、顧客管理和用戶注冊管理等幾個方面,牽涉的信息種類較多。這也同時是一款信息查詢系統(tǒng),體現(xiàn)出超市當前的庫存商品數(shù)量、價格以及銷售情況。方便了顧客購買商品,而且對超市的管理、銷售、進貨以及經(jīng)理決策起著至關重要的作用。依靠現(xiàn)代化信息處理技術來管理超市,大大節(jié)省了人力、物力,改善了員工的工作條件,方便了廣大消費者,提高了企業(yè)的效率,增加其收益。
超市管理的信息化建設工作具有長期性、復雜性和多變性,所以超市管理系統(tǒng)也不是一個簡單的、封閉的、靜止的系統(tǒng),它是會隨時間推移在應用廣度和深度上逐步變化和發(fā)展的系統(tǒng)。需求分析
需求分析分為三個部分:需求的文字表述、數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)字典。
一、需求分析:
小型超市管理系統(tǒng)的設計的服務對象是廣大顧客及超市的管理人員。它涉及的面廣、數(shù)據(jù)量大,如果對整個系統(tǒng)不能很好的
設計,將會給超市的效益帶來巨大壓力,如何在激烈的競爭中擴大銷售額、降低經(jīng)營成本、擴大經(jīng)營規(guī)模,成為超市努力追求的目標。下面是我們隊該系統(tǒng)所做的詳細分析:
1、用戶工作流程
與超市運轉(zhuǎn)相關的群體主要有顧客、銷售員和超市工作人員。圍繞著三大群體,我們設計了以下流程。進貨或銷售商品時,用戶要對訂單或銷售單進行核對審查,這時不同的用戶需要填寫與各自身份相對應的信息,經(jīng)系統(tǒng)默認,進入到相應的界面,通過指導查詢所需信息,如進貨信息、銷售信息和商品信息等。
2、用戶業(yè)務需求
(1)、該軟件將為不同的用戶提供不同的操作權限,當用戶不同時,根據(jù)對用戶權限的判斷,決定該用戶進入哪一界面;(2)、該管理軟件將對商品進行資料統(tǒng)計和管理,提供詳細的商品信息,方便顧客查詢;
(3)、該軟件將對商品的訂貨單和銷售單進行錄入管理和統(tǒng)計,使銷售員和超市管理人員及時了解超市的銷售情況;(4)、該軟件將為用戶提供賬號管理工具,以便對用戶賬號進行管理,包括用戶的添加、修改、編輯和刪除等操作。
3、系統(tǒng)的設計目標
實現(xiàn)超市數(shù)據(jù)的信息化管理,提高超市在運作中的效率,減少人力的消耗,提高管理質(zhì)量,將超市信息管理環(huán)節(jié)簡單化。
4、用戶對系統(tǒng)的要求
1)、信息要求
由于系統(tǒng)的使用主體是顧客和銷售員,因此對系統(tǒng)的信息要求可分為以下幾個方面: a.用戶信息
用戶的基本信息,主要包括用戶的名稱,密碼,住址,權限,姓名及年齡信息; b.商品信息
商品的基本信息,主要包括商品的名稱,數(shù)量,產(chǎn)地,價格,大小等信息; c.訂貨信息
訂貨的基本信息,包括商品的名稱和數(shù)量,顧客姓名,銷售日期,商品的大小和價格等; d.進貨信息
進貨的基本信息,主要包括所訂購商品的名稱和數(shù)量,訂購生產(chǎn)廠家,訂購日期,訂購狀態(tài)和訂購人姓名等。
2)、處理要求
a.用戶注冊或登錄
用戶通過這個功能,可以注冊成為會員或員工,也可以進入到系統(tǒng)主界面進行操作,用戶可以是系統(tǒng)管理員,顧客,或銷售員;
b.商品查詢與購買
顧客通過這個功能,可以瀏覽所有的商品,或者通過商品的某種信息,分項查詢找到需要的商品后進行訂貨購買;
c.訂貨單查詢
通過這個功能,顧客可以根據(jù)自己的需求修改訂單或下訂單; d.銷售情況查詢
通過這個功能,銷售員可以查詢到商品的所有銷售信息,了解超市的銷售情況。安全性與完整性要求 1)、安全性要求
a.系統(tǒng)應設置訪問用戶的標識以鑒別用戶是否合法,并要求合法用戶設置密碼,保證用戶身份不被盜用;
b.系統(tǒng)應對不同的數(shù)據(jù)設置不同的訪問級別,限制訪問用戶可以查詢和處理的數(shù)據(jù)的類別和內(nèi)容;
c.系統(tǒng)應對不同用戶設置不同的權限,區(qū)分不同的用戶,如顧客,超市管理人員和銷售員;
顧客:查詢某種或全部商品,下訂單購買商品; 超市管理人員:進行用戶管理,增加、刪除或修改用戶; 銷售員:查詢?nèi)可唐沸畔?,或分享查詢銷售情況。2)、完整性要求
a.各種信息記錄的完整性,信息記錄內(nèi)容不能為空; b.各種數(shù)據(jù)間相互的聯(lián)系的正確性; c.相同的數(shù)據(jù)在不同記錄中的一致性。
