DSP平台矢量控制分析及性能评价

针对矢量控制策略的实时性要求,对DSP平台下矢量控制策略的性能进行分析和评价,弥补当前伺服控制系统中该评价工作的空白.分析了矢量控制策略核心模块以及能实现该策略的主流DSP平台的软硬件特性,为DSP平台矢量控制分析和性能评价奠定基础.通过以CPU负载率为性能指标的评估实验,分析了特定状态下矢量控制策略的适用情况,评估结果对DSP平台下矢量控制策略的选择具有一定参考价值.     

基于电流预测的三相感应电机矢量控制

在分析三相感应电机离散化的电流预测控制模型的基础上,本文提出了一种新的基于电流预测的三相感应电机矢量控制的算法。该算法不同于传统的SVPWM调制方式,而是在每个采样周期内,对三相逆变器的8个电压矢量进行在线评估,并选择使目标函数最小的电压矢量作为下一个周期的施加矢量。该方法控制策略简单,且具有较好的动静态性能,实现了对M轴和T轴给定电流的快速跟踪。在MATLAB／Simulink仿真软件平台下建立仿真模型,仿真结果验证了本文所提出控制策略的正确性和有效性。     

无刷双馈电机的转差型矢量控制

针对无刷双馈电机,提出一种转差型矢量控制策略.首先,在任意旋转mt坐标系下,推导无刷双馈电机的状态空间模型;然后,给出转差型矢量控制系统设计方法,根据控制电机转子磁链给定值和转矩给定计算控制电机电流分量和转差给定,通过调节控制电机定子电流励磁分量、转矩分量对转子磁链和转矩进行控制.仿真结果显示,所提出控制策略对指令的跟踪性能和对负载的调节能力优异,对参数偏差具有鲁棒性.     

基于扰动观测器的PMSM同步协调滑模控制

针对在负载扰动情况下多永磁同步电机控制系统出现电机转速不同步的问题,提出了基于扰动观测器的永磁同步电机同步协调滑模控制策略。从单电机高性能控制策略和三电机耦合结构角度出发,首先,在矢量控制基础框架下,设计了基于非线性负载转矩观测器的积分型滑模速度控制器,构成了单电机高性能矢量控制调速系统;其次,提出了一种基于PI速度补偿器的偏差耦合控制结构,相比传统的偏差耦合控制结构能较好地实现在负载扰动下三电机的转速同步协调运行。最后通过仿真验证了方法的有效性。     

表贴式永磁同步电机无位置传感器控制

位置传感器会增加系统成本和测量噪声,且无法应用在一些恶劣环境.论文在研究表贴式采磁同步电机无位置传感器的控制策略的基础上,提出一种基于反电动势的位置估计方法.利用两相旋转坐标系下电机方程的反电势形式,结合前馈控制,计算出转子位置的偏差角度,再采用锁相环结构对电机的相位和速度进行估计.在电机的低速运行阶段改进锁相环结构,保证速度估计精度,并进一步改善系统动态性能.建立了永磁同步电机的仿真模型,验证了该控制方法的可行性.在STM32F103X(ARM)为主控制器的实验平台上实现了所提出的表贴式永磁同步电机无位置传感器控制方法,实验结果表明该控制方法能够准确估计出电机的转速和转子位置,估计算法简单,系统稳态精度高、响应速度快.     

无刷双馈发电机不依赖参数的矢量控制策略

通过对无刷双馈发电机的功率绕组电压定向的统一矢量模型进行研究,提出了一种不依赖电机参数的矢量控制策略。该控制方法通过控制控制绕组的d轴和q轴电压分量来分别控制无刷双馈发电机的有功功率和无功功率,同时针对两定子d轴和q轴变量之间的交叉耦合问题加入了补偿模块。相比其他补偿策略,该补偿模块更加容易计算和实现。该控制策略不需要使用电机参数,避免了电机运行过程中因参数变化带来的控制精度下降问题。为了验证所提出的控制策略的性能,搭建了变频调速试验平台。试验结果证明了该控制方法具有良好的控制性能和解耦性能。     

