基于ARM的风机和水泵节能系统设计与实现

【摘要】：在各行各业的各类机械与电气设备中风机和水泵配套的电机大约占了电机装机量的60%,耗用电能约占全国发电总量的三分之一,在能源非常紧张的今天,风机水泵节能技术的研究具有非常重要的理论意义和实用价值。 在传统的风机和水泵设备中,大部分是根据用户的风量、流量和压力需求,然后使用档风板、阀门、载流、回流和起停电机等方式来调节风机或水泵的气体或液体的流量、压力,这种调节方式存在着不能实现完全自动控制、系统寿命短、震动及噪音大和耗电量大等问题。 本文在对风机和水泵的变频调速系统发展现状的研究基础上,结合嵌入式技术、变频调速技术和模糊智能控制技术,对以LPC2478为处理器的风机和水泵的节能控制系统的软硬件进行了研究和实现。该系统表现出良好的风机和水泵自动控制特性和能量节约功能。 在本文中,首先对风机的工作特性和其节能运行的原理、交流电动机的变频调速原理和变频器原理进行了分析,然后在分析的基础上给出了系统的软硬件总体设计方案,最后详细阐述了系统硬件和软件的设计和实现。系统在硬件上以LPC2478作为中央处理器,并设计了触摸屏模块、液晶显示模块、存储器模块、温度采集模块、压力采集模块以及控制模块等外围硬件电路;在软件上移植了嵌入式操作系统μC/OS-II和嵌入式图形界面接口软件包ZLG/GUI,完成RTOS任务和模糊控制算法设计。 经过测试验证,系统在各个方面均能满足要求,且成本低、功能强,可以在工程实践中推广应用。 【关键词】：风机 水泵 节能 LPC2478 μC/OS-Ⅱ 模糊控制
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM921.51;TP368.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第一章 绪论11-15
• 1.1 课题研究背景及意义11-12
• 1.2 课题的提出12
• 1.3 课题主要研究内容和创新点12-14
• 1.4 论文的组织结构14-15
• 第二章 系统节能原理分析15-21
• 2.1 风机变频调速节能原理15-18
• 2.1.1 风机的工作特性15-16
• 2.1.2 风机节能运行原理分析16-18
• 2.2 异步电动机变频调速原理18-19
• 2.3 变频器原理19-21
• 第三章 系统总体设计21-30
• 3.1 系统需求分析21-22
• 3.1.1 功能需求21
• 3.1.2 环境条件21-22
• 3.2 系统主要设计内容分析22-25
• 3.2.1 系统嵌入式处理器选型22-23
• 3.2.2 系统操作系统选型23
• 3.2.3 系统嵌入式GUI 软件包选型23-24
• 3.2.4 系统外扩存储器要求分析24
• 3.2.5 系统节能要求分析24-25
• 3.3 系统硬件总体设计25-27
• 3.4 系统软件总体设计27-30
• 第四章 系统硬件详细设计30-43
• 4.1 触摸屏模块硬件设计30-32
• 4.2 液晶显示模块硬件设计32-33
• 4.2.1 LPC2478 LCD 控制器32
• 4.2.2 液晶显示硬件电路设计32-33
• 4.3 存储器模块硬件设计33-38
• 4.3.1 LPC2478 的外部存储器控制器33-35
• 4.3.2 NOR Flash 模块硬件设计35-36
• 4.3.3 SDRAM 模块硬件设计36-38
• 4.4 温度采集模块硬件设计38-39
• 4.5 压力采集模块硬件设计39-40
• 4.6 控制模块硬件设计40-43
• 第五章 系统软件详细设计43-74
• 5.1 各个硬件模块驱动开发43-59
• 5.1.1 触摸屏模块驱动开发43-49
• 5.1.2 液晶显示模块驱动开发49-51
• 5.1.3 存储器模块驱动开发51-56
• 5.1.4 温度采集模块驱动开发56-58
• 5.1.5 控制模块驱动开发58-59
• 5.2 ZLG/GUI 的的移植实现59-60
• 5.3 系统各个任务的实现60-70
• 5.3.1 数据结构与全局变量60-62
• 5.3.2 系统各个任务的关系62-64
• 5.3.3 初始化任务的实现64
• 5.3.4 触摸屏任务的实现64
• 5.3.5 控制任务的实现64-65
• 5.3.6 系统参数保存任务的实现65-66
• 5.3.7 界面显示任务的实现66-70
• 5.4 模糊控制算法实现70-74
• 第六章 系统节能性能测试74-76
• 第七章 总结与展望76-77
• 参考文献77-79
• 致谢79-80
• 在校期间的研究成果及发表的学术论文80