5、確定系統(tǒng)的邊界
經(jīng)過前面的需求分析,確定有計算機完成的工作時對數(shù)據(jù)進行各種管
理和處理,具體的工作內(nèi)容見第二部分,由手工完成的工作主要有對原始數(shù)據(jù)的錄入;不能由計算機生成的,各種數(shù)據(jù)的更新,包括數(shù)據(jù)變化后的修改,數(shù)據(jù)的增加,失效數(shù)據(jù)或無用數(shù)據(jù)的刪除等;系統(tǒng)的日常維護。
二、系統(tǒng)功能的設計和劃分
根據(jù)如上的需求分析,我們可將本系統(tǒng)按照所完成的功能劃分成以下幾個子系統(tǒng): 用戶權限管理子系統(tǒng) 進貨管理子系統(tǒng) 銷售管理子系統(tǒng) 顧客管理子系統(tǒng) 用戶注冊管理子系統(tǒng) 后臺管理子系統(tǒng) 各子系統(tǒng)完成的功能如下:
1、用戶權限管理子系統(tǒng)
(1)系統(tǒng)管理員具有所有的數(shù)據(jù)和功能權限,能查看進貨管理表單、銷售管理表單,能管理普通用戶;
(2)普通用戶具有查詢商品、訂購商品和修改個人信息等功能;(3)銷售員除了具有一般用戶的權限外,還可以進行銷售報表的查詢等;
2、進貨管理子系統(tǒng)
(1)用戶查詢或分項查詢訂貨單;
(2)下訂單或更改訂單狀態(tài);
3、銷售管理子系統(tǒng)
讓銷售員能夠進行銷售信息的查詢,及時了解超市的銷售情況;
4、顧客管理子系統(tǒng)
(1)顧客可以瀏覽所有的商品信息;(2)可以通過分項功能查詢,找到所需商品;(3)直接訂貨或購買商品;
5、用戶注冊管理子系統(tǒng)
(1)填寫個人信息,注冊成為會員;(2)根據(jù)不同的目的取得不同的商品權限。
第四篇:小型超市管理系統(tǒng)可行性報告
《小型超市管理系統(tǒng)》可行性報告 曹劍濤李成軍 目錄
一、前言...................................................................................................................................3
二、系統(tǒng)建立的背景及意義:...............................................................................................3
三、項目開發(fā)目標、系統(tǒng)功能...............................................................................................4
1.開發(fā)目標:............................................................................................................................4 2.系統(tǒng)功能................................................................................................................................4
四、ER圖................................................................................................................................5
五、數(shù)據(jù)流程圖.......................................................................................................................5
六、系統(tǒng)可行性分析...............................................................................................................6