基于矩阵式变换器的异步电机直接转矩控制策略

研究一种基于矩阵式变换器的异步电机控制策略,分析了异步电机的直接转矩控制方法和矩阵式变换器的空间矢量调制,给出了在直接转矩控制方案中,矩阵式变换器矢量电压的选择.这一控制策略同时实现了矩阵式变换器的空间矢量调制和异步电机的直接转矩控制.利用MATLAB仿真平台实现了该控制策略,仿真结果表明:采用这一控制策略的调速系统具有良好的静、动态性能,并且保持了单位功率因素.     

基于高阶滑模速度控制器的异步电机模型预测转矩控制

针对三相异步电机驱动系统,提出一种基于高阶滑模速度控制器的模型预测转矩控制策略.为了降低负载扰动对系统运行性能的影响,设计一种基于二阶Super-Twisting滑模技术的速度环控制器,以代替传统PI速度控制器,并应用Lyapunov稳定性理论对其稳定性和鲁棒性进行分析,得到使速度控制系统收敛的参数范围.为了提升转矩控制精度,基于异步电机的数学模型,采用模型预测转矩控制理论,以转矩和定子磁链为控制目标设计评价函数,得到最优输出电压矢量驱动电机运行.仿真结果表明,所提出的控制方法能有效提升系统对负载扰动的鲁棒性,并有效降低转矩波动,使电机具有良好的动态和静态运行性能.     

基于LM3S615的SVPWM变频调速系统

介绍一种基于ARM微处理器LM3S615的交流电机SVPWM控制系统,从硬件和软件两个方面对交流电机实现SVPWM控制进行了详细的叙述.系统软件部分简化了传统算法,相对于以往的SVPWM控制策略大大缩短了参考电压矢量的采样周期.使电机内部磁链更加逼近圆形,减少脉动.同时,系统具有液晶屏显示和按键功能,方便了实际应用系统具体控制参数的设置.实验结果表明,该系统性能稳定,运行可靠,可以满足小型交流电机调速驱动需要.     

任务及中断负载下实时操作系统性能评估研究

针对现有实时操作系统Benchmark在任务及中断混合负载下的评估“失真”问题,从RTOS内核中断响应模型分析入手,提出一种面向任务及中断混合负载环境下的内核性能评估方法,并以Rhealstone和ThreadMetric两种典型的Benchmark为基础实验平台进行改造与修正,通过对VxWorks、RTEMS、uC/OSII等系统的性能评测,实验结果表明,该评估方法对任务及中断混合负载下的RTOS内核性能评估更具合理性。     

永磁同步电机矢量控制系统的研究

电机控制技术是实现高性能伺服驱动的核心,也是体现先进制造技术的标志技术之一。基于永磁同步电动机矢量控制理论,介绍了永磁同步电动机的数学模型和基于=0的矢量控制方法,建立了基于空间矢量的永磁同步电动机矢量控制系统Matlab仿真模型,并给出了仿真结果和系统软、硬件设计。硬件系统以TMS320F2812为核心,实现了电流、速度双闭环的矢量控制。仿真结果与理论分析一致,表明设计方案和控制策略的正确性。     

Towards green data centers: A comparison of x86 and ARM architectures power efficiency

Servers and clusters are fundamental building blocks of high performance computing systems and the IT infrastructure of many companies and institutions. This paper analyzes the feasibility of building servers based on low power computers through an experimental comparison of server applications running on x86 and ARM computer architectures. The comparison executed on web and database servers includes power usage, CPU load, temperature, request latencies and the number of requests handled by each tested system. Floating point performance and power usage are also evaluated. The use of ARM based systems has shown to be a good choice when power efficiency is needed without losing performance.     