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

从风机节能系统看变频器在生产中的应用    朱永祥,于会军

ADS7843触摸屏接口    胡冰 ,吴升艳 ,岳春生

变频调速技术实现恒压供水    陈爱民,高贵敏

触摸屏在S3C2410上的应用实例    宋成 ,孙广富

模糊控制技术在变频空调器中的应用    周鲜成

LwIP在uC/0S II操作系统中的实现    罗军宏,谢余强,舒辉,张有为

舒适性空调系统模糊控制的研究    张吉礼，孙德兴

风机盘管空调器模糊控制器的研究    江志斌，江斌，孙保群，方贵银

嵌入式系统在矿用综合保护器中的应用与研究    朱琳

开关磁阻调速电机驱动挤出机的方法    赵婷婷;贾明全;丁慎言;

利用PSPICE仿真分析PWM控制电路    赵涛,姜卫东

全微机化DTC变频调速系统    孙红星,陈晓义,汪仁先,王成玖

VVVF电梯及其速度监控    叶安丽!北京100044

人工智能、模糊控制电冰箱    周丽,薛红

从风机节能系统看变频器在生产中的应用    朱永祥,于会军

矢量控制在水泵拖动系统中的应用    柳云山,肖强晖

MMU在TD-SCDMA基带专用芯片中的应用    吴付利;郑建宏;

基于ARM的气象数据采集系统的研制    阮双喜;邱春玲;田地;

浅谈船舶电力推进现状及发展    金海

基于GPRS的农田信息采集系统设计与实现    周翔;沈明霞;

汽车交流发电机试验台的制作与应用    许德恒;

VIVI在S3C2410处理器上的应用及启动流程分析    陈俊;吕恒;武穆清;

μC/OS-Ⅱ在ARM7处理器上的移植    赵晓鸥;黄福莹;

异步电动机矢量控制调速系统的MATLAB/SIMUlink仿真    侯向远;吴小兰;

具有视频测量的DCS在化工生产中的应用    陈荣保;贾承勇;

转速闭环、转差频率控制系统在工矿电机车上的应用    荆跃鹏;雷新媛;何庆华;沈茂盛;

多通道磁记忆检测仪研制    丁克勤;周舰;何石;王洪柱;张旭;黄冬林;

金属表面裂纹漏磁检测仪研制    丁克勤;周舰;王洪柱;张旭;黄冬林;

基于LPC2366的水情测报适配器设计与实现    方弄玉;吴福根;赵剑萍;

大射电望远望悬索式馈源支撑系统的运动规划、动态检测与控制    王文利

基于FNNS的感应电机直接转矩控制研究    徐中

异步电机测试技术与可靠性研究    方攸同

交流励磁发电机励磁控制系统的研究    杨彦杰

交流励磁发电机输出电力谐波抑制    王文举

新型半导体换流低速磁阻电动机的研究    史涔（氵山一几攵）

电动机变频调速系统故障检测与诊断技术研究    崔博文

汽车四轮转向的动力学特性与混杂控制研究    乔宇

新型谐振过渡软开关三相PWM逆变器    明正峰

多通道凹面光栅紫外可见分光光度计的设计和研究    万峰

智能便携式心肺复苏机的设计与实现    刘天华

基于嵌入式技术的搅拌站控制系统研究与软件开发    林下斌

基于AT91M55800A嵌入式控制器的设计与实现    翟二宁

嵌入式早期肿瘤检测子系统的研究    王振

基于Windows CE的便携式终端的系统软件开发    姚玉欣

应用模糊控制技术改造热风炉温控系统    罗晓孟

复烤机模糊控制系统的研究    孔留艳

异步电动机自适应矢量控制系统的设计与仿真    郭瑞

现代交流电气传动系统中微机通讯的应用——SRD远程操作控制及上位机通讯的研究    李华萍

三相PFC在变频器中的应用方法研究    曲刚

IIR数字滤波器的计算机设计方法    刘纪文,徐金梧

有源滤波器中数字低通滤波器设计及其实现    田大强,蒋平,唐国庆

数控直流电流源    王金鹏;赵昕;谷开永;