(1)可行性研究.....................................................................................................................6(2)系統(tǒng)實施運行的可行性:.............................................................................................7(3)、技術可行性分析...........................................................................................................7(4)、社會可行性、法律可行性分析...................................................................................7(5)、用戶操作可行性...........................................................................................................7(6)、經(jīng)濟可行性分析...........................................................................................................8
七、結(jié)論意見...........................................................................................................................8
一、前言
如今我們的生活越來越離不開超市,超市已經(jīng)是我們的生活的一部分。超市需要處理大量的庫存信息,還要時刻更新產(chǎn)品的銷售信息,不斷添加商品信息。面對不同種類的信息,需要合理的數(shù)據(jù)庫結(jié)構來保存數(shù)據(jù)信息,需要有效的程序結(jié)構支持各種數(shù)據(jù)操作的執(zhí)行。讓管理人員對超市的進貨情況、銷售情況和庫存情況了如指掌,進而能更好的對商品進行調(diào)度??梢约哟笕肆ぷ鞯男屎蜕唐返倪M出貨效率并且可以減輕使用者繁雜的工作。
可行性研究的目的是為了對問題進行研究,以最小的代價在最短的時間內(nèi)確定問題是否可解。再經(jīng)過對此項目進行詳細調(diào)查研究,初步擬定系統(tǒng)的實現(xiàn)報告,對軟件開發(fā)中將要面臨的問題及其解決方案進行初步設計及合理安排。明確開發(fā)風險及其所帶來的經(jīng)濟效益。通過可行性研究,該計劃是否應該執(zhí)行,便顯而易見。
二、系統(tǒng)建立的背景及意義:
超市是一個我們很熟悉的詞語,在我們生活中經(jīng)??梢钥吹?,21世紀,全球市場經(jīng)濟和現(xiàn)代信息技術的不斷發(fā)展,人民的生活不斷提高,以及人們消費需求的不斷豐富,商品種類多樣化日漸增多。消費水平提高,超市這樣的零售商之間的競爭也日益激烈,競爭已不再是規(guī)模的競爭,而是技術的競爭、管理的競爭、人才的競爭。技術的提升和管理的升級是超市業(yè)的競爭核心。商家不斷采取各種銷售手段吸引顧客眼球,也因而工作量增大,增多。在價格懸殊不大,商品種類類似,規(guī)模實力等同的情況下,高效率,高質(zhì)量,低成本,低損失等等則成為了競爭的優(yōu)勢。而超市的進貨、銷售、存貨、數(shù)量、種類、商品出庫以及員工等等都是影響這些的重要因素。然后,這些信息,量大而復雜,想要得到合理安排處理需要有很大的工作量,靠傳統(tǒng)的人工管理方式效率低,而且容易出錯,并且經(jīng)常會導致重復工作,浪費時間,在人力資源上來說也是一種浪費。影響了超市的工作效率,錯誤率高,浪費成本。在此情況下如何使用現(xiàn)代化的工具,使企業(yè)和經(jīng)營者個人在最小的投入下獲取最大的回報。成為每一個人的夢想。因此,在超市管理中引進現(xiàn)代化的辦公軟件,就成為時下最好的解決辦法。超市銷售管理信息系統(tǒng)的開發(fā)和應用是非常必要的,它能夠簡便快速的記錄倉庫存貨、銷售以及進貨情況;及時了解庫存商品種類、數(shù)量,和所售商品種類、價格、數(shù)量;它還可以統(tǒng)計核算日常的不斷變化的數(shù)據(jù),并登記有關文件;在當天匯總時修改相應文件,如總金額、總數(shù)量等;并且可以根據(jù)日常統(tǒng)計,制作月統(tǒng)計,并制作月報表;并且利用它,我們可以了解人員的調(diào)配使用狀況,避免人員閑置或者人員緊張的狀況;另外可以通過它合理安排商品出庫順序及日期,避免商品過期浪費的情況發(fā)生。這一切都大大提高超市的經(jīng)濟效益。