基于深度学习的ARM平台实时人脸识别

针对ARM平台上人脸识别实时性不强和识别率低的问题，提出一种基于深度学习的实时人脸识别方法。首先基于MTCNN人脸检测算法设计了一种实时检测并追踪人脸的算法；然后在ARM平台上基于深度残差网络（ResNet）设计人脸特征提取网络；最后针对ARM平台的特点，使用Mali-GPU加速人脸特征提取网络的运算，分担CPU负荷，提高系统整体运行效率。算法部署在基于ARM的瑞芯微RK3399开发板上，运行速度达到22 帧/s。实验结果表明，与MobileFaceNet相比，该方法在MegaFace上的识别率提升了11个百分点。     

面向ARM64架构多核微处理器的模板计算性能优化研究

模板计算是一类重要的计算核心,广泛存在于图像和视频处理以及大规模科学和工程计算领域。但是,针对ARM64高性能处理器的模板计算性能的优化研究还很少。为了实现典型模板计算核心在ARM64架构多核微处理器上的并行化和性能优化,基于AMCC X-GENE2和飞腾FT-1500A多核微处理器特点,提出了基于两维度绑定的优化方法,该方法通过线程与CPU绑定以及线程与数据块绑定,减少了线程调度的并行开销,增加了Cache的命中率。实验结果表明,该方法提升了模板计算在ARM64架构多核微处理器上的性能,且在两种ARM64架构多核微处理器平台上都表现出较好的可扩展性。     

RISC-V向量指令集的Compute Library函数库移植

ARM Compute Library是一类针对ARM Cortex-A系列CPU处理器和ARM Mali系列GPU特定优化的软件算法函数库,内部实现了卷积滤波器、卷积神经网络等算法,并且使用Cortex-A CPU NEON、Mali GPU的SIMD技术加速算法运行。RISC-V指令集作为一种开源的指令集,目前发布了相对稳定的SIMD指令集版本,并且C-SKY开源了支持v0.7.1 intrinsics的GCC和QEMU。在这些基础上,本文尝试将ARM Compute Library函数库移植至支持RISC V向量指令集,其中函数移植的核心思想是在不修改源文件的前提下,通过编写一个头文件,用宏定义把ARM NEON向量类型接口逐一替换成RISC-V intrinsics中定义的向量类型和向量函数接口。     

永磁同步机变频调速系统MATLAB建模与仿真

永磁同步电机由于谐波少、转矩的精度高,常用于伺服系统和高性能的调速系统.为研究需要,对其物理模型进行简化,建立了电机的数学模型及其基本方程.本文采用使直轴电流id=0方法进行研究,得到了基于转子磁场定向矢量控制下的电机电磁转矩方程.在Matlab/Simulink搭建整个系统仿真模型、转速和电流控制模块,并对系统进行仿真.仿真结果表明所得波形符合理论分析,系统响应快、超调量小,系统运行稳定,具有良好的动、静态特性.该方法采用易扩展的模块化设计,可在线修改和观察所有参数以及参数变化对系统控制效果的影响,从而能方便地验证各种控制策略,并据此选出高效的快速设计方案,缩短了研制周期,对系统设计和调试起到了很大的作用.     

基于Kalman滤波的云数据中心能耗和性能优化

云数据中心虚拟机的动态整合需要跟踪服务器的运行状态,而服务器的运行状态会受到数据中心负载变化的影响,现有的CPU使用率预测方法大都只关注当前服务器的CPU利用率变化。提出了一个基于Kalman滤波的CPU使用率预测模型,建立了基于所有服务器CPU使用率变化系数的数据中心负载变化模型,详细描述了基于Kalman滤波的CPU使用率预测方法,讨论了云数据中心的能耗和性能评价指标。最后,为了验证基于Kalman滤波的CPU使用率预测算法的有效性,在CloudSim仿真系统和PlanetLab的五个数据集上进行了实验。实验结果表明,Kalman滤波能够较好地反映服务器CPU使用率的变化趋势,有效地降低数据中心的能耗,并保持较好的计算性能。