新型微机反时限电流保护时间-电流特性的工程应用    黄彦全,肖建,蔡勇,李晋,唐磊

小电流接地系统接地检测(选线)的新判据    杨顺义,杨宏

基于DSP和单片机双CPU结构的电动机综合保护器    佟为明,李中伟,赵志衡

IIR数字滤波器设计方法    冯巧玲,孙君曼

矿用高低压开关综合保护器的DSP实现    张小鸣

基于嵌入式微计算机的IIR数字滤波器设计实现    高锋阳,李强

反时限过流保护在微机保护装置中的实现    周小丽,陈刚

关于公布1996年《全国风机、水泵节能产品推荐名录》的通知    

1996年全国风机、水泵节能产品推荐名录    

变频器用于水泵节能原理与实践    杨程

风冷冷凝器计算机辅助设计    王守东,杨明,高明,于长滨,王荣屏

大型风机振动评定标准    陈学东,杨志谦,胡显坤

加快本市风机、水泵的节能改造    陈振千;朱宏坤;

干式电力变压器风机的选型    王鹏波,叶尉敏

南京地铁1号线空调通风大系统运作方式与能耗初步分析    谈洪潮

凝聚产生合力 合力共创明天——记风机协会第六届理事大会    朱宇;邱明杰;

工矿企业风机与水泵的调速节能    朱筱云;

GE1.5MW-sle风机安装机械化施工技术    张诗清;吴懿;

宣钢1号风机自控系统改造    张晓霞;罗承军;代艳平;连世伟;孙超;

风机轴承故障诊断实例    杨积忠;左立建;

中国风力发电现状浅议    张愉;

利用极值算法降低在线处理风机防喘故障的风险系数    赵彦奎;赵佳;郭勇;黄汝科;谷志刚;

小型喷施机的开发研究    梁学强;

地铁通风空调系统智能化控制与节能研究    由世俊;张磊;袁凤东;

基于全息谱分析的风机故障诊断系统的研究    唐邵军;陈平;谢志江;

唐钢炼铁厂南区1~# 2250风机系统改造    纪振江;马玉明;张硕;

振动监测在煤矿通风机和水泵故障诊断中的应用    谭文胜;刘来春;

石青山风力发电一期风机安装完毕    记者陈敏

维斯塔斯：风机至少比汽车坚固10倍    本报记者 李瞧

瑞丰风电场风机安装已过半    特约记者 李中军

QALY系列风机获国际金奖    首席记者 杨海霞

2009，风机制造提前迎来买方市场    本报记者 王颖春

文登风电场首台风机吊装成功    于国敏

美国超导涉足10兆瓦风机研发    记者 邓立圣

3兆瓦风机下半年将下线    记者 谭华健

美国超导公司进军10兆瓦超导风机领域    本报记者 石珊珊

认证是风机行业最佳准入制度    本报记者 王颖春

过盈联接摩擦系数的理论及试验研究    刘宝庆

大涡模拟滤波网格尺度研究及其应用    戴正元

基于ARM的风机和水泵节能系统设计与实现    吴攀

我国建筑中央空调能耗现状及全面节能措施    钟玮

火电厂风机状态监测与故障诊断系统研究    刘清龙

灵泉发电厂#4炉引风机磨损问题的研究    卜照军

变速恒频风力发电机组的模糊控制    王飞

中央空调变频节能技术研究及工程应用    唐子明

基于Internet/Intranet的风机远程在线监测系统的研究    张月

电厂风机状态监测与维修系统研究    曾周亮

JS型回转窑排烟风机的振动信号处理与故障诊断    王广斌

空调系统热回收影响因素及评价方法    林喜云