三、項目開發(fā)目標、系統(tǒng)功能
1.開發(fā)目標:
為超市提供方便,快捷的結(jié)賬體系;
為超市提供準確,高效的庫存和財務管理系統(tǒng);
為超市管理人員提供強大的管理和統(tǒng)計商品,資金的功能。
2.系統(tǒng)功能
A功能
① 記錄倉庫存貨、銷售以及進貨情況
② 了解超市進貨渠道、商品單價、數(shù)量
③ 了解庫存商品種類數(shù)量,所售商品種類、價格、數(shù)量 ④ 統(tǒng)計核算日常的不斷變化的數(shù)據(jù),并登記有關文件
⑤ 分項顯示銷售商品后開出的發(fā)票的內(nèi)容,并且詳細顯示商品價格數(shù)額 ⑥ 在當天匯總時修改相應文件,如總金額、總數(shù)量 ⑦ 根據(jù)日常統(tǒng)計,制作月統(tǒng)計,并制作月報表
四、ER圖
用戶名密碼商品總額銷售價格商品名稱員工銷售日期銷售顧客商品編號銷售數(shù)量庫存管理供貨價格銷售價格庫存數(shù)量商品名稱商品進貨供應商商品編號進貨價格商品編號商品名稱供應商電話供應商編號供應商名稱
五、數(shù)據(jù)流程圖
預售商品付款訂貨單供貨單小型超市管理系統(tǒng)與訂貨單不符的供貨單購貨款顧客商品發(fā)票供貨廠商
六、系統(tǒng)可行性分析
(1)可行性研究
超市需要一套管理信息系統(tǒng),能夠從進貨開始,實現(xiàn)進貨,上架,銷售,庫存,財務,人力資源等等一系列信息的全面管理。通過系統(tǒng)實現(xiàn)各部門的分工合作,信息共享。是原來管理更加系統(tǒng),更全面,更快捷。
根據(jù)超市的狀況,迫切需要一套超市銷售管理系統(tǒng)。主要有兩個選擇: 1.購置商品化的系統(tǒng)
2.根據(jù)自身實際情況,自行開發(fā)軟(2)系統(tǒng)實施運行的可行性:
各部門人員都已熟練掌握計算機的基本使用方法和操作技能,可以對新的系統(tǒng)進行管理,和操作。
(3)、技術可行性分析
1.信息系統(tǒng)開發(fā)方法。在開發(fā)小組中有熟練掌握面向?qū)ο箝_發(fā)軟件系統(tǒng)的資深系統(tǒng)分析員和程序員,在信息系統(tǒng)開發(fā)方法上不存在任何問題。
2.網(wǎng)絡和通訊技術開發(fā)小組有專門的網(wǎng)絡技術人員,有N年的大型網(wǎng)絡組網(wǎng)經(jīng)驗。3.C/S結(jié)構規(guī)劃和設計技術開發(fā)小組有豐富的C/S開發(fā)經(jīng)驗。4.數(shù)據(jù)庫技術有專業(yè)開發(fā)數(shù)據(jù)庫的團隊。
5.Java開發(fā)技術開發(fā)小組的所有成員均可熟練使用Java編程。綜上,在技術方面本系統(tǒng)開發(fā)完全可行。
(4)、社會可行性、法律可行性分析
本團隊開發(fā)的超市管理信息系統(tǒng)符合社會需求,社會的發(fā)展也需要超市管理的現(xiàn)代化和信息化。且本團隊開發(fā)的系統(tǒng)與國家的法律法規(guī)不存在任何的抵觸之處。且符合工作人員的操作習慣。
(5)、用戶操作可行性
超市的經(jīng)營者大多具備電腦基本操作知識,對于必要的專業(yè)操作經(jīng)短期培訓即可;管理基礎工作和各項管理制度比較健全,執(zhí)行嚴格,原始數(shù)據(jù)采集完整,保存良好。
● 操作簡單:簡單的操作規(guī)則使操作人員能輕松掌握?!?查詢方便:用戶可設定任意條件和任意的查詢項目進行檢索。
● 統(tǒng)計靈活:任意條件下任意項目的產(chǎn)品入庫時間、數(shù)量等的統(tǒng)計及查詢項目均可進行交叉統(tǒng)計。(6)、經(jīng)濟可行性分析
傳統(tǒng)的人工管理方式效率低,而且容易出錯,并且經(jīng)常會導致重復工作,浪費時間,在人力資源上來說也是一種浪費。影響了超市的工作效率,錯誤率高,浪費成本。在此情況下使用超市管理系統(tǒng),超市管理系統(tǒng)的投入,能夠提高工作效率,減少工作人員,從而減少人力資本的投入,使企業(yè)和經(jīng)營者個人在最小的投入下獲取最大的回報,小型超市網(wǎng)絡設施健全,各部門電腦配置齊全,硬件投入不需要很大,只需要在技術上投資。大型連鎖超市的資金雄厚,總部積極支持系統(tǒng)開發(fā),由此可見,在超市使用此系統(tǒng)所獲得的收入遠大于項目開發(fā)所需要的費用,也就是超市盈利遠大于開發(fā)費用,以最小的代價獲得最高的收益。,從經(jīng)濟角度來說,本系統(tǒng)開發(fā)完全必要,在經(jīng)濟上可行。
七、結(jié)論意見
經(jīng)過一系列的各個不同方面的可行性分析,從經(jīng)濟,操作,技術,和社會等各方面的可行性分析,可以確定本系統(tǒng)是完全有必要的,且是可行的,應當立項開發(fā)。
第五篇:開題報告-船用小型UPS電源系統(tǒng)設計
開題報告
電氣工程及自動化
船用小型UPS電源系統(tǒng)設計
一、綜述本課題國內(nèi)外研究動態(tài),說明選題的依據(jù)和意義
有些小型船用應急電源一般采用沖放電板帶蓄電池來組成,當蓄電池處在浮充狀態(tài)時,能夠提供不間斷電源,但有一些缺點:
(1)
受電源的限制功率小,承擔的負荷太小,滿足不了要求
(2)
不能提供交流電源
(3)
電源品質(zhì)不能保證,如波動問題、頻率問題等
因此,船上一些重要設備的備用電源不能直接由充放電板提供,需要更加穩(wěn)定
UPS(Uninterrupted
Power
Supply)系統(tǒng)。
當船舶主電源發(fā)生故障時,在應急發(fā)電機啟動并正常運行前,為了確保通訊導航設備、無線電設備、檢測報警設備及維系生命安全的重要設備供電的連續(xù)性,應當采用更為保險的UPS系統(tǒng)。應急發(fā)電機正常運行后,所有的UPS負載均可轉(zhuǎn)移到應急配電板上。
那么到底什么是UPS呢?不間斷電源,從名稱上看,即保證一些重要負載供電的連續(xù)性,如報警設備、監(jiān)控設備等。這些設備一旦出現(xiàn)供電間斷,可能會引起重大事故。UPS主要構成包括整流器、充電部分、蓄電池(組)、直流匯流排、逆變器。UPS的基本工作原理:外部電源經(jīng)過整流后通過充電回路對蓄電池進行充電,旁通電路給負載供電;當外部電源因發(fā)生故障而停止供電時,由蓄電池作為電源,經(jīng)逆變器逆變后對負載供電。好的UPS系統(tǒng)應滿足一下要求:輸出正弦電壓波形、電源波形畸變小、輸出頻率穩(wěn)定、電壓波動小、效率高、損耗小、噪音低、操作簡單、維修方便。
陸用UPS技術相對成熟,主要是陸地穩(wěn)定,干擾小,滿足以上要求更為簡單。但是,船舶交流電網(wǎng)的線路及供電質(zhì)量遠不及陸上電網(wǎng),且由于多種設備集中在船艙狹小的空間內(nèi),這對船用UPS電源的抗電磁干擾及可靠性提出了嚴格的要求,因此,作為船舶供電網(wǎng)絡的關鍵設備,船用UPS技術的研究具有重要的理論意義和實際意義。
我國在船用UPS的設計和制造方面已經(jīng)取得了出不成績,但與陸用UPS產(chǎn)品相比還存在著一定的差距,目前我國船用UPS技術存在諸多局限性。
目前UPS主要向兩個方向發(fā)展,一是網(wǎng)絡智能化控制控制,二是全數(shù)字化技術。智能化,即采用并聯(lián)技術將多臺小功率UPS設備連接后實現(xiàn)并聯(lián)運行,這樣不但可以方便靈活地配置整個電源系統(tǒng)的容量,而且可以實現(xiàn)電源系統(tǒng)的冗余,大大提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可用性、可靠性,因此船用UPS的控制技術相應地向網(wǎng)絡智能化方向發(fā)展是勢在必行。采用微處理器、數(shù)字信號處理DSP構成的全數(shù)字式控制UPS有很明顯的優(yōu)點:可以大大減少控制元件的數(shù)量,提高系統(tǒng)抗干擾能力,降低故障率及對工作溫度的要求;制作設計靈活,并聯(lián)的多臺UPS一致性好;可改進性好,一旦有更好的控制方法,只要修改程序即可,無需變動硬件電路,即硬件電路軟件化,大大縮短了設計周期;輸出電能質(zhì)量好,可靠性高,便于實現(xiàn)網(wǎng)絡智能化管理;并聯(lián)多臺UPS,控制方法靈活,更有利于發(fā)揮冗余優(yōu)勢。
船上使用UPS具有重要的作用和意義:一,應急作用,當船舶因為意外故障而斷電,比如電線老化、氣候影響等等,UPS可以防止突然斷電而影響船上重要儀器的工作,給船上各個供電系統(tǒng)造成損害;二,消除電源上的電涌、瞬間高電壓、瞬間低電壓、電線噪聲和頻率偏移等“電源污染”,可以極大的改善電源質(zhì)量,為船舶供電系統(tǒng)提供高質(zhì)量、不間斷的穩(wěn)定電源。因此,在當前的形勢下,船用UPS電源的使用越來越廣泛,而對UPS的研究也是非常有必要的。
二、研究的基本內(nèi)容,擬解決的主要問題:
設計一個為船舶中通訊設備,照明設備、控制設備、輔助機械設備等提供性能可靠的后備UPS電源系統(tǒng)。此UPS系統(tǒng)主電路結(jié)構如下框圖所示,三相逆變電路
LC濾波
負載
蓄電池組
要求選蓄電池組的電壓為168V,能獨立提供的線電壓為66V,最大輸出電流為20A,供電時間為30min,當輸出由空載變?yōu)闈M載時輸出電壓下降不超過2.5%。
設計的基本內(nèi)容:
(1)
根據(jù)要求設計出主電路的結(jié)構形式,畫出主電路的原理框圖。
(2)
主電路各個元件的參數(shù)計算和型號選擇。
(3)
研究UPS與常用電源的合理切換。
(4)
設計蓄電池組的充電回路。
(5)
對系統(tǒng)進行仿真和研究。
(6)
整理設計數(shù)據(jù)資料,設計總結(jié),撰寫論文。
電路的基本框架圖已經(jīng)給出如上圖,各元件的參數(shù)選擇需經(jīng)過計算后才能得出。所謂合理切換,即船電正常時UPS系統(tǒng)不工作,當船電不正常時啟用UPS系統(tǒng),保證供電的連續(xù)性。充電電路的設計是本文的一個重點,蓄電池電壓較高,有一定的設計難度。充電要求電壓必須大于蓄電池組電壓,還得保證不能過沖,即應該有電壓反饋、鎖定環(huán)節(jié)。當然,UPS中有一個很重要的環(huán)節(jié)----逆變,逆變技術的先進與否直接反映電源的質(zhì)量。本次設計采用三相橋式電壓型逆變電路,原理圖如下:
開關器件采用全控型電力MOSFET,主要特點是驅(qū)動電路簡單,需要的驅(qū)動功率小。第二個特點是開關速度快,工作頻率高,熱穩(wěn)定性能好。MOS管的驅(qū)動使用特定的驅(qū)動電路完成。直流電輸入,電路正常工作時,每個瞬時有三個橋臂導通,同一相的上下兩個橋臂要通斷互補。為了防止短路直通現(xiàn)象,可采取先斷后通策略。
MOS管的通斷控制采用PWM控制方法,PWM波由芯產(chǎn)生,輸出PWM波形的占空比由軟件控制。有電壓閉環(huán)反饋環(huán)節(jié),從輸出端進行電壓采樣,采樣值與設定值比較,形成偏差,再通過PI調(diào)節(jié)器自動調(diào)整,把調(diào)整信號輸入單片機,單片機控制PWM芯片波改變其輸出PWM的占空比。
三、研究步驟、方法及措施:
(1)查找相關資料,總體方案設計論證,作好開題報告。
(2)根據(jù)方案,設計所需要的逆變電路。
(3)計算所需電力電子器件的參數(shù),挑選合適的型號。
(4)挑選合適的主芯片,設計控制電路。
(5)挑選適合的芯片,設計蓄電池好充電回路
(6)對所需的電路進行仿真。
(7)完成報告,總結(jié)設計過程。
四、參考文獻
[1]
王兆安,黃俊.電力電子技術[M].第4版.北京:機械工業(yè)出版社,2000.[2]
陳建業(yè).電力電子電路的計算機仿真[M].北京:清華大學出版社,2003.[3]
閻石.數(shù)字電子技術基礎[M].第4版.北京:高等教育出版社,2005.[4]
康華光.陳大欽.電子技術基礎(模擬部分)[M].第4版.北京:高等教育出版社,2004.[5]
楊旭,裴云慶,王兆安.開關電源技術[M].北京:機械工業(yè)出版社,2003.[6]
顧繩谷.電機及拖動基礎[M].第3版.北京:機械工業(yè)出版社,2003.[7]
張穎超等.高精度三相PWM波形產(chǎn)生器SA4828在逆變器中的應用[J].國外電子元器件,2000,36(9):3~5.[8]
張春來,趙殿禮,文元全.船舶電氣[M].北京:人民交通出版社,2008.[9]
康華光.電子技術基礎(模擬部分)[M].第四版.北京:高等教育出版社,1999.[10]王兆安.電力電子變流技術[M].北京:機械工業(yè)出版社,2003.[11]夏德鈐,翁貽方.自動控制理論[M].第三版.北京:機械工業(yè)出版社,2